Brevet FR2353065A1 — publié le 19771223

La présente invention concerne un circuit d de mesure de courant et "applique plus particulièrement à la mesure de courant faible dans une tranche reliée à un potentiel fixe. Le but du circuit de l'invention est de mesurer un courant dans une brenche sans modifier les conditions du noeud près duquel ce courant est prélevé. Le circuit fournit une tension proportionnelle au courant à mesurer de telle sorte que la valeur du cuurant puisse être vizualisée sur un oscillos ope Te traçage de courbes de courant est alors une application évidente du circuit. Un objet de la presente invention est un circuit de mesure de courant qui ne modifie pas l'état de la branche dans laquelle ce courant est prélevé. Un autre objet de l'invention est un traceur de courbes de courant façile à mettre en oeuvre et comportant peu de composants. Selon une caractéristique de l'invention, un circuit pour mesurer ie curant traversant ur. élément porté à un potentiel fixe comporte un premier amplificateur opérationnal dort une première entrée est reliée audit potentiel fixe et une deuxième entrée es, reliée audit élément traversé par le courant à mesurer, et un générateur de courant commandé en tension monté en contre- réaction dudit premier amplificateur opérationnel de telle sorte que la tension de sortie de celui-ci est proportionnelle au courant fourni par ledit générateur de courant et traversant ledit élément. D'autres objets. caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une réalisation particulière, ladite description étant faite à titre d'exem ple non limitatif et en reLation avec les dessins joints dans lesquels = ligure l est un schéma d'un générateur de courant commandé en tension -i la figure 2 est un schema d'un autre générateur de courant commandé en tension ; et - ta figure 3 est. un exemple de réalisation du circuit de l'invention qui uti lise le générateur de courant de la figure 2. Le schéms de la figure t est un schéma, de principe bien connu, de générateur ce courant utilisnt un amplificateur opérationnel Al. On peut en trouver une deacription dans "Linear Applications" de National Semiconductor Corporation (Edition 2). La tension différentielle V, présente entre les bornes A et C du circuit, est reproduite aux bornes B et D de la résistance R'. La courant produit dans la branche ED est égal à V il est donc proportionnel R'' à ça tension différentielle d'entrée. Une partie de ce courant traverse la résistance de contre-réaction R de la branche C'D. Si on désire obtenir un courant de sortie I très probe de BV" il est nécessaire soit d'augmenter la résistance R soit d'insérer dans la branche C'D un amplificateur suiveur comme le montre le schéma de la figure 2. Le schéma de la figure 2 représente une autre source de courant commandée en tension qui comporte un deuxième amplificateur opérationnel A2 dans la branche de contre-réaction C'D. Cet amplificateur A2 est monté en étage suiveur et il permet de s'affranchir de la contrainte sur la valeur de la résistance-R exprimée ci-dessus. Le schéma de la figure 3 représente un circuit de mesure de courant en accord avec les principes de l'invention et utilisant le générateur de courant commandé en tension de la figure 2. Le but d'un tel circuit est de faire correspondre une tension à un courant traversant une branche raccordée à un potentiel fixe et cela sans introduire de perturbation dans ladite branche. Le courant à mesurer est le courant traversant l'élément L normalement connecté entre la masse et la tension VA. Dans l'application proposée du circuit de l'invention, la branche traversée par le courant à mesurer est interrompue et les bornes E et E' ainsi créées sont reliées chacune à une entrée d'un amplificateur opérationnel AO. L'entrée positive de l'amplificateur AO est reliée par la borne E à la tension VA d'alimentation dudit élément L et l'entrée négative est reliée par la borne E' audit élément L.Selon l'invention, on utilise le générateur de courant commandé en tension de la figure 2 en contre-réaction de l'amplificateur opérationnel AO. Ainsi, la tension de sortie VS de l'amplificateur AO est appliquée à l'entrée dudit générateur de courant de la figure 2. Cette tension VS se retrouve donc aux bornes VS de la résistance R', laquelle est donc traversée par un courant égal à VRS. La borne D commune à la résistance R' et à l'entrée positive de l'amplificateur suiveur A2 est également reliée au point commun audit élément L et à l'entrée négative de l'amplificateur AO de telle sorte que le courant qui traverse l'élément L n'est autre que celui qui est fourni par ledit générateur de courant commandé par la tension de sortie de l'amplificateur AO.Or il a été dit précédemment, en relation avec la figure 2, que le courant I fourni par le générateur de courant est pratiquement le courant qui traverse la résistance R'. Ainsi, dans le circuit de la figure 3, la tension de sortie VS de l'amplificateur AO, qui est aussi la tension de commande dudit générateur de courant, est proportionnelle au courant I qui traverse l'élément L. Lorsque le circuit est stabilisé, la tension du point E' est égale, à la tension de faux zéro d'entrée près, à la tension VA du point E. Parmi les applications possibles du circuit selon l'invention, on peut citer la mesure du courant collecteur d'un transistor bipolaire sous une tension collecteur constante ou encore la mesure du courant dans un transistor MOS lorsque la tension drain est fixe. Fournissant une tension proportionnelle au courant mesuré, le circuit de l'invention permet donc la visualisation de la valeur de ce courant sur un oscilloscope. Pour mesurer le courant d'un transistor MOS, en fonction par exemple de la tension appliquée à la grille, une tension en dent de scie est alors appliquée à la grille et à l'entrée horizontale d'un oscilloscope tandis que la tension de sortie VS du circuit de l'invention est appliquée à l'entrée verticale dudit oscilloscope. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'une application particulière, il est clair qu'elle n'est pas limitée à ladite application particulière, mais qu'elle est susceptible de modifications ou variantes sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Circuit pour mesurer le courant traversant un élément porté à un potentiel fixe caractérisé en ce qu'il comporte un premier amplificateur opérationnel dont une première entrée est reliée audit potentiel fixe et une deuxième entrée est reliée audit élément traversé par le courant à mesurer et un générateur de courant commandé en tension monté en contre-réaction dudit premier amplificateur opérationnel de telle sorte que la tension de sortie de celui-ci est proportionnelle au courant fourni par ledit générateur de courant et traversant ledit élément. 2. Circuit de mesure selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit générateur de courant commandé en tension comprend un deuxième et un troisième amplificateurs opérationnels, la sortie dudit deuxième amplificateur opérationnel étant reliée d'une part à son entrée négative par l'intermédiaire d'une première résistance et d'autre part à son entrée positive par l'inter médiaire d'une deuxième résistance en série avec ledit troisième amplificateur opérationnel monté en séparateur de gain unité et une troisième résistance en ce que ladite entrée positive est reliée à la sortie dudit premier ampli fixateur, opérationnel par l'intermédiaire d'une quatrième résistance et ladite entrée négative est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une cinquième résistance ; et en ce que le point commun à ladite deuxième résistance et audit troisième amplificateur opérationnel est relié à I'entrée dudit premier amplificateur opérationnel qui est commune audit élément, et en ce que lesdites première, troisième, quatrième et cinquième résistances sont de meme valeur.