Токовое зеркало с масштабированием токов

Параметры источника тока можно улучшить, если ввести ООС по току, т. к. ООС по току увеличивает R_вых Þ и увеличивается эквивалентное сопротивление источника тока. В рассматриваемой схеме это обеспечивается с помощью R₂. Величина резистора берется такой, чтобы падение напряжения на нем было не очень большим ~ 0,1¸0,7 В, при этом потери напряжения на нем небольшие, а ООС сохраняется во всем диапазоне (практически) питающего напряжения. При этом, чтобы I₀ = I₁обходимо исполнение R₁ = R₂. В этом случае ток задания I₀ = I₁. Если выбрать R₁ ¹ R₂, то можно маштабировать токи I₀ и I₁.

Если R₁ > R₂, то I₀ > I₁.

Если R₁ < R₂, то I₀ < I₁.

I₀ /I₁ ~ ln R₁ / R₂

Такое свойство источника тока широко используется в интегральной схеме для получения наборов токов от одного источника.

Однако введение R₁ все же не до конца устраняет влияние эффекта Эрме, т. е. изменение толщины базы при изменении U_кэ, что приводит к изменению b = f(U_кэ). Это означает, что выходное сопротивление такого источника все же не очень высокое.

Часто бывает необходимо, чтобы

R_вых^тока > 1¸10 МОм.

Улучшенным вариантом простого токового зеркала является токовое зеркало Уилсона.

С помощью VT₁ и VT₂ (согласованных) обеспечивается задание и отражение тока. С помощью VT₃ фиксация потенциала коллектора VT₁ и передача тока. В рабочем режиме U_кэ = U_бэТ2 @ U_бэ0 @ 0,7 В @ const

U_кэТ1 = U_бэТ2 + U_бэТ3 = 2 U_бэ0 @ 1,4 В = const

Таким образом потенциал коллектора VT₁ фиксируется с помощью VT₃ на уровне 2 U_бэ0 ниже, чем напряжение питания и при всех изменениях R_н и питающего напряжения практически остается постоянным, поэтому эффект Эрме для VT₁ устраняется, что обеспечивает I₁ = const во всем рабочем диапазоне (Е - 2 U_бэ0).

Возможно дальнейшее каскадирование схемы, что еще больше повышает R_вых такого источника тока.

Если транзисторы согласованы, т. е. (VT₁ º VT₂) имеют одинаковые параметры и находятся в одинаковых температурных условиях, то температурный коэффициент такого источника тока приближается к 0, т. е. получаются температурно-независимые источники тока.