Что такое токовое зеркало?

Введение
Токовое зеркало — одна из фундаментальных структур аналоговой микроэлектроники. Оно позволяет «копировать» ток из одной ветви схемы в другую с высокой точностью. Эта схема лежит в основе операционных усилителей, компараторов, АЦП и источников тока.

Принцип работы
Простейшее токовое зеркало состоит из двух идентичных биполярных транзисторов (или MOSFET), соединённых эмиттерами (истоками) к общей точке, а базы (затворы) — вместе. Ток, заданный в «входной» ветви, воспроизводится в «выходной» с коэффициентом, определяемым соотношением площадей эмиттеров.
Важные нюансы
Точность зависит от температурного сопряжения транзисторов (лучше использовать сдвоенные транзисторы в одном корпусе).
Выходное сопротивление не бесконечно — это влияет на стабильность тока при изменении нагрузки.
В интегральных схемах часто используют каскодные или Уилсоновские зеркала для повышения точности.

Применение
Источники тока смещения;
Активные нагрузки в дифференциальных каскадах;
Прецизионные делители тока.

Заключение
Несмотря на простоту, токовое зеркало — мощный инструмент для построения стабильных и точных аналоговых схем. Понимание его работы необходимо каждому разработчику аналоговой электроники.