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Diskrete Stromquellen
Bestimmen sie den Strom
in der Last.
D: 0.7 V, Z1: 5.1 V
LED1: 2.2 V
Ersatzbild:
Remember Transistor……….
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Integrierte Stromquellen
R
VVI BECCREF
−=
R
VVI GSDDREF
−=
2
pD2p
DSSD )VRI(
V
II:equofSolution −−=
VGS
R
Basic Idea: Strom einstellen und spiegeln in Lastzweig
R·ID
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Stromspiegel
Durch Anschliessen weiterer Basen an Q1 kann der Strom IREF
hochgenau in weitere Zweige gespiegelt werden.
Anwendung v.a bei integrierten Schaltungen wie etwa OpAmp, beliebt.
BJT FETCurrent Mirror
vBE1 = vBE2
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Analyse Stromspiegel
R
VVI BECCREF
−= REFoREFE I
2II
2
1I
+β
β=
+β
+β=
Q1 entspricht einer Diode Analyse zeigt:
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Review Dioden Kennlinie
IS = Sättigungssperrstrom der Diode
VT = Temperaturspannung
m = Korrekturfaktor 1 ≤ m ≤ 2q = Ladung Elektron 1.6*10-19 As
k = Boltzmann Konstante 1.38*10-23 Ws/K
oT 20@mV25
q
kTV ≈=
Gleichung:
⋅≈
T
DSD
Vm
VexpII
⋅=
S
DTD
I
IlnVmV
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Widlar Current Source
Möchte man von einer Referenzstromquelle
eine Stromquelle mit skaliertem Io herstellen,
so eignet sich die Widlar Schaltung.
Eo2BE
S
REFT1BE RIV
I
IlnVV +=
=
=
S
oT2BE
I
IlnVV
=
o
REFTEo
I
IlnVRI
BE-Diode mit IS Sperrstrom und
VT thermische Spannung
e
kTVT = K = 1.38*10-23 Ws/K, e = 1.6*10-19 As, T in 0K
z.B.CR220
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Widlar Current Source
=
o
REFTEo
I
IlnVRI
Appl. : Besonders kleine Ströme lassen sich dadurch besser erzeugen
Bsp: Io = 10 µA mit IREF = 1 mA liefert RE = 11.5 kΩ
Mit der Basic Schaltung würde für VCC = 10 V ein R = 930 kΩ resultieren,
was bei integrierten Widerständen in IC‘s zuviel Fläche beansprucht
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Wilson Current Source
REFREF
o I
)2(
21
II ≈
+ββ+
=• unempfindlich auf Basisstromunterschiede
von Q1, Q2, Q3
• fast ideal: hoher Ausgangswiderstand ≈ β*ro
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Gesteuerte Stromquelle
Remember the OpAmp
i
INL
R
VI =
Anwendungen: LED Beleuchtung, Mangetschalter….
Nachteil: nur erdfreie Lasten verwendbar
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Gesteuerte Stromquelle
Schritt 1: NIV Verstärker
Schritt 2: Kirchhoff
Schritt 3: Auflösen
1o v2v ⋅=
L1o1in i
R
vv
R
vv=
−+
−
R
vi
Riv
Rivvv2v
inL
Lin
Loin1o
=
=
−+=⋅=
R
VI inL =
Für geerdete Lasten
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Controlled Current Source
Gesteuerte Stromquellen für grosse Ströme mit OpAmp
1R
VI REFo =
VREF
R1
Load
Für Applikation mit Last gegen Masse: Q1: PMOS, PNP verwenden
RSHUNT
VI REFo =
VREF
Load
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Baustein BeispielCurrent Source LM134
Features• Operates from 1V to 40V
• 0.02%/V current regulation
• Programmable from 1µA to 10mA
• True 2-terminal operation
• Available as fully specified temperature sensor
• ±3% initial accuracy
VR = T·214 µV/oK
IBias = ISET/18
Für 10 µA…1 mA:Dimensionierung
SETSET
RSET
R
K/V227T059.1
R
VI
oµ=
=
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Current Source LM134
Wieviel Spannung V+ - V- wird benötigt?
Ersatzbild
tempco: 214 µV/oK
1:17
IBIAS
IR
ISET
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Baustein LM134
Kompensation mit Tempco der Flussspannung Diode von -2 mV/oC
ThermometerCurrent Source