Qu’est-ce qu’un miroir de courant ?

Un miroir de courant est un type de conception de circuit électrique où le flux de courant dans une section du circuit est utilisé pour réguler le flux de courant dans d’autres sections, de sorte que la sortie de deux régions ou plus se reflète en valeur. Les circuits de miroir de courant sont généralement conçus avec des transistors à jonction bipolaire (BJT) tels que le transistor NPN, où une base semi-conductrice dopée positivement (dopée P) est prise en sandwich entre deux couches de silicium dopées négativement (dopées N). Ces transistors sont spécifiquement conçus pour amplifier ou commuter le flux de courant. Dans certaines spécifications de conception de miroir de courant, le transistor NPN peut agir comme un amplificateur de courant inverseur, qui inverse la direction du courant, ou il peut réguler un courant d’impulsion variable par amplification pour créer des propriétés de miroir de sortie.

L’utilisation d’un miroir de courant à transistor est devenue un composant de base des conceptions de circuits analogiques et généralement plus d’un miroir de courant est présent dans un circuit. Ils peuvent être utilisés pour produire un courant de sortie de niveau beaucoup plus faible que ce qui a été entré, ou, dans les cas où un miroir Wilson est utilisé, produire un niveau de résistance de sortie accru en créant des boucles de rétroaction positives dans le circuit. Dans sa forme de base, un circuit miroir de courant agit comme une forme de régulateur de courant capable d’équilibrer les valeurs de courant de sortie indépendamment de la charge d’entrée ou des niveaux de résistance sur une plage de fonctionnement spécifiée pour le circuit.

L’une des raisons pour lesquelles les transistors à jonction bipolaire sont utilisés pour la conception des miroirs de courant est due au fait que la base-émetteur, ou partie PN, du transistor fonctionne de manière fiable comme une diode. Les diodes régulent à la fois la quantité de courant qui passe ainsi que la chute de tension directe pour ce courant. Dans la plupart des circuits, le courant de la diode correspond si étroitement à celui du courant de sortie des transistors dans les miroirs de courant que la réduction de la résistance subie par une diode peut être utilisée comme un calcul précis pour déterminer l’augmentation de la chute de tension à travers la jonction d’émetteur PN du transistors. Cela signifie que le courant de collecteur pour les valeurs d’entrée sur les transistors a également une qualité de miroir direct pour les courants de diode dans le même circuit.

Pour que le courant de sortie soit constant, cependant, dans un miroir de courant, la température de tous les transistors NPN doit également rester à un niveau constant. Ceci est contrôlé dans la conception du circuit en collant physiquement tous les transistors miroirs de courant ensemble ou en les plaçant à proximité immédiate sur une puce de circuit intégré (CI) afin qu’ils partagent une température commune. Malgré cette limitation de conception, un amplificateur à miroir de courant ou une configuration d’absorption est commune à de nombreux circuits en tant que forme de régulateur qui pourrait également être réalisée par des résistances dans le circuit. En effet, il est plus facile de fabriquer des transistors sur la surface de silicium des circuits intégrés que de graver des composants de résistance sur eux.