ISSLg - Cours d'électronique - Électronique (ELO)
Les transistors bipolaires - le montage miroir de courant

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Ce montage permet de créer une source de courant, l'intensité du courant de sortie sera identique à celui du courant de consigne (Iout = Iin).

Principe : Si Q1 et Q2 sont rigoureusement identiques, alors un même Vbe entraîne un même Ic.

Dans la pratique,  Q1 et Q2 ne sont pas parfaitement les mêmes, exemple si Q2 est légèrement plus chaud que Q1 :

Sur le graphe de gauche lorsque Vbe est à 750mV, Q1 en bleu est 10mA alors que Q2 en rouge est à 20mA ; on a un rapport entre Iin et Iout du simple au double qui apparaît clairement dans le graphe de droite.

Pour contrecarrer cette inégalité des transistors et leur dérive en température, on ajoute une résistance série pour ajouter une relation linéaire à la relation exponentielle entre Vbe et Ic, exemple toujours avec le même décalage des transistors mais en ajoutant des résistances de 10Ω avec les émetteurs :

Cette fois on voit que les courbes rouge et bleu se superpose dans le graphe de gauche, et le graphe de droite montre que le rapport entre Iin et Iout est quasi égal à 1. Avec ces résistances Q1 peut même être remplacé par une simple diode de signal (1N4148).

NB : Re * Imax < 1V pour ne pas empiéter sur la dynamique de sortie.


Montage avec des NPN :

Ve1r = Ve2r = Iin * Re
Vbr = 0.7V +  Iin * Re
Iin = (Vref - 0.7V) / (Rc + Re) = Iout
Vor = Vcc - (tension aux bornes de la charge pour un courant Iout)
Attention : Voe2 > 0.2V sinon saturation de Q2

Caractéristiques :
        Impédance d'entrée : Zin = Rc + Re
        Gain en courant : Ai = 1
        Impédance de sortie quasi infinie
        fmin=0Hz
        fmax = 1 / (2 * pi * Rx * Cbc)
                où Rx = Rc * Zload / Re        (Zload = impédance de la charge)
                où Cbc est la capacité entre base et collecteur (jonction BC=2pF typiquement)


Montage avec des PNP :

Ve1r = Ve2r = Vcc - Iin * Re
Vbr = Vcc - 0.7V -  Iin * Re
Iin = (Vcc - Vref - 0.7V) / (Rc + Re) = Iout
Vor = (tension aux bornes de la charge pour un courant Iout)
Attention : Ve2o > 0.2V sinon saturation de Q2

Caractéristiques :
        Impédance d'entrée : Zin = Rc + Re
        Gain en courant : Ai = 1
        Impédance de sortie quasi infinie
        fmin=0Hz
        fmax = 1 / (2 * pi * Rx * Cbc)
                où Rx = Rc * Zload / Re        (Zload = impédance de la charge)
                où Cbc est la capacité entre base et collecteur (jonction BC=2pF typiquement)


Remarques :

1) Pour avoir des transistors à même température et identiques (ajustage au laser à la fabrication), certains fabricants proposent des paires de transistors dans un même boîtier : les 2N2920A , 2N4044 , MAT01... sont des doubles NPN.

2) Parfois les résistances d'émetteurs sont différentes (Re1 pour Q1 & Re2 pour Q2), le gain en courant n'est plus alors de 1 :
        Gain en courant : Ai = Re1 / Re2
        Iout = Ai * Iin

2) Si le courant de sortie doit être constant (source de courant), alors on préfère le montage avec un simple JFET et une résistante série entre Drain et Grille.
En effet, avec le montage miroir, il faudrait 2 transistors, 4 résistances et une zener...

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Auteur : Marc PHILIPPOT - Version du 27/05/2020