Svenska ElektronikForumet

Kapitel 3 i den boken är ganska kortfattad vad gäller
strömspeglar med bipolära trissor.

Boken är allmänorientering utan nämnvärda teoretiska resonemang som i första hand speglar det Camenzind sysslade med.
Indirekt fortsätter resonenmanget om strömspegelns byggstenar på några av de efterföljande kapitlen.
Boken är inte heltäckande på flera sätt. Väldigt lite digitalt t.ex. då han ansåg att utvecklare av digitala kretsar tog resurser för analog-sidan när det kom till fördelning av ekonomisk budget. Bland många större tillverkare av transistorer blev det på sent 60-tal en uppdelning mellan de avdelningar som sysslade med analog resp. digital teknik och digitala sidan svällde exponentiellt för varje år, medan analog-sidan fick se sina anslag krympa.
Ledde till att Camenzind som höll fast vid analog-biten blev friställd när analog-delen krympte.

Bipolära transistorer blev på samma sätt till stor del utfasade inom många områden till förmån för CMOS.
Vill man lära sej djupare teori om bipolära strömspeglar så får man nog söka äldre böcker.
Har själv ett slags handböcker som gavs ut av Analog Devices för länge sedan. Tjocka tegelstenar, somliga väl så tjocka som de samtida elfa-katalogerna. De var "gratis" och en illa förtäckt reklam för deras produkter men mycket detaljerade.
Alternativt kan man letar man applikationsexempel för "dual transistors" på tillverkarnas hemsidor, man kan nog få en del teori denna vägen. Sedan kan man ju alltid roa sej själv med Spice och MonteCarlo-analys. Det gjorde Camenzind.

Den förbättrade ritnings-versionen från Ledsmagazine, vet jag inte vad man förbättrat.
Anta överström pga av kortis i några lysdioder detekteras i BC337 som då sänker bas-strömmen på den första BD139.
Om detta inträffar får den andra BD139 troligen rejält med basström så att ett antal dioder brinner bort även i denna slingan. Blir motsatsen till strömspegel och det är dumt att låta fel sprida sej till oskyldiga kretsdelar.
Kan vara förbiseende men det finns inget seriemotstånd på basen till BC337. Leder förmodligen till att trissan skadas om det kommer en transient på matningsspänningen. Efter x antal skador lägger trissan av. Likaså om BD139 brinner ihop så tar den förmodligen med sej både BC337 samt någon diod, lite beroende på vem som ger upp först.
Kretsen fungerar så länge inget går sönder.
Det hade varit bättre om man låtit andra slingan sköta sej själv för nu finns ingen vinst med att låta denna kretsen styras via första kretsen.
Om man tänkt införa något slags failure skydd, så tycker jag att de åstadkommit motsatsen.

Utanför det integrerade, har inte konstruktioner med OP-förstärkare ersatt matchade transistorer som man kopplar ihop termiskt?

E Kafeman skrev:Här ger han en känga åt Nobel-priset, ett pris som utmärker sej genom att alltid peka ut fel person:

Mycket intressant man, tack! Hans berättelse om Tesla var också mycket bra.

OP blir dyrare ju högre spänning dom ska klara
och rätt typ transistorer klarar höga spänningar.
Kan man lösa det med 2 eller 3 trissor så kostar
det nästan inget i jämförelse med att ha op.
Fast bygger man för hobby så behöver man så klart
inte bry sig om att det kostar skjortan om man dessutom
kan få till proffdata på bygget.

Krille Krokodil skrev:Utanför det integrerade, har inte konstruktioner med OP-förstärkare ersatt matchade transistorer som man kopplar ihop termiskt?

Inte bara matchade transistorer utan diskreta trissor i allmänhet är väck.
I min branch som i huvudsak rör handhållen konsumentelektronik, kostar billig diskret transistor 1 cent i serieproduktionen. Den billigaste integrerade transistorn kostar typiskt en miljondel av det.
Visst förekommer någon enstaka smd trissa men de svarta fyrkantiga blafforna dominerar. En designkostnad finns givetvis även på en integrerad transistor men ta t.ex. en USB minneplugg. 1 GB minneskrets till denna kostar under $1 i produktion. Dela det priset antalet transistorer i kapseln.
Om man inom konsumentelektronik som designer kommer med iden att använda diskreta transistorer som dessutom ska matchas och termiskt vara kopplade som ersättare av en op-krets så blir nog banan som designer kort.
Det närmsta jag kan tänka mej är att det möjligen finns stereo-anläggningar som säljs till hi-end kunder som inte vill ha integrerade kresar utan hellre vill se runda blanka metallkåpor på strömspeglande förstärkarsteg och färgglada trådade motstånd.
Diskret elektronik hittas i huvudsak i drivelektronik idag. Större nätaggregat, drivning av elmotorer och liknande. Kanske som understöd och spänningsväxlare när ut-pinnen på ett chip inte förmår att på egen hand driva en kraftig lysdiod.

Den där boken ska jag köpa!

Jag har alltid varit intresserad av speciellt analog konstruktion mha diskreta komponenter. Kan man få det att fungera diskret går det nämligen att få det att fungera integrerat. Aldrig tvärtom!

Det här var det roligaste jag varit med om på länge!

Ingen som på rakt arm vet vart man kan få tag i ett exemplar (även om amazon.co.uk nämmndes)

Tack för detta underbara tips!

Nu ska jag bli en jävel till konstruktör

MVH/Roger
PS
Tack Ronny!

E Kafeman skrev:

Krille Krokodil skrev:Utanför det integrerade, har inte konstruktioner med OP-förstärkare ersatt matchade transistorer som man kopplar ihop termiskt?

Inte bara matchade transistorer utan diskreta trissor i allmänhet är väck.
I min branch som i huvudsak rör handhållen konsumentelektronik, kostar billig diskret transistor 1 cent i serieproduktionen. Den billigaste integrerade transistorn kostar typiskt en miljondel av det.
Visst förekommer någon enstaka smd trissa men de svarta fyrkantiga blafforna dominerar. En designkostnad finns givetvis även på en integrerad transistor men ta t.ex. en USB minneplugg. 1 GB minneskrets till denna kostar under $1 i produktion. Dela det priset antalet transistorer i kapseln.
Om man inom konsumentelektronik som designer kommer med iden att använda diskreta transistorer som dessutom ska matchas och termiskt vara kopplade som ersättare av en op-krets så blir nog banan som designer kort.
Det närmsta jag kan tänka mej är att det möjligen finns stereo-anläggningar som säljs till hi-end kunder som inte vill ha integrerade kresar utan hellre vill se runda blanka metallkåpor på strömspeglande förstärkarsteg och färgglada trådade motstånd.
Diskret elektronik hittas i huvudsak i drivelektronik idag. Större nätaggregat, drivning av elmotorer och liknande. Kanske som understöd och spänningsväxlare när ut-pinnen på ett chip inte förmår att på egen hand driva en kraftig lysdiod.

Du är rolig Kafeman samtidigt som det du säger är rent och slätt sorgligt!

Provade precis att ta bort emittermotstånden hos min strömspegel där referenstrissan alltså utsätts för 70mW och den speglade trissan 700mW. Jag lät de termiskt ihopbuntade trissorna stå och temperaturutjämna i typ 2 minuter sen mätte jag detta:

U(R1)=13,3V
U(R2=R1/2)=8,5V=>8,5/6,65=+28%

Så det funkar tydligen inte att inte använda emittermotstånd!

Jag som behöver styra <0,5A för min transistortestare.

MVH/Roger
PS
Ett tag funderade jag på att skippa möjligheten att testa bipolära effekttrissor (hfe<10) bara för att slippa det här problemet. Men bygger jag en Transistor Curve Tracer så vill jag med bestämdhet kunna testa alla typer av transistorer. Och då med minst 6A som maxström. Spänningsmässigt ser jag dock inga problem med att begränsa till max 20V. Det är ju som roligast där nere

För skoj skull visar jag en bild på arrangemanget (längst uppe till vänster).

Kuriosakommentar:

Firman jag jobbar på har tryckt dit en processor i en applikation enbart för att ha koll på tillståndet hos en switch (off) vid spänningspåslag/tändning.

Man ska tydligen ha processorer till precis allting idag!

Detta samtidigt som ovanstående enkelt kan lösas mha av några Schmitt-inverterare och ett par korskopplade 3-ingångars NAND.

Det är för lite diskret teknik idag!!

MVH/Roger

Visst är det det så att man tappar oerhört mycket kunskap och förståelse av att hoppa över diskret elektronik och gå direkt på integrerade kretsar.
När jag byggde mitt första elektroniska blinkrelä för rätt många år sedan, mha av delar man plockat ur familjens gamla transistorradio, och hyggligt förstod varje del i kopplingen var man rätt stolt. Nu är det nog vanligt bland de som ska göra sitt första enkla "blink"-bygge att man gör det genom att programmera upp en Arduino eller PIC. Att veta vad som skiljer PNP från NPN blir inget krav för att kunna designa elektronikretsar.
Likaså att man kan läsa färgkodningen på tråd-motstånd känns som förlegad kunskap. Alla motstånd jag använt de senaste 10 åren har varit omärkta smd och tror inte att de trådade komponenterna återkommer i svagströms konsumentelektronik.

Hej Rogerk8.

Det har postats en del länkar och tips men för att summera...
För att en strömspegel ska vara bra krävs matchade transistorer med avseende på just Vbe, att de har lika och hög Hfe/Beta gör det bättre men det är sekundärt och ofta enklare att hitta. Att Hfe inte är oändlig gör att spegel inte når upp till faktor 1.0 utan stannar på 2/Hfe (2'an för det är Ib i två transistorer mot en Ic).
Då Vbe är starkt temp beroende som du märker så måste de vara termiskt kopplade. I stora kåpor får man då problem med effekt transienter som tar tid att termiskt fördela sig.
En tredje viktig del är att ha samma Vce, för att inte "early effect" ska spöka. Det åstadkoms med en Wilson strömspegel vilken även kompenserar för Ib på grund av icke oändlig Hfe så faktorn blir 1.0.
Ett annat alternativ är att sätta en ström kaskad buffert på kollektorerna som använder samma spänning (egentligen vad en Willson koppling gör men man kan själv välja spänning, Willson låter den vara flytande, om man i Wilson kopplingen inte ansluter basarna för buffert steget till ingången utan till en referens får man den koppling jag avser), det gör även att då Ice och Vce är lika i de strömspeglande transistorerna blir effekten lika och den termiska transienten försvinner. Kopplingen kräver dock fyra i stället för två transistorer.
Länk till Willson http://en.wikipedia.org/wiki/Wilson_current_mirror

Vbe ska matchas ned till del av mV om man vill ha noggrannhet. Tråd om det http://elektronikforumet.com/forum/view ... =4&t=65420

För att spegla stora och varierande strömmar med låg och olika spänning på spegeln är transient temperaturen ett problem som inte kan lösas med matchning då även om man skulle integrera det så skulle det inte bli perfekt. Vill man spegla stora strömmar så krävs aktiv återkoppling med strömgivare som ej är temperatur beroende, egentligen ett regler system med en bör ström och en är ström.

Att det blir bättre med emitter motstånd beror på att Vre är större än Delta Vbe och det tar bort större delen av temperatur beroendet. Om impedansen i spegeln inte är kritisk kan du använda Re motstånd, det blir då lite mer som ett regler system med den första Re som transimpedans för bör ström och den andra som spänning till strömomvandlare.
Kan du tolerera hög impedans så kan du ha så höga Re så att Vbe inte längre blir intressant. Då effekten är samma i båda Re blir det inte problem med transienter.

Så min rekommendation, matcha Vbe noga, försök få liknande Hfe värden, använde "stora" Re om du inte behöver låg impedans och annars använd kaskad strömbuffrar för att få bort transient felet.
Lycka till!

Jo då strömspeglar fungerar!

MusMatta med Strömspegel...
http://www.zazzle.se/stromspegel_mus_ma ... 8436945048

RoPa skrev:Hej Rogerk8.

Det har postats en del länkar och tips men för att summera...
För att en strömspegel ska vara bra krävs matchade transistorer med avseende på just Vbe, att de har lika och hög Hfe/Beta gör det bättre men det är sekundärt och ofta enklare att hitta. Att Hfe inte är oändlig gör att spegel inte når upp till faktor 1.0 utan stannar på 2/Hfe (2'an för det är Ib i två transistorer mot en Ic).
Då Vbe är starkt temp beroende som du märker så måste de vara termiskt kopplade. I stora kåpor får man då problem med effekt transienter som tar tid att termiskt fördela sig.
En tredje viktig del är att ha samma Vce, för att inte "early effect" ska spöka. Det åstadkoms med en Wilson strömspegel vilken även kompenserar för Ib på grund av icke oändlig Hfe så faktorn blir 1.0.
Ett annat alternativ är att sätta en ström kaskad buffert på kollektorerna som använder samma spänning (egentligen vad en Willson koppling gör men man kan själv välja spänning, Willson låter den vara flytande, om man i Wilson kopplingen inte ansluter basarna för buffert steget till ingången utan till en referens får man den koppling jag avser), det gör även att då Ice och Vce är lika i de strömspeglande transistorerna blir effekten lika och den termiska transienten försvinner. Kopplingen kräver dock fyra i stället för två transistorer.
Länk till Willson http://en.wikipedia.org/wiki/Wilson_current_mirror

Vbe ska matchas ned till del av mV om man vill ha noggrannhet. Tråd om det http://elektronikforumet.com/forum/view ... =4&t=65420

För att spegla stora och varierande strömmar med låg och olika spänning på spegeln är transient temperaturen ett problem som inte kan lösas med matchning då även om man skulle integrera det så skulle det inte bli perfekt. Vill man spegla stora strömmar så krävs aktiv återkoppling med strömgivare som ej är temperatur beroende, egentligen ett regler system med en bör ström och en är ström.

Att det blir bättre med emitter motstånd beror på att Vre är större än Delta Vbe och det tar bort större delen av temperatur beroendet. Om impedansen i spegeln inte är kritisk kan du använda Re motstånd, det blir då lite mer som ett regler system med den första Re som transimpedans för bör ström och den andra som spänning till strömomvandlare.
Kan du tolerera hög impedans så kan du ha så höga Re så att Vbe inte längre blir intressant. Då effekten är samma i båda Re blir det inte problem med transienter.

Så min rekommendation, matcha Vbe noga, försök få liknande Hfe värden, använde "stora" Re om du inte behöver låg impedans och annars använd kaskad strömbuffrar för att få bort transient felet.
Lycka till!

Tack för ditt underbara inlägg!

Jag läste passionerat om Wilson strömspegel. Tyckte allt lät bra. Mest för att jag gärna vill slippa emittermotstånd då transistorerna är tänkta att spegla allt från bråkdelar av en mA till 0,5A.

Kopplade således förhoppningsfullt upp en Wilson-spegel med ytterligare en BD140 men blev mäkta besviken. Referensspänningen över R1 blev mycket riktigt Vcc-2Vbe men utströmmen blev mer än dubbla referensströmmen dvs en spänning över utgångsresistansen (R2=R1/2) överstigandes basspänningen på Wilson-trissan (T3). Efter att ha bytt till en ny T3 fick jag samma resultat. När jag tog bort T3 och återupplivade min ordinarie strömspegel fick jag dock nåt som liknade Io=Ir (inom typ 30%) så jag hade inte sönder dom. Fattar ingenting. Varför vill det inte fungera?

Dock kommer den diskreta skillnaden i Vbe att kvarstå varför Re nog blir nödvändigt ändå. Det käcka med Wilson tyckte jag var att Vce begränsas till att nästan vara samma (Vbe respektive 2Vbe) vilket ju gör att värmeutveckligen hos de båda transistorerna blir dels låg dels nästan samma.

Men jag förstår inte varför jag får det att fungera så dåligt. Borde ju bli bättre. För inte kan det väl bero på avsaknaden av Re nu när ordinarie strömspegel fungerar så "bra" utan Re?

Teori och praktik, jag säger då det

MVH/Roger

Blacks briljanta upptäckt från 1927 med negativ återkoppling på en gigantisk förstärkning är kanske inte fel att utnyttja, så fullständigt före sin tid att det tog 9 år för honom få patentkontoret att förstå det och godkänna.