Источник опорного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эталонного источника в устройствах вычислительной техники, систем управления и электропитания. Известен источник опорного напряжения на основе прямосмещенных р переходов, позволяюичх получать регулируемое вьгходное напряжения t1 Недостатком этого источника является высокий уровень минимального выходного напряжения. Известен источник опорного напряжения, содержащий усилительный и регулирующий транзисторы Г2. Недостатком такого источника опо ного напряжения является низкая тем пературная стабильность выходного напряжения. Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является источник опорного напряжения, содер жащий усилительньтй транзистор, эмит тер которого подключен к общей шине а коллектор через нагрузочный элемент - к выходной клемме, регулирую щий транзистор, эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллек тор через резистор подключен к обще шине, а база - к коллектору усилительного транзистора, резистивный делитель, первый резистор которого одним выводом подключен к выходной клемме, вторым выводом к второму резистору и коллектору дополнительного транзистора, база которого сое динена с базой усилительного транзистора, с вторым выводом второго резистора делителя и с первым выводом третьего делителя резистора, а эмиттер дополнительного транзистора соединен через резистор с общей шиной C3L Устройство позволяет получать ми нимальное выходное термокомпенсированное напряжение, равное 1,6 В. Дальнейшее -уменьшение напряжения возможно при увеличении сопротивления третьего резистора делителя, од нако величина этого резистора определяет также глубину положительной обратной связи по току, а следо.вательно, и величину выходного сопротивления. Задача получения низких (1,2 Б и ниже) высокостабильных постоянных напряжений весьма актуал на. 142 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем уменьшения минимального выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что источник опорного напряжения содержащий усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через нагрузочный элемент - к выходной клемме, регулирующий транзистору эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллектор через резистор подключен к общей шине, а база - к коллектору усилительного транзистора, резистивный делитель, первый резистор которого одним выводом подключен к выходной клемме,вторым выводом к второму резистору и коллектору дополнительного транзистора, база которого соединена с базой усилительного транзистора, с вторым выводом второго резистора делителя и с первым выводом третьего резистора делителя, а эмиттер дополнительного транзистора соединен с первым выводом эмиттерного резистора, снабжен двумя резисторами, один из которых подключен между коллектором регулирующего транзистора и вторым выводом эмиттерного резистора, а второй резистор - между вторым выводом эмиттерного резистора и общей шиной. Введение указанных резисторов позволяет сохранить положительную обрат}{ую связь на заданном уровне при изменении сопротивления третьего резистора делителя в широких пределах, вплоть до бесконечности. На чертеже представлена схема источника опорного напряжения. Устройство содержит усилительный транзистор 1, коллектор которого через нагрузочный элемент 2 подключен к выходной клемме, регулирующий транзистор 3, коллектор которого, через резистор 4 подключен к общей шине, резистивный делитель, состоящий из резисторов 5, 6 и 7, дополнительный транзистор 8, в эмиттерной цепи которого включен эмиттерный резистор 9 и один из введенных резисторов 10, другой из введенных резисторов 11 подключен одним концом к коллектору регулирующего транзистора 3, другим - к общей точке соединения резисторов 9 и 10, Устройство работает следующим образом. Транзистор 1, являясь одновремен но измерительным и усилительным эле ментом, вырабатывает разностный сигнсШ между напряжением база-эмиттер и выходным напряжением Увыу ,по тупающим на базу этого транзистора через элементы резистивного делителя 5 и 7, усиливает этот сигнал и подает на базу транзистора 3. При этом сопротивление участка коллектор - эмиттер транзистора 3 изменяется таким образом, что ЦВЫУостается постоянным в широком диапазоне тока нагрузки. Условие термокомпен ции может быть записано следующим образом у- ,. vK-2v a/38 где cL - температурный коэффициен напряжения база - эмитте k. - постоянная Больцмана; - заряд электрона; 3,Jg - коллекторные токи транз торов 1 и 8, ., . g-vxP /Ja) . (-e CVJ8V К.2 - коэффициент, определяем соотношением сопротивле резисторов в цепи колле тора и эмиттера транзис тора. 8. Для данной схемы R.,.o,Ki Величина термокомпенсированного выходного напряжения определяется выражением U«.,,u,(i±J.-)yc,. сВыражение (3) приближенное, так как при выводе этого выражения полагалось лТ г. (Jt более точно ыТ U3j-Uj- .где Узг 1,205В - шири на запрещенной зоны полупроводника Поэтому при , K i-v-I , величи Uewxо составляет 1,2 - 1,25 В. Нул вое выходное сопротивление в этом случае создается благодаря положительнпй обоатной связи, образованной резисторами 4, 11 и 10. Первоначальное изменение напряжения на резисторе 4, обусловленное изменением тока нагрузки, через делитель, образованный резисторами 11 и 10, подается в эмиттерную цепь транзистора 8, Это приводит к изменению тока Jg , что в свою очередь, приводит к изменению напряжения на базе транзистора 1. Это напряжение усиливается, поступает на транзистор 3 и вызывает дополнительное изменение напряжения на резисторе 4, причем в фазе с первоначальным изменением. При олтимальных значениях сопротивлений резисторов 4, 11 и 10, определенных методом факторного эксперимента, выходное сопротивление составляет не более 0,02 Ом в диапазоне изменения тока нагрузки Avlv 10 мА. При этом выходно.е напряжение равно 1,23 В с температурным коэффициентом 25-10 1/К. Как следует из выражений (1) - (3) и способа введения положительной обратной связи, номинальное значение выходного напряжения может изменяться резисторами 6 и 7, температурный коэффициент напряжения резисторами 5 и 9, а выходное сопротивление - резисторами 4 и 11, т.е независимо друг от друга. Предлагаемое устройство имеет более широкий диапазон выходных напряжений, нижняя граница которого составляет 1,2 - 1,25 В при высокой температурной стабильности (25-10 1/К) и весьма низком выходном сопротивлении (менее 0,02 Ом). Кроме того, как следует из выражений (1) - (3), номинальное значение выходного напряжения, его температурный коэффициент и выходное сопротивление могут устанавливаться независимо друг от друга, что облегчает настройку и упрощает проектирование источников опорного напряжения с различным сочетанием указанных параметров. При использовании активного термостатиро.рания элементов схемы суммарная нестабильность может составлять менее 0,01% в диапазоне температур ере-, ды 213-333°К и выходных напряжений 1,2 - 5 В.

ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через нагрузочный элемент - к выходной клемме, регулирующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллектор через резистор подключен к общей шине, а база к коллектору усилительного транзистора, резистивный делитель, первый резистор которого одним выводом подключен, к выходной клемме, вторым вьшодом к; второму резистору и коллектору дополнительного транзистора, база которого соединена с базой усилительного транзистора, с вторым вьшодом второго резистора делителя и с первым вьшодом третьего резистора делителя, а эмиттер дополнительного транзистора соединен с пер5 вым вьшодом эмиттерного резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем уменьшения минимального выходного напряжения, введены два резистора, один из которых подключен между коллектором регулирующего транзистора и вторым выводом эмиттерного резистора, а втоЭО рой резистор - между вторым вьшодом . эмиттерного резистора и общей шиной.