ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్: విల్సన్ మరియు విడ్లార్ కరెంట్ మిర్రరింగ్ టెక్నిక్స్

మునుపటి వ్యాసంలో, మేము ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్ గురించి మరియు ట్రాన్సిస్టర్ మరియు మోస్ఫెట్ ఉపయోగించి ఎలా నిర్మించవచ్చో చర్చించాము. బేసిక్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ రెండు సాధారణ క్రియాశీల భాగాలు, బిజెటిలు మరియు మోస్ఫెట్లను ఉపయోగించి లేదా యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి నిర్మించగలిగినప్పటికీ, అవుట్పుట్ పరిపూర్ణంగా లేదు, అలాగే ఇది బాహ్య విషయాలపై కొన్ని పరిమితులు మరియు ఆధారపడటాలను కలిగి ఉంది. కాబట్టి స్థిరమైన ఉత్పత్తిని పొందడానికి, ప్రస్తుత అద్దాల సర్క్యూట్లలో అదనపు పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి.

బేసిక్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్‌ను మెరుగుపరచడం

ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ను మెరుగుపరచడానికి అనేక ఎంపికలు ఉన్నాయి. ఒక పరిష్కారంలో సాంప్రదాయ రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌ల రూపకల్పనపై ఒకటి లేదా రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లు జోడించబడతాయి. ఆ సర్క్యూట్ల నిర్మాణం ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క బేస్ కరెంట్ అసమతుల్యతను అధిగమించడానికి ఉద్గారిణి అనుచరుడి ఆకృతీకరణను ఉపయోగిస్తుంది. అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను సమతుల్యం చేయడానికి డిజైన్ వేరే రకమైన సర్క్యూట్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

పెద్ద సర్క్యూట్లో భాగంగా ప్రస్తుత అద్దాల పనితీరును విశ్లేషించడానికి మూడు ప్రాథమిక కొలమానాలు ఉన్నాయి.

1. మొదటి మెట్రిక్ స్టాటిక్ లోపం మొత్తం. ఇది ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ ప్రవాహాల మధ్య వ్యత్యాసం. సాధారణ మోడ్ మరియు విద్యుత్ సరఫరా యొక్క తిరస్కరణ నిష్పత్తిని నియంత్రించడానికి అవకలన యాంప్లిఫైయర్ లాభంతో అవకలన సింగిల్-ఎండ్ అవుట్పుట్ మార్పిడి యొక్క వ్యత్యాసం బాధ్యత వహిస్తున్నందున వ్యత్యాసాన్ని తగ్గించడం చాలా కష్టమైన పని.

2. తదుపరి అత్యంత కీలకమైన మెట్రిక్ ప్రస్తుత మూలం అవుట్పుట్ ఆటంకం ఉంది లేదా అవుట్పుట్ కండక్టెన్స్. ఇది చాలా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ప్రస్తుత మూలం చురుకైన లోడ్ లాగా పనిచేస్తున్నప్పుడు ఇది మళ్లీ దశను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇది వేర్వేరు పరిస్థితులలో సాధారణ మోడ్ లాభాలను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది.

3. ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్ల స్థిరమైన ఆపరేషన్ కోసం, చివరి ముఖ్యమైన మెట్రిక్ ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ టెర్మినల్స్ అంతటా ఉన్న పవర్ రైల్ కనెక్షన్ నుండి వచ్చే కనీస వోల్టేజీలు.

కాబట్టి బేసిక్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ను మెరుగుపరచడానికి, పైన పేర్కొన్న అన్ని పనితీరు కొలమానాలను పరిశీలిస్తే, ఇక్కడ మేము ప్రముఖ కరెంట్ మిర్రర్ టెక్నిక్స్ - విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ మరియు విడ్లార్ కరెంట్ సోర్స్ సర్క్యూట్ గురించి చర్చిస్తాము .

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్

జార్జ్ ఆర్. విల్సన్ మరియు బారీ గిల్బర్ట్ అనే ఇద్దరు ఇంజనీర్ల మధ్య ఒక సవాలుతో ఇదంతా ప్రారంభమైంది. 1967 లో జార్జ్ ఆర్. విల్సన్ ఈ సవాలును గెలుచుకున్నారని ప్రత్యేకంగా చెప్పనవసరం లేదు. జార్జ్ ఆర్. విల్సన్ పేరు నుండి, అతను రూపొందించిన మెరుగైన ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్‌ను విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ అంటారు.

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ మూడు క్రియాశీల పరికరాలను ఉపయోగిస్తుంది, అది దాని ఇన్పుట్ అంతటా విద్యుత్తును అంగీకరిస్తుంది మరియు దాని అవుట్పుట్కు కరెంట్ యొక్క ఖచ్చితమైన కాపీ లేదా అద్దాల కాపీని అందిస్తుంది.

పైన విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్లో, BJT లు మరియు ఒకే రెసిస్టర్ R1 అనే మూడు క్రియాశీల భాగాలు ఉన్నాయి.

ఇక్కడ రెండు అంచనాలు తయారు చేయబడ్డాయి - ఒకటి, అన్ని ట్రాన్సిస్టర్‌లకు ఒకే ప్రస్తుత లాభం ఉంది మరియు రెండవది T1 మరియు T2 యొక్క కలెక్టర్ ప్రవాహాలు సమానంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే T1 మరియు T2 సరిపోలిన మరియు ఒకే ట్రాన్సిస్టర్. అందువల్ల

I _C1 = I _C2 = I _C.

మరియు ఇది బేస్ కరెంట్ కోసం కూడా వర్తిస్తుంది, I _B1 = I _B2 = I _B.

T3 ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క మూల ప్రవాహాన్ని ప్రస్తుత లాభం ద్వారా సులభంగా లెక్కించవచ్చు, అంటే

I _B3 = I _C3 / β… (1)

మరియు T3 యొక్క ఉద్గారిణి కరెంట్ ఉంటుంది

I _B3 = ((β + 1) / β) I _C3 … (2)

పై స్కీమాటిక్ ను పరిశీలిస్తే, T3 ఉద్గారిణి అంతటా ఉన్న కరెంట్ T2 యొక్క కలెక్టర్ కరెంట్ మరియు T1 & T2 యొక్క బేస్ ప్రవాహాల మొత్తం. అందువలన, I _E3 = I _C2 + I _B1 + I _B2

ఇప్పుడు, పైన చర్చించినట్లుగా, దీనిని మరింతగా అంచనా వేయవచ్చు

I _E3 = I _C + I _B + I _B I _E3 = I _C + 2I _B.

అందువల్ల, I _E3 = (1+ (2 / β)) I _C.

(2) ప్రకారం I _{E3 ని} మార్చవచ్చు

((β + 1) / β)) I _C3 = (1+ (2 / β)) I _C.

కలెక్టర్ కరెంట్ ఇలా వ్రాయవచ్చు, I _C = ((1+ β) / (β + 2)) I _C3 … (3)

స్కీమాటిక్ ప్రకారం కరెంట్ ద్వారా మళ్ళీ

పై సమీకరణం ఇన్పుట్ రెసిస్టర్‌తో ప్రస్తుత మూడవ ట్రాన్సిస్టర్ కలెక్టర్ల మధ్య సంబంధాన్ని గీయగలదు. ఎలా? 2 / (β (β + 2)) << 1 అయితే I _C3 ≈ I _R1. ట్రాన్సిస్టర్‌ల బేస్-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ 1 వి కంటే తక్కువగా ఉంటే అవుట్పుట్ కరెంట్‌ను కూడా సులభంగా లెక్కించవచ్చు.

I _C3 ≈ I _R1 = (V ₁ - V _BE2 - V _BE3) / R ₁

కాబట్టి, సరైన మరియు స్థిరమైన అవుట్పుట్ కరెంట్ కోసం, R ₁ మరియు V ₁ సరైన విలువలలో ఉండాలి. సర్క్యూట్ స్థిరమైన ప్రస్తుత వనరుగా పనిచేయడానికి, R1 ను స్థిరమైన ప్రస్తుత వనరుతో భర్తీ చేయాలి.

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్‌ను మెరుగుపరచడం

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్‌ను మరొక ట్రాన్సిస్టర్‌ను జోడించడం ద్వారా ఖచ్చితమైన ఖచ్చితత్వాన్ని పొందడానికి మరింత మెరుగుపరచవచ్చు.

పై సర్క్యూట్ విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ యొక్క మెరుగైన వెర్షన్. నాల్గవ ట్రాన్సిస్టర్ టి 4 సర్క్యూట్లో జోడించబడుతుంది. అదనపు ట్రాన్సిస్టర్ T4 T1 మరియు T2 యొక్క కలెక్టర్ వోల్టేజ్‌ను సమతుల్యం చేస్తుంది. T1 యొక్క కలెక్టర్ వోల్టేజ్ V _BE4 కు సమానమైన మొత్తంతో స్థిరీకరించబడుతుంది. ఇది పరిమితంగా ఉంటుంది

మరియు T1 మరియు T2 మధ్య వోల్టేజ్ తేడాలను కూడా స్థిరీకరిస్తుంది.

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ టెక్నిక్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు పరిమితి

సాంప్రదాయ ప్రాథమిక కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్‌తో పోలిస్తే ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్ అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

1. బేసిక్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ విషయంలో, బేస్ కరెంట్ అసమతుల్యత ఒక సాధారణ సమస్య. అయితే, ఈ విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ వాస్తవంగా బేస్ కరెంట్ బ్యాలెన్స్ లోపాన్ని తొలగిస్తుంది. ఈ కారణంగా, ఇన్పుట్ కరెంట్ నాటికి అవుట్పుట్ కరెంట్ ఖచ్చితమైనది. ఇది మాత్రమే కాదు, T3 యొక్క బేస్ నుండి T1 అంతటా ప్రతికూల అభిప్రాయం కారణంగా సర్క్యూట్ చాలా ఎక్కువ అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను ఉపయోగిస్తుంది.
2. మెరుగైన విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ 4 ట్రాన్సిస్టర్ వెర్షన్లను ఉపయోగించి తయారు చేయబడింది కాబట్టి ఇది అధిక ప్రవాహాల వద్ద ఆపరేషన్‌కు ఉపయోగపడుతుంది.
3. విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ ఇన్పుట్ వద్ద తక్కువ ఇంపెడెన్స్ను అందిస్తుంది.
4. దీనికి అదనపు బయాస్ వోల్టేజ్ అవసరం లేదు మరియు దానిని నిర్మించడానికి కనీస వనరులు అవసరం.

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ యొక్క పరిమితులు:

1. విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ గరిష్ట అధిక పౌన frequency పున్యంతో పక్షపాతంతో ఉన్నప్పుడు ప్రతికూల అభిప్రాయ లూప్ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనలో అస్థిరతకు కారణమవుతుంది.
2. ఇది ప్రాథమిక రెండు ట్రాన్సిస్టర్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్‌తో పోలిస్తే అధిక సమ్మతి వోల్టేజ్‌ను కలిగి ఉంది.
3. విల్సన్ ప్రస్తుత అద్దం సర్క్యూట్ అవుట్పుట్ అంతటా శబ్దాన్ని సృష్టిస్తుంది. అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను పెంచే మరియు కలెక్టర్ కరెంట్‌ను నేరుగా ప్రభావితం చేసే అభిప్రాయం దీనికి కారణం. కలెక్టర్ ప్రస్తుత హెచ్చుతగ్గులు అవుట్పుట్ అంతటా శబ్దాలకు దోహదం చేస్తాయి.

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణ

ఇక్కడ విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ ప్రోటీయస్ ఉపయోగించి అనుకరించబడుతుంది.

సర్క్యూట్రీని తయారు చేయడానికి మూడు క్రియాశీల భాగాలు (BJT) ఉపయోగించబడతాయి. BJT లు అన్నీ 2N2222, ఒకే స్పెసిఫికేషన్లతో. క్యూ 2 కలెక్టర్ అంతటా కరెంట్‌ను మార్చడానికి కుండ ఎంపిక చేయబడింది, ఇది క్యూ 3 కలెక్టర్‌పై మరింత ప్రతిబింబిస్తుంది. అవుట్పుట్ లోడ్ కోసం, 10 ఓమ్స్ రెసిస్టర్ ఎంచుకోబడుతోంది.

విల్సన్ కరెంట్ మిర్రర్ టెక్నిక్ కోసం అనుకరణ వీడియో ఇక్కడ ఉంది-

వీడియోలో, Q2 యొక్క కలెక్టర్ అంతటా ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన వోల్టేజ్ Q3 కలెక్టర్ అంతటా ప్రతిబింబిస్తుంది.

విడ్లార్ కరెంట్ మిర్రర్ టెక్నిక్

మరో అద్భుతమైన ప్రస్తుత మిర్రర్ సర్క్యూట్ బాబ్ విడ్లార్ కనుగొన్న విడ్లార్ కరెంట్ సోర్స్ సర్క్యూట్.

సర్క్యూట్ రెండు BJT ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించి బేసిక్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ వలె ఉంటుంది. కానీ అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్లో మార్పు ఉంది. అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్ మితమైన రెసిస్టర్ విలువలను ఉపయోగించి అవుట్పుట్ అంతటా తక్కువ ప్రవాహాలను అందించడానికి ఉద్గారిణి క్షీణత నిరోధకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.

విడ్లార్ ప్రస్తుత మూలం యొక్క ప్రసిద్ధ అనువర్తన ఉదాహరణలలో ఒకటి uA741 కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లో ఉంది.

దిగువ చిత్రంలో, విడ్లార్ కరెంట్ సోర్స్ సర్క్యూట్ చూపబడింది.

సర్క్యూట్లో రెండు ట్రాన్సిస్టర్లు T1 & T2 మరియు రెండు రెసిస్టర్లు R1 & R2 మాత్రమే ఉంటాయి. సర్క్యూట్ R2 లేకుండా రెండు ట్రాన్సిస్టర్ల ప్రస్తుత అద్దం సర్క్యూట్ వలె ఉంటుంది. R2 T2 ఉద్గారిణి మరియు భూమితో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంది. ఈ ఉద్గారిణి నిరోధకం T1 తో పోలిస్తే T2 అంతటా విద్యుత్తును సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది. ఈ రెసిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ ద్వారా ఇది జరుగుతుంది, ఈ వోల్టేజ్ డ్రాప్ అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క బేస్-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ను తగ్గిస్తుంది, దీని వలన T2 అంతటా కలెక్టర్ కరెంట్ తగ్గుతుంది.

విడ్లార్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ కోసం అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను విశ్లేషించడం మరియు పొందడం

టి 1 కరెంట్‌తో పోల్చితే టి 2 అంతటా కరెంట్ తగ్గుతుందని గతంలో చెప్పినట్లుగా, కాడెన్స్ పిస్పైస్ సిమ్యులేషన్స్‌ను ఉపయోగించి మరింత పరీక్షించి విశ్లేషించవచ్చు. దిగువ చిత్రంలో విడ్లార్ సర్క్యూట్ నిర్మాణం మరియు అనుకరణలను చూద్దాం,

సర్క్యూట్ కాడెన్స్ పిస్పైస్లో నిర్మించబడింది. ఒకే స్పెసిఫికేషన్ ఉన్న రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లను సర్క్యూట్‌లో ఉపయోగిస్తారు, ఇది 2N2222. ప్రస్తుత ప్రోబ్స్ Q2 మరియు Q1 కలెక్టర్ అంతటా ప్రస్తుత ప్లాట్‌ను చూపుతున్నాయి.

అనుకరణ క్రింద చిత్రం లో చూడవచ్చు.

పై చిత్రంలో, Q2 తో పోల్చినప్పుడు Q1 యొక్క కలెక్టర్ కరెంట్ అయిన ఎరుపు ప్లాట్లు తగ్గుతున్నాయి.

సర్క్యూట్ యొక్క బేస్-ఉద్గారిణి జంక్షన్ అంతటా KVL (కిర్చోఫ్ యొక్క వోల్టేజ్ లా) ను వర్తింపజేయడం, V _BE1 = V _BE2 + I _E2 R ₂ V _BE1 = V _BE2 + (β + 1) I _B2 R ₂

Β ₂ అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్ కోసం. సిమ్యులేషన్ గ్రాఫ్‌లోని ప్రస్తుత ప్లాట్ రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లలోని కరెంట్ భిన్నంగా ఉందని స్పష్టంగా చూపించడంతో ఇది ఇన్‌పుట్ ట్రాన్సిస్టర్ నుండి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది.

పరిమిత over అధిగమించబడితే మరియు I _C1 ను I _{IN గా} మరియు I _C2 ను నేను _{U ట్} గా మార్చుకుంటే పై ఫార్ములా నుండి తుది సూత్రాన్ని తీసుకోవచ్చు. అందువలన,

విడ్లార్ ప్రస్తుత మూలం యొక్క అవుట్పుట్ నిరోధకతను కొలవడానికి, చిన్న-సిగ్నల్ సర్క్యూట్ ఉపయోగకరమైన ఎంపిక. దిగువ చిత్రం విడ్లార్ ప్రస్తుత మూలానికి సమానమైన చిన్న సిగ్నల్ సర్క్యూట్.

సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ నిరోధకతను కొలవడానికి ప్రస్తుత Ix సర్క్యూట్ అంతటా వర్తించబడుతుంది. కాబట్టి, ఓంలు చట్టం ప్రకారం, అవుట్పుట్ ప్రతిఘటన ఉంది

Vx / Ix

అవుట్పుట్ ప్రతిఘటన R2 ఎడమ నేల అంతటా Kirchoff యొక్క చట్టం అమలు చేయడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది is-

మళ్ళీ, కిర్చాఫ్ యొక్క వోల్టేజ్ చట్టాన్ని R2 గ్రౌండ్ అంతటా ఇన్పుట్ కరెంట్ యొక్క భూమికి వర్తింపజేయడం, V _X = I _X (R ₀ + R ₂) + I _b (R ₂ - 0R ₀)

ఇప్పుడు, విడ్లార్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ నిరోధకతను పొందటానికి విలువను మార్చడం, తుది సమీకరణం

కాబట్టి బేసిక్ కరెంట్ మిర్రర్ సర్క్యూట్ యొక్క డిజైన్లను మెరుగుపరచడానికి విల్సన్ మరియు విడ్లార్ కరెంట్ మిర్రర్ టెక్నిక్‌లను ఈ విధంగా ఉపయోగించవచ్చు.