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Aktueller Spiegelrechner

Berechnen Sie den Ausgangsstrom des Stromspiegels, den Beta-Fehler, den Referenzwiderstand, den Stromverbrauch und den Widlar-Spiegelwiderstand für das Design von analogen IC- und Bias-Schaltungen

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Formel

I_out = N × I_ref × β/(β+2), R_ref = (V_CC − V_BE) / I_ref

I_ref— Reference current (A)
N— Mirror ratio
β— Transistor current gain
V_T— Thermal voltage (V)
R_W— Widlar emitter resistor (Ω)

Wie es funktioniert

Ein Stromspiegel ist eine grundlegende Schaltungsanordnung in der analogen Elektronik, die eine einfache und präzise Methode zum Kopieren oder Replizieren eines Referenzstroms in einen anderen Teil einer Schaltung bietet. Er besteht in der Regel aus zwei Transistoren, wobei ein Transistor (der Referenztransistor) einen bestimmten Strom erzeugt und der zweite Transistor diesen Strom mit hoher Genauigkeit exakt wiedergibt. Diese Technik ist für das Design integrierter Schaltungen von entscheidender Bedeutung, um Konstantstromquellen zu erzeugen, Strom zu skalieren und komplexere analoge Schaltungen zu bauen.

Bearbeitetes Beispiel

Stellen Sie sich einen Stromspiegel mit einem Referenztransistor Q1 mit einem Vorstrom von 1 mA und einem angepassten Transistor Q2 vor. Wenn R1 = 10 kΩ ist und die Versorgungsspannung 5 V beträgt, berechnen Sie den gespiegelten Strom: Ermitteln Sie zunächst die Basis-Emitter-Spannung (Vbe), die erforderlich ist, um 1 mA bis Q1 herzustellen. Konfigurieren Sie dann Q2 so, dass es genau diesen Strom repliziert, indem Sie sicherstellen, dass die Transistoreigenschaften identisch sind. Der resultierende Strom durch Q2 würde 1 mA betragen, was die präzise Stromreplikationsfähigkeit des Stromspiegels demonstriert.

Praktische Tipps

  • ✓Stellen Sie sicher, dass die Transistoren eng aufeinander abgestimmt sind oder von derselben integrierten Schaltung stammen
  • ✓Halten Sie gleichbleibende Temperatur- und Betriebsbedingungen aufrecht
  • ✓Verwenden Sie hochwertige, rauscharme Transistoren für Präzision
  • ✓Erwägen Sie die Verwendung von Bandgap-Referenzen für eine stabilere Stromgenerierung

Häufige Fehler

  • ✗Vernachlässigung der Transistorparametervariationen
  • ✗Ignorieren von Temperatureffekten auf die Stromspiegelung
  • ✗Verwendung nicht übereinstimmender Transistoren
  • ✗Es wird keine ausreichende Vorspannung bereitgestellt

Häufig gestellte Fragen

Zur Erzeugung eines präzisen, kontrollierten Stroms, der eine Nachbildung eines Referenzstroms ist, nützlich beim Entwurf analoger Schaltungen und bei der strombasierten Signalverarbeitung.
Die besten Ergebnisse werden mit aufeinander abgestimmten Transistoren erzielt, typischerweise von derselben integrierten Schaltung oder mit sehr ähnlichen Eigenschaften.
Temperatur, Transistoranpassung, Stabilität der Stromversorgung und Schaltungsdesign wirken sich alle auf die Genauigkeit der Stromspiegelung aus.

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