| 1 |
kaklik |
1 |
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"> |
|
|
2 |
<html> |
|
|
3 |
<head> |
|
|
4 |
<meta name="generator" content="HTML Tidy for Windows (vers 1 June 2005), see www.w3.org"> |
|
|
5 |
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1250"> |
|
|
6 |
<meta name="generator" content="microsoft word 10 (filtered)"> |
|
|
7 |
<title> |
|
|
8 |
proudové zrcadlo |
|
|
9 |
</title> |
|
|
10 |
<style type="text/css"> |
|
|
11 |
<!-- /* Font Definitions */ @font-face { font-family: Wingdings; panose-1: 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0; } /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } h1 { margin-top: 20.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; text-indent: 0cm; page-break-after: avoid; font-size: 20.0pt; font-family: Arial; } h2 { margin-top: 16.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; text-indent: 0cm; page-break-after: avoid; font-size: 16.0pt; font-family: Arial; } h3 { margin-top: 12.0pt; |
|
|
12 |
margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; text-indent: 0cm; page-break-after: avoid; font-size: 13.0pt; font-family: Arial; } h4 { margin-top: 12.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; page-break-after: avoid; font-size: 14.0pt; font-family: "Times New Roman"; } h5 { margin-top: 12.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 13.0pt; font-family: "Times New Roman"; font-style: italic; } h6 { margin-top: 12.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 11.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoHeading7, li.MsoHeading7, div.MsoHeading7 { margin-top: 12.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoHeading8, li.MsoHeading8, div.MsoHeading8 { margin-top: 12.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; font-style: italic; } |
|
|
13 |
p.MsoHeading9, li.MsoHeading9, div.MsoHeading9 { margin-top: 12.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 11.0pt; font-family: Arial; } p.MsoToc1, li.MsoToc1, div.MsoToc1 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc2, li.MsoToc2, div.MsoToc2 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 12.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc3, li.MsoToc3, div.MsoToc3 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 24.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc4, li.MsoToc4, div.MsoToc4 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 36.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc5, li.MsoToc5, div.MsoToc5 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 48.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } |
|
|
14 |
p.MsoToc6, li.MsoToc6, div.MsoToc6 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 60.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc7, li.MsoToc7, div.MsoToc7 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 72.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc8, li.MsoToc8, div.MsoToc8 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 84.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoToc9, li.MsoToc9, div.MsoToc9 { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 96.0pt; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoHeader, li.MsoHeader, div.MsoHeader { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.MsoFooter, li.MsoFooter, div.MsoFooter { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; |
|
|
15 |
font-family: "Times New Roman"; } p.MsoSubtitle, li.MsoSubtitle, div.MsoSubtitle { margin-top: 25.0pt; margin-right: 1.0cm; margin-bottom: 30.0pt; margin-left: 1.0cm; font-size: 14.0pt; font-family: Arial; font-style: italic; } a:link, span.MsoHyperlink { color: blue; text-decoration: underline; } a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed { color: purple; text-decoration: underline; } samp { font-family: "Courier New"; } p.Odstavecsobrzkem, li.Odstavecsobrzkem, div.Odstavecsobrzkem { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 20.0pt; margin-left: 0cm; text-align: center; font-size: 12.0pt; font-family: "Times New Roman"; } p.Vpisprogramu, li.Vpisprogramu, div.Vpisprogramu { margin-top: 3.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 3.0pt; margin-left: 0cm; font-size: 12.0pt; font-family: "Courier New"; } p.Autor, li.Autor, div.Autor { margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; text-align: center; font-size: 12.0pt; font-family: Arial; } p.Titul, li.Titul, div.Titul { |
|
|
16 |
margin-top: 6.0pt; margin-right: 0cm; margin-bottom: 6.0pt; margin-left: 0cm; text-align: center; font-size: 20.0pt; font-family: Arial; } @page Section1 { size: 595.3pt 841.9pt; margin: 4.0cm 2.0cm 62.35pt 2.0cm; } div.Section1 { page: Section1; } /* List Definitions */ ol { margin-bottom: 0cm; } ul { margin-bottom: 0cm; } --> |
|
|
17 |
</style> |
|
|
18 |
<style type="text/css"> |
|
|
19 |
:link { color: blue } :visited { color: purple } ul.c6 {margin-top:0cm} h1.c5 {margin-left:0cm; text-indent:0cm; page-break-before:always} span.c4 {font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"} br.c3 {page-break-before:always} p.c2 {text-indent:35.4pt} h1.c1 {margin-left:0cm; text-indent:0cm} |
|
|
20 |
</style> |
|
|
21 |
</head> |
|
|
22 |
<body lang="CS"> |
|
|
23 |
<div class="Section1"> |
|
|
24 |
<p class="Titul"> |
|
|
25 |
Proudové zrcadlo |
|
|
26 |
</p> |
|
|
27 |
<p class="Autor"> |
|
|
28 |
Milan Horkel |
|
|
29 |
</p> |
|
|
30 |
<p class="MsoSubtitle"> |
|
|
31 |
Zdroje proudu jsou pøi konstrukci integrovaných obvodù asi stejnì dùleité, jako obyèejný |
|
|
32 |
rezistor pro bìné tranzistorové obvody. Zdroje proudu se èasto pouívají místo |
|
|
33 |
zatìovacích odporù v kolektorech zesilovacích stupòù a v diferenciálních stupních |
|
|
34 |
(operaèních) zesilovaèù. |
|
|
35 |
</p> |
|
|
36 |
<h1 class='c1'> |
|
|
37 |
1.Jednoduchý zdroj proudu |
|
|
38 |
</h1> |
|
|
39 |
<p> |
|
|
40 |
<img width="242" height="255" src="pic/image001.gif" alt="Image"> <img width="234" height= |
|
|
41 |
"255" src="pic/image002.gif" alt="Image"> |
|
|
42 |
</p> |
|
|
43 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
44 |
Tento zdroj proudu funguje tak, e se napìtí na Zenerovì diodì zesiluje emitorovým |
|
|
45 |
sledovaèem (zesilovaèem se spoleèným kolektorem) tak, e na odporu Re je napìtí Uz zmenené |
|
|
46 |
o úbytek na pøechodu B-E (cca 0.7V). Pokud toto napìtí klesne, poteèe vìtí proud |
|
|
47 |
pøechodem B-E a tranzistor se bude otevírat a bude tak do Re propoutìt vìtí proud a |
|
|
48 |
naopak. |
|
|
49 |
</p> |
|
|
50 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
51 |
Protoe proud kolektorem je prakticky stejný jako proud emitorem (je mení o proud báze, |
|
|
52 |
který je beta krát mení) bude se tranzistor otevírat a zavírat tak, aby proud zátìí byl |
|
|
53 |
stále stejný. |
|
|
54 |
</p> |
|
|
55 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
56 |
Toto schéma ukazuje konkrétní pouití zdroje proudu pro nabíjeèku NiCd akumulátorù v |
|
|
57 |
reimu konstantního proudu. |
|
|
58 |
</p> |
|
|
59 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
60 |
Zdroj proudu mùe fungovat pouze v pøípadì, e je napájecí dostateènì velké na to, aby pøi |
|
|
61 |
nastaveném proudu zbylo jetì nìjaké napìtí i na tranzistor. |
|
|
62 |
</p> |
|
|
63 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
64 |
Velikost napájecího napìtí je omezeno maximálním napìtím, které tranzistor snese a |
|
|
65 |
maximálním výkonem, který je moné na tranzistoru uchladit. |
|
|
66 |
</p> |
|
|
67 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
68 |
<img width="359" height="166" src="pic/image003.gif" alt="Image"> |
|
|
69 |
</p> |
|
|
70 |
<p> |
|
|
71 |
To je principálnì stejný zdroj proudu. Obvod LM317 se snaí udrovat mezi vývody OUT a ADJ |
|
|
72 |
konstantní napìtí 1.25V. Tím je dán proud rezistorem Re a tím i zátìí. Pøesnost je zde |
|
|
73 |
ponìkud zhorena proudem Iq ze vstupu ADJ stabilizátoru. |
|
|
74 |
</p> |
|
|
75 |
<h1 class='c1'> |
|
|
76 |
2. Tranzistor jako dioda |
|
|
77 |
</h1> |
|
|
78 |
<p> |
|
|
79 |
<img width="107" height="255" src="pic/image004.gif" alt="Image"> |
|
|
80 |
</p> |
|
|
81 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
82 |
U tranzistoru zapojeného podle obrázku se proud procházející rezistorem P rozdìlí na proud |
|
|
83 |
báze a proud kolektoru podle proudového zesilovacího èinitele tranzistoru: |
|
|
84 |
</p> |
|
|
85 |
<p class="MsoNormal c2"> |
|
|
86 |
<sub><img width="73" height="19" src="pic/image005.gif" alt="Image"></sub> |
|
|
87 |
</p> |
|
|
88 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
89 |
Tranzistor se bude otevírat do té doby, a bude napìtí na bázi (a kolektoru) zmení na cca |
|
|
90 |
0.7V. |
|
|
91 |
</p> |
|
|
92 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
93 |
Takto zapojený tranzistor se bìnì objevuje v integrovaných obvodech v místech, kde je |
|
|
94 |
potøeba posunout napìtí o cca 0.7V. |
|
|
95 |
</p> |
|
|
96 |
<h1 class='c1'> |
|
|
97 |
3. Proudové zrcadlo |
|
|
98 |
</h1> |
|
|
99 |
<p> |
|
|
100 |
<img width="193" height="215" src="pic/image006.gif" alt="Image"> |
|
|
101 |
</p> |
|
|
102 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
103 |
Uvedené zapojení se jmenuje proudové zrcadlo, protoe nastavený proud Iref na vstupu urèuje |
|
|
104 |
proud zátìí Iz. Pokud jsou oba tranzistory stejné a mají stejnou teplotu bude: |
|
|
105 |
</p> |
|
|
106 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
107 |
<sub><img width="48" height="19" src="pic/image007.gif" alt="Image"></sub> |
|
|
108 |
</p> |
|
|
109 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
110 |
První tranzistor funguje jako dioda a pokud jsou oba tranzistory stejné a mají stejnou |
|
|
111 |
teplotu poteèe do báze druhého tranzistoru stejný proud jako do prvního tranzistoru. |
|
|
112 |
</p> |
|
|
113 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
114 |
<sub><img width="51" height="19" src="pic/image008.gif" alt="Image"></sub> |
|
|
115 |
</p> |
|
|
116 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
117 |
Tím je druhý tranzistor otevøený pro stejný proud jako tranzistor první. |
|
|
118 |
</p><span class='c4'><br clear="all" class='c3'></span> |
|
|
119 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
120 |
<img width="199" height="250" src="pic/image009.gif" alt="Image"> |
|
|
121 |
</p> |
|
|
122 |
<p> |
|
|
123 |
Toto je stejné zapojení ale s konkrétními proudy a napìtími. Je vidìt, e pøevodní pomìr |
|
|
124 |
zrcadla není pøesnì 1:1 ale èást referenèního proudu se spotøebuje pro napájení bází obou |
|
|
125 |
tranzistorù. Pøesnost je tím lepí, èím je vìtí zesílení obou tranzistorù. |
|
|
126 |
</p> |
|
|
127 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
128 |
U integrovaných obvodù je obtíné dosáhnout konkrétní velikosti zesílen, ale je snadné |
|
|
129 |
vyrobit tranzistory, které jsou stejné. |
|
|
130 |
</p> |
|
|
131 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
132 |
<img width="244" height="250" src="pic/image010.gif" alt="Image"> |
|
|
133 |
</p> |
|
|
134 |
<p> |
|
|
135 |
Pokud vezmeme dva obyèejné tranzistory bude pøevodní pomìr zrcadla urèitì jiný ne 1:1 ale |
|
|
136 |
zrcadlo bude pìknì fungovat. Váným problémem ale bude udrení shodné teploty obou |
|
|
137 |
tranzistorù. Protoe na teplotì závisí napìtí Ube (vyí teplota znamená nií napìtí na |
|
|
138 |
diodì Ube) bude se pøevodní pomìr zrcadla mìnit s rozdílem teploty obou tranzistorù. |
|
|
139 |
</p> |
|
|
140 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
141 |
Zrcadlo mùe zrcadlit referenèní proud do vìtího poètu výstupù. Tranzistor Q2 není nijak |
|
|
142 |
zvlátní, to se jen kreslí báze jako by byla prùchozí aby bylo schéma pøehlednìjí. |
|
|
143 |
</p> |
|
|
144 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
145 |
Pokud konstruktér integrovaného obvodu potøebuje jiný pøevodní pomìr ne 1:1 tak udìlá |
|
|
146 |
nìkteré výstupní tranzistoru vìtí a nìkteré mení. |
|
|
147 |
</p> |
|
|
148 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
149 |
Vìtí tranzistor si mùeme pøedstavit jako nìkolik malých tranzistorù spojených paralelnì. |
|
|
150 |
Tedy i výstupní proud bude vìtí. |
|
|
151 |
</p> |
|
|
152 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
153 |
<img width="212" height="250" src="pic/image011.gif" alt="Image"> |
|
|
154 |
</p> |
|
|
155 |
<p> |
|
|
156 |
Poslední zapojení ukazuje, jak zlepit pøesnost zrcadlení referenèního proudu. Tranzistor |
|
|
157 |
Q3 funguje jako emitorový sledovaè a napájí báze Q1 a Q2 ani by podstatnì uíral |
|
|
158 |
referenèní proud. |
|
|
159 |
</p> |
|
|
160 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
161 |
Napìtí na kolektoru Q1 bude cca 2x0.7V. |
|
|
162 |
</p> |
|
|
163 |
<h1 class='c5'> |
|
|
164 |
4. Kde se proudové zrcadlo pouívá |
|
|
165 |
</h1> |
|
|
166 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
167 |
Struènì øeèeno, proudové zrcadlo se pouívá ve vech analogových integrovaných obvodech i |
|
|
168 |
v mnohých èíslicových integrovaných obvodech. Pouití proudového zrcadla a zdroje proudu |
|
|
169 |
jako zátìe pro tranzistory, které zesilují uiteèný signál pøináí obrovské výhody: |
|
|
170 |
</p> |
|
|
171 |
<ul class='c6' type="disc"> |
|
|
172 |
<li class="MsoNormal">Zesilovaèe zesilují nezávisle na velikosti napájecího napìtí |
|
|
173 |
</li> |
|
|
174 |
<li class="MsoNormal">Zesilovaèe mohou zesilovat velké signály bez zkreslení |
|
|
175 |
</li> |
|
|
176 |
<li class="MsoNormal">Rozkmit signálù mùe být témìø pøes celý rozsah napájení |
|
|
177 |
</li> |
|
|
178 |
<li class="MsoNormal">Obvod se obejde bez rezistorù, které zabírají velkou plochu na èipu |
|
|
179 |
</li> |
|
|
180 |
</ul> |
|
|
181 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
182 |
Podíváme se na zapojení jednoduchého komparátoru LM339. Komparátor je obvod, který na svém |
|
|
183 |
výstupu indikuje polaritu napìtí mezi svými vstupy. Velkému napìtí na + vstupu odpovídá |
|
|
184 |
velké napìtí na výstupu. Pøesnìji, pokud je napìtí na + vstupu vìtí ne na vstupu je na |
|
|
185 |
výstupu velké napìtí (rozpojený výstupní tranzistor) a naopak. |
|
|
186 |
</p> |
|
|
187 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
188 |
<img width="325" height="219" src="pic/image012.jpg" alt="Image"> <img width="367" height= |
|
|
189 |
"333" src="pic/image013.jpg" alt="Image"> |
|
|
190 |
</p> |
|
|
191 |
<p> |
|
|
192 |
Obvod Q13, R1, D5, D6 tvoøí jednoduchý proudový zdroj. Proud urèuje R1 na kterém bude cca |
|
|
193 |
0.7V. |
|
|
194 |
</p> |
|
|
195 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
196 |
Odpor R2 je startovací. Bez nìho by po zapnutí napájení IO nezaèal fungovat protoe by |
|
|
197 |
vechny tranzistory zùstaly zavøené. |
|
|
198 |
</p> |
|
|
199 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
200 |
Tranzistory Q9, Q12, Q14 tvoøí proudové zrcadlo a napájí pøísluné èásti obvodu. |
|
|
201 |
</p> |
|
|
202 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
203 |
Tranzistory Q5, Q6 jsou také proudové zrcadlo a slouí jako zatìovací odpory vstupním |
|
|
204 |
tranzistorùm Q2, Q4, které jsou zapojené jako rozdílový zesilovaè. |
|
|
205 |
</p> |
|
|
206 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
207 |
Druhý obvod je to samé ale z katalogu jiného výrobce. Èasto se pomocné obvody v |
|
|
208 |
integrovaných obvodech kreslí zjednoduenì nebo se nekreslí vùbec (napøíklad rùzné ochranné |
|
|
209 |
obvody). |
|
|
210 |
</p> |
|
|
211 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
212 |
Proudové zdroje rùzní výrobci kreslí rùznì. Tady jsou nìkteré z bìných moností: |
|
|
213 |
</p> |
|
|
214 |
<p class="MsoNormal"> |
|
|
215 |
<img width="64" height="41" src="pic/image014.jpg" alt="Image"> <img width="68" height="40" |
|
|
216 |
src="pic/image015.jpg" alt="Image"> <img width="44" height="40" src="pic/image016.jpg" alt= |
|
|
217 |
"Image"> <img width="29" height="41" src="pic/image017.jpg" alt="Image"> |
|
|
218 |
</p> |
|
|
219 |
</div> |
|
|
220 |
</body> |
|
|
221 |
</html> |