यह निरंतर वर्तमान सिंक वास्तव में कैसे काम करता है?

Question

मैंने एक निरंतर वर्तमान स्रोत को लागू किया है और यह अद्भुत रूप से काम करता है, लेकिन मैं इसे थोड़ा और अधिक समझने और समझने की कोशिश कर रहा था! यहां प्रश्न में सर्किट है:

मैंने वेब पर कुछ खोज करने की कोशिश की है और इस सर्किट पर किसी भी सैद्धांतिक चीजों को खोजने में काफी मुश्किल पाया है जो समझाता है कि वास्तव में सब कुछ के साथ क्या हो रहा है। मुझे पता चला कि ट्रांजिस्टर के माध्यम से धारा का उपयोग करके पाया जा सकता है, जो कि मेरी तुलना में बहुत अधिक था इससे पहले कि मैं देख रहा था पता है। लेकिन अब मैं जानना चाहता हूं कि वास्तव में क्या चल रहा है और यह कैसे लोड पर एक अलग लोड / वोल्टेज के साथ भी एक निरंतर चालू आउटपुट रहता है।

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

अगर कोई इस पर कुछ प्रकाश डाल सकेगा, तो मैं बहुत सराहना करूंगा।

Comments

अच्छी तरह से पहले सिर्फ ट्रांजिस्टर को हटाने की कोशिश करें और लोड को सीधे ओम्प से जोड़ा जाए। विश्लेषण करें कि आपके मानक opamp नियमों के साथ। अधिक वर्तमान की अनुमति देने के लिए बूस्टर के रूप में ट्रांजिस्टर को जोड़ा जाता है। (उस सर्किट में एक बीटा त्रुटि है और यदि आप सटीक नियंत्रण चाहते हैं तो अक्सर BJT के स्थान पर FET का उपयोग किया जाता है।)

— जॉर्ज हेरोल्ड

Answer 1

सर्किट नकारात्मक प्रतिक्रिया को रोजगार देता है और ऑप amp के बहुत अधिक लाभ का उपयोग करता है। बहुत अधिक लाभ के कारण op amp अपने गैर-inverting और इनवर्टिंग इनपुट को उसी वोल्टेज पर रखने का प्रयास करेगा । फिर ओम के नियम से$V_{\text{set}}$

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

नकारात्मक प्रतिक्रिया के कारण op amp ट्रांजिस्टर बेस वोल्टेज को समायोजित करता है ताकि एक अलग लोड के साथ भी स्थिर रहे। यदि अलग लोड में अस्थायी वृद्धि का कारण बनता है , तो op amp के इनवर्टिंग इनपुट पर वोल्टेज अस्थायी रूप से गैर-इनवर्टिंग इनपुट के ऊपर बढ़ जाएगा। इसके कारण op amp का आउटपुट कम हो जाता है, जो ट्रांजिस्टर के को कम करता है और इसलिए इसका । मैं सेट वी बी ई मैं सी ≈ मैं $I_{\text{set}}$$I_{\text{set}}$$V_{BE}$$I_{C} \approx I_{\text{set}}$

इसी प्रकार, यदि अलग-अलग लोड में अस्थायी कमी का कारण बनता है, तो op amp के इनवर्टिंग इनपुट पर वोल्टेज अस्थायी रूप से गैर-इनवर्टिंग इनपुट के नीचे गिर जाएगा। यह op amp आउटपुट को बढ़ाने का कारण बनता है, जो ट्रांजिस्टर के और ।V B E I C $I_{\text{set}}$$V_{BE}$$I_{C}$

Answer 2

यह अफीम एकता-लाभ बफर के रूप में काम कर रहा है, हालांकि यह स्पष्ट नहीं हो सकता है:

ओपैम्प के लिए नियम यह है कि आउटपुट दो इनपुटों को समान रखने के लिए जो कुछ भी करना है, बशर्ते कि यह निश्चित रूप से क्लिप नहीं करता है (अपनी आपूर्ति में चलाएं और वहां रुकें)।

ट्रांजिस्टर का उपयोग एमिटर-फॉलोअर के रूप में किया जाता है, जिसमें एमिटर वोल्टेज अपने पीएन जंक्शन से बेस वोल्टेज माइनस एक डायोड ड्रॉप का अनुसरण करता है।

उन दोनों को एक साथ रखें, और आप देखेंगे कि रुएट के शीर्ष पर वोल्टेज Vset के समान है। ज्ञात प्रतिरोध में ज्ञात वोल्टेज उस प्रतिरोध के माध्यम से ज्ञात धारा के बराबर होती है। अधिकांश ट्रांजिस्टर में, एमिटर करंट का आधार का योगदान नगण्य होता है, इसलिए आपको इसकी आपूर्ति वोल्टेज या प्रतिरोध की परवाह किए बिना, लोड के माध्यम से व्यावहारिक रूप से समान वर्तमान मिलता है। लेकिन अगर आप इसे एक गंभीर डिजाइन के लिए उपयोग कर रहे हैं, तो यह आपके विशिष्ट भागों के साथ इस लापरवाही को सत्यापित करने के लिए चोट नहीं पहुंचाएगा।

Comments

यह वास्तव में एक एकता लाभ बफर नहीं है। विचार करें: चूंकि opamp आउटपुट पर वोल्टेज opamp इनपुट पर वोल्टेज से अधिक होना चाहिए, ताकि ट्रांजिस्टर का आधार ओम्बे इनपुट पर वोल्टेज से अधिक Vbe ड्रॉप पर ड्राइव कर सके, इसके लिए एक से अधिक लाभ होना चाहिए, हां?

— ईएम फील्ड्स

@EMFields: इसमें एक निरंतर ऑफसेट होता है, लेकिन फिर भी एक वोल्टेज प्राप्त होता है। आंतरिक रूप से, opamp का बहुत बड़ा लाभ होता है, लेकिन इसका उपयोग केवल संदर्भ और प्रतिक्रिया के बीच त्रुटि को कम करने के लिए किया जाता है। एक पूरे के रूप में सर्किट में एकता-लाभ है, साथ ही ट्रांजिस्टर के आधार पर ऑफसेट है।

— एरोनड

यदि Vset 6 वोल्ट है और opamp आउटपुट पर वोल्टेज 6.7 वोल्ट तक जाता है, तो 6 रुपये तक के टॉप को ड्राइव करने के लिए, तो opamp का वोल्टेज लाभ , जो एकता से अधिक है। $Av =\frac{Vout}{Vin} = \frac {6.7V}{6V} = \text{ 1.117}$

— ईएम फील्ड्स

@EMFields: लाभ एक 2-बिंदु गणना है। यदि आप अन्य बिंदु के लिए Vout = Vin = 0V मान लेते हैं, तो आप सही होंगे। लेकिन यह यहाँ नहीं है। गणित को फिर से {Vout, Vin} = {0.7, 0.0} V के साथ एक बिंदु के लिए और {Vout, Vin} = {6.7, 6.0} V के लिए दूसरे पर चलाएँ।

— एरोनड

कोरी बकवास। लाभ, वास्तव में, एक दो बिंदु की गणना है, लेकिन दो बिंदु बस परिणाम (लाभांश) और इनपुट (भाजक) परिणामी भागफल होने के साथ हैं। एकता लाभ बफर के लिए भागफल हमेशा 1 होता है, जो आपके मामले में सत्य नहीं है, क्योंकि आपने फीडबैक पथ में बेस-टू-एमिटर जंक्शन डाला है, जिससे आउटपुट इनपुट की तुलना में अधिक वोल्टेज तक बढ़ जाता है, 1 से अधिक होने के कारण भागफल 1. निचला रेखा? क्या आप एक एकता लाभ बफर कह रहे हैं, नहीं है। और प्रमाण चाहिए? अपने ब्राउज़र में "यूनिट गेन बफर" टाइप करें और देखें कि क्या आता है।

— EM फील्ड्स

Answer 3

जिस तरह से मैं यह कल्पना करना पसंद करता हूं, वह ट्रांजिस्टर को एक चर अवरोधक के रूप में माना जाता है, जो कि ओपैंप पर वोल्टेज को अपने + इनपुट पर वोल्टेज के बराबर रखने के लिए स्वचालित रूप से समायोजित करता है।

इस तरह, चूंकि एक श्रृंखला सर्किट में करंट हर जगह समान होता है, लोड में करंट, ट्रांजिस्टर CE जंक्शन, और रुपये एक समान होना चाहिए और, अगर रुएट के शीर्ष पर वोल्टेज कभी नहीं बदलता है, क्योंकि ओपैंप इसे बराबर करता है Vset के लिए, तो इसका वर्तमान कभी नहीं बदलता है और लोड के माध्यम से वर्तमान भी नहीं कर सकता है।

Answer 4

एक और तरीका यह है कि op amp को एक बड़े परिमित लाभ और सीमा के रूप में मॉडल किया जाए।

$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} }$

Answer 5

यह देखने के लिए एक और, सरल, लेकिन सटीक तरीका है, जो फीडबैक सिद्धांत का उपयोग कर रहा है:

$V_x$

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

$V_{\text{be}}$

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

$V_o$

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

या:

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

इसलिए, हमें पुन: व्यवस्थित करना:

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

अब, हम जानते हैं कि एक ऑप amp के साथ, ए बहुत बड़ा है, इसलिए, जब ए अनंत की ओर बढ़ता है तो हम उस को देख सकते हैं$\frac{A}{A+1}$

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

इस प्रकार:

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

हालाँकि, हमने ऊपर लिखा है कि:

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

$V_o$

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

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

Answer 6

मेरा उत्तर आपके द्वारा सौदेबाजी से अधिक होने की संभावना है, लेकिन यदि आप उत्सुक हैं, तो आप मेरे द्वारा लगाए गए प्रयास की सराहना करेंगे।

$V_{+} - V_{-}$$A_{v}$$V_{o} = A_{v} * ( V_{+} - V_{-} )$$V_{+}$$V_{-}$$V_{o}$बहुत ज्यादा, बहुत छोटा है (यह अंतर वोल्टेज लगभग सभी शून्य और उद्देश्यों के लिए है)।

$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}$

Comments

यदि आप पाठ को पैराग्राफ में तोड़ते हैं तो यह उत्तर बेहतर होगा।

— होवडाल