धारा प्रतिबिंब

करंट प्रतिबिंब एक ऐसा परिपथ होता है जो एक परिपथ को दूसरेसक्रिय उपकरण में करंट को नियंत्रित करके एक सक्रिय डिवाइस के माध्यम से विद्युत प्रवाह की प्रतिलिपि बनाने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, जो विद्युत भार की परवाह किए बिना निष्पाद करंट को स्थिर रखता है। और कॉपी किया जा रहा करंट हो सकता है, और कभी-कभी, एक अलग संकेतक करंट होता है। वैचारिक रूप से, एक अनुकुल करंट प्रतिबिंब एक आदर्श इनवर्टिंग करंट एम्पलीफायर होता है जो वर्तमान निर्देशो को भी उलट देता है। या इसमें एक एम्पलीफायर शामिल हो सकता है, इनपुट और आउटपुट चर वर्तमान-नियंत्रित स्रोत (सी सी सी एस) करंट प्रतिबिंब का उपयोग परिपथ को बायस करंट औरसक्रिय भार प्रदान करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग अधिक यथार्थवादी वर्तमान स्रोत का मॉडल करने के लिए भी किया जा सकता है (चूंकि आदर्श वर्तमान स्रोत मौजूद नहीं हैं)।

यहां शामिल परिपथ टोपोलॉजी वह है। जो कई एकीकृत परिपथ आईसी में दिखाई देती है। यह फॉलोअर (आउटपुट) ट्रांजिस्टर में एमिटर डिजनरेशन रेसिस्टर के बिना एकविडलर वर्तमान स्रोत है। यह टोपोलॉजी केवल एक आईसी में ही की जा सकती है, क्योंकि संधि बेहद करीब होना चाहिए और यह असतत के साथ हासिल नहीं किया जा सकता है।

एक अन्य टोपोलॉजी विल्सन करंट प्रतिबिंब है। विल्सन दर्पण इस डिजाइन में प्रारंभिक प्रभाव वोल्टेज की समस्या को हल करता है।

करंट प्रतिबिंब को एनालॉग और मिक्स्ड में बड़े पैमाने पर एकीकरण परिपथ में लगाया जाता है।

दर्पण विशेषताएँ

तीन मुख्य विनिर्देश हैं जो वर्तमान दर्पण की विशेषता रखते हैं। पहला स्थानांतरण अनुपात (वर्तमान एम्पलीफायर के मामले में) या आउटपुट वर्तमान परिमाण (स्थिर वर्तमान स्रोत सीसीएस के मामले में) है। दूसरा इसका एसी आउटपुट प्रतिरोध है, जो यह निर्धारित करता है कि दर्पण पर लागू वोल्टेज के साथ आउटपुट करंट कितना भिन्न होता है। तीसरा विनिर्देश दर्पण के आउटपुट भाग में न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप है जो इसे ठीक से काम करने के लिए अनिवार्य है। यह न्यूनतम वोल्टेज दर्पण के आउटपुट ट्रांजिस्टर को सक्रिय मोड में रखने की आवश्यकता से निर्धारित होता है। वोल्टेज की रेंज जहां दर्पण काम करता है उसे अनुपालन रेंज कहा जाता है और अच्छे और बुरे व्यवहार के बीच की सीमा को चिह्नित करने वाले वोल्टेज को अनुपालन वोल्टेज कहा जाता है। दर्पण के साथ कई माध्यमिक प्रदर्शन मुद्दे भी हैं, उदाहरण के लिए, तापमान स्थिरता।

व्यावहारिक सन्निकटन

लघु-संकेत विश्लेषण के लिए वर्तमान दर्पण को इसके समकक्ष नॉर्टन के प्रमेय द्वारा अनुमानित किया जा सकता है।

बड़े संकेत हैंड विश्लेषण में, एक करंट प्रतिबिंब आमतौर पर एक आदर्श करंट सोर्स द्वारा अनुमानित किया जाता है। हालांकि, एक आदर्श वर्तमान स्रोत कई मायनों में अवास्तविक है।

• इसमें अनंत एसी प्रतिबाधा है, जबकि एक व्यावहारिक दर्पण में परिमित प्रतिबाधा है।
• यह वोल्टेज की परवाह किए बिना समान करंट प्रदान करता है, अर्थात कोई अनुपालन सीमा की आवश्यकता नहीं है।
• इसकी कोई आवृत्ति सीमा नहीं है, जबकि एक वास्तविक दर्पण में ट्रांजिस्टर के परजीवी क्षमता के कारण सीमाएं होती हैं
• आदर्श स्रोत में कोलाहल जैसे वास्तविक क्षेत्र के प्रभावों के प्रति कोई संवेदनशीलता नहीं है। जैसे बिजली आपूर्ति में वोल्टेज भिन्नता और घटक में सहनशीलता।

वर्तमान दर्पणों का परिपथ अहसास

मूल विचार

एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग सबसे सरल करंट-टू-करंट कन्वर्टर के रूप में किया जा सकता है, लेकिन इसका स्थानान्तरण अनुपात तापमान भिन्नता, β (बीटा) टॉलरेंस आदि पर अत्यधिक निर्भर करेगा। इन अवांछित गड़बड़ी को खत्म करने के लिए, एक करंट प्रतिबिंब दो कैस्केड करंट-टू-वोल्टेज से बना होता है। और वोल्टेज-टू-करंट कन्वर्टर्स समान परिस्थितियों में रखे गए हैं और विपरीत विशेषताओं वाले हैं। उनका रैखिक होना अनिवार्य नहीं है, केवल उनकी विशेषताओं को दर्पण की तरह होना आवश्यकता है (उदाहरण के लिए, नीचे BJT (बी जी टी ) और वर्तमान दर्पण में, वे लघुगणक और घातीय हैं)। आमतौर पर, दो समान कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है, लेकिन पहले वाले की विशेषता नकारात्मक प्रतिक्रिया को लागू करके उलट जाती है। इस प्रकार एक करंट प्रतिबिंब में दो कैस्केड समान कन्वर्टर्स होते हैं ,पहला - उल्टा और दूसरा - डायरेक्ट।

चित्रा 1: संदर्भ वर्तमान I सेट करने के लिए एक प्रतिरोधी का उपयोग कर एनपीएन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के साथ लागू एक वर्तमान दर्पण_REF; में_CC एक सकारात्मक वोल्टेज है।

बेसिक BJT करंट प्रतिबिंब

यदि इनपुट मात्रा के रूप में BJT(बी जी टी ) बेस-एमिटर संधि पर एक वोल्टेज लागू किया जाता है और संग्रहकर्ता करंट को आउटपुट मात्रा के रूप में लिया जाता है, तो ट्रांजिस्टर एक घातीय वोल्टेज-से-वर्तमान कनवर्टर के रूप में कार्य करेगा। एक नकारात्मक प्रतिक्रिया लागू करके बस आधार और संग्रहकर्ता को मिलाकर ट्रांजिस्टर को उलटा किया जा सकता है और यह विपरीत लघुगणकीय करंट-टू-वोल्टेज कनवर्टर के रूप में कार्य करना शुरू कर देगा, अब यह आउटपुट बेस-एमिटर वोल्टेज को समायोजित करेगा ताकि लागू इनपुट संग्रहकर्ता करंट को पास किया जा सके।

सरलतम द्विध्रुवी दर्पण चित्र 1 में दिखाया गया है, इस विचार को लागू करता है। इसमें दो कैस्केड ट्रांजिस्टर चरण होते हैं जो एक उलट और प्रत्यक्ष वोल्टेज-टू-करंट कन्वर्टर्स के रूप में कार्य करते हैं। ट्रांजिस्टर Q1 का उत्सर्जक जमीन से जुड़ा होता है। इसका संग्रहकर्ता-बेस वोल्टेज शून्य है जैसा कि दिखाया गया है।

नतीजतन, Q1 के पार वोल्टेज ड्रॉप VBE(वी बी इ ) है, यानी यह वोल्टेज डायोड नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है और Q1 को डायोड कनेक्टेड कहा जाता है। एबर्स-मोल मॉडल में देखेंते  है एक साधारण डायोड के बजाय परिपथ में Q1 का होना महत्वपूर्ण है, क्योंकि Q1 ट्रांजिस्टर Q2 के लिए VBE(वी बी इ ) सेट करता है। यदि Q1 और Q2 का मेल किया जाता है, अर्थात, काफी हद तक समान उपकरण गुण हैं, और यदि दर्पण आउटपुट वोल्टेज को चुना जाता है, तो Q2 का संग्रहकर्ता-बेस वोल्टेज भी शून्य है, तो Q1 द्वारा निर्धारित VBE-मान एक उत्सर्जक धारा में परिणाम देता है। मेल किए गए Q2 में जो Q1 में एमिटर करंट के समान है [उद्धरण वांछित] क्यूंकि क्यू1 और क्यू2 संधि कर रहे हैं, उनके β0-मान भी सहमत होते हैं, जिससे प्रतिबिंब आउटपुट करंट Q1 के संग्रहकर्ता करंट के समान होता है।

मनमाना संग्रहकर्ता-बेस विपरीत बायस के लिए दर्पण द्वारा दिया गया करंट वीसीबी (VCB) द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर द्वारा दिया जाता है।

$I_{\text{C}}=I_{\text{S}}\left(e^{\frac {V_{\text{BE}}}{V_{\text{T}}}}-1\right)\left(1+{\frac {V_{\text{CE}}}{V_{\text{A}}}}\right),$

जहां आईएस रिवर्स संतृप्‍तिकरण करंट या स्केल करंट है, वीटी v_T,, थर्मल वोल्टेज, और वीए v_A, प्रारंभिक वोल्टेज। यह करंट संदर्भ करंट (आई आर इ एफ) I_ref से संबंधित है जब आउटपुट ट्रांजिस्टर (वी  सी बी) VCB = 0 V द्वारा

$I_{\text{ref}}=I_{C}\left(1+{\frac {2}{\beta _{0}}}\right),$

जैसा कि Q1 के संग्राहक नोड पर किरचॉफ के वर्तमान नियम का उपयोग करते हुए पाया गया है

$I_{\text{ref}}=I_{C}+I_{B1}+I_{B2}\ .$

संदर्भ करंट संग्राहक धारा को Q1 और बेस करंट दोनों ट्रांजिस्टर को सप्लाई करता है - जब दोनों ट्रांजिस्टर में शून्य आधार-संग्रहकर्ता अभिनति पूर्वाग्रह होता है, तो दो आधार धाराओ के बराबर होती हैं, I_B1 = मैं_B2 = मैं_B.

$I_{\text{ref}}=I_{C}+I_{B}+I_{B}=I_{C}+2I_{B}=I_{C}\left(1+{\frac {2}{\beta _{0}}}\right),$

पैरामीटर β0 ट्रांजिस्टर β-मान के लिए है V_CB = 0 वी।

आउटपुट प्रतिरोध

यदि आउटपुट ट्रांजिस्टर Q2 में VBC शून्य से अधिक है, तो Q2 में संग्रहकर्ता करंट प्रारंभिक प्रभाव के कारण Q1 की तुलना में  बड़ा होगा। दूसरे शब्दों में, दर्पण में आउटपुट ट्रांजिस्टर के (आरओ) r द्वारा दिया गया एक परिमित आउटपुट (या नॉर्टन) प्रतिरोध होता है, अर्थात्,

$R_{N}=r_{o}={\frac {V_{A}+V_{CE}}{I_{C}}}\ ,$

जहां वी_Aप्रारंभिक वोल्टेज है; और वी_CE, आउटपुट ट्रांजिस्टर का संग्रहकर्ता-टू-एमिटर वोल्टेज।

अनुपालन वोल्टेज

आउटपुट ट्रांजिस्टर को सक्रिय रखने के लिए, V_CB0 वी। इसका मतलब है कि सबसे कम आउटपुट वोल्टेज जिसके परिणामस्वरूप सही दर्पण व्यवहार होता है, अनुपालन वोल्टेज, वी है_OUT= वी_CV= वी_BEआउटपुट वर्तमान स्तर I . पर आउटपुट ट्रांजिस्टर के साथ पूर्वाग्रह स्थितियों के तहत_Cऔर V . के साथ_CB= 0 वी या, ऊपर आई-वी संबंध को उलटना:

$V_{CV}=V_{T}\ln \left({\frac {I_{C}}{I_{S}}}+1\right),$

जहां VA (वीए) प्रारंभिक वोल्टेज है, और वीसीई, और आउटपुट ट्रांजिस्टर का संग्रहकर्ता -टू- एमिटर वोल्टेज है

विस्तार और जटिलताएं

जब Q2 में VCB> 0 V होता है, तो ट्रांजिस्टर का मेल नहीं होता है। विशेष रूप से, उनके β-मान प्रारंभिक प्रभाव के कारण भिन्न होते हैं

${\begin{aligned}\beta _{1}&=\beta _{0}\\\beta _{2}&=\beta _{0}\left(1+{\frac {V_{CB}}{V_{A}}}\right),\end{aligned}}$

जहां V_A (वीए) प्रारंभिक वोल्टेज है और (वीसीबी) V_CB = 0 (वी)V के लिए β₀ ट्रांजिस्टर β है। प्रारंभिक प्रभाव के कारण अंतर के अलावा, ट्रांजिस्टर के β-मान भिन्न होंगे क्योंकि β0-मान वर्तमान पर निर्भर करते हैं, और दो ट्रांजिस्टर अब अलग-अलग धाराएं ले जाते हैं देखें, गुममेल-पून मॉडल।

इसके अलावा, सम्बद्ध उच्च शक्ति अपव्यय के कारण Q₂ Q₁ (क्यू  वन क्यू टू )की तुलना में काफी अधिक गर्म हो सकता है। संधि बनाए रखने के लिए, ट्रांजिस्टर का तापमान लगभग समान होना चाहिए। एकीकृत परिपथ और ट्रांजिस्टर सरणियों में जहां दोनों ट्रांजिस्टर एक ही डाई पर हैं, यह हासिल करना आसान है। लेकिन अगर दो ट्रांजिस्टर व्यापक रूप से अलग हो जाते हैं, तो वर्तमान दर्पण की शुद्धता से समझौता किया जाता है।

अतिरिक्त संधि किए गए ट्रांजिस्टर को एक ही आधार से जोड़ा जा सकता है और एक ही संग्रहकर्ता करंट की आपूर्ति करेगा। दूसरे शब्दों में, परिपथ के दाहिने आधे हिस्से को कई बार दोहराया जा सकता है जिसमें प्रत्येक पर प्रतिरोधक मान R2 की जगह विभिन्न प्रतिरोधक मान होते हैं। ध्यान दें, हालांकि, प्रत्येक अतिरिक्त दायां-आधा ट्रांजिस्टर दाएं-आधे ट्रांजिस्टर के गैर-शून्य आधार धाराओं के कारण Q1 से कुछ संग्रहकर्ता वर्तमान से  "चोरी" करता है। इसके परिणामस्वरूप प्रोग्राम किए गए करंट में थोड़ी कमी आएगी।

दर्पण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए उत्सर्जक अध: पतन दर्पण के लिए एक उदाहरण भी देखें।

File:Simple MOSFET mirror.PNG

चित्र 2: संदर्भ धारा I को सेट करने के लिए एक अवरोधक के साथ एक n-चैनल MOSFET वर्तमान दर्पण_REF; में_DD सकारात्मक वोल्टेज है।

आरेख में दिखाए गए साधारण दर्पण के लिए, विशिष्ट मान (बीटा) $\beta$ 1% या अधिक अच्छा  मौजूदा जोड़ा होगा।

मूल MOSFET वर्तमान दर्पण

मूल धारा दर्पण को MOSFET ट्रांजिस्टर का उपयोग करके भी कार्यान्वित किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। ट्रांजिस्टर M₁ MOSFET# मोड ऑफ़ ऑपरेशन मोड में काम कर रहा है, और इसी तरह M₂. इस सेटअप में, आउटपुट करंट I_OUT सीधे I . से संबंधित है_REF, जैसा कि आगे चर्चा की गई है।

MOSFET I . का ड्रेन करंट_D I . द्वारा दिए गए MOSFET के गेट-सोर्स वोल्टेज और ड्रेन-टू-गेट वोल्टेज दोनों का एक कार्य है_D = एफ (वी_GS, में_DG), MOSFET डिवाइस की कार्यक्षमता से प्राप्त संबंध। ट्रांजिस्टर M . के मामले में₁ आईने की, मैं_D = मैं_REF. संदर्भ वर्तमान I_REF एक ज्ञात धारा है, और एक प्रतिरोधक द्वारा प्रदान किया जा सकता है जैसा कि दिखाया गया है, या एक थ्रेशोल्ड-संदर्भित या पूर्वाग्रह द्वारा प्रदान किया जा सकता है | स्व-पक्षपाती वर्तमान स्रोत यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह स्थिर है, वोल्टेज आपूर्ति विविधताओं से स्वतंत्र है। V . का उपयोग करना_DG = 0 ट्रांजिस्टर M . के लिए₁, M . में ड्रेन करंट₁ क्या मैं_D = एफ (वी_GS, में_DG=0), इसलिए हम पाते हैं: f(V .)_GS, 0) = मैं_REF, परोक्ष रूप से V . का मान निर्धारित करना_GS. इस प्रकार मैं_REF V . का मान सेट करता है_GS. आरेख में परिपथ समान V . को बल देता है_GS ट्रांजिस्टर M . पर लागू करने के लिए₂. अगर एम₂ शून्य V . के साथ भी पक्षपाती है_DG और ट्रांजिस्टर M . प्रदान किया₁ और एम₂ उनके गुणों का अच्छा संधि है, जैसे कि चैनल की लंबाई, चौड़ाई, दहलीज वोल्टेज, आदि, संबंध I_OUT = एफ (वी_GS, में_DG = 0) लागू होता है, इस प्रकार I . को सेट करना_OUT = मैं_REF; यानी, आउटपुट करंट रेफरेंस करंट के समान होता है जब V_DG = 0 आउटपुट ट्रांजिस्टर के लिए, और दोनों ट्रांजिस्टर का संधि किया जाता है।

ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज को V . के रूप में व्यक्त किया जा सकता है_DS = वी_DG + वी_GS. इस प्रतिस्थापन के साथ, शिचमैन-होजेस मॉडल फ़ंक्शन f(V .) के लिए एक अनुमानित रूप प्रदान करता है_GS, में_DG):

${\begin{aligned}I_{d}&=f(V_{GS},V_{DG})\\&={\frac {1}{2}}K_{p}\left({\frac {W}{L}}\right)\left(V_{GS}-V_{th}\right)^{2}\left(1+\lambda V_{DS}\right)\\&={\frac {1}{2}}K_{p}\left[{\frac {W}{L}}\right]\left[V_{GS}-V_{th}\right]^{2}\left[1+\lambda (V_{DG}+V_{GS})\right],\\\end{aligned}}$

कहाँ पे $K_{p}$ ट्रांजिस्टर से जुड़ा एक प्रौद्योगिकी-संबंधी स्थिरांक है, W/L ट्रांजिस्टर की चौड़ाई से लंबाई का अनुपात है, $V_{GS}$ गेट-सोर्स वोल्टेज है, $V_{th}$ दहलीज वोल्टेज है, चैनल लंबाई मॉडुलन स्थिरांक है, और $V_{DS}$ नाली-स्रोत वोल्टेज है।

आउटपुट प्रतिरोध

चैनल-लंबाई मॉडुलन के कारण, दर्पण में r . द्वारा दिया गया एक परिमित आउटपुट (या नॉर्टन) प्रतिरोध होता है_oआउटपुट ट्रांजिस्टर का, अर्थात् (चैनल लंबाई मॉडुलन देखें):

$R_{N}=r_{o}={\frac {1}{I_{D}}}\left({\frac {1}{\lambda }}r+V_{DS}\right)={\frac {1}{I_{D}}}\left(V_{E}L+V_{DS}\right),$

जहाँ = चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर और V_DS= ड्रेन-टू-सोर्स पूर्वाग्रह।

अनुपालन वोल्टेज

आउटपुट ट्रांजिस्टर प्रतिरोध को उच्च रखने के लिए, V_DG0 वी. (बेकर देखें)। इसका मतलब है कि सबसे कम आउटपुट वोल्टेज जिसके परिणामस्वरूप सही दर्पण व्यवहार होता है, अनुपालन वोल्टेज, V . है_OUT= वी_CV= वी_GSV . के साथ आउटपुट वर्तमान स्तर पर आउटपुट ट्रांजिस्टर के लिए_DG= 0 V, या f-फ़ंक्शन के व्युत्क्रम का उपयोग करते हुए, f^-1:

$V_{CV}=V_{GS}({\text{for}}\ I_{D}\ {\text{at}}\ V_{DG}=0V)=f^{-1}(I_{D})\ {\text{with}}\ V_{DG}=0\ .$

शिचमैन-होजेस मॉडल के लिए, f⁻¹ लगभग एक वर्गमूल फलन है।

एक्सटेंशन और आरक्षण

इस दर्पण की एक उपयोगी विशेषता डिवाइस की चौड़ाई W पर f की रैखिक निर्भरता है, जो कि शिचमैन-होजेस मॉडल की तुलना में अधिक सटीक मॉडल के लिए भी लगभग संतुष्ट है। इस प्रकार, दो ट्रांजिस्टर की चौड़ाई के अनुपात को समायोजित करके, संदर्भ धारा के गुणक उत्पन्न किए जा सकते हैं।

शिचमैन-होजेस मॉडल केवल दिनांकित के लिए सटीक है प्रौद्योगिकी, हालांकि इसका उपयोग अक्सर सुविधा के लिए आज भी किया जाता है। नए पर आधारित कोई भी मात्रात्मक डिजाइन प्रौद्योगिकी उन उपकरणों के लिए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करती है जो परिवर्तित वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के लिए जिम्मेदार हैं। एक सटीक डिज़ाइन में जिन अंतरों का हिसाब होना चाहिए, उनमें V . में वर्ग नियम की विफलता है_gs वोल्टेज निर्भरता और V . के बहुत खराब मॉडलिंग के लिए_ds V . द्वारा प्रदान की गई नाली वोल्टेज निर्भरता_ds. समीकरणों की एक और विफलता जो बहुत महत्वपूर्ण साबित होती है, वह है चैनल की लंबाई L पर गलत निर्भरता। L-निर्भरता का एक महत्वपूर्ण स्रोत से उपजा है, जैसा कि ग्रे और मेयर ने उल्लेख किया है, जो यह भी ध्यान देते हैं कि λ को आमतौर पर प्रयोगात्मक डेटा से लिया जाना चाहिए। V . की व्यापक विविधता के कारण_th यहां तक ​​कि एक विशेष डिवाइस नंबर के भीतर भी असतत संस्करण समस्याग्रस्त हैं। हालांकि स्रोत डिजनरेट रेसिस्टर का उपयोग करके भिन्नता की कुछ हद तक भरपाई की जा सकती है, लेकिन इसका मूल्य इतना बड़ा हो जाता है कि आउटपुट प्रतिरोध को नुकसान होता है (यानी कम हो जाता है)। यह भिन्नता MOSFET संस्करण को IC/अखंड क्षेत्र में ले जाती है।

प्रतिक्रिया-समर्थित वर्तमान दर्पण

File:Gain-assisted current mirror.PNG

चित्र 3: आउटपुट प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए op-amp प्रतिक्रिया के साथ वर्तमान दर्पण का लाभ बढ़ाएं

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गेन-बूस्टेड करंट प्रतिबिंब का MOSFET संस्करण; एम₁ और एम₂ सक्रिय मोड में हैं, जबकि M₃ और एम₄ ओमिक मोड में हैं और प्रतिरोधों की तरह कार्य करते हैं। परिचालन एम्पलीफायर फीडबैक प्रदान करता है जो उच्च आउटपुट प्रतिरोध बनाए रखता है।

चित्र 3 आउटपुट प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करते हुए एक दर्पण दिखाता है। op amp के कारण, इन परिपथों को कभी-कभी गेन-बूस्टेड करंट प्रतिबिंब कहा जाता है। चूंकि उनके पास अपेक्षाकृत कम अनुपालन वोल्टेज हैं, इसलिए उन्हें वाइड-स्विंग वर्तमान दर्पण भी कहा जाता है। इस विचार पर आधारित विभिन्न प्रकार के परिपथ उपयोग में हैं, विशेष रूप से MOSFET दर्पणों के लिए क्योंकि MOSFETs में कम आंतरिक आउटपुट प्रतिरोध मान होते हैं। चित्र 3 का एक MOSFET संस्करण चित्र 4 में दिखाया गया है, जहाँ MOSFETs M₃ और एम₄ एमिटर रेसिस्टर्स के समान भूमिका निभाने के लिए MOSFET#ऑपरेशन के मोड में काम करें R_Eचित्र 3 में, और MOSFETs M₁ और एम₂ दर्पण ट्रांजिस्टर के समान भूमिकाओं में सक्रिय मोड में काम करते हैं Q₁ और क्यू₂ चित्रा 3 में। एक स्पष्टीकरण इस प्रकार है कि चित्रा 3 में परिपथ कैसे काम करता है।

परिचालन एम्पलीफायर को वोल्टेज V . में अंतर खिलाया जाता है₁ - वी₂ मूल्य R . के दो उत्सर्जक-पैर प्रतिरोधों के शीर्ष पर_E. यह अंतर op amp द्वारा बढ़ाया जाता है और आउटपुट ट्रांजिस्टर Q . के आधार को खिलाया जाता है₂. यदि संग्रहकर्ता Q . पर विपरीत बायस का आधार रखता है₂ लागू वोल्टेज V . को बढ़ाकर बढ़ाया जाता है_A, Q . में धारा₂ बढ़ता है, बढ़ता है V₂ और अंतर कम करना V₁ - वी₂ सेशन amp में प्रवेश। नतीजतन, Q . का बेस वोल्टेज₂ घट गया है, और V_BEक्यू का₂ घट जाती है, आउटपुट करंट में वृद्धि का प्रतिकार करती है।

यदि op-amp लाभ A_vबड़ा है, केवल एक बहुत छोटा अंतर V₁ - वी₂ आवश्यक बेस वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है V_Bक्यू के लिए₂, अर्थात्

$V_{1}-V_{2}={\frac {V_{B}}{A_{v}}}.$

नतीजतन, दो पैर प्रतिरोधों में धाराओं को लगभग समान रखा जाता है, और दर्पण का आउटपुट करंट लगभग संग्रहकर्ता करंट I के समान होता है।_C1क्यू में₁, जो बदले में संदर्भ वर्तमान द्वारा निर्धारित किया जाता है

$I_{\text{ref}}=I_{C1}\left(1+{\frac {1}{\beta _{1}}}\right),$

जहां β₁ ट्रांजिस्टर Q . के लिए₁ और β₂ क्यू के लिए₂ प्रारंभिक प्रभाव के कारण भिन्न होते हैं यदि Q . के संग्राहक-आधार पर विपरीत पूर्वाग्रह₂ गैर-शून्य है।

आउटपुट प्रतिरोध

File:Mirror output resistance.PNG

चित्रा 5: दर्पण के आउटपुट प्रतिरोध को निर्धारित करने के लिए लघु-संकेत परिपथ; ट्रांजिस्टर क्यू₂ को इसके हाइब्रिड-पीआई मॉडल से बदल दिया गया है; एक परीक्षण वर्तमान I_X आउटपुट पर एक वोल्टेज V . उत्पन्न करता है_X, और आउटपुट प्रतिरोध R . है_out = वी_X / मैं_X.

फुटनोट में आउटपुट प्रतिरोध का एक आदर्श उपचार दिया गया है। परिमित लाभ ए के साथ एक ऑप amp के लिए एक छोटा-संकेत विश्लेषण_v लेकिन अन्यथा आदर्श चित्र 5 (β, r .) पर आधारित है_O और र_πक्यू का संदर्भ लें₂) चित्र 5 पर पहुंचने के लिए, ध्यान दें कि चित्र 3 में op amp का धनात्मक इनपुट AC ग्राउंड पर है, इसलिए op amp में वोल्टेज इनपुट केवल AC एमिटर वोल्टेज V है_e इसके नकारात्मक इनपुट पर लागू होता है, जिसके परिणामस्वरूप −A . का वोल्टेज आउटपुट होता है_v V_e. इनपुट प्रतिरोध r . के आर-पार ओम के नियम का उपयोग करना_π लघु-संकेत आधार धारा I को निर्धारित करता है_b जैसा:

$I_{b}={\frac {V_{e}}{\frac {r_{\pi }}{A_{v}+1}}}\ .$

इस परिणाम को ओम के नियम के साथ जोड़ने पर $R_{E}$, $V_{e}$ समाप्त किया जा सकता है, खोजने के लिए:

$I_{b}=I_{X}{\frac {R_{E}}{R_{E}+{\frac {r_{\pi }}{A_{v}+1}}}}.$

परीक्षण स्रोत I . से किरचॉफ का वोल्टेज नियम_X R . के धरातल पर_E प्रदान करता है:

$V_{X}=(I_{X}+\beta I_{b})r_{O}+(I_{X}-I_{b})R_{E}.$

I . के लिए प्रतिस्थापन_b और आउटपुट प्रतिरोध R . की शर्तों को एकत्रित करना_out पाया जाता है:

$R_{\text{out}}={\frac {V_{X}}{I_{X}}}=r_{O}\left(1+\beta {\frac {R_{E}}{R_{E}+{\frac {r_{\pi }}{A_{v}+1}}}}\right)+R_{E}\|{\frac {r_{\pi }}{A_{v}+1}}.$

बड़े लाभ के लिए A_vर_π/ आर_Eइस परिपथ के साथ प्राप्त अधिकतम आउटपुट प्रतिरोध है

$R_{\text{out}}=(\beta +1)r_{O},$

मूल दर्पण पर पर्याप्त सुधार जहां R_out = आर_O.

चित्रा 4 के एमओएसएफईटी परिपथ का लघु-संकेत विश्लेषण द्विध्रुवी विश्लेषण से β = जी सेट करके प्राप्त किया जाता है_m r_πR . के सूत्र में_out और फिर r . देना_π→ . परिणाम है

$R_{\text{out}}=r_{O}\left[1+g_{m}R_{E}(A_{v}+1)\right]+R_{E}.$

इस बार रॉ_Eस्रोत-पैर MOSFETs M . का प्रतिरोध है₃, एम₄. चित्र 3 के विपरीत, हालांकि, A . के रूप में_vबढ़ा हुआ है (R . पकड़े हुए)_Eमूल्य में निश्चित), आर_out वृद्धि जारी है, और बड़े ए पर सीमित मूल्य तक नहीं पहुंचता है_v.

अनुपालन वोल्टेज

चित्र 3 के लिए, एक बड़ा op amp लाभ अधिकतम R . प्राप्त करता है_out केवल एक छोटे R . के साथ_E. R . के लिए कम मान_Eमतलब वी₂भी छोटा है, इस दर्पण के लिए कम अनुपालन वोल्टेज की अनुमति देता है, केवल एक वोल्टेज V₂साधारण द्विध्रुवीय दर्पण के अनुपालन वोल्टेज से बड़ा। इस कारण से इस प्रकार के दर्पण को वाइड-स्विंग करंट प्रतिबिंब भी कहा जाता है, क्योंकि यह आउटपुट वोल्टेज को अन्य प्रकार के प्रतिबिंब की तुलना में कम स्विंग करने की अनुमति देता है जो एक बड़ा R प्राप्त करते हैं।_out केवल बड़े अनुपालन वोल्टेज की कीमत पर।

चित्रा 4 के एमओएसएफईटी परिपथ के साथ, चित्रा 3 में परिपथ की तरह, बड़ा सेशन amp लाभ ए_v, छोटा R_Eकिसी दिए गए R . पर बनाया जा सकता है_out, और दर्पण का अनुपालन वोल्टेज कम।

अन्य वर्तमान दर्पण

कई परिष्कृत वर्तमान दर्पण हैं जिनमें मूल दर्पण की तुलना में उच्च आउटपुट प्रतिबाधा है (आउटपुट वोल्टेज से स्वतंत्र वर्तमान आउटपुट के साथ एक आदर्श दर्पण से अधिक निकटता से संपर्क करें) और उत्पादन क्षमता (आईसी) और परिपथ वोल्टेज के लिए तापमान और डिवाइस पैरामीटर डिजाइन के प्रति कम संवेदनशील धाराओं का उत्पादन करते हैं। उतार-चढ़ाव। ये बहु-ट्रांजिस्टर दर्पण परिपथ द्विध्रुवी और एमओएस ट्रांजिस्टर दोनों के साथ उपयोग किए जाते हैं। इन परिपथों में शामिल हैं:

• विडलर वर्तमान स्रोत
• विल्सन करंट प्रतिबिंब को करंट सोर्स के रूप में इस्तेमाल किया जाता है
• कैसकोड वर्तमान स्रोत

यह भी देखें

• वर्तमान स्रोत
• विडलर करंट सोर्स
• विल्सन करंट प्रतिबिंब
• द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर
• मॉसफेट
• चैनल लंबाई मॉडुलन
• प्रारंभिक प्रभाव

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• एकीकृत परिपथ
• अवरोध
• आम emitter
• आभासी मैदान
• सतत प्रवाह
• इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर
• नकारात्मक प्रतिपुष्टि
• बिजली का टूटना
• ढाल (कलन)
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• विद्युतीय इन्सुलेशन
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• साइड चैनल अटैक
• प्रचार देरी
• छोटे संकेत
• बयाझिंग
• विनिर्माण क्षमता के लिए डिजाइन (आईसी)

बाहरी संबंध

• 4QD tec - Current sources and mirrors Compendium of circuits and descriptions