Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

После включения напряжения питания транзистор 2 начинает проводить. Его затвор оказывается автоматически смещенным относительно истока за счет отрицательной обратной связи по току, которую создает транзистор 3, т. е. затвор транзистора 2 находится под запирающим напряжением, которое смещает переход затвор-канал транзистора 2 в обратном направлении. На затворе транзистора 3 появляется положительное напряжение, которое смещает переход затвор-канал этого транзистора тоже в обратном направлении. Таким образом оба транзистора работают в режиме микротоков, величина которых составляет единицы микроампер. При превышении напряжения питания величины напряжения сток-исток транзистора 2 последний переходит в режим насыщения.

Известно, что полевой транзистор дает наиболее стабильный ток в режиме микротоков, когда переход затвор-канал смещен в обратном направлении и напряжение сток-исток превыщает напряжение, при котором транзистор переходит в режим насыщения. Транзи стор 2, работающий в таком режиме, дает высокостабильный микроток. Кроме того, дополнительная стабилизация этого тока осуществляется за счет обратной связи по току, которую создает транзистор 3.

Стабильный микроток транзистора 2 создает стабильное напряжение на транзисторе 3, которое подается на затвор транзистора 1 и смещает переход затвор-канал транзистора 1 в обратном направлении. Это смещение определяет стабильный ток и напряжение стокисток транзистора 1, при котором транзистор переходит в режим насыщения. За счет напряжения затвор-исток транзистора 1 напряжение сток-исток этого транзистора будет небольщим, поэтому лищь небольшая часть напряжения питания идет на то, чтобы заставить транзистор 1 работать в нужном режиме, т. е. в режиме насыщения.

Таким образом, стабильное напряжение на затворе транзистора 1 позволяет получить стабильное напряжение, выделяющееся на резисторе 5, которое по величине мало отличается от напряжения питания, а следовательно, за счет малого потребления и минимальных потерь по напряжению КПД опорной части стабилизатора получается высоким.

Транзистор 4 представляет собой эмиттерный повторитель, который обеспечивает нужный ток нагрузки. Для сохранения высокого КПД стабилизатора транзистор 4 должен иметь небольщое напряжение коллектор-эмиттер в режиме насыщения и небольщое напряжение база-эмиттер, а также малый наклон линейной части выходной характеристики.

Резистор 5 позволяет установить выходное напряжение стабилизатора на заданный уровень независимо от разброса параметров полевых транзисторов.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий полевой и биполярный транзисторы, сток и коллектор которых соответственно подсоединены к входному выводу, а исток и база через резистор - к общей щине, при этом эмиттер биполярного транзистора подключен к одному из выходных выводов, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены второй и третий полевые транзисторы, тип канала которых соответственно совпадает и противоположен типу канала первого полевого транзистора, причем сток второго транзистора подсоединен к входному выводу, а исток соединен с затворами первого и третьего полевых транзисторов, затвор второго транзистора, а также сток и исток третьего транзистора подключены к общей щине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №342177, кл. G 05F 1/56, 1970.

2.Патент Японии № 46-1832, кл. 58Н 1, 1971.