Термозащитное устройство Советский патент 1990 года по МПК H03F1/30 

е

X

Изобретение относится к микроэлектронике. Цель изобретения - повышение точности срабатывания термозащиты и уменьшение потерь мощности. Термозащитное устройство содержит двухэмиттерный транзистор (Т) 1, дифференциальный усилитель 2, повторитель напряжения, выполненный на транзисторе 3 и резисторе 4, исполнительный эл-т 5, токозадающий эл-т 6, а также источник 7 тока и резистор 8, образующие эталонный источник напряжения. При равномерном нагреве кристалла напряжение на резисторе 8 остается постоянным, а напряжение открывания Т эл-та 5 уменьшается и при определенной температуре оказывается ниже заданного напряжения на резисторе 8. Это приводит к открыванию Т эл-та 5, который шунтирует базу Т 1, уменьшает ток через него и прекращает нарастание температуры. При перегрузке мощного Т 1 и при достижении напряжения открывания Т эл-та 5 ток в мощном Т 1 уменьшается. Т.обр. производится защита от локального перегрева Т 1, порог которого задается коэффициентом передачи усилителя 2 и номиналами резисторов 4 и 8. 1 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике, устройствам термозащиты и может использоваться для предотвращения перегрева мощного выходного транзистора и одновременно всего кристалла монолитной интегральной схемы усилителей мощности, стабилизаторов напряжения или тока, преобразователей сигналов, имеющих элементы с повышенным тепловыделением или работающих в условиях повышенной темпе- ратуры.

Цель изобретения - повышение точности срабатывания термозащиты и уменьшение потерь мощности.

На чертеже представлена структурная электрическая схема термозащитного устройства.

Термозащитное устройство содержит двухзмиттерный транзистор 1, дифференциальный усилитель 2, повторитель на- пряжения, выполненный на первом транзисторе 3 и первом резисторе 4, исполнительный элемент 5, токозадающий элемент 6, а также источник 7 тока, второй резистор 8, образующие эталонный исто.ч- ник напряжения.

Термозащитное устройство работает следующим образом.

Транзистор 3 является компенсатором входного сигнала и термодатчиком одно- временно. Конструктивно он располагается на определенном расстоянии от мощного двухзмиттерного транзистора 1 рядом с вторым транзисторным термодатчиком, выполненным на исполнительном элементе 5. Первый эмиттер мощного двухэмиттерного транзистора 1 выполняет функцию третьего термодатчика.

В исходном состоянии при допустимой температуре кристалла и мощного двух- эмиттерного транзистора 1 разница напряжений на резисторе 4 и токозадающем элементе 6 отсутствует, вследствие равных . номиналов этих элементов и одинаковых площадей эмиттеров транзистора 3 и перво- го эмиттера мощного двухэмиттерного транзистора 1 независимо от сигнала на входе термозащитного устройства. Поэтому ток на выходе дифференциальногЧз усилителя 2 тоже отсутствует и напряжение на ре- зисторе 8 не меняется. Данное напряжение при допустимой температуре недостаточно для открывания исполнительного элемента 5, который на работу мощного двухэмиттерного транзистора 1 не влияет.

При равномерном нагреве кристалла напряжение на резисторе 8 остается постоянным, а напряжение открывания исполнительного элемента 5 уменьшается и при определенной температуре оказывается ниже заданного напряжения на резисторе 8. что приводит к открыванию транзистора - исполнительного злемента 5, который шунтирует базу транзистора 1 и способствует уменьшению тока через него и прекращению нарастания температуры.

При перегрузке мощного двухэмиттерного транзистора 1, особенно при кратковременной перегрузке, его температура превыщает температуру остальных областей кристалла, вследствие чего напряжение на токозадающем элементе б оказывается выше напряжения на резисторе 4. Пропорционально величине теплового градиента между первым эмиттером и размещенным на расстоянии транзистором 3, на входах дифференциального усилителя 2 появляется разность потенциалов, а на выходе ток, который выражается

1вых К(ирб-ия4),

где К - коэффициент передачи дифференциального усилителя 2.

Тогда падение напряжения на резисторе 8

AUR8 lBbix Ra. .

Вследствие этого при достижении напряжения открывания транзистора исполнительного элемента 5 ток в мощном двухэмиттерном транзисторе 1 уменьшается и, таким образом, производится защита от локального перегрева транзистора 1, порог которого задается коэффициентом передачи дифференциального усилителя 2 К и номиналами резисторов R 4, R 8.

Термозащитное устройство быстродействующее и надежно защищает транзистор от короткого замыкания, исключены также потери мощности, выделяемые на балластных резисторах.

Формул а и зобретени я

Термозащитное устройство, содержащее двухэмиттерный транзистор, дифференциальный усилитель, первый транзистор, первый резистор, исполнительный элемент, причем первый эмиттер двухэмиттерного транзистора через токозадающий элемент соединен с цепью второго эмиттера двухэмиттерного транзистора, к которой через первый резистор подключен эмиттер первого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора, при этом выход дифференциального усилителя подключен к входу исполнительного элемента, включенного между базой первого транзистора и цепью второго эмиттера двухэмиттерного транзистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности срабатывания термозащиты и уменьшения потерь мощности, между кол

лектором и цепью второго эмиттера двух-го соединен с первым эмиттером двухэмитэмиттерного транзистора введены последо-терного транэистора, цепь второго эмиттевательно соединенные источник тока ира которого подключена к общей шине, а

второй резистор, точка соединения которыхбаза - к базе первого транзистора, эмиттер,

подключена к выходу дифференциального5 которого соединен с инвертирующим вхоусилителя, неинвертирующий вход которо-дом дифференциального усилителя.