Strømduplikatorer

Strømduplikatorer er elektroniske kretser som skaper identiske eller proporsjonale utgangsstrømmer fra en enkelt referanse, slik at flere strømbaner kan drives med lik eller forutsigbart forholdsmessig strøm. De brukes ofte som bias-kilder og som del av mer komplekse analogkretser i integrerte kretser.

Grunnprinsippet ligger i strømpeilingen (current mirroring): en referanse- eller base-strøm strømmer inn i en del av kretsen og deles ut i en eller flere andre grener som kobles slik at utgangsstrømmene følger en bestemt forholdsgrad til referansen. I bipolar junction transistor (BJT) versjoner av strømdiplikatoren reguleres strømmene av Vbe-matching mellom transistorer, mens i MOS-kretser styres de av Vgs og forholdet mellom kanalarealer (W/L). Avanserte varianter som Wilson- eller kasode-strømduplikatorer gir høyere utgangsmotstand og bedre strømmatching.

Typer og implementasjoner varierer mellom teknologier og krav. Enkle BJT-basert strømduplikatorer leverer raske bias-strømmer, mens MOS-basert design er vanlig i moderne integrerte kretser på grunn av høyere inngangsimpedans og bedre varmehåndtering. Cascode-varianter reduserer Early-effekt og forbedrer nøyaktigheten ved varierende utgangsbelastning.

Fordeler inkluderer presis strømmatching, høy utgangsimpedans og effektiv distribusjon av biasstrømmer i komplekse kretser. Ulemper omfatter temperaturavhengighet, prosessvariasjon og behov for nøye matching av enhetsparametere for å oppnå likhetsgrad mellom grenene.

Strømduplikatorer brukes i biasing av analoge integrerte kretser, op- og forforsterkere, ADC-er og andre applikasjoner hvor stabil og forutsigbar strøm er viktig. Se også strømpeil, kasode-strømduplikatorer og bias-kilder.