BJT Widlar Current Source (3): Output Resistance

BJT Widlar Current Source (3): Output Resistance

🎙 Vincent Chang 👥 2K 📅 4 novembre 2020 ⏱ 16 min 👁 2K 📄 cours magistral 🧭 2026-08-17
Disponible en : Français (actuel) English

Mots-clés

Widlar current sourceoutput resistancehybrid-pi modelEarly effectSPICE simulation

Résumé

Cette vidéo, troisième partie d’une série sur la source de courant de Widlar, se concentre sur le calcul de la résistance de sortie de ce circuit. Le professeur Vincent Chang commence par rappeler la différence entre un miroir de courant simple et un miroir de Widlar (présence d’une résistance d’émetteur). Il explique pourquoi une analyse en petits signaux (AC) est nécessaire pour caractériser une source de courant DC : pour mesurer sa qualité, on applique une variation de tension de sortie et on observe la variation de courant résultante. La résistance de sortie est définie comme le rapport de ces variations. Ensuite, il remplace les transistors par leur modèle hybride pi et dérive l’expression exacte de la résistance de sortie, qui est bien plus grande que la simple somme ro + re. Il introduit le paramètre mu = gm * ro, qui est typiquement de l’ordre de 4000 à 5000, et montre que la résistance de sortie est approximativement égale à ro * (1 + gm * (r_pi // re)). Il souligne que cette valeur est nettement supérieure à celle d’un miroir simple, ce qui fait de la source de Widlar une source de courant de haute performance. Enfin, il présente une simulation SPICE qui confirme les résultats théoriques et met en évidence trois points clés : la tension de sortie minimale pour un fonctionnement correct (environ 0,2 V), la capacité de la source à fournir un faible courant de sortie (adaptée aux circuits à faible consommation), et la concordance entre simulation et calcul manuel. Il laisse en exercice la vérification de ces résultats.

264 mots

Évaluation critique

Valeur des informations & solidité de l’argumentation

La valeur de cette vidéo réside dans sa démonstration pédagogique rigoureuse. L’auteur ne se contente pas de donner la formule finale, il guide l’étudiant à travers le raisonnement complet, en soulignant les pièges de l’analyse intuitive (comme l’erreur de considérer ro + re). Il justifie chaque étape, notamment la nécessité de l’analyse AC pour une source DC, et introduit des paramètres utiles comme mu. L’argumentation est solide, appuyée sur des lois fondamentales (loi des mailles) et le modèle hybride pi. La vérification par simulation SPICE renforce la crédibilité des résultats. L’approche est méthodique et adaptée à un public d’étudiants en génie électrique.

Rigueur scientifique, qualité des sources, adéquation du titre

La rigueur scientifique est élevée : l’auteur utilise des modèles établis et des méthodes d’analyse standard. Il ne cite pas de sources externes, mais s’appuie sur des connaissances de base en électronique. La qualité des sources est donc implicite, mais la crédibilité de l’auteur (docteur en génie électrique, 30 ans d’expérience) renforce la fiabilité. L’adéquation entre le titre et le contenu est parfaite : la vidéo traite exclusivement de la résistance de sortie de la source de Widlar. Aucune publicité n’est présente.

199 mots

Adéquation titre / contenu

Le titre est précis et correspond exactement au contenu : l'analyse de la résistance de sortie de la source de courant de Widlar.

Qualité & fiabilité

8/10

Exposé théorique rigoureux, fondé sur des modèles établis (modèle hybride pi, effet Early), avec démonstration mathématique complète et vérification par simulation SPICE. L'auteur est un expert reconnu (30 ans d'expérience). Les approximations sont justifiées et les limites clairement indiquées.

Moments clés

Apport & nouveautés

La vidéo apporte une explication détaillée et pédagogique du calcul de la résistance de sortie d’une source de courant de Widlar, en mettant l’accent sur la compréhension conceptuelle plutôt que sur la simple application de formules. Elle met en évidence l’importance de l’analyse en petits signaux pour évaluer la qualité d’une source de courant DC et introduit le paramètre mu, utile pour les concepteurs. La vérification par simulation SPICE renforce l’apprentissage.

Pour aller plus loin :

  • Effet Early — Phénomène physique à l’origine de la résistance de sortie finie des transistors bipolaires.
  • Miroir de courant — Article de synthèse sur les miroirs de courant, dont la source de Widlar est un cas particulier.
  • Modèle hybride pi — Modèle de petits signaux utilisé pour l’analyse des transistors bipolaires.

127 mots

Profil radar

Le profil radar montre une vidéo très équilibrée, avec des scores élevés dans toutes les dimensions. La qualité de l'information et la fiabilité sont particulièrement bonnes, reflétant la rigueur de l'exposé. Le niveau technique est élevé, ce qui la rend adaptée à un public averti.

Fiabilité 8/10