Como funciona um espelho de corrente com BJT
Postas estas observações de caráter prático, que você, geralmente, não encontra nos livros, voltemos à teoria que também é importante.
Existem várias maneiras de se responder à pergunta, 1 que ficou pendente, mas, no fundo, todas chegam, de um jeito ou de outro, as mesmas conclusões.
Vamos começar analisando e calculando as correntes no circuito da fig.1.
A corrente de entrada IR chega ao nó A após passar por R ligada ao coletor de Q1 e também chega às bases de Q1 e Q2 (linha vermelha da fig.1).
Temos como premissa que hFE1 = hFE2 e VBE1 = VBE2 uma vez que os dois transistores são exatamente iguais e, portanto podemos assumir IB1 = IB2 que, a partir de agora, chamaremos apenas de IB.
Da fig. 1 podemos concluir facilmente a seguinte equação:
IR = IC1 + 2IB (Eq.1)
Sabemos que nos BJT que hFE = IC/IB que, com uma “cambalhota” algébrica, pode ser escrita assim: IB = IC / hFE; então, podemos reescrever a Eq. 1 como mostrado na Eq.2 pois, como os dois transistores são iguais, IC1 = IC2, que representaremos por IC.
IR = IC + 2 IC / hFE (Eq.2) ou
IR = IC (1 + 2 / hFE) (Eq.3)
Como hFE >> 2 podemos desprezar 2 / hFE na Eq.3 e concluímos que IC IR, portanto a corrente na carga pode ser considerada uma cópia da corrente em R.
Assim, se a corrente na entrada variar, a corrente na carga a seguirá.
Ah! Um detalhe importante: reparou que as tesões VCC1 e VCC2 não entraram nas contas?
Isso torna o circuito espelho de corrente imune a variações da tensão de alimentação e podemos ter VCC1 = VCC2 que também vai funcionar.
Demonstração prática
Na fig. 2 temos um circuito que eu sugiro que você monte numa protoboard para verificar como funciona.
Fig. 2 – Circuito para demonstrar como funciona um espelho de corrente
Os miliamperímetros M1 e M2 são digitais para melhor acurácia na leitura da corrente em cada braço do circuito.
