Bu sabit akım lavabo aslında nasıl çalışır?

10

Sabit bir akım kaynağı uyguladım ve harika çalışıyor, ama sadece biraz daha anlamaya çalışmayı umuyordum! İşte söz konusu devre:

Web üzerinde bazı aramalar yapmayı denedim ve bu devre üzerinde aslında her şeyde neler olduğunu açıklayan herhangi bir teorik şey bulmakta zorlandım. Transistörden geçen akımın sadece kullanarak bulunabileceğini öğrendim , bakmaya başlamadan önce bildiğimden çok daha fazlaydı. Ama şimdi aslında neler olup bittiğini ve yükte değişken bir yük / voltajla bile nasıl sabit bir akım çıkışı olarak kaldığını bilmek istiyorum.

I_{E} = \frac{V_{set}}{R_{set}}

$I_{E}=\frac{V_{\text{set}}}{R_{\text{set}}}$

Eğer birisi buna biraz ışık tutabilseydi, çok minnettar olurum.

— MrPhooky
kaynak

İlk önce transistörü çıkarmayı ve yükü doğrudan opamp'a bağlamayı deneyin. Bunu standart opamp kurallarınızla analiz edin. Daha fazla akım sağlamak için transitor güçlendirici olarak eklenir. (Bu devrede bir beta hatası var ve hassas kontrol istiyorsanız, BJT yerine genellikle bir FET kullanılır.)

— George Herold

15

Devre negatif geri besleme kullanır ve op amp'in çok yüksek kazancını kullanır. Op-amp aynı gerilim onun olmayan ters çevrilme ve evirmeyen girişleri tutmaya çalışır nedeniyle çok yüksek kazanç. Sonra Ohm yasasına göre $V_{\text{set}}$

I_{set} = \frac{V_{set}}{R_{set}}

$I_{\text{set}} = \frac{V_{\text{set}}}{R_{\text{set}}}$

Negatif geri besleme böylece transistör taban gerilimi ayarlamak için op amp neden sabiti bile değiştirilmesi, yük ile olduğunu. Değiştirilmesi, yük geçici bir artışa neden olursa geçici olarak evirmeyen giriş en üstünde yükselecek ardından op amp en çevirici giriş voltajı. Bu, op amper çıkışının düşmesine neden olur, bu da transistörün ve dolayısıyla düşürür . $I_{\text{set}}$ $I_{\text{set}}$ $V_{BE}$ $I_{C} \approx I_{\text{set}}$

Benzer şekilde, değişen yük geçici bir azalmaya neden olursa, op amp'in ters çevirme girişindeki voltaj geçici olarak ters çevirme girişlerinin altına düşecektir. Bu transistörün arttırır artışa op-amp çıkışı neden ve . $I_{\text{set}}$ $V_{BE}$ $I_{C}$

— Boş
kaynak

7

Opamp, açık olmasa da, birlik kazancı tamponu gibi davranıyor:

Opamps için kural, elbette klipslememesi koşuluyla (kendi kaynağına koşup orada durmak), çıkışın iki girişi eşit tutmak için ne gerekiyorsa yapmasıdır.

Transistör, verici voltajının taban gerilimini eksi PN ekleminden bir diyot düşüşü izlediği bir yayıcı takipçisi olarak kullanılır.

Bu ikisini bir araya getirdiğinizde Rset'in üstündeki voltajın Vset ile aynı olduğunu göreceksiniz. Bilinen bir direnç boyunca bilinen voltaj, bu direnç üzerinden bilinen akıma eşittir. Çoğu transistörde, bazın yayıcı akımına katkısı ihmal edilebilir, bu nedenle besleme voltajı veya direncine bakılmaksızın, aynı akımı yük yoluyla da pratik olarak alırsınız. Ancak ciddi bir tasarım için kullanıyorsanız, bu ihmal edilebilirliği belirli parçalarınızla doğrulamak zarar vermez.

— AaronD
kaynak

Gerçekten bir birlik kazancı tamponu değil. Şunu düşünün: Transistörün tabanını opamp girişlerindeki voltajdan daha yüksek bir Vbe düşüşüne sürmek için opamp çıkışındaki voltaj opamp girişlerindeki voltajdan daha yüksek olması gerektiğinden, birden fazla kazancı olmalı, değil mi?

— EM Fields

@EMFields: Sabit bir ofseti var, ancak yine de bir voltaj kazancı var. Dahili olarak, opamp büyük bir kazanca sahiptir, ancak bu sadece referans ve geri bildirim arasındaki hatayı en aza indirmek için kullanılır. Bir bütün olarak devre, birlik kazancına ve transistörün tabanında bu ofsete sahiptir.

— AaronD

A v = \frac{V o u t}{V i n} = \frac{6.7 V}{6 V} = 1.117

$Av =\frac{Vout}{Vin} = \frac {6.7V}{6V} = \text{ 1.117}$

@EMFields: Kazanç 2 puanlık bir hesaplamadır. Diğer nokta için Vout = Vin = 0V olduğunu varsayarsanız, o zaman haklı olacaksınız. Ama burada değil. Bir nokta için {Vout, Vin} = {0.7, 0.0} V ve diğeri için {Vout, Vin} = {6.7, 6.0} V ile matematiği tekrar çalıştırın.

— AaronD

Deli saçması. Kazanç, aslında, iki noktadan oluşan bir hesaplamadır, ancak iki nokta basitçe çıktı (temettü) ve girdidir (bölen) ve kazanç sonuç bölümüdür. Birlik kazanç tamponu için bölüm her zaman 1'dir, bu da sizin durumunuzda doğru değildir, çünkü geri bildirim yoluna bir tabandan yayıcıya birleşme noktası ekleyerek çıkışın girişten daha yüksek bir voltaja yükselmesine neden olur, bölüm 1'den büyük. Birlik kazancı tamponu dediğin şey değil. Daha fazla kanıta mı ihtiyacınız var? tarayıcınıza "birim kazanç tamponu" yazın ve ne olduğunu görün.

— EM Fields

3

Bunu görselleştirmek istediğim gibi, transistörü opamp'ın girişindeki voltajı + girişindeki voltaja eşit tutmak için opamp'ın otomatik olarak ayarladığı değişken bir direnç olarak düşünmektir.

Bu şekilde, bir seri devredeki akım her yerde aynı olduğundan, yükteki akım, transistör CE bağlantısı ve Rset aynı olmalı ve Rset'in üstündeki voltaj asla değişmediği için opamp eşittir Vset için akım asla değişmez ve yükteki akım da değişmez.

— EM Alanları
kaynak

2

Diğer bir yaklaşım, op amp'i büyük bir sonlu kazanç ve alma sınırları olarak modellemektir.

$K(v_\text{set}-I_\text{load} R_\text{set})$ $K(V_\text{set}-I_\text{load} R_\text{set}) = I_\text{load} R_\text{set} + 0.7$ $K$ $K \to \infty$ $I_\text{load} = { V_\text{set} \over R_\text{set} }$

— copper.hat
kaynak

1

Bunu görmenin bir başka basit, ama doğru yolu geri bildirim teorisini kullanmaktır:

$V_x$

V_{o} = A \cdot (V_{set} - V_{x})

$V_o = A \cdot (V_{\text{set}}-V_x)$

$V_{\text{be}}$

V_{x} = V_{o} - V_{be}

$V_x = V_o - V_{\text{be}}$

$V_o$

V_{o} = A \cdot (V_{set} - (V_{o} - V_{be})) = A \cdot (V_{set} + V_{be}) - A \cdot V_{o}

$V_o = A \cdot (V_{\text{set}} - (V_o - V_{\text{be}})) = A \cdot (V_{\text{set}} + V_{\text{be}}) - A \cdot V_o$

veya:

(A + 1) \cdot V_{o} = A \cdot (V_{set} + V_{be})

$(A + 1) \cdot V_o = A \cdot (V_{\text{set}} + V_{\text{be}})$

Yani, yeniden düzenliyoruz:

V_{o} = \frac{A \cdot (V_{set} + V_{be})}{A + 1}

$V_o = \frac{A \cdot (V_{\text{set}} + V_{\text{be}})}{A+1}$

$\frac{A}{A+1}$

\frac{A}{A + 1} \to 1

$\frac{A}{A+1} \to 1$

Böylece:

V_{o} = V_{set} + V_{be}

$V_o=V_{\text{set}}+V_{\text{be}}$

Ancak, yukarıda yazdık:

V_{x} = V_{o} - V_{be}

$V_x=V_o-V_{\text{be}}$

$V_o$

V_{x} = (V_{set} + V_{b e}) - V_{be} $ o r $ V_{x} = V_{set}

$V_x=(V_{\text{set}}+V_{be})-V_{\text{be}}\$ or \$V_x=V_{\text{set}}$

$I_{\text{set}}=\frac{V_{\text{set}}}{R_{\text{set}}}$

— Scott Andrews
kaynak

0

Cevabım muhtemelen sizin için pazarlık yaptığınızdan daha fazla, ancak merak ediyorsanız, harcadığım çabayı takdir edeceksiniz.

$V_{+} - V_{-}$ $A_{v}$ $V_{o} = A_{v} * ( V_{+} - V_{-} )$ $V_{+}$ $V_{-}$ $V_{o}$ çok, çok daha küçüktür (bu fark voltajı tüm niyetler içindir ve yaklaşık sıfır volt içindir).

$V_{+}$ $V_{-}$ $V_{+} = V_{set}$ $V_{-} = V_{set}$ $V_{-}$ $R_{set}$ $V_{set}$ $R_{set}$ $V_{set}$ $R_{set}$ $V_{set}$

${ I_{collector} \over I_{base} } > 40$ $I_{emitter} \sim I_{collector}$

$V_{set}$ $Z_{in}$ $V_{set}$ $V_{+}$ $V_{supply}$ $I_{load}$ $V_{supply}$ $R_{collector}$

$V_{supply}$ $V_{CE}$ $R_{collector}$ $I_{load}$ $V_{CE(on)} ~ 0.3V$ $V_{supply}$ $I_{load}$ $V_{supply}$ $I_{load}$ $V_{supply}$ $V_{CE}$ $R_{collector}$ $I_{load}$ $V_{CE}$ $I_{load}$ $V_{CE}$ $I_{load}$ $R_{collector}$ $V_{supply}$ $R_{collector}$ $V_{CE}$ $R_{collector}$ $I_{load}$ $R_{collector}$ $I_{load}$ $R_{collector}$ $V_{supply}$

$R_{collector}$ $R_{collector}$ $I_{load}$ $V_{CE}$ $V_{supply} - V_{set}$ $R_{collector} = 0 ohm$ $V_{CE}$ $V_{CE(on)}$

$V_{supply}$ $R_{collector}$

— Matt Kanada
kaynak

8

Metni paragraflara ayırırsanız bu cevap düzelir.

— hlovdal