Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Электронная схема]
Electronic circuit
]
Источник тока Видлара — это модификация базового зеркала тока из двух транзисторов, включающая в себя резистор вырождения эмиттера только для выходного транзистора, что позволяет источнику тока генерировать небольшие токи, используя умеренные значения сопротивления. Схема Видлара может использоваться с биполярными транзисторами, МОП-транзисторами и даже вакуумными лампами. Примером применения является операционный усилитель 741, и Видлар использовал эту схему в качестве компонента во многих разработках. Эта схема названа в честь её изобретателя Боба Видлара и была запатентована в 1967 году.
A Widlar current source is a modification of the basic two transistor current mirror that incorporates an emitter degeneration resistor for only the output transistor, enabling the current source to generate low currents using only moderate resistor values. The Widlar circuit may be used with bipolar transistors, MOS transistors, and even vacuum tubes. An example application is the 741 operational amplifier, and Widlar used the circuit as a part in many designs. This circuit is named after its inventor, Bob Widlar, and was patented in 1967.
Анализ постоянного тока
На рисунке 1 показан пример источника тока Видлара, реализованного на биполярных транзисторах, где эмиттерный резистор R2 подключен к выходному транзистору Q2 и уменьшает ток в Q2 по сравнению с Q1. Основной принцип работы схемы заключается в том, что падение напряжения на резисторе R2 вычитается из напряжения база-эмиттер транзистора Q2, тем самым уменьшая его открытие относительно транзистора Q1. Это наблюдение можно выразить, приравняв выражения для напряжения базы с обеих сторон схемы, представленной на рисунке 1, следующим образом:
Figure 1 is an example Widlar current source using bipolar transistors, where the emitter resistor R2 is connected to the output transistor Q2, and has the effect of reducing the current in Q2 relative to Q1. The key to this circuit is that the voltage drop across the resistor R2 subtracts from the base emitter voltage of transistor Q2, thereby turning this transistor off compared to transistor Q1. This observation is expressed by equating the base voltage expressions found on either side of the circuit in Figure 1 as:
где β2 – коэффициент усиления по току выходного транзистора, который отличается от коэффициента усиления по току входного транзистора, частично из-за значительной разницы в токах этих транзисторов. IB2 – базовый ток выходного транзистора, VBE – напряжение база-эмиттер. Из этого уравнения следует (с использованием уравнения диода Шокли):
where β2 is the beta value of the output transistor, which is not the same as that of the input transistor, in part because the currents in the two transistors are very different. The variable IB2 is the base current of the output transistor, VBE refers to base emitter voltage. This equation implies (using the Shockley diode equation):
Уравнение 1
Eq. 1
где VT – тепловое напряжение. В этом уравнении делается приближение, что оба тока значительно превышают обратные токи IS1 и IS2; это приближение справедливо, за исключением уровней тока, близких к отсечке. В дальнейшем будем считать обратные токи равными; на практике для этого требуется специальная настройка.
where VT is the thermal voltage. This equation makes the approximation that the currents are both much larger than the scale currents, IS1 and IS2; an approximation valid except for current levels near cut off. In the following, the scale currents are assumed to be identical; in practice, this needs to be specifically arranged.
Точное решение
Трансцендентные уравнения, представленные выше, могут быть решены точно с использованием функции Ламберта W.
The transcendental equations above can be solved exactly in terms of the Lambert W function.