Самостоятельная работа План: Концепция аналоговой имс диаграмма токового зеркала Вильсона Схема активного трансформатора тока

2.5. Пример звонка от IMS на PSTN

Стр. №
2. Принципы построения IMS
Назначение и принципы построения станций с архитектурой IMS
MGW
MGW
Диаграмма токового зеркала Вильсона
Токовое зеркало — элемент транзисторной схемотехники, представляющий собой генератор тока, управляемый входным током, в котором входной и выходной токи имеют разное направление и один общий вывод источника питания, причем соотношение токов (коэффициент отражения) сохраняется постоянным в широком диапазоне и мало зависит от напряжения и температуры. Классическая схема токового зеркала содержит два транзистора одинаковой проводимости с резисторами в коллекторных цепях. Соотношение номиналов резисторов определяет коэффициент отражения, который может быть как меньше, так и больше единицы (но не выше коэффициента передачи тока выходного транзистора), если резисторы отсутствуют - ток передается в соотношении
Необходимым условием точности работы токового зеркала являются хорошая температурная связь и конструктивная идентичность транзисторов, что легко реализуется в составе интегральных схем, поэтому токовые зеркала там широко используются. Если требуется «скопировать» один управляющий ток на несколько каскадов (например чтобы задать их токи покоя) в токовом зеркале может быть один входной и несколько выходных транзисторов, генерирующих несколько различных выходных токов.
Управляющий входной ток[1] подается на соединенные вместе базу и коллектор входного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Повышение напряжения на базе до определенного уровня приводит к открытию транзистора и появлению его коллекторного тока, который отбирая на себя большую часть входного тока, начинает препятствовать дальнейшему росту напряжения на базе.
Таким образом, на соединенных вместе базе и коллекторе входного транзистора всегда устанавливается напряжение соответствующее порогу открытия транзистора при соответствующем токе коллектора, который[кто?] равен входному управляющему току минус небольшие токи баз входного и выходного транзисторов.
Задаваемое первым транзистором напряжение подается на базу второго, выходного, транзистора, также включенного по схеме с общим эмиттером, который открывается на столько же, на сколько открыт и первый транзистор, и создает в цепи своего коллектора выходной ток, соответствующий току коллектора входного транзистора. Поскольку коэффициент передачи тока большинства современных транзисторов значительно больше 100 и на долю базовых токов в сумме приходится не более 1/50 части входного тока, можно утверждать что выходной ток токового зеркала будет соответствовать входному с точностью не более 2%[2]. Выходных транзисторов может быть несколько, при этом каждый из них будет являться источником тока, равного входному минус суммарный ток баз всех транзисторов, который, в данном варианте, будет больше чем суммарный базовый ток в аналогичной двухтранзисторной схеме.
Одним из способов получения отличного от единицы соотношения токов является включение сопротивлений в эмиттерную цепь каждого транзистора. На включаемых сопротивлениях протекающие токи создают дополнительные падения напряжений (обычно не более 0,5 В), которые изменяют баланс токов. Соотношение токов при этом будет примерно обратно пропорционально соотношению сопротивлений. Сопротивления также улучшают термостабильность и линейность схемы, однако несколько снижают диапазон рабочих напряжений. Если требуется очень высокая точность передачи, используют усложненные схемы токовых зеркал с применением нескольких транзисторов. Если же требования к точности невысоки, входной транзистор может быть заменен прямосмещенным полупроводниковым диодом, а коэффициент передачи подобран обязательным включением резисторов в обе ветви схемы.
Есть три основные характеристики, которые характеризуют токовое зеркало. Первыми из них являются коэффициент передачи (в случае операционного усилителя) или величина выходного тока (в случае постоянного тока источника). Вторая — его выходное сопротивление переменному току, которое определяет, насколько выходной ток меняется в зависимости от напряжения, приложенного к зеркалу. Третья характеристика — это минимальное падение напряжения на выходе зеркала, необходимого, чтобы заставить его работать должным образом. Это минимальное напряжение продиктовано необходимостью поддерживать выходной транзистор зеркала в активном режиме. Диапазон напряжений, в котором работает зеркало, называется диапазоном соответствия, и напряжение, лежащее на разделе между хорошим и плохим поведением, называется диапазоном напряжения. Есть также ряд второстепенных вопросов по работе с зеркалами, например, температурная стабильность.