| 46 |
kakl |
1 |
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"> |
|
|
2 |
<html> |
|
|
3 |
<head> |
|
|
4 |
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1250" |
|
|
5 |
<title> |
|
|
6 |
proudové zrcadlo |
|
|
7 |
</title> |
|
|
8 |
<link rel="StyleSheet" href="../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB z kladn¡ styl"> |
|
|
9 |
<script language="JavaScript" type="text/javascript" src="../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script> |
|
|
10 |
</head> |
|
|
11 |
|
|
|
12 |
<body lang="cs"> |
|
|
13 |
|
|
|
14 |
<!-- ============== HLAVI¬KA ============== --> |
|
|
15 |
<div class="Header"> |
|
|
16 |
<script type="text/javascript"> |
|
|
17 |
<!-- |
|
|
18 |
SetRelativePath("../../../../"); |
|
|
19 |
DrawHeader(); // mozno zmenit nadpis v hlavicce |
|
|
20 |
// --> |
|
|
21 |
</script> |
|
|
22 |
<noscript> |
|
|
23 |
<b> Pro zobrazen¡ (vlo§en¡) hlaviky je potýeba JavaScript </b> |
|
|
24 |
</noscript> |
|
|
25 |
</div> |
|
|
26 |
|
|
|
27 |
<!-- ============== MENU ============== --> |
|
|
28 |
<div class="Menu"> |
|
|
29 |
<script type="text/javascript"> |
|
|
30 |
<!-- |
|
|
31 |
|
|
|
32 |
DrawMenu(); |
|
|
33 |
// --> |
|
|
34 |
</script> |
|
|
35 |
<noscript> |
|
|
36 |
<b> Pro zobrazen¡ (vlo§en¡) hlaviky je potýeba JavaScript </b> |
|
|
37 |
</noscript> |
|
|
38 |
</div> |
|
|
39 |
|
|
|
40 |
<!-- ============== TEXT STRANKY ============== --> |
|
|
41 |
<div class="Text"> |
|
|
42 |
<p class="Titul"> |
|
|
43 |
Proudové zrcadlo |
|
|
44 |
</p> |
|
|
45 |
<p class="Autor"> |
|
|
46 |
Milan Horkel |
|
|
47 |
</p> |
|
|
48 |
<p class="Subtitle"> |
|
|
49 |
Zdroje proudu jsou pøi konstrukci integrovaných obvodù asi stejnì dùleité, jako obyèejný |
|
|
50 |
rezistor pro bìné tranzistorové obvody. Zdroje proudu se èasto pouívají místo |
|
|
51 |
zatìovacích odporù v kolektorech zesilovacích stupòù a v diferenciálních stupních |
|
|
52 |
(operaèních) zesilovaèù. |
|
|
53 |
</p> |
|
|
54 |
<h1> |
|
|
55 |
1.Jednoduchý zdroj proudu |
|
|
56 |
</h1> |
|
|
57 |
<p> |
|
|
58 |
<img width="242" height="255" src="pic/image001.gif" alt="Image"> <img width="234" height= |
|
|
59 |
"255" src="pic/image002.gif" alt="Image"> |
|
|
60 |
</p> |
|
|
61 |
<p> |
|
|
62 |
Tento zdroj proudu funguje tak, e se napìtí na Zenerovì diodì zesiluje emitorovým |
|
|
63 |
sledovaèem (zesilovaèem se spoleèným kolektorem) tak, e na odporu Re je napìtí Uz zmenené |
|
|
64 |
o úbytek na pøechodu B-E (cca 0.7V). Pokud toto napìtí klesne, poteèe vìtí proud |
|
|
65 |
pøechodem B-E a tranzistor se bude otevírat a bude tak do Re propoutìt vìtí proud a |
|
|
66 |
naopak. |
|
|
67 |
</p> |
|
|
68 |
<p> |
|
|
69 |
Protoe proud kolektorem je prakticky stejný jako proud emitorem (je mení o proud báze, |
|
|
70 |
který je beta krát mení) bude se tranzistor otevírat a zavírat tak, aby proud zátìí byl |
|
|
71 |
stále stejný. |
|
|
72 |
</p> |
|
|
73 |
<p> |
|
|
74 |
Toto schéma ukazuje konkrétní pouití zdroje proudu pro nabíjeèku NiCd akumulátorù v |
|
|
75 |
reimu konstantního proudu. |
|
|
76 |
</p> |
|
|
77 |
<p> |
|
|
78 |
Zdroj proudu mùe fungovat pouze v pøípadì, e je napájecí dostateènì velké na to, aby pøi |
|
|
79 |
nastaveném proudu zbylo jetì nìjaké napìtí i na tranzistor. |
|
|
80 |
</p> |
|
|
81 |
<p> |
|
|
82 |
Velikost napájecího napìtí je omezeno maximálním napìtím, které tranzistor snese a |
|
|
83 |
maximálním výkonem, který je moné na tranzistoru uchladit. |
|
|
84 |
</p> |
|
|
85 |
<p> |
|
|
86 |
<img width="359" height="166" src="pic/image003.gif" alt="Image"> |
|
|
87 |
</p> |
|
|
88 |
<p> |
|
|
89 |
To je principálnì stejný zdroj proudu. Obvod LM317 se snaí udrovat mezi vývody OUT a ADJ |
|
|
90 |
konstantní napìtí 1.25V. Tím je dán proud rezistorem Re a tím i zátìí. Pøesnost je zde |
|
|
91 |
ponìkud zhorena proudem Iq ze vstupu ADJ stabilizátoru. |
|
|
92 |
</p> |
|
|
93 |
<h1> |
|
|
94 |
2. Tranzistor jako dioda |
|
|
95 |
</h1> |
|
|
96 |
<p> |
|
|
97 |
<img width="107" height="255" src="pic/image004.gif" alt="Image"> |
|
|
98 |
</p> |
|
|
99 |
<p> |
|
|
100 |
U tranzistoru zapojeného podle obrázku se proud procházející rezistorem P rozdìlí na proud |
|
|
101 |
báze a proud kolektoru podle proudového zesilovacího èinitele tranzistoru: |
|
|
102 |
</p> |
|
|
103 |
<p> |
|
|
104 |
<img width="73" height="19" src="pic/image005.gif" alt="Image"> |
|
|
105 |
</p> |
|
|
106 |
<p> |
|
|
107 |
Tranzistor se bude otevírat do té doby, a bude napìtí na bázi (a kolektoru) zmení na cca |
|
|
108 |
0.7V. |
|
|
109 |
</p> |
|
|
110 |
<p> |
|
|
111 |
Takto zapojený tranzistor se bìnì objevuje v integrovaných obvodech v místech, kde je |
|
|
112 |
potøeba posunout napìtí o cca 0.7V. |
|
|
113 |
</p> |
|
|
114 |
<h1> |
|
|
115 |
3. Proudové zrcadlo |
|
|
116 |
</h1> |
|
|
117 |
<p> |
|
|
118 |
<img width="193" height="215" src="pic/image006.gif" alt="Image"> |
|
|
119 |
</p> |
|
|
120 |
<p> |
|
|
121 |
Uvedené zapojení se jmenuje proudové zrcadlo, protoe nastavený proud Iref na vstupu urèuje |
|
|
122 |
proud zátìí Iz. Pokud jsou oba tranzistory stejné a mají stejnou teplotu bude: |
|
|
123 |
</p> |
|
|
124 |
<p> |
|
|
125 |
<img width="48" height="19" src="pic/image007.gif" alt="Image"> |
|
|
126 |
</p> |
|
|
127 |
<p> |
|
|
128 |
První tranzistor funguje jako dioda a pokud jsou oba tranzistory stejné a mají stejnou |
|
|
129 |
teplotu poteèe do báze druhého tranzistoru stejný proud jako do prvního tranzistoru. |
|
|
130 |
</p> |
|
|
131 |
<p> |
|
|
132 |
<img width="51" height="19" src="pic/image008.gif" alt="Image"> |
|
|
133 |
</p> |
|
|
134 |
<p> |
|
|
135 |
Tím je druhý tranzistor otevøený pro stejný proud jako tranzistor první. |
|
|
136 |
</p> |
|
|
137 |
<p> |
|
|
138 |
<img width="199" height="250" src="pic/image009.gif" alt="Image"> |
|
|
139 |
</p> |
|
|
140 |
<p> |
|
|
141 |
Toto je stejné zapojení ale s konkrétními proudy a napìtími. Je vidìt, e pøevodní pomìr |
|
|
142 |
zrcadla není pøesnì 1:1 ale èást referenèního proudu se spotøebuje pro napájení bází obou |
|
|
143 |
tranzistorù. Pøesnost je tím lepí, èím je vìtí zesílení obou tranzistorù. |
|
|
144 |
</p> |
|
|
145 |
<p> |
|
|
146 |
U integrovaných obvodù je obtíné dosáhnout konkrétní velikosti zesílen, ale je snadné |
|
|
147 |
vyrobit tranzistory, které jsou stejné. |
|
|
148 |
</p> |
|
|
149 |
<p> |
|
|
150 |
<img width="244" height="250" src="pic/image010.gif" alt="Image"> |
|
|
151 |
</p> |
|
|
152 |
<p> |
|
|
153 |
Pokud vezmeme dva obyèejné tranzistory bude pøevodní pomìr zrcadla urèitì jiný ne 1:1 ale |
|
|
154 |
zrcadlo bude pìknì fungovat. Váným problémem ale bude udrení shodné teploty obou |
|
|
155 |
tranzistorù. Protoe na teplotì závisí napìtí Ube (vyí teplota znamená nií napìtí na |
|
|
156 |
diodì Ube) bude se pøevodní pomìr zrcadla mìnit s rozdílem teploty obou tranzistorù. |
|
|
157 |
</p> |
|
|
158 |
<p> |
|
|
159 |
Zrcadlo mùe zrcadlit referenèní proud do vìtího poètu výstupù. Tranzistor Q2 není nijak |
|
|
160 |
zvlátní, to se jen kreslí báze jako by byla prùchozí aby bylo schéma pøehlednìjí. |
|
|
161 |
</p> |
|
|
162 |
<p> |
|
|
163 |
Pokud konstruktér integrovaného obvodu potøebuje jiný pøevodní pomìr ne 1:1 tak udìlá |
|
|
164 |
nìkteré výstupní tranzistoru vìtí a nìkteré mení. |
|
|
165 |
</p> |
|
|
166 |
<p> |
|
|
167 |
Vìtí tranzistor si mùeme pøedstavit jako nìkolik malých tranzistorù spojených paralelnì. |
|
|
168 |
Tedy i výstupní proud bude vìtí. |
|
|
169 |
</p> |
|
|
170 |
<p> |
|
|
171 |
<img width="212" height="250" src="pic/image011.gif" alt="Image"> |
|
|
172 |
</p> |
|
|
173 |
<p> |
|
|
174 |
Poslední zapojení ukazuje, jak zlepit pøesnost zrcadlení referenèního proudu. Tranzistor |
|
|
175 |
Q3 funguje jako emitorový sledovaè a napájí báze Q1 a Q2 ani by podstatnì uíral |
|
|
176 |
referenèní proud. |
|
|
177 |
</p> |
|
|
178 |
<p> |
|
|
179 |
Napìtí na kolektoru Q1 bude cca 2x0.7V. |
|
|
180 |
</p> |
|
|
181 |
<h1> |
|
|
182 |
4. Kde se proudové zrcadlo pouívá |
|
|
183 |
</h1> |
|
|
184 |
<p> |
|
|
185 |
Struènì øeèeno, proudové zrcadlo se pouívá ve vech analogových integrovaných obvodech i |
|
|
186 |
v mnohých èíslicových integrovaných obvodech. Pouití proudového zrcadla a zdroje proudu |
|
|
187 |
jako zátìe pro tranzistory, které zesilují uiteèný signál pøináí obrovské výhody: |
|
|
188 |
</p> |
|
|
189 |
<ul type="disc"> |
|
|
190 |
<li>Zesilovaèe zesilují nezávisle na velikosti napájecího napìtí |
|
|
191 |
</li> |
|
|
192 |
<li>Zesilovaèe mohou zesilovat velké signály bez zkreslení |
|
|
193 |
</li> |
|
|
194 |
<li>Rozkmit signálù mùe být témìø pøes celý rozsah napájení |
|
|
195 |
</li> |
|
|
196 |
<li>Obvod se obejde bez rezistorù, které zabírají velkou plochu na èipu |
|
|
197 |
</li> |
|
|
198 |
</ul> |
|
|
199 |
<p> |
|
|
200 |
Podíváme se na zapojení jednoduchého komparátoru LM339. Komparátor je obvod, který na svém |
|
|
201 |
výstupu indikuje polaritu napìtí mezi svými vstupy. Velkému napìtí na + vstupu odpovídá |
|
|
202 |
velké napìtí na výstupu. Pøesnìji, pokud je napìtí na + vstupu vìtí ne na vstupu je na |
|
|
203 |
výstupu velké napìtí (rozpojený výstupní tranzistor) a naopak. |
|
|
204 |
</p> |
|
|
205 |
<p> |
|
|
206 |
<img width="325" height="219" src="pic/image012.jpg" alt="Image"> |
|
|
207 |
<img width="367" height="333" src="pic/image013.jpg" alt="Image"> |
|
|
208 |
</p> |
|
|
209 |
<p> |
|
|
210 |
Obvod Q13, R1, D5, D6 tvoøí jednoduchý proudový zdroj. Proud urèuje R1 na kterém bude cca |
|
|
211 |
0.7V. |
|
|
212 |
</p> |
|
|
213 |
<p> |
|
|
214 |
Odpor R2 je startovací. Bez nìho by po zapnutí napájení IO nezaèal fungovat protoe by |
|
|
215 |
vechny tranzistory zùstaly zavøené. |
|
|
216 |
</p> |
|
|
217 |
<p> |
|
|
218 |
Tranzistory Q9, Q12, Q14 tvoøí proudové zrcadlo a napájí pøísluné èásti obvodu. |
|
|
219 |
</p> |
|
|
220 |
<p> |
|
|
221 |
Tranzistory Q5, Q6 jsou také proudové zrcadlo a slouí jako zatìovací odpory vstupním |
|
|
222 |
tranzistorùm Q2, Q4, které jsou zapojené jako rozdílový zesilovaè. |
|
|
223 |
</p> |
|
|
224 |
<p> |
|
|
225 |
Druhý obvod je to samé ale z katalogu jiného výrobce. Èasto se pomocné obvody v |
|
|
226 |
integrovaných obvodech kreslí zjednoduenì nebo se nekreslí vùbec (napøíklad rùzné ochranné |
|
|
227 |
obvody). |
|
|
228 |
</p> |
|
|
229 |
<p> |
|
|
230 |
Proudové zdroje rùzní výrobci kreslí rùznì. Tady jsou nìkteré z bìných moností: |
|
|
231 |
</p> |
|
|
232 |
<p> |
|
|
233 |
<img width="64" height="41" src="pic/image014.jpg" alt="Image"> |
|
|
234 |
<img width="68" height="40" src="pic/image015.jpg" alt="Image"> |
|
|
235 |
<img width="44" height="40" src="pic/image016.jpg" alt="Image"> |
|
|
236 |
<img width="29" height="41" src="pic/image017.jpg" alt="Image"> |
|
|
237 |
</p> |
|
|
238 |
</div> |
|
|
239 |
|
|
|
240 |
<!-- ============== PATICKA ============== --> |
|
|
241 |
<div class=Footer> |
|
|
242 |
<script type="text/javascript"> |
|
|
243 |
<!-- |
|
|
244 |
DrawFooter(); |
|
|
245 |
// --> |
|
|
246 |
</script> |
|
|
247 |
<noscript> |
|
|
248 |
<b> Pro zobrazen¡ (vlo§en¡) hlaviky je potýeba JavaScript </b> |
|
|
249 |
</noscript> |
|
|
250 |
</div> |
|
|
251 |
|
|
|
252 |
</body> |
|
|
253 |
|
|
|
254 |
</html> |