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Come migliorare uno specchio di corrente

Pubblicato da Fabio il 24/01/2016 alle 17:58 in "Elettronica".
Lo specchio di corrente (current mirror in inglese) è una configurazione circuitale composta da due BJT molto utilizzata negli amplificatori lineari e nei circuiti integrati analogici.
I due transistor hanno le basi connesse insieme, la differenza è che uno dei due transistor è connesso a diodo, quindi ha collettore e base cortocircuitati.
Se si applica una determinata corrente sul collettore del BJT connesso a diodo, per la proprietà di questo circuito questa corrente verrà replicata anche sul secondo BJT (come fosse uno specchio) così da poterlo usare, ad esempio, come generatore di corrente.

Ipotizziamo di voler realizzare un generatore di corrente per polarizzare uno stadio di amplificazione, per fare questo utilizzeremo uno specchio di corrente composto da due transistor PNP.
Abbiamo a disposizione una alimentazione di 12V e vogliamo ottenere una corrente di circa 5mA.
Il problema è che sulla nostra alimentazione da 12V è sovrapposto un disturbo a "dente di sega" di 1Vpp e 100Hz di frequenza, pensato per simulare il comportamento di un alimentatore non stabilizzato con un ripple molto alto.

Se simuliamo il circuito dello specchio di corrente otteniamo questo risultato:

Specchio di corrente standard
Specchio di corrente standard

Non molto confortante, la corrente in uscita fluttua seguendo la tensione di alimentazione di quasi 0.5mA (picco-picco).
Di sicuro una polarizzazione così instabile avrà pesanti effetti sul circuito e probabilmente anche sul segnale in uscita dall'amplificatore.

Effettuiamo una semplice modifica, dividiamo la resistenza di riferimento in due e inseriamo un condensatore da 47uF fra il nodo centrale del partitore e l'alimentazione.

Specchio di corrente filtrato
Specchio di corrente standard

Risultato: la fluttuazione sulla corrente in uscita dallo specchio di corrente si è ridotta di oltre un fattore 10, rendendola meno pericolosa per lo stadio amplificatore da polarizzare.
Questa modifica per migliorare la reiezione ai disturbi dello specchio di corrente è nota da molto tempo, ma non viene usata così spesso come ci si aspetterebbe, almeno a guardare gli schemi di molti amplificatori audio.
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