Caída de la fuente de corriente constante

Question

Necesito ayuda para entender una pequeña (supongo) cosa aquí.

Estaba tratando de entender una fuente de corriente constante, pero sucedió algo que no puedo entender.

Cuando hice una simulación en LTspice y apliqué 16V o más, como 30V o incluso más, funciona bien puedo obtener alrededor de 10mA o muy cerca (a 50V tengo 11,2mA por ejemplo) pero una vez que mi Vsource comienza a disminuir el voltaje por debajo de 16V tengo una mala estabilidad, mi (Vbe) comienza a caer drásticamente.

¿Puede alguien explicar por qué?

Vea las imágenes a continuación

*Circuito diseñado por owel.codes

Answer 1

Su carga requiere 15V para mantener 10mA (10mA x 1,5k).

Por debajo de unos 16V no hay tensión disponible a través de Q2 para que controle la corriente, por lo que la corriente tiene que caer.

Como señala @mkeith el circuito no puede aumentar la tensión de entrada.

En todos los circuitos de corriente constante, existe un parámetro que suele denominarse "Tensión de cumplimiento", que es el rango de tensiones a través de la carga para el que la corriente es constante.

En este caso, la tensión de cumplimiento es aproximadamente 1V menos que la tensión de entrada.

Con una resistencia de carga de menor valor, la corriente sería constante hasta una tensión menor.

Answer 2

Probablemente quiera echar un vistazo a una simulación de barrido de CC, que es muy fácil de hacer en CircuitLab :

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Si hacemos un barrido sobre V1.V podemos ver cómo la corriente de salida I(RL.nA) varía con la tensión de entrada:

En la subtrama superior, podemos ver que obtenemos una corriente mayormente plana cuando Vcc > 18 más o menos. Pero cuando Vcc < 18 (aproximadamente), estamos en una parte muy diferente de la curva, donde no hay un comportamiento de corriente constante.

En el subgrupo inferior he trazado la tensión Vbc de Q2 V(Q2.nB)-V(Q2.nC) . Q2 es PNP por lo que queremos mantener Vbc > 0 para mantener la unión colector-base en polarización inversa, como debería ser en la región activa. Sin embargo, el barrido de CC muestra que si reducimos Vcc por debajo de 18 o así, la unión base-colector de Q2 pasa a estar sesgada hacia delante y empieza a conducir, poniendo el transistor en saturación.

Puedes abrir la simulación anterior y añadir otras tensiones o corrientes al gráfico del barrido de CC, y puede que te ayuden a encontrar la intuición que buscas.

Answer 3

Sólo un pequeño consejo. Puedes utilizar una simulación de "Barrido de CC" para comprobar qué tensión es necesaria para que el circuito funcione como una fuente de corriente constante: