Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в цепях питания затворов МОП-транзисторов, которые определяют время заряда емкостей в схемах формирования импульсов. Известны стабилизаторы постоянного напряжения. Одно из известных устройств содержит регулирующий элемент, усилитель обратной связи и источник опорного напряжения. Недостатком этого устройства является то, что для получения высокого коэффициента стабилизации требуется высокий коэффициент усиления обратной связи, а также это устройство имеет высокий температурный дрейф. Другое из известных устройств, наиболее близкое по техническому решению к изобретению, содержит последовательный регулятор, состоящий из регулирующего и нагрузочного МОП-транзисторов, усилитель обратной связи, включающий МОП-транзистор, затвором подключенный к стоку нагрузочного транзистора последовательного регулятора, а истоком - к стоку дополнительного МОП-транзистора, регулирующий истоковый повторитель, состоящий из МОП-транзистора, подключенного стоком к входному зажиму, и резистора, подсоединенного к стоку дополнительного МОП-транзистора. Известньш стабилизатор не обеспечивает стабильного времени заряда емкости во времязадающих цепях генераторов на МОП-транзисторах при технолотческих разбросах пороговых напряжений схемы и подключении нескольких времязадающих транзисторов. Кроме того, на его выходе нельзя получить папряжение, превышающее Е - и KVlT -П порьых где ЕП - напряжение питания; Unop пороговое напряжение схемы; К - коэффициент влияния подложки; вых выходное напряжение стабилизатора. Цель изобретения - улучщение функциональных возможностей путем повышения стабильности, расширения пределов регулировки выходного напряжения и увеличения нагрузочной способности стабилизатора. Это достигается тем, что в стабилизатор дополнительно введен конденсатор, включенный между выходным зажимом и общей шиной, а сток транзистора усилителя обратной связи подключен к

доролнительно введенному резистору, другой вывод которого подсоединен к входному зажиму, при Этом затвор дополнительного МОП-транзистора подключен к выходному зажиму, нагрузочный транзистор последовательного регулятора истоком к стоку дополнительного МОП транзистора, а затвором - к выходному зажиму.

На чертеже показана схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит последовательный регулятор, состоящий из последовательно соединенных транзисторов 1 и 2, затворы которых соединены с выходом стабилизатора, причем сток транзистора 1 подсоединен к источнику питания, а исток транзистора 2 - к стоку дополнительного транзистора 3, усилитель обратной связи, состоящий из последовательно соединенных резистора 4 и транзистора 5, подключенных между шиной питания и стоком дополинтельного транзистора 3. Затвор транзистора 5 соединен с выходом последовательного регулятора, а затвор транзистора 3 - с выходом стабилизатора, исток - с общей шиной питания. Кроме того, стабилизатор содержит регулирующий истоковый повторитель, состоящий из последовательно соединенных транзисторов 6 и резистора 7, подключенных между шиной питания и стоком дополнительного транзистора 5, причем затвор транзистора 6 подсоединен к выходу стабилизатора и емкости 8, подключенной между выходом стабилизатора и общей ишной питания.

Величина порогового напряжения (Unop) изменяется от схемы к схеме и зависит от технологического процесса, т.е. существует технологический разброс пороговых напряжений от кристалла к кристаллу.

Выходное напряжение стабилизатора должно компенсировать это технологическое изменение порогов, а также обеспечить постоянное время заряда при изменении питающего напряжения.

Напряжение на выходе стабилизатора

ивых Unop + ли, + Unop + Ди J + и 2Unop + -нЛи,

где Unop пороговое напряжение для данной схемы;

AUi - превышение над порогом транзистора 1;

Ли,, - превьпиение над порогом транзистора 5;

и - падение напряжение на транзисторе 3.

Технологические размеры транзисторов выбирают таким образом, что ток, протекающий через резистор 7, на порядок больше тока, протекающего через транзисторы 2 и 5.

При увеличении питающего напряжения увеличивается потенциал точки б относительно точки в, что приводит к увеличению потенциала точки я относительно точки в. Это .в свою очередь, уменьшает потенциал точки б относительно точки в.

Таким образом происходит стабилизация потенциала точки б относительно точки в и ток, протекающий через транзистор 6 и резистор 7, остается

постоянным, т.е. остается постоянным ток, протекающий через транзистор. С другой стороны, увеличение потенциала точки 5 относительно земли вызьшает уменьшение сопротивление транзистора 3 и следовательно, уменьшение потешщала U. Следовательно происходит стабилизация выходного напряжения стабилизатора.

При уменьшении питающего напряжения происходит обратный процесс.

С изменением порогового напряжения схемы повышается выходное напряжение стабилизатора. Это увеличение передается на затвор транзистора 3 и вызьшает понижение сопротивления этого транзистора, что, в свою очередь, уменьщает потенциал и и выходное напряжение стабитшзатора. Так как стабилизатор может быть подключен на несколько времязадающих цепочек, то при разряде времязадающей емкости одной из цепочек происходит отбор заряда с выхода стабилизатора через емкость затвор-исток времязадающего транзистора, что может вызвать изменение времени заряда емкости в других цепочках.

Для предотвращения этого явления вводится емкость 8, величина которой должна быть на порядок больше емкости затвор-исток времязадающего транзистора.

Таким образом, предложенный стабилизатор позволяет получить не зависящую от топологических разбросов пороговых напряжений и от изменения питания частоту генерации или длительность формирующих импульсов, что устраняет необходимость подстройки при массовом производстве изделия.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулятор, состоящий из регулирующего и нагрузочного МОП-транзисторов, усилитель обратной связи, включающий МОП-транзистор, затвором подключенный к стоку нагрузочного транзистора последовательного регулятора, а истоком - к стоку дополнительного МОП-транзистора, регулирующий истоковый повторитель, состояцщй из МОП-транзистора, подключенного стоком к входному зажиму, и резистора, подключенного к стоку дополнительного МОП-транзистора, отличающийся тем, что, с целью улучшения функциональных возможностей путем повьппения стабильности, расширения пределов регулировки выходного напряжения и увеличения нагрузочной способности стабилизатора, в него дополнительно введен конденсатор, подключенньш между выходным зажимом и общей шиной, а сток транзистора усилителя обратной связи подключен к дополнительно введенному резистору, другой выход которого подсоединен к входному зажиму, при этом затвор дополнительного МОП-транзистора подключен к выходному зажиму, а нагрузочный

транзистор последовательного регулятора истоком подсоединен к стоку дополнительного МОП-транзистора, а затвором - к выходному зажиму.