Генератор стабільного струму Відлара
Джерело струму Відлара є різновидом основної схеми двотранзисторного струмового дзеркала, яка містить струмообмежуючий резистор в ланцюзі емітера вихідного транзистора, що дозволяє використовувати цю схему для генерації слабких струмів, застосовуючи струмообмежувальний резистор тільки середніх.
У схемі Видлара можуть використовуватися як біполярні, і польові транзистори з ізольованим затвором (МОП - транзистори), і навіть вакуумні лампи. Прикладом використання цього джерела струму може бути операційний підсилювач моделі 741, Видлар застосовував своє джерело струму в багатьох конструкціях.
Ця схема була названа на честь її винахідника Боба Відлара і була запатентована в 1967 році.
Аналіз схеми
Мал. 1. Джерело струму Відлара
На малюнку 1 зображено схему джерела струму Відлара на біполярних транзисторах, тут резистор R2 встановлений в ланцюзі емітера вихідного транзистора VT2, що дозволяє зробити струм, що протікає через транзистор VT2, відносно невеликим порівняно зі струмом транзистора VT1. Головною особливістю цієї схеми є те, що падіння напруги на резистори R2 віднімається з напруги база-емітер транзистора VT2, що призводить до зменшення провідності цього транзистора в порівнянні з транзистором VT1. Це спостереження виражається рівністю базової напруги з обох сторін схеми з малюнка 1:
де β2 - це β (коефіцієнт передачі по струму) вихідного транзистора, цей параметр відрізняється від β першого транзистора через технологічний розкид параметрів, а так само частково через те, що сили струмів, що протікають через обидва транзистори сильно відрізняються. IB2 – це базовий струм вихідного транзистора, VBE – це напруга база – емітер. Із цьогорівняння слід (використовуючи формулу Шоклі для ідеальних діодів):
де VT – теплова напруга.
З цього рівняння приблизно випливає, що величини обох струмів набагато більше, ніж масштабні струми IS1, IS2, це наближення правильне для струмів будь-якої сили, за винятком тих, значення яких знаходяться поблизу зони відсічення. Надалі відмінність між двома масштабними струмами зменшується, хоча ця різниця може бути важливою у разі використання транзисторів із різними робочими областями.
Мал. 2. Токове дзеркало Відлара на транзисторах КТ503А.
Розглянемо практичний приклад генератора струму Відлара (рис. 2). Тут опорний ланцюг живиться від джерела +Vcc напругою 10,75 Вольт, що забезпечує опорний струм, рівний 10 мА (при опорі резистора R1 = 1 кОм), а ланцюг навантаження - колектор транзистора VT2 живлення джерела VA напругою = 25 В.
При опорному струмі, що дорівнює 20 мА (R1 = 0,5 кОм) змінимо опір емітерного резистора R2: