Источник опорного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано Б аналоговьж устройствах преобразования сигнала, при работе в условия значительного охлаждения, например г до криогенных температур.

Известен высокопрецизионный источник опорного напряжения, содержащий полевой, транзистор, стабилитрон и биполярный транзистор 1 .

Известен источник опорного напряжения, содержащий два биполярньк транзистора одного типа проводимости и резисторы 2.

Наиболее близким по технической сущности является источник опорного напряжения, содержащий биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, а база через резистор связана с .выходным выводом и вывод для подключения питающего напряжения 3.

Недостатком известных источников является низкая стабильность выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки и повьашении выходного сопротивления, а также низкая точность установки напряжения на кол.пекторе биполярного транзистора и низкая температурная стабильность.

Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки и снижение выходного сопротивления, а также повышение точности установки напряжения на коллекторе биполярного транзистора и температурной

стабильности.

Это достигается тем, что в источник опорного напряжения, содержащий биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, а

база через резистор связана с выходным выводом,.и вывод для подключения питающего напряжения., введены полевой транзистор, проводимость канала которого совпадает с типом

проводимости биполярного транзистора, и два генератора тока, при этом затвор полевого транзистора непосредственно соединен с коллектором биполярного транзистора и через первый генератор тока - с выводом для подключения питающего напряжения и со своим стоком, исток полевого транзистора связан с выходным выводом, а точка соединения базы би

полярного транзистора с резисторомподключена через второй генератор тока с общим выводом, или исток полевого транзистора непосредственно соединен с выходным выводом, кроме того, в него введены двухполюсник с характеристикой стабилизатора напряжения, включенный между истоком поле вого транзистора и выходным выв од саи или двухполюсник с температурным ко эффициентом, противоположным коэффициенту напряжения на переходе база эмиттер биполярного транзистора, при чем база биполярного транзистора через последовательно соединенные указанные двухполюсник и резистор соединена с выходнымвыводом. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема источник опорного напряжения на фиг, 2 - схе ма источника с двухполюсником, стабилизирующим напряжение, а на фиг, 3- схема источника, а лвухполюсник с заданным температурным коэффициен том напряжения. Источник опорного напряжения содержит выходную клемму 1, общую кле му 2, клемму питания 3, биполярный транзистор 4, полевой транзистор 5, резистор 6-, первый генератор- 7 тока И второй генератор 8 тока. Эмиттер бштолярного транзистора 4подключен к общеу клемме 2, а база .- через резистор б к выходной клемме 1. Затвор полевого транзистора 5, проводимость которого совпадает с типом проводимости биполярного транзистора, подключен К первому генератору 7 тока и к кол лектору биполярного транзистора 4. Сток полевого соединега с клеммой питания 3, исток - с выхо ной 2 и резистором б. Второй генератор 8 тока подключен к об щей точке базы биполярного транзистора и резистора 6. Схема источника опорного на.пряхе НИН работает следующим образом; ток канала полевого транзистора 5 управ ется напряжением затвора - исток и ток затвора пренебрежимо мал по сра нению с током- генератора 7 тока, потенцисш общей точки генератора 7 тока и коллектора транзистора 4,, к которой подключен затвор полевого транзистора 5, зависит только от разнести токов генератора 7 тока я коллекторного тока транзистора 4, Указанная разность токов зависит от поте зцяала затвора полевого транзистора 5, всякое изменение этого потенциала- передается через исток полевого транзистора 5 и резистор 6 на базу транзистора 4, вызывая изменение его тока коллектора. При этом изменение разности токов генератора 7 тока и тока коллектора транзистора 4 и изменение потен циала затвора полевого транзистора 5 имеют противоположные знаки. В образующемся контуре отрицательной обратной, связи потенциал затвора), олевого транзистора 5 принимает значение, при котором ток коллектора транзистора 4 равен току генератора 7 тока. Изменение выходного напряжения при подключении нагрузки или изменении, ее сопротивления передается на. ©азу транзистора 4 и вызывает изменение тока его коллектора и потенциала затвора полевого транзистора 5 до тех, пор, пока изменение, тока истока, поступающего в нагрузку, не скомпенсирует изменение выходного напряжения, при этом ток коллектора транзистора 4 установится равным TbKyj генератора 7 тока. В пределах допустимого режима полевого транзистора 5, ток коллектора транзистора 4 поддерживается равным току генератора 7 тока независимо от величины нагрузки и, следовательно, поддерживаются неизменными Напряжение база-эмиттер транзистора 4 и выходное напряжение, так как п.адение напряжения на резисторе б определяется суммой неизменных трков генератора 8 тока.и базы транзистора 4. Это обеспечивает стабильность выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки. Подключение коллектора транзистора 4 к генератору 7 тока и к затво ру полевого транзистора 5 позволяет получить коэффициент передачи напряжения база-эмиттер в коллекторную цепь, близкий к статическому коэффициенту усиления напряжения.транзистора 4 в схеме с общим 3MHT.TepqMj4Tq, в сочетании с глубокой отрицательной обратной связью обеспечивает низкое выходное сопротивление источника опорного напряжения. Изменение коллекторного тока транзистора 4 связано с изменением выходного напряжения через крутизну тра.нзистора 4/ поэтому стабильность выходного напрянсения при изменении сопротивления нагрузки и низкое выходное сопротивление сохраняется и при пониженном значении коэффициента передачи тока базы в коллектор транзистора 4, в частности, при значительном охлаждении, например, до криогенных температур, ; Так как выходное йайряжение представляет собой сумму напряже.ния база-эмиттер транзистора 4 и падения напряжения на резиб оре неизменных токов генератора 8 тока и базы транзистора 4, то соответствующим выбором величины резистора 6 мо-. жет быть установлена произвольная величина выходного напряжения. На фиг. 2 схематически представлено как с целью повышения точности