Compensación de temperatura en la fuente de corriente del transistor

Comience con un análisis estático.

El voltaje en el emisor de T2 es el mismo (suponiendo Vbe coincidente) que en la base de T1. (La base de T2 está un Vbe por encima de la base de T1 y el emisor de T2 está un Vbe por debajo del voltaje en su base).

Entonces I (carga) es V (unión R1, R2) / R4 ignorando el término de error de corriente base.

Ahora aumentemos la temperatura en (por ejemplo, 10C). Vbe para T1 se reducirá en aproximadamente 21 mV, por lo tanto, reducirá el emisor en esta cantidad.

Esto, a su vez, reducirá el voltaje base de T2 en la misma cantidad, reduciendo la polarización directa en estos mismos 21 mV. T2s Vbe también se habrá reducido en 21 mV y, por lo tanto, el voltaje en el emisor de T2 permanecerá constante y no habrá cambios en la relación V / R4, lo que dará como resultado una corriente constante a través de la temperatura.

Esto supone una coincidencia perfecta (que no obtendrá con partes discretas). Aun así, el coeficiente de temperatura del circuito global será significativamente mejor que sin la compensación.

Actualización: Flujo actual agregado

En algún punto de estado estacionario, la corriente en R2 viene dada por (V/(R1+R2)) + Ib(T1). Suponiendo que la corriente base en T1 es muy baja en comparación con la corriente en R2 debido al divisor, podemos aproximarnos a esto como lo anterior sin el término de corriente base.

V(R2) es por lo tanto I(R2) x R2.

La corriente en R3 es ((V+ - V(R2) - 0.6V) / R3) + Ib (T2). Una vez más, suponiendo que la corriente base en T2 es mucho menor que I(carga), podemos ignorar el término de corriente base. El término de 0,6 V se debe a que el emisor de T1 es una caída de diodo por encima del voltaje en la base, lo que reduce el voltaje en R3 en esta cantidad.

La corriente en la carga es V= V(R2) - 0.6V + 0.6V)/ R4. Los dos términos de 0,6 V se deben al hecho de que están involucrados dos términos de Vbe y el emisor de T2 está una caída de diodo por debajo de su base.

Ahora eleva la temperatura en 10C. En un transistor, el voltaje del emisor de la base se reducirá en 2,1 mV por grado para una corriente dada, I , por lo que el voltaje en cada unión del emisor de la base se reducirá en 21 mV. Ahora pasemos eso a las corrientes en cada nodo:

Siempre que la corriente en R2 sea mucho mayor que la corriente base de T1, entonces el voltaje base de T1 no cambiará y, por lo tanto, el voltaje del emisor caerá en 21 mV.

Como el voltaje del emisor de T1 se ha reducido en 21 mV, el voltaje base de T2 también se reducirá en 21 mV.

Entonces tenemos:

La corriente en R3 es ((V+ - V(R2) - 0.58V) / R3)

La corriente en la carga es V= - V(R2) - 0.58V + 0.58)/ R4.

Tenga en cuenta que los voltajes de ambos emisores de base han caído en cantidades iguales, cancelando efectivamente el término de error debido a la variación de temperatura.

Su circuito funciona mejor con un voltaje de suministro fijo. De hecho, la salida de corriente es casi proporcional a los voltios de suministro. Si T1, R1, R2 no estuvieran allí y solo hubiera una resistencia, aún tendría una fuente de corriente pero cambios en Vbe de T1 cambiaría la corriente. He visto que se usa este circuito. Recuerde que Vbe depende de la temperatura. La ecuación de erbers moll derivada de la física de semiconductores y bien documentada en otros lugares describe esta variación de temperatura con una precisión razonable. no tiene T1 Esto podría ser muy indeseable en algunas aplicaciones. El papel de T1 es cancelar los efectos de T2. Si T1 y T2 son transistores similares y su disipación de potencia es similar, entonces puede esperar una estabilidad de temperatura razonable.