基本的なミラー定電流源回路

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基本的なミラー定電流源回路

ミラー定電流源は、電源アダプタのアナログ集積回路で一般的に見られる標準コンポーネントです。 その制御電流は入力基準電流に等しくなります。つまり、入出力電流伝達比は 1 に等しくなります。 入力電流に比例して「複製」され、バイアス電流の生成と能動負荷として使用される出力電流が特徴です。 科学実験やさまざまな技術分野では、電流を安定させる必要がある場所がたくさんあります。 たとえば、一定のめっき電流、バッテリを充電するための一定の充電電流、モータまたは抵抗炉を起動するための一定の起動電流などを備えた非常に安定した電磁場は、定電流源回路によって供給される必要があります。 定電流源回路は、測定技術（バルク抵抗値のテストやグレーディングなど）における特定のコンポーネントデバイスの接触抵抗の測定にも必要です。 電子回路、特に集積回路では、小さな DC 降下が要求されるが、動的抵抗が大きいアプリケーションが数多くあります。 たとえば、ツェナー電圧レギュレータ回路の電流制限抵抗、アンプのコレクタ負荷抵抗、差動アンプの 2 つのエミッタ共通抵抗、エミッタ出力のエミッタ抵抗はすべてこれらの抵抗です。 どちらも定電流源デバイスまたは定電流源回路に置き換えられます。 産業用オートメーション機器では、定電流源回路もよく使用されます。

定電流源とは、出力電流が一定に保たれる電流源であり、理想的な定電流源は次のような特性を持つ必要があります。

aは負荷（出力電圧）の変化によって変化しません。

b 周囲温度の変化によって変化しない。

c の内部抵抗は無限大です (電流が外部に流れ出すことができるため)。

定電流を流すことができる回路を定電流源回路といい、カレントミラー回路とも呼ばれます。

出力電流 Io の温度係数はゼロです。つまり、Io は温度によって変化しません。

実際の定電流源回路では、これらの理想値を実現することはもちろん困難ですが、近づけることは可能です。

負荷抵抗 B を常に一定に保つことができる場合、B を安定化電源アダプタの 2 つの出力間に直接接続して、定電流を得ることができます。 しかし、実際の負荷には、トランジスタ、電池、電磁界コイルなど、定電流源を必要とするものが多く存在する。 等価負荷抵抗は常に変化します。 したがって、この場合、安定化電源アダプタから定電流を得るために上記の単純な方法を使用することはできず、安定化電源アダプタまたは定電流源回路の助けを借りてまたは使わずに、いくつかの定電流源デバイスを作成する必要があります。

ミラー化された定電流源は電流制御された電流源であり、ミラー化された定電流源は複数の出力電流を持つことができます。 イメージ定電流源の懸念事項は、その出力抵抗、Io 対 IR の精度、および電源電圧と温度に対する感度です。 従来の電圧モードのオペアンプ設計では、ミラー化された定電流源を使用してバイアス電流を生成し、アクティブ負荷として機能します。 新しい電流モードのアナログ集積回路の設計では、バイアス電流の生成に加えて、電流信号の複製または倍増を実現するためにミラー定電流源が広く使用されています。 相補的な極性を備えたミラー定電流源は、差動 A シングルエンド電流信号変換も実現できます。 ミラー定電流源は、集積回路を設計するための基本単位回路です。