Зачем лишние транзисторы в этом токовом зеркале?

Я пытаюсь понять необычную схему текущего зеркала ниже. Ток, управляемый R2, отражается на R1. Странной особенностью этой схемы является то, что коллектор и база Q1 соединены не напрямую, как в обычном токовом зеркале, а через два транзистора, включенных диодами (Q3 и Q4).

Какова цель Q3 и Q4? Такого на современных зеркалах я еще не видел. Я посмотрел на другие схемы текущего зеркала (токовое зеркало Уилсона, текущее зеркало каскода), и это не совпадает. В LTspice эта зеркальная схема работает, но я не вижу в ней плюсов. Кажется, это работает так же хорошо, если я заменю Q3 и Q4 проводом.

Эта схема находится внутри чипа, который я занимаюсь реверс-инжинирингом. Токовое зеркало с двумя диодами появляется несколько раз, значит, для этого должна быть какая-то причина, но я не могу ее понять. Есть идеи? У этой схемы есть название?

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

(Не обращайте внимания на номера деталей на схеме.)

Я просто называю это «буферизованным текущим зеркалом». Однако вы можете зайти на Analog Devices и перейти к 11.7 на этой странице: wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/… Они используют для этого немного более длинное имя.
Я собрал эту схему вместе, и выходной импеданс увеличивается с добавлением каждого эмиттерного повторителя (Q3, Q4). Улучшение с дискретными компонентами на макетной плате не такое, какое потенциально могло бы быть внутри чипа с гораздо лучшим соответствием между Q1 и Q2. Возможно, стоит исследовать, какое влияние оказывает несоответствие Q3/Q4 на работу, скажем, нагревая их, или, что еще лучше, сильно охлаждая их по сравнению с парой Q1/Q2. Но я могу немного изменить выходное сопротивление из-за тепловых эффектов, просто заменив Q1 или Q2 другой деталью из коробки, если R2 понижен.

Ответы (2)

Q3 и Q4 не подключены к диодам.

Они организованы как эмиттерные повторители, чтобы уменьшить ошибку, которая могла бы возникнуть, если бы базовый ток для Q1 и Q2 был получен из опорного тока, протекающего через R2.

Коэффициент усиления транзисторов Q3,Q4 уменьшит требуемый ток в Hfe**2 раз (возможно, в 10 000 раз), так что практически весь ток от резистора R2 будет протекать через Q1, а не отклоняться.

Они также будут означать, что Q1 работает при более высоком Vce (два падения Vbe), это повлияет на ток через R2, но может поставить Q1 в лучшую рабочую точку.

Еще одним усовершенствованием было бы размещение резисторов в эмиттерах Q1 и Q2. Резистор должен упасть всего на пару десятых вольта, чтобы значительно повысить точность за счет уменьшения влияния рассогласования между Q1 и Q2. Подойдет резистор типа 470 Ом.

Каким образом Q3 и Q4 являются последователями эмиттера?
Полезно взглянуть на рисунок с другой стороны — поскольку он представляет собой PNP, он нарисован с подачей внизу. Сигнал поступает в базу Q4, а затем в базу Q3. Выход пары питает два других транзистора.
Ой, я не знал, что это PNP.

Эта текущая конфигурация зеркала BJT также называется «бета-помощником». В случае, если вам нужно искать дополнительную информацию.

Вы могли бы сделать свой ответ намного лучше, включив информацию о бета-помощниках.