Источник стабильного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

Изобретение отярсится к электротехнике, в частности к регулйторам напряжения постоянного тока. Известен стабилизатор постоянног напряжения, содержащий первый и вто рой полевые транзисторы, стоки кото рых подсоединены к источнику питани затвор первого транзистора подключе к общей шине, третий полевой транзистор, затвор которого соединен с ЯС1ОКСЛЛ первого транзистора, а тип канала противоположен типу каналов первого и второго транзисторов, бип лярный транзистор и резистор ClJ« Этот стабилизатор имеет недостаточный коэффициент стабилизации изза того, .что недостаточно ослабляет зависимость тока стока от изменения напряжения питания, несмотря на наличие отрицательной обратной связи по току в каскадах на полевых транзисторах. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник стабильного напряжения, соде жащий первый и второй полевые транзисторы, стоки которых подсоединены к выводу для подключения источника питания, затвор второго транзистору подсоединен к общей шине, а также третий и четвертый полевые транзисторы, затвор третьего транзистора соединен с истоком первого транзис тора, причем тип каналов третьего и четвертого транзисторов противопо ложен типу каналов первого и второг транзисторов 21, . Этот источник стабильного напряж ния имеет недостаточный коэффициент стабилизации, обусловленный отсутст вием отрицательной обратной связи между выходом .схемы и управляющими электродами динамических нагрузок. Целью изобретения является повышение коэффициента стабилизации выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем что в источник стабильного напряжения, содержащий первый и второй поле вые транзисторы, стоки которых подсоединены к выводу для подключения источника питания, затвор второго транзистора подсоедийен к общей ишнё,, а также третий и четвертый полевые транзисторы, затвор третьего транзистора соединен с источником первого транзистора, причем тип каналов третьего и четвертого транзистсзров противоположен типу каналов первого и второго:транзисторов, введены пятый и 111естой полевые трайзисторы, тип каналов которых совпадает с типом кансшов первого и второго транзисторов, при этом сток пятого транзистора соединен с истоком первого транзистора, исток - с затворами первого и шестого транзисторов, с одним из выводов для подключения нагрузки и через резистор:- с истоке четвертого транзистора, а затвор - с HfcTOKCXM третьего транзистору и со стоком четвертого транзистора, затвор которого подсоединен к общей шине, сток шестого транзистора подключен к истоку второго транзистора, а исток - к стоку третьего транзистора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема источника стабильного напряжения. Источник стабильного напряжения содержит полевой транзистор 1, сток которого подсоединен к выводу для подключения источника питания и к стоку транзистора 2. Затвор транзистора 2 подключен к общей шине. Исток транзистора 1 соединен с затвором транзистора 3. Тип канала транзистора 3 совпадает с типом канала транзистора 4 и противоположен типу каналов транзистора 1 и транзистора 2. Устройство содержит транзистор 5, сток которого соединен с кстокЮм транзистора 1. Исток транзистора 5 соединен.с затворами транзисторов 1 и О и с одним из выводов для подключения нагрузки, а также через резистор 7 - систоком транзистора 4. Затвор транзистора 5 подключен к истоку транзистора 3 и стоку транзистора 4. Затвор транзистора 4 подсоединен к общей шине. Сток трайзистора U подключен к истоку транзистора 2, а исток - к стоку транзистора 3. Тип каналов транзисторов 5 и (i совпадает с типом каналов транзисторов 1 и 2. Источник стабильного напряжения работает следующим образом. При увеличении напряжения питания начинает увеличиваться ток транзистора 1, который создает падение напряжения на транзисторе 5, являю щимся управляемой динамической нагрузкой в цепи истока транзистора 1, Затвор транзистора 1 оказывается автоматически смещенным по отношению к истоку. Увеличение напряжения на транзисторе 5 вызывает увеличение обратного смещения транзистора 1, что ведет к уменьшению тока стока транзистора 1. Происходит предварительная стабилизация тока. Транзисторы 1 и 5 выполняют роль стабилизатора тока. Дальнейшая стабилизация осуществляется с памсщыа управляемой цепи смещения на затворе транзистора 5. Цепь смещения состоит из верхнего плеча на транзисторах 3 и б и нижнего плеча на транзисторе 4. Ток в этой цепи задает источник тока на полевом транзисторе 2, работающем в режиме насыщения при постоянном напряжении на затворе. Цепь смещения формирует сигнал управления динамической нагрузкой - транзистором 5, причем сигналом, управляющим цепью смещения, служит изменение напряжения на самой динамической нагрузке. Увеличение напряжения на динамической нагрузке в цепи истока транзистора 1 называет увеличение сопротивления канала транзистора 3, работающего в режиме переменного сопротивления. В ре,зультате сопротивление, верхнего плеча цепи смеидания увеличивается, а напряжение на затворе данамической нагрузки транзистора Б уменьшается. Для транзистора 5 это напряжение запирающее, ПОЭТСИ4У сопротивление канала транзистора 5 увеличивается, а, следовательно, обратное смацение на затворе транзистора 1 возрастает и ток транзистора 1 уменьшается, т.е. происходит дополнительная компенсация изменении тока стока транзистор 1 и стабилизация выходного напряжения. В отличие от прототипа, в котором отсутствует отрицательная обратная связь (ООС) с выхода схема на управляющие электроды, в данном устройстве изменение напряжения на выходе контролируют транзисторы ООС по напряжению 4 и б.

Увеличение напряжения на выходе эызывает уменьшение сопротивления (анала транзистора б в результате сопротивление верхнего плеча цепи смещения увеличивается, а нижнего уменьшается, вызывая дополнительное уменьшение напряжения на затворе динамической нагрузки - транзистора 5, что, в свою очередь, приводит к уменьшению тока стока транзистора 1 и стабилизации напряжения на выходе

При уменьшении напряжения на выходе транзистора 4 и б.работают в противоположном режиме, т.е. сопротивление канала транзистора 4 увеличивается, а транзистора G - уменьшается, благодаря чему уменьшается скорость изменения напряжения на затворе динамической нагрузки - тразистора 5, уменьшая влияние динамической нагрузки на сток транзистора 1, стабилизируя выходное напряжение

Кроме того, транзистор 4 участвует в дополнительной стабилизации

выходного напряжения следующим образом. Транзистор 4 работает при небрльш 1 прямом смещении на затворе, поэтому при изменении выходного напряжения происходит изменение сопротивления не только канала транзистора, но и сопротивление перехода канал - затвор. При увеличении наг пряжения на выходе(увеличивается проводимость перехода канал- - затвор,

o в результате ток, поступающий из цепи смещения в нагрузку, уменьшается, этим способствуя уменьшению выходного напряжения. При уменьшении напряжения на выходе проводимость перехода канал - затвор уменьшается,

5 ток, поступающий из цепи смещения в нагрузку, увеличивается, увеличивая выходное напряжение. Ток цепи смещения, поступающий в нагрузку, не зависит от изменения напряжения на

0 стоке транзистора 4, так как стабилизируется транзисторсм 4 и резистором. Резистор автоматически создает смещение на затворе транзистора

4и служит ООС по току для этого

5 транзистора. Кроме того, резистор увеличиваетсвходное сопротивление каскада на транзисторе 4, включенном по схеме с общим затвором, позволяет также устанавливать величину выходного напряжения на определенный уровень.

Таким образом, использование в предлагаемом устройстве стабилизато5 ра тока на поЛеветл транзисторе 1 с управляемой динамической нагрузкой

5в цепи истока, которая выполняет также автоматическое смещение на затворе транзистора 1, формирование

0 управляющего сигнала динамической нагрузкой 5 цепью смещения на транзисторах 3, 4, б с помощью изменения напряжения на самой динамической нагрузке 5, а также наличие транзисто5 ров ООС по напряжению 4 и С с выхода схемы на управляющие электроды и дополнительная стабилизация выходного напряжения с помощью тока цепи смещения транзистором 4 и .резистором

Q позволяет получить высокостабильное напряжение на выходе устройства.

ИСТОЧНИК СТАБИЛЬНОГО НАПРЯiЖЕНИЯ, содержащий первый и второй полевые транзисторы, стоки котрршс подсоединены к выводу для подключе :ния источника питания, затвор Bifopo|готранз1|стора подсоединен к общей шине, а также третий и четвертый п6 левые транзисторы, затвор третьего транзистора соединен с истоком перг вого транзистора, причем тип каналов третьего и четвертого транзисторов ш противоположен типу каналов первого и транзисторов, отличающийся тем, что, с целью увеличения козффициента стабилизации, в него введены пятый и шестой полевые транзисторы, тип каналов которых совпадает с типсш. каналов первого и второго транзисторов, при этом сток пятого транзистора соедикен с истоке первого транзистора, исток - с затвсфами первого и .шестого транзисторов, с одним из выводов для подключения нагрузки и через резистсч - с истоком четвертого транзистора, а затвор - с истоком третьего транзистора и со стоком четвертого транзистора, затвор которого подсоеi динен к общей итне, сток шестого транзистора подключеи к истоку второ го транзистора, а исток - к стоку третьего транзистора. а t; . Е XQ