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Durch Anklicken der folgenden (blauen) Links können Sie Beispiele zu PSpice-Simulationen zu den wichtigsten Konstantstromquellen auswählen:

Ko1: Konstantstromquelle mit BasisspannunsteilerKo2: Stromspiegel
Ko3: Konstantstromquelle mit invert. OPV-VerstärkerKo4: Konstantstromquelle, geerdete Last
Ko5: Konstantstromquelle mit nichtinvert. OPV-Verstärker





Beispiel Ko2: Stromspiegel

Ein Stromspiegel vermeidet die Schwäche der Konstantstromquelle mit Basisspannungsteiler, nämlich dessen Temperaturabhängigkeit. Vgl dazu Beispiel Ko1. In Bild 1 ist die Schaltung eines Stromspiegels dargestellt. Für den Stromspiegel soll im Folgenden die Stabilisierung des Kollektorstromes von V2 bei Variation des Kollektorpotentials, der Temperatur und des Steuerwiderstandes R1 untersucht werden. Die Versorgungsspannung von V1 bleibt für alle folgenden Simulationen konstant auf 20 V. R1 kann bei Bedarf variiert werden, bleibt aber für die erste Simulation fest auf 680 Ω. Durch einem DC-Sweep von Ua wird das Kollektorpotential von 0 bis 20 V verändert. Bild 2 zeigt den Steuerstrom -I(Ue)= f(Ua) und den Ausgangsstrom -I(Ua)= f(Ua).


Schaltung
Bild 1: Schaltung einer Stromspiegelschaltung



Steuerstrom und Ausgangsstrom
Bild 2: R1 = 680 Ω: Steuerstrom (grün) und gespiegelter Ausgangsstrom (rot)

Die Stabilisierung des Stromes funktioniert offensichtlich gut. Das war aber auch schon bei der einfachen Konstantstromquelle von Beispiel Ko1 der Fall. Die Frage ist, ob der Stromspiegel eine Verbesserung des Temperaturverhaltens bringt. In der folgenden Simulation wird deshalb der obige DC-Sweep mit einem Secondary-Sweep der Temperatur (Value List: -50C, 50C, 150C) kombiniert. Das Ergebnis zeigt Bild 3:


DC-Sweep verbunden mit Temperatursweep
Bild 3: R1 = 680 Ω: Temperaturabhängigkeit des Kollektorstromes für Temperaturen von -50C (grün) bis 150 C (blau)

Bild 3 verdeutlicht, dass die Ströme nicht nur sehr unabhängig vom Kollektorpotential sind, sondern dass auch die Temperaturabhängigkeit des Kollektortromes sehr gering ist. Ein Stromspiegel liefert bezüglich der Temperaturabhängigkeit offnsichtlich bessere Ergebnisse als die einfache Konstantstromquelle aus Beispiel Ko1.



Zum Abschluss wird die Wirkung von R1 zur Steuerung des gespiegelten Stromes (-I(Ua)) gezeigt. Der primäre DC-Sweep wird dazu mit einem Parametric-Sweep des Widerstandes verknüpft (Parametric, Global Parameter Rvar, Value List: 330 680 1k 2.2k). Bild 4 zeigt das Ergebnis:


Steuerung des Stromes mit R1
Bild 4: Stromspiegelschaltung: Steuerung des Stromes mit R1




Download der Simulationsdateien für den Stromspiegel:

Falls Sie die Schaltung simulieren möchten, sich aber vor der Zeichenarbeit scheuen, oder falls Sie mit dem Simulationssetup nicht zurecht kommen, können Sie hier die Simulationsdateien mit fertigem Simulationssetup im SCHEMATICS- oder im CAPTURE-Format herunterladen. Zur Simulation benötigen Sie die Euromodifikationen zu PSpice, die Bestandteil meines Buches sind.

Damit Sie nach der Simulation automatisch die vorgefertigten Probe-Diagramme erhalten, müssen Sie vor dem Start der Simulation in SCHEMATICS die Option ANALYSIS/PROBE SETUP/RESTORE LAST PROBE SESSION wählen, bzw in CAPTURE im Fenster SIMULATION SETTINGS die Option PROBE WINDOW/SHOW/LAST PLOT.


Für CAPTURE ab V10:
Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei stromspiegel_cap.exe herunter und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen. Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren der entpackten Dateien den Ordner PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie anschließend aus CAPTURE heraus stromspiegel.opj:

Laden Sie hier stromspiegel_cap.exe (37 kB)


Für SCHEMATICS:
Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei stromspiegel_sch.exe herunter und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen. Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren der entpackten Dateien den Ordner PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie anschließend aus SCHEMATICS heraus stromspiegel.sch:

Laden Sie hier stromspiegel_sch.exe (28 kB)



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