Salve, in fidocad riporto il circuito interno di un generatore di corrente programmabile tramite una resistenza LM334.
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Al simulatore sembra funzionare ma i transistor usati nel simulatore ovviamente sono identici, volendo usare bjt sciolti con la stessa sigla e potendoli selezionare quale parametro devo confrontare? hfe? Vbe?
Nello schema in fidocad ho aggiunto una R sulle basi nel tentativo di uniformarli, ho fatto bene?
Vorrei influenzare (ridurre quando mi serve) la corrente di uscita avendo a disposizione una corrente di pochi uA da "infiltrare" o "spillare" in un punto del circuito.
Non avendo capito come funziona, dove posso agire? Se magari mi spiegate come funziona provo ad arrangiarmi.
Mi e' comodo questo circuito perche ha una caduta di neanche 1V.
Grazie a chi mi dedica il suo tempo.
mandi
[FIDOCAD] MC 105 35 0 0 310 MC 105 35 0 0 115 MC 105 95 0 0 300 LI 105 95 105 85 LI 105 85 120 85 LI 120 85 120 45 MC 75 35 0 0 310 MC 75 35 0 0 115 LI 90 45 90 50 LI 90 50 90 85 MC 75 85 0 1 300 LI 75 85 90 85 MC 75 85 1 0 170 LI 60 75 60 45 MC 75 95 0 0 040 MC 60 25 2 0 010 LI 85 45 60 45 MC 85 45 0 0 030 MC 115 45 0 0 030 LI 95 45 115 45 MC 135 35 0 0 310 MC 135 35 0 0 115 LI 125 45 135 45 MC 105 95 0 1 300 MC 90 125 1 0 200 MC 90 140 0 0 040 MC 150 110 0 0 114 LI 150 120 150 125 LI 150 110 60 110 LI 150 45 150 110 LI 90 115 90 125 MC 90 105 1 0 030 LI 60 110 60 95 LI 120 110 120 105 LI 150 125 90 125 TY 95 135 5 3 0 0 0 * carico TY 70 50 5 3 0 0 0 * 10k TY 100 50 5 3 0 0 0 * 10k TY 130 50 5 3 0 0 0 * 10k LI 150 25 60 25
Il giorno domenica 9 ottobre 2016 12:08:04 UTC, zio bapu ha scritto:
...
amente sono identici, volendo usare bjt sciolti con la stessa sigla e poten doli selezionare quale parametro devo confrontare?
Hfe. Vendono anche array di transistor che sicuramente garantiscono meglio il pr
ca giacendo tutti sullo stesso chip.
formarli, ho fatto bene?
No, per niente. Le basi dei tre PNP devono essere rigorosamente sottoposte allo stesso pote nziale per poter lavorare nello stesso punto. Inoltre, alcuni BJT hanno doppio emettitore e nei generatori di corrente ha un significato preciso: per avere la stessa Vbe dei suoi fratelli single, deve essere percorso dal doppio della corrente (ammesso che sul silicio abb iano riservato doppia area). E' come collegare due giunzioni in parallelo.
Il giorno domenica 9 ottobre 2016 15:17:31 UTC+2, Piccio ha scritto:
viamente sono identici, volendo usare bjt sciolti con la stessa sigla e pot endoli selezionare quale parametro devo confrontare?
mica giacendo tutti sullo stesso chip.
Uso roba che ho nel cassetto, quindi devo anche incollarli assieme?
Staranno nello stesso contenitore e faranno circolare correnti di max 4mA a max 12V (48mW).
niformarli, ho fatto bene?
tenziale per poter lavorare nello stesso punto.
Ma i transistor di recupero con la stessa sigla e stessa marca in questo mo do funzionano in modo "uguale"?
Perche nella mia testa se c'e' una differenza di Vbe conducono in modo diff erente, e' sbagliato?
ha un significato preciso: per avere la stessa Vbe dei suoi fratelli single , deve essere percorso dal doppio della corrente (ammesso che sul silicio a bbiano riservato doppia area).
Quindi risolvo come? collegando sul serio due bjt in parallelo?
In prima approssimazione no, le variazioni dovrebbero essere indipendenti perche' mentre la Ic varia con la Vbe, anche Ib varia con la Vbe, quindi il rapporto Ic/Ib e' indipendente da Vbe (almeno in prima approssimazione e per livelli di correnti in un range di funzionamento normale). La hfe dipende molto piu' da parametri geometrici e tecnologici come lunghezze di diffuzione e livelli di drogaggio.
Poi ad una piu' approfondita analisi magari alcuni parametri che giocano sulla hfe giocano sulla Vbe, vallo a sapere cosa succcede esattamente li' dentro...
Ma allora, questa storia di collegare le basi assieme per fare ad es. uno s pecchio di corrente si puo' fare solo con bjt selezionati sia in Vbe che hf e o nello stesso chip? Perche piccio mi ha risposto di selezionare solo l' hfe.
Sono confuso.
P.s. sapresti mica dirmi come funziona circa il circuito che ho postato in fidocad?
Si', mi pare anche di avertelo detto anche nel thread sul LDO.
Purtroppo, per uno specchio di corrente, non e' corretto selezionare per la hfe. Bisogna che selezioni per la Vbe. Per fare questo devi farti un circuitino apposta. Io ad esempio ho una quantita' industriale di 2N2222 e per utilizzarli accoppiati me ne sono costruito uno. Ci sono diverse idee che puoi trovare in rete su come fartene uno. Due idee molto buone che ho trovato (e ho messo in pratica) sono le seguenti:
1) piuttosto che fare un circuito che ti misura le 2 Vbe separatemente, e' meglio misurare direttamente la deltaVbe tra i due (tanto e' quella che ti interessa). Questo perche', dovendo misurare una differenza di pochi mV su circa 650mV, perdi in precisione. Misurando direttamente la deltaVbe puoi usare il tester con fondo scala minimo (invece che fondo scala 2V se misuri le 2 Vbe separatamente). Sei piu' preciso.
2) Di base il circuito per misurare le Vbe (o la deltaVbe) e' un semplice doppio generatore di corrente (es. 1mA) il piu' possibile uguali, che poi inietti all'emettitore (le basi alla stessa tensione). Per compensare un eventuale errore tra le due correnti, metti uno switch con il quale puoi scambiare i 2 rami. Praticamente fai due misure: una con la corrente 1 sul transistor 1 e la corrente 2 sul transistor 2 e l'altra con la corrente 2 sul transistor 1 e la corrente
1 sul transistor 2. Poi fai una media per compensare l'eventuale errore dovunto alla (si spera piccola) differenza delle due correnti.
Oppure, se non ti vuoi ammattire con i discreti, compri dei dual-matched, componenti con due transistor sullo stesso die, fatti in modo che siano perfettamente accoppiati. Adesso ce ne sono parecchi, anche se di non facile reperibilita' e un po' costosi. Io, molto tempo fa, me la cavavo con il glorioso CA3046: un array di 5 transistor accoppiati di cui due gia' internamante collegati in coppia differenziale (cioe' con l'emettitore collegato). Mi pare di ricordare che garantiscono un max. di
5mV di mismatch per le Vbe (vado a memoria, non ci giuro. Vedi sul datasheet). Tra parentesi, il generatore di correnti per il mio circuitino per misurare la deltaVbe, l'ho fatto proprio con un CA3046. Putroppo non credo che il CA3046 si trovi ancora. Io ne ho ancora qualcuno quando voglio fare qualche piccolo esperimento...
Perche' e' piu' semplice. Un qualsiasi prova-transistor cinese te la misura (poi bisogna sempre vedere con che precisione, il che e' un discorso a parte). Pero' per uno specchio di corrente a discreti non e' il giusto metodo, almeno secondo me.
Comunque cerca in rete, su questo soggetto. Si trovano parecchie informazioni pratiche che a me sono risultate molto utili e illuminanti. Piccole cose come mettere una ventolina per fare in modo che i due transistor siano alla stessa temperatura. Piccole cose dicevo, ma molto utili.
Rieccomi,scusa il ritardo. Per rispondere alla tua domanda...
Faccio riferimento a questo datasheet, in particolare la figura a pag.11 (Schematic Diagram) e la fig.1/pag.5 per i simboli.
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Come premessa: e' giusto l'appunto che ti e' stato fatto, che il simbolo con i due emettitori rappresenta un transistor multi-emettitore (o, equivalentemente, N transistor in parallelo). Solo una piccola correzione: non e' detto che il rapporto sia necessariamente 2. Questo simbolo viene usato, con un abuso di notazione, per indicare N transistor in parallelo (anche se in questo caso dovrebbe essere riportato anche il rapporto 1:N da qualche parte). Nel caso presente sono quasi sicuro che il rapporto non e' semplicemente 2. Ho ragione di credere che il rapporto degli NPN sia 12 e quello dei PNP sia 16. Piu' avanti ti mostro il calcolo che ho fatto.
OK, e' un gruppo chiamato "hobby" quindi cerco di non essere troppo complicato, pero' se vuoi capire come funziona quel coso devo essere un pochino tecnico, giusto il minimo indispensabile. Spero che riesci a seguire. Se qualcosa non e' chiaro chiedi pure.
Innanzitutto il circuito, come si dice a pag. 1, e' un generatore di corrente PTAT (Proportional to Absolute Temperature), proporzionale alla temperature assoluta, cioe' con coefficiente di temperatura positivo. I circuiti PTAT generano una corrente
I=delta_Vbe/R (deltaVbe = differenza delle due Vbe)
da due bipolari in rapporto 1:N e sono PTAT perche la delta_Vbe di due bipolari vale (kT/q)*ln(N) dove
k e' la costante di Boltzmann (1.38x10-23 J/K),
q e' la carica elementare (1.6x10-19 C). ln e' il logaritmo naturale. N e' il rapporto tra i transistor
Per inciso, l'altro circuito che ti ha proposto not1xor1 e' un circuito molto usato per generare una corrente CTAT (Complementary to Absolute Temperature) cioe' con coefficiente di temperatura negativo, perche' si basa sul rapporto I=Vbe/R, e la variazione della Vbe con la temperatura e' negativa, quindi la corrente decresce con la temperatura. (la Vbe varia di circa -2 mV/K)
Per inciso 2: la maggior parte dei bandgap o delle sorgenti di correnti compensate in temperatura si basano su una opportuna combinazione di questi due principi.
Tornando al circuito (fig. pag. 11):
immagina che tra i punti V- e R ci sia una resistenza di valore Rset come nell'applicazione (fig.1). Il valore della corrente su questa resistenza e' imposto dalla maglia VbeQ1, VbeQ2, VR. Piu' precisamente la corrente sulla resistenza vale
IR = (VbeQ1-VbeQ2)/Rset = delta_Vbe/Rset
I transistor Q4 e Q5 impongono lo stesso valore di corrente attraverso Q1 e Q2. Chiamo questa corrente I ed e' quella che nel datasheet si chiama Ibias. il rapporto tra Q1 e Q2 e' N, quindi la densita' di corrente ai due emettitori non e' la stessa. In questo caso la delta_Vbe e' una tensione PTAT che vale:
VR = delta_Vbe = (kT/q)*ln(N)
Questa formula viene dal modello di Ebers-Moll, quello semplificato.Se non ti torna la formula fammi sapere e ti faccio vedere come si ricava (ma non ora che senno' il post diventa troppo lungo).
Il coefficiente di temperatura e' quindi positivo e vale: (trascuriamo il coefficiente di temperatura di Rset)
d(delta_Vbe)/dT = (k/q)*ln(N)
Nel data sheet e' scritto che questa delta_Vbe, che loro chiamano VR, vale 64mV con un coefficiente di temperatura
214 uV/K.
Con i valori che ti ho dato, se fai i calcoli, vedi che N=12: Q1 e' in realta' 12 transistor in parallelo.
Ripeto: questa tensione VR e' PTAT e rimane sempre costante (in prima approssimazione e a una data temperatura) se le correnti attraverso Q1 e Q2 sono uguali. Q4/Q5 assicurano questa condizione.
Vediamo ora le correnti. Come detto prima:
IQ1=IQ2=IQ4=IQ5=I=Ibias.
Attraverso Q3, come vedi, passano delle correnti di base. Se il guadagno e' elevato sono trascurabili. Quindi non commetto un grande errore se assumo
IQ3=0.
Preciso che sto parlando di correnti di collettore, che assumo uguali alle correnti di emettitore se le correnti di base sono trascurabili (beta elevato).
Q6 e' in un certo rapporto con Q4/Q5. Chiamo questo rapporto M, cioe' Q6 e' M transistor in parallelo. Quindi:
IQ6=M*I
Ritorniamo ora alla corrente attraverso Rset, IR (che e' imposta da VR). Questa corrente e' la somma:
Dal datasheet, il rapporto tipico tra Iset e Ibias e' dichiarato 18. Da cui ricavo M=16. Q6 sono 16 transistor in parallelo.
E questo e' tutto: un semplice generatore di corrente PTAT a cui puoi dare un valore arbitrario con un solo resistore.
Q3 serve a polarizzare lo specchio superiore e a stabilire una retroazione negativa. Supponi che per qualche motivo una corrente supplementare (disturbo) e' iniettata sulla Rset in modo che la corrente Iset aumenta. Allora anche la Ibias aumenta, quindi Q2 tira piu' corrente. Quindi ruba corrente in base a Q3 che condurra' meno corrente dalle basi di Q4, Q5, Q6. Quindi Q6 conduce meno per compensare la corrente supplementare su Rset. Il tutto fino ad arrivare alla nuova condizione di equilibrio.
La vedo dura farlo a discreti. Compra il componente.
Se non ricordo male l'ho scartato perche e' poco... costante, all'aumentare della tensione di alimentazione aumenta troppo la corrente, forse si puo' risolvere con un transistor, quello in cui si usa la Vbe, ad alto guadagno. Dico giusto?
No, per fare le cose fatte bene dovresti polarizzare il transistor ad una data corrente di collettore (ad esempio io uso 1mA) e quindi misurare la Vbe.
Col prova diodi lo puoi anche fare, ma che precisione hai? Se vuoi qualcosa di preciso devi avere una risoluzione almeno del mV, e anche meno. Il provadiodi ti da questa precisione? E poi sei sicuro che la corrente del provadiodi sia costante e ripetibile? E poi attento a non toccare il transistor con le mani senno' la Vbe non e' stabile, dipende dalla temperatura. Se vuoi dei buoni risultati e' meglio fare le cose fatte bene, anche se richiede un po' piu' di sforzo.
Questo sega le gambe alla mia idea di costruirlo per intromettermi a variar e la corrente con un segnale esterno.
In parole povere non varia la corrente con la temperatura visto che le 2 Vb e aumentano assieme e la loro differenza non cambia?
Eee' come no, con lui ci sono uscito a bere l'altro giorno! (non so di cosa parli ma mi fido!)
Questo proprio non lo capisco, se le correnti Q1 e Q2 sono uguali, Perche Q
1 vale 16? dai suoi emettitori non esce 16 volte la corrente di Q2? e perch e farlo mutiemettitore?
Era per infilarmici dentro con un segnale.
Grazie per la spiegazione. Se al simulatore tolgo il condensatore il circuito non parte, e non vedo co me faccia a partire neanche con il condensatore visto che da scarico non fa circolare corrente in nessuna base. Come fa?
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