Источник опорного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

СА

4 4 01

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобрете- : НИН - повьшение температурной стабильности устр-ва. В устр-во, содержащее пять транзисторов 1-5, трехпо- люсный повторитель 7 тока, два резистора 8 и 9, введены шестой транзистор 6 и третий резистор 10. Ваза транзистора 6 соединена с коллектором транзистора 5, коллектор - с входом повторителя 7 тока, а эмиттер - с базами транзисторов 4 и 5 и через резистор 10 - с общей шиной. Цель достигается благодаря наличию незначительного рассогласования коллекторных токов транзисторов 1 и 2. Температурный дрейф устр-ва незначителен и обусловлен неидеальностью повторителя 7 тока, относительным температурным дрейфом базовых токов транзисторов 1-6 и резисторов 8-10. 2 ил. i (Л

.

(puei

113

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение температурной стабильности опорного напряжения источника.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема источника опорного напряжения; на фиг.2 - нормированная зависимость опорного напряжения от температуры.

Источник опорного напряжения (фиг.1) содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 транзисторы, трехполюсный повторитель 7 тока, первый 8, второй 9 и третий 10 резисторы. Коллектор транзистора 1 соединен с управляющим входом 11 повторителя 7 тока, выход 12 которого подключен к коллектору транзистора 2 и базе транзистора 3, эмиттеры транзисторов 1 и 2 объединены и подключены к коллектору тран- зистора 4. База транзистора 1 через резистор 8 соединена с базой транзистора 2, с выходным выводом 13 устройства и с эмиттером транзистора З.Базы транзисторов 4 и 5 подключены к эмиттеру транзистора 6 и через резистор 10 - к общей шине 14, с которой также соединены эмиттеры транзисторов 4 и 5, Коллектор транзистора 5 и база транзистора 6 через резистор 9 соединены с базой транзистора 1, коллектор транзистора 6 подключен к входу 11 повторителя тока 7, Коллектор транзистора 3 соединен с входным выводом 15 устройства, к которому также подключен вывод питания повторителя 7 тока.

Устройство работает следующим образом,

Термокомпенсация опорного напряжения осуществляется за счет компенсации отрицательного температурного дрейфа напряжений эмиттер - база транзисторов 5 и 6 положительным температурным дрейфом падения напряжения на резисторах 8 и 9.

Компенсирующее, напряжение с положительным температурным дрейфом формируется следующим образом. Транзисторы 1 и 2 имеют разные площади пере ходом эмиттер - база (S, N5, N 3...10), при этом при равных токах коллекторов этих транзисторов (1( 1) существует разность uU5g,(T)

напряжений эмиттер - база, имеющая положительный температурный дрейф:

ьи.

ЭВ ,2

(т)и,,„ (т)-и

эьг

ЭБ1

и,, (Т)

k

q

-значение напряжения эмиттер - база транзистора;

-постоянная Больцмана;

-заряд электрона.

0

5 0 5

Термокомпенсация нелинейной составляющей температурного дрейфа напряжений эмиттер - база транзисторов 5 и 6 достигается благодаря наличию незначительного рассогласования коллекторных токов транзисторов 1 и 2 за счет введения в источник опорного напряжения элементов 6 и 10. Так, например, при уменьшении температуры кристалла ток 1 уменьшается, а ток Ig возрастает, при этом напряжение эмиттер - база транзистора 2 возрас- тает несколько быстрее по сравнению со случаем отсутствия корректирующего тока Ig. При этом появляется незначительное положительное дополни- тельное приращение разности напряжений эмиттер - база транзисторов 1 и 2 и,следовательно, компенсирующего напряжения (падения напряжения на резисторах 8 и 9).Действительно,если принять,что

1,(Т)1,(Т,)()

I2(T)I,,(T,.)

и,

у где

если 6, j, то разность напряжений эмиттер - база ную составляющую

содержит нелинейе

36 1,2

(.T)-(,-S) + 4+y(T),

(Т,)ч(.-.)

)(,-&,)т,-т+теп|-- .

Если выполняются вия:

следующие уело,z(T.)-b(S,.

.,).(г-1)

и ,-,2(-1)

,

где U 6(, - линейно экстраполированное напряжение ширины запрещенной зоны кремния при температуре О К;

ft - параметр, зависящий от свойств полупроводника, то достигается полная термокомпенса- 5 ция опорного напряжения, при этом

)2 ь&„ или,„(Т)0.

Реально источник опорного напряжения имеет незначительный температурный дрейф, обусловленный неидеальностью повторителя тока, относительным температурным дрейфом резисторов, тем- пературным дрейфом базовых токов транзисторов 1-6 (фиг.2, кривая б; кривая а - аналогичная характеристика для известного источника опорного напряжения).

Предлагаемый источник опорного напряжения имеет по сравнению с известным в 5-10 раз более высокую температурную стабильность.

0

5

0

5 0

Формула изобретения Источник опорного напряжения, содержащий пять транзисторов, трехпо- люсный повторитель тока, два резистора, причем коллектор первого транзистора соединен с управляющим входом повторителя тока, выход которого подключен к коллектору второго транзистора и к базе третьего транзистора, эмиттеры первого и второго транзисторов объединены и подключены к коллектору четвертого транзистора, база первого транзистора через первый резистор соединена с базой второго транзистора, с выходным выводом и с эмиттером третьего транзистора, базы четвертого и пятого транзисторов объединены, а их эмиттеры подключены к общей шине, коллектор пятого транзистора через второй резистор соединен с базой первого транзистора, коллектор третьего транзистора соединен с входным выводом, к которому также подключен вывод питания повторителя тока, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности опорного напряжения, в него введен шестой транзистор и третий резистор, причем база шестого транзистора соединена с коллектором пятого транзистора, эмиттер - с базами четвертого и пятого транзисторов и через третий резистор с общей шиной, а коллектор- с входом повторителя тока.

-СО -ло- }( о го цо во ло 100 4М т; €

.2