Устройство с вольт-амперной характеристикой S-типа Советский патент 1988 года по МПК H03H11/44 

с

СЛ

Изобретение относится к радиот л- пике и может использоваться в ждуишх мультивибраторах при генерировании импульсов большой длительности.

Цель изобретения - расширение рабочего температурного диапазона при увеличении скорости компенсации температурного дрейфа.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый I, второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 транзисторы п-р-п-структуры, транзистор 6 р-п-р-структуры, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10, пятый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14, девятый 15, десятый 16 и одиннадцатый 17 резисторы.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение источника питания равно нулю и все транзисторы закрыты. Повышение питающего напряжения приводит к увеличению выходного напряжения между шиной источника питания и общей шиной. При этом сила тока, протекающего через резисторы 12, 15 и 8, образующих резистивный делитель, также возрастает и определяется как

R +R

17 15

+R,

(1)

,

величины сопротивле- НИИ резисторов 12, 15 и 8 соответственно;

Е - выходное напряже- .Q ние устройства между шинами источника питания н общей шиной.

25

Когда падение напряжения на базе транзистора 2 п-р-п-структуры превысит суммарное напряжение на переходах баха-эмиттер транзисторов 1 и 2, происходит Ьткрьшание транзистора 2. Условие включения транзистора 7 загГй- сывается в виде

а.л (5 )

а... s. (2)

де Ug ,и

04

О1 07

- напряжения на переходе база-эмиттер транзисторов 1 и 2 55 при переходе из режима отсечки в линейный режим.

После подстановки соотношение (1) в уравнение (2) определяется напряжение включения устройства с вольт-амперной характеристикой S-типа:

и

екд

Ч1

+U

01

Бэ,

) iRjaiRiiiBjii п) о, (R,,-R,)

Переход база-эмиттер включившегося транзистора 2 и сопротивление резистора 15 включены параллельно резистору 11 в цепи положительной обратной связи по току. Сила тока i , протекающего в цепи положительной обратной связи по току через резистор 1I, определяется из соотношения

0

Эе,

Uc

где R

О)

(4)

-ts

- величина сопротивления резистора 15. В момент включения сила тока, протекающего через резисторы 15, 12 и 8, определяется как

, y69 -Biiy82ai..Rj5 ..S ел R CR - +Я„)

R.. (R,

15 в

После подстановки соотношения (5) в уравнение (4) находится сила тока

30

. 1 5 г

(6)

Транзистор 1 включается в момент, когда падение напряжения на переходе база-эмиттер оказывается равным па- дению напряжения на резисторах 11 и 8. При повышении температуры напря- жение на переходе база-эмиттер уменьшается и становится равным

Q

5

0

и

S, %,, -л%.

- uUj

где Ug - напряжение на переходе ба- ° за-эмиттер при температуре Т + 20 С;

Ug дТ - температурный дрейф напряжения на переходе база- эмиттер.

Это приводит к тому, что транзисторы включаются при меньшем питающем напряжении, а вольт-амперная характери-стика S-типа перемещается вдоль оси напряжений влево. При этом напряжение на коллекторе т1занзистора 6 уменьшается, в результате чего транзистор 2 призакрьшается. Ток эмиттера i j транзистора 2 уменьшается. Для открывания транзистора 1 необходимо увеличить питающее напряжение. Это означает, что для включения устройства необходимо повысить

питающее напряжение, т.е. вольт-амперная характеристика S-типа перемещается вдоль оси напряжений вправо. Условие термокомпенсации напряжения включения представляется в виде уравнения

(7)

и.

еэ„

где 61 - изменение силы тока эмиттера транзистора 2; - температурный дрейф напряжения на переходе база-эмиттер транзистора I. Сила тока эмиттера транзистора 2 определяется как

1

1C - 1.

(8)

-i 5, t ig - сила тока базы транзис тора I.

Сила тока базы ig определяется из уравнения

где R

ijtj. - Pi P,R

(9)

10

10

и

&э,

OS

p.

-величина сопротивления резистора 10;

напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 6

-коэффициент усилия по току транзистора 1.

После подстановки соотношений (6), (9) в уравнение (8) определяется сила тока эмиттера транзистора 2:

; У аЛ 1У 51зл1.Ел1 (,г)

2 0 (R,s v 1

Дифференцированием уравнения (10) и подстановкой в уравнение (7) находится условие термокомпенсации дрейфа напряжения включения:

yfii.2lRji.±Rai . lyjiuLRalRas-iRjil

P,R

10

o5 RjjlRjLiRjsl

(R,

(

(11)

Поскольку параметры устройства вы- бираются согласно неравенству R R , то возможна не только полная компенсация, но и перекомпенсация параметров и включения устройства с вольт-амперной характеристикой S-типа

В цепь положительной обратной связи по току между колллектором первого транзистора J и базой транзистора 6 включен транзистор Д. Увеличение питающего напряжения Е приводит к повышению падения напряжения на резисторе 8, в результате чего дополнительный транзистор 4 включается. При этом эквивалентное сопротивление

R

R к

(R. RK, )

(12)

10

15

0

25

0

0

состоящее из включенных параллельно сопротивления резистора 9 и сопротив ления перехода коллектор-эмиттер R«3 транзистора 4 уменьшается. Это равносильно увеличению глубины положительной обратной связи по току.

Повышение температуры окружающей среды приводит у уменьшению выходно- го напряжения устройства и напряжения на коллекторе транзистора 6. Поэтому транзистор 4 призакрывается, а сопротивление его перехода коллектор- эмиттер увеличения. Это равносильно увеличению эквивалентного сопротивления определяемого из соотношения (12), что ослабляет действия положительной обратной связи по току. Поэтому для включения тран1истора 6 повышается питающее напряжение, что равносильно смещению авольт-амперной характеристики S-типа вправо.

Кроме того, в устройство введены два транзистора 3 и 5 п-р-п-структу- ры, сопротивления переходов коллектор-эмиттер которых включены параллельно коллекторным резисторам 10 и 8 основных транзисторов 1 и 6. Повышение температуры окружаюи(ей среды приводит к уменьшению напряжения на базе 35 транзистора 1. Это вызывает прйзакры- вание транзисторов 3 и 5 п-р-п-струк- туры и увеличение сопротивлений переходов коллектор-эмиттер. В результате этого повышается эквивалентное сопротивление R определяемое как

R Rj -R-H- -- - , Ь- В. (Rg+ R,3,)

и уменьшается сила тока резистивнрго делителя, состоящего из резисторов 12, 15 и R о , определяющего моменты переключения устройства.

Поэтому для открывания транзисторов 2 и 1 требуется повысить питающее напряжение Е, в результате чего вольт-амперная характеристика смещается вдоль оси напряжений вправо. Таким образом осуществляется термокомпенсация дрейфа параметров включения и вык.г1ючения.

Формула изобретения Устройство с вольт-амперной характеристикой S-типа, содержащее первый

5

0

5

51

и второй траичнсторы п-р-п-структуры и транзистор р-п-р-структуры, при зтом эмиттер транзистора р-п-р-структуры через первый резистор подключен к тине источника питания, коллектор через второй резистор) - к общей шине а база через третий резистор подклзо- чена к коллектору первого транзистора п-р-п-структуры, эмиттер которого соединен с обп1ей шиной, коллектор которого через четвертый резистор подключен к 3NfHTTepy транзистора р-п-р- структуры, а база через пятый резистор - с коллектором транзистора р-п-р структуры, база второго транзистора п-р-п-структуры подключена к змитте- ру транзистора р-п-р-структуры через шестой резистор, а также седьмой, восьмой, девятый, десятый и оди1.над- цатый резисторы, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочего температурного диапазона при увеличении скорости компенсации TeNmepaTypiioi-o дрейфа, введены третий, четвертый и пятый транзисторы п-р-п- структуры, при этом коллектор тре ть286

его транзистора п-р-п-структуры подключен к змиттеру транзистора р-п-р база через седьмой резистор подключена к базе первого транзистора п-р-п- структуры, коллектор которого соединен с змиттером третьего транзистора п-р-п-структуры, коллектор второго транзистора п-р-п-структуры через восьмой

резистор соединен с эмиттером транзистора р-п-р-структуры, база - через девятый резистор с коллекторами транзистора р-п-р-структуры и четвертого транзистора п-р-п-структуры, эмиттер

которого подключен к общей шине, а база которого через десятый резистор соединена с точкой соединения базы с змиттером первого и второго транзисторов п-р-п-структуры соответственно, коллектор четвертого транзистора п-р-п-структуры через одиннадцатый резистор соединен с базой пятого транзистора п-р-п-структуры, эмиттер-и коллектор которого подключены соответственно к эмиттеру

третьего транзистора п-р-п-структуры и к базе транзистора р-п-р-структуры.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение рабочего температурного диапазона при увеличении скорости компенсации темлературного дрейфа. Устр-во содержит транзисторы 1-5 п-р-п-струк- туры, транзистор 6 р-п-р-структуры и резисторы 7-17. В устр-ве осуществляется термокомпенгация дрейфа параметров включения и выключения. Цель достигается введением транзистора 4, регулирующего глубину положительной обратной связи по току, и введением транзисторов 3 и 5, определяющих мо- менть переключения устр-ва. 1 ил.