Badane źródła prądowe

Źródła o stałej wydajności prądowej są budowane w oparciu o elementy aktywne - tranzystory. Jak wiadomo już sam tranzystor jest najprostszym źródłem prądowym. Przy czym tranzystory bipolarne są źródłami prądowymi sterowanymi prądowo, a tranzystory unipolarne - to źródła sterowane napięciowo. Zasada działania takiego najprostszego źródła jest banalnie prosta - prąd wyjściowy jest prądem kolektora (drenu), który zależy od prądu bazy (napięcia na bramce). Na tej zasadzie działa układ A. Jest to prawie klasyczny układ polaryzacji tranzystora z dzielnikiem w bazie. Dodatkowym bajerem jest dioda Zenera, która stabilizuje napięcie. I to dopiero z niej za pomocą potencjometru zbiera się napięcie na bazę. Im większa wartość tego potencjometru, tym większy potencjał bazy, większy prąd bazy i w efekcie większy prąd płynący przez obciążenie. Taki układ jest bardzo prosty, ale nie zachwyca swoimi parametrami - prostota została okupiona słabą stabilnością i wydajnością. Układ B jest już bardziej zaawansowany. Składa się już z dwóch tranzystorów, objętych pętlami sprzężeń zwrotnych. Napięcie z emitera prawego tranzystora podawane jest na bazę lewego, natomiast, napięcie na kolektorze lewego jest jednocześnie napięciem na bazie prawego. Takie rozwiązanie polepsza stabilność układu i stabilizację prądu. Układ C to najprostsze źródło prądowe na tranzystorze JFET. Jest to układ polaryzacji automatycznej. Wartość prądu wyjściowego zależy od ujemnego napięcia na bramce, a to z kolei jest zależne od wartości potencjometru w źródle tranzystora. Im mniejsze napięcie pomiędzy źródłem a suwakiem potencjometru, tym mniejsze U_GS, mniejsze przytkanie tranzystora, mniejsza rezystancja kanału i w rezultacie większy prąd wyjściowy.

Podstawową różnicą pomiędzy źródłami napięciowymi a prądowymi są stawiane im wymagania. Idealne źródło napięciowe powinno dostarczać stałego napięcia bez względu na rezystancję odbiornika, natomiast prądowe - niezmiennego i niezależnego od żadnych czynników prądu. Źródło napięciowe powinno mieć jak najmniejszą rezystancję wewnętrzną, bowiem wraz ze wzrostem pobieranego prądu, zwiększa się spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej, który zmniejsza napięcie wyjściowe. Dlatego źródła napięciowe pracują najlepiej w stanie jałowym lub przy bardzo małym obciążeniu prądowym. Ze źródłami prądowymi jest odwrotnie - powinny mieć jak największą rezystancję, aby najlepiej nie płynął przez nią prąd (rezystancja wewnętrzna na schemacie zastępczym bocznikuje rezystancję obciążenia, więc im jest ona większa, tym więcej prądu płynie przez obciążenie). Źródła prądowe najlepiej pracują więc w stanie zwarcia, lub przy bardzo dużym poborze prądu - mała rezystancja obciążenia, nie bocznikuje tak rezystancji wewnętrznej.

---