Una descripción breve de como funcionan y como se hacen las tres fuentes de corriente más usadas, en integrados y circuitos electrónicos.

1. Fuentes de Corriente
Las fuentes de corriente, sirven para polarizar
circuitos con corrientes constantes, para
reemplazar resistencias de cargas o
resistencias de polarización de emisor.

2. El BJT como un diodo.
La eficiencia en la fabricación y la facilidad con la que las características
del dispositivo se pueden acoplar a menudo son los motivos para el uso
del BJT como un diodo en el diseño de IC’s. En la figura se observan dos
formas de hacer un diodo, al cortocircuitar dos de sus terminales, o así
como dejando un terminal sin conectar.
Una de las conexiones del diodo más
ampliamente usada del BJT. La base y
el colector del transistor están
conectados; de esta configuración se
utiliza la unión emisor-base como diodo.
_
Ic
<
+
<
R
Ib
<
IR
+
V b e
V C C
Como vemos en el circuito de la izquierda abajo, el
colector ( y la base) están conectados a la
alimentación Vcc a través de la resistencia R. Esta
tensión positiva polariza la unión base-emisor, y como
Vbc = 0 es menor que el voltaje de corte, el diodo
colector –base está polarizado inversamente. En
consecuencia, el BJT está en la región activa de
conducción. De KVL, obtenemos.

3. Ic = (Vcc – VBE) / R
Con VBE = 0,7 V en el modo activo, la corriente IR es una constante y sólo
depende de la tensión de alimentación Vcc y la resistencia R.
Podemos utilizar la KCL para relacionar IR a las corrientes de transistor.
Desde IR = Ic + IB = β.IB + IB se convierte en:
IR = (β + 1).IB = [1 + 1/β].Ic
Como IR es constante y con β>>1, Ic = IR también es constante
Fuentes de corriente de polarización o espejo
El circuito de la figura 1(a) es un arreglo típico para la polarización de
circuitos integrados. Este y circuitos similares se los llama fuentes de
corriente espejo o espejos de corriente y están diseñados para mantener la
corriente IC1 en un valor constante.
En la figura 1(a) vemos que
Q2 está conectado como
diodo como se muestra en la
figura 1(b). El circuito de
figura 1(c) es la
representación
Q 1
r o
V b e 1 _
Q 2
Q 1
<
+
IR
+
<
R
_
Ib 2
_ _
12
+Ib 1
B
V c e 1
( b )
C a r g a
Ic 1
V b e 2
C a r g a
<
Ic 1
+
( c )
R
>
V C C
F ig . 1C a r g a
Ic 1
<
( a )
V c e 1>
Ic 2
+
+
V C C

4. Equivalente de la fuente de corriente. La resistencia ro es la resistencia de
salida de la fuente y refleja el hecho que en la práctica la fuente no es lineal.
En particular Q1 y Q2 son transistores idénticos, y R se conserva dentro de
los límites impuestos por la fabricación. Como ambos transistores son
idénticos, las corrientes IC1 e IC2 se pueden expresar como:
IC1 = αIEeVbe1/VT
IC2 = αIEeVbe2/VT
(1)
Sin tener en cuenta el efecto Early ( ) y las componentes de las
corrientes debidas a la polarización invers del colector. De la ecuación (1)
obtenemos:
[IC1 / IC2] = e(Vbe1 – Vbe2) /VT
(2)
La expresión para la KLV de la malla que contiene ambas uniones base-
emisor vistas en la figura 1(a) da:
VBE1 = VBE2 = VBE (3)
Y consecuentemente, IC1 = IC2 = IC (ecuación 2). Donde β1 = β2 = β de donde
tenemos que: IB1 = IB2 = IB.
La corriente IR se llama corriente de referencia, y está determinada por la
KVL de la relación de la malla que contiene VCC, R, VCE, y solucionando para
IR, da:
IR = [VCC – VBE] / R (4)

5. La KCL en el nudo B da:
IC + 2IB – IR = 0 (5)
Recordando que IC = β.IB y sustituyendo en la ecuación (4) y solucionando
la ecuación (5) para IC obtenemos:
IC = [β/β+2].IR = [β/β+2].[VCC – VBE/ R] (6)
El resultado expresado en la ecuación (6) indica que IC≈ IR y esencialmente
es constante sobre un amplio rango de valores de β.
Pues β>>1, β/β+2 es virtualmente uno y como ejemplo IC varía sólo el 3%
para 50 ≤ β ≤ 200.
Nótese que si β>>1, IC2 ≈ IR. Siempre que Q1 este desconectado. Esta es la
base de un espejo de corriente: VCC y R colocan el valor de IC” (el objeto) y
la conexión de Q1 mostrado en la figura 1(a) hace (la imagen) IC1 = IC2.Resistencia de salida:
Para una operación efectiva del circuito se requiere que Q1 opere en la
región activa-directa. Este hecho se muestra en la característica voltaje-
corriente de la fuente de corriente, IC1, contra VCE1, de la figura 2.
Para VCE1 < o,3 V, Q1 está saturado y se comporta como la resistencia
rCE(sat). En la región activa-directa (VCE > 0,3 V), IC1 permanece

6. Esencialmente constante. El leve incremento en IC1 se atribuye al efecto Early.
La pendiente característica en esta región es el inverso de la resistencia de
salida ro de la fuente de corriente. El valor de ro es:
r0 = VA / IC (7)
Nótese que si el voltaje Early es infinito, la
característica voltaje-corriente es la línea punteada
en la figura 2 y ro → ∞ (Un circuito abierto). La
operación del espejo de corriente se basa en parte
en el hecho que IC1 = IC2. Una consecuencia
adicional del efecto Early es que hace IC1 / IC2
diferente de la unidad. Los valores de operación de
S a t u r a c ió n
F ig 2
V c e 1
Ic 1
V c e ( s a t ) = 0 , 3 V
P e n d ie n t e 1 / r o
Ic
R e g ió n
A c t iv a - d ir e c t a
VCE1 y VCE2 en la figura 1(a) pueden diferir significativamente. La corrección
del diodo de Q2 hace que VCE2 = VBE = 0,7 V, mientras los valores típicos de
VCE1 están en el rango de 1 a 30 V. Como VCE1 se aumenta, el efecto Early
causa que IC1 aumente en un factor de IC[1 + VCE1/VA). Porque VCE2 = 0,7
V<< VA, se tiene que IC1 ≈ IC2 y IC2/IC > 1. Para grandes valores de VCE1, IC1/IC2
puede diferir de la unidad en un 20%. Los circuitos que trataremos máas
adelante tienen resistencias de salida mayores que las de la ecuación (7).

7. Esencialmente constante. El leve incremento en IC1 se atribuye al efecto Early.
La pendiente característica en esta región es el inverso de la resistencia de
salida ro de la fuente de corriente. El valor de ro es:
r0 = VA / IC (7)
Nótese que si el voltaje Early es infinito, la
característica voltaje-corriente es la línea punteada
en la figura 2 y ro → ∞ (Un circuito abierto). La
operación del espejo de corriente se basa en parte
en el hecho que IC1 = IC2. Una consecuencia
adicional del efecto Early es que hace IC1 / IC2
diferente de la unidad. Los valores de operación de
S a t u r a c ió n
F ig 2
V c e 1
Ic 1
V c e ( s a t ) = 0 , 3 V
P e n d ie n t e 1 / r o
Ic
R e g ió n
A c t iv a - d ir e c t a
VCE1 y VCE2 en la figura 1(a) pueden diferir significativamente. La corrección
del diodo de Q2 hace que VCE2 = VBE = 0,7 V, mientras los valores típicos de
VCE1 están en el rango de 1 a 30 V. Como VCE1 se aumenta, el efecto Early
causa que IC1 aumente en un factor de IC[1 + VCE1/VA). Porque VCE2 = 0,7
V<< VA, se tiene que IC1 ≈ IC2 y IC2/IC > 1. Para grandes valores de VCE1, IC1/IC2
puede diferir de la unidad en un 20%. Los circuitos que trataremos máas
adelante tienen resistencias de salida mayores que las de la ecuación (7).