Прецизионный низковольтный интегральный стабилитрон Советский патент 1989 года по МПК G05F1/613 

Изобретение относится к электрон- (ной технике и может быть использова- но при создании прецизионных интегральных стабилитронов с малой зависимостью величины напряжения стабили- зации от температуры.

Цель изобретения - повышение температурной стабильности стабилитрона.

На чертеже представлена принципиальная схема прецизионного низковольтного интегрального стабилитрона.

Стабилитрон содержит регулирующий транзистор 1, крллекторно-эмиттерной цепью включенный между катодной к анодной шинами и базой соединенный с выходом операционного усилителя 2, масштабирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных диода 3, резисторов 4-6, диода 7 и корректирующего резистора 8 и включенную между катодной и анодной шинами опорную ячейку, состоящую из транзисторов 9 и 10, коллекторы которых подключены

к кеинвертирующему и инвертирующему входам усилителя 2, источника 11 тока с линейно-пропорциональной зависи- остью от температуры выходного тока, включенного между точкой соединения эмиттеров транзисторов 9 и 10 и анодной шиной, и двух резисторов 12 , и 13, включенных между точкой соединения катода диода 3 с резистором 4 и коллекторами транзисторов 9 и 10, компенсирующий элемент, состоящий из последовательно соединенных диодов 14 и 15, источника 16 тока, включенного между катодом диода 15 и анодной шиной, трех транзисторов 17 - 19 и двух резисторов 20 и 21, причем эмиттерно- коллекторная цепь транзистора 19 включена между катодной шиной и катодом диода 7 масштабирующей цепи, база транзистора 19 непосредственно подключена к точке соединения коллектора транзистора 17 с эмиттером транзистора 18 и через резистор 20 к катодной

(Л

шине, эмиттер транзистора 17 через резистор 21 подключен к катодной шине, а база подсоединена к точке соединения диодов 14 и 15, коллектор транзистора 18 подключен к коллектору транзистора 19, а база подсоединена к катоду диода 15. Тип проводимости транзисторов компенсирующего элемента противоположен типу проводимости транзисторов опорной ячейки и регулирующего транзистора 1.

Устройство работает таким образом, что обеспечивается квадратичная температурная зависимость эмиттеркого тока Ij транзистора 19, а именно

ист-иЭБ,9 ист-иА,(И8 ,

где Ucr - напряжение стабилизации; U. .л U. ,ч - напряжение на диодах 14 и 15;

U,.i..

U,614 - напряжение эмиттер-база

транзисторов 18 и 19, причем ) иА +иА Ги 6 в

к.Т1 1э В связи с тем, что иэ6 --in-- y /где 10 - ток насыщения) ,

Т f

А... ц данном случае 1,,,

-Э16

МИ

л L - А Т (где А - коэффициент пропорциональности; Т - абсолютная тем- пература).

Требуется обеспечить независимость от температуры тока I-jte- Исли это условие выполняется, то 2 (где В - коэффициент пропорциональ- ности).

+I R-zo

UT 1 n Il44.

при этом brr-q- K--ln|A--, т.е. 1,„

возрастает с ростом температуры, Iд

К

чо

-, т.е. падает с ростом температуры.

При надлежащем подборе сопротив- . лений резисторов 20,21 К2о и R2i сумма IR.JO и 1эп не изменяется с температурой. Зто требование обеспечивается при условии

«,.

где Е. - экстраполированное к О К

значение ширины запрещенно

зоны кремния (-«1,28); Ј - коэффициент, зависящий от технологии изготовления приборов ().

В этом случае падение напряжения на сопротивлении резистора 8 R8 квадратично растет с ростом температуры. В результате компенсируется нелинейность температурного изменения напряжения двух прямосмещекных диодов 3 и 7 противоположной по знаку нелинейностью.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обеспечивает уменьшение температурного изменения напряжения стабилизации на 30%.

Ка основании прецизионного низковольтного интегрального стабилитрона может быть создано новое поколение прецизионного измерительного оборудования более высокого класса точности.

Формула изобретения

Прецизионный низковольтный интегральный стабилитрон, содержащий масштабирующую цепь, включенную между катодной и анодной шинами и включаю щую в себя последовательно соединенные первый диод, первый, второй, третий резисторы и второй диод, операционный усилитель, шины питания которого включены между катодной и анодной шинами, а выход соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с катодной, а эмиттер - с анодной шинами,, опорную ячейку, состоящую из двух транзисторов, эмиттеры которых через первый источник тока с линейно-пропорциональной зависимостью от температуры выходного тока соединены с анодной шиной, база одного из транзисторов подключена к точке соединения первого и второго резисторов масштабирующей цепи, коллектор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база второго транзистора подключена к точке соединения второго и третьего резисторов масштабирующей цепи, коллектор соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, при этом коллеторы транзисторов через резисторы подключены к точке соединения катода первого диода и первого резистора масштабирующей цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности, в него введены корректирующий резистор в масштабирующей цепи, включенный i

между катодом второго диода масштабирующей цепи и анодной шиной, и ком пенсирующий элемент, состоящий из по51

следопатепьно соединенных двух диодов, анод первого из которых соединен с катодной шиной, второго источника тока с линейно-пропорциональной зависимостью от температуры выходного тока, включенного между катодом второго диода и анодной шиной, трех транзисторов и двух резисторов, причем база первого транзистора подключена к точке соединения диодов, эмит тер через першый резистор соединен с катодной шиной, а коллектор подклю чен к эмиттеру второго транзистора, база которого подключена к катоду

834426

второго диода, а коллектор подключен к точке соединения корректирующего резистора с катодом диода масштабирующей цепи и к коллектору третьего транзистора, эмиттер которого соединен с катодной шиной, а база подключена непосредственно к точке соединения коллектора первого и эмиттера 10 второго транзисторов и через второй

резистор к катодной шине, причем

транзисторы компенсирующего элемента имеют тип проводимости, противоположный транзисторам опорной ячейки и ре- 15 гулирующему транзистору.

Изобретение относится к электронной технике. Цель изобретения - повышение температурной стабильности. Введение в устр-во, содержащее регулирующий транзистор, масштабирующую цепь и опорную ячейку, корректирующего резистора и компенсирующего элемента позволяет обеспечить независимость от температуры стабилизируемого напряжения. 1 ил.