Источник опорного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F3/08 

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения, в частности в стабилизаторах напряжения и тока микроэлектронных устройств.

Известны источники опорного напряжения ij и 2 .

Первое из известных устройств содержит токозадающий резистор и опорный элемент, выполненный на инверсно-включенном транзисторе в режиме электрического пробоя эмиттерного перехода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является источник опорного напряжения 22 , содержащий, опорный элемент, выполненный на транзисторе, например, й-р-п типа, эмиттер которого через токозадагащий резистор соединен с плюсовым входным выводом и непосредственно с одним выводом для подключения нагрузки, коллектор с миHycoBfcJM входным выводом и другим выводом для подключения нагрузки, базовая цепь транзистора соединена с его коллекторной цепью через резистор.

Недостатком известных устройств является зависимость напряжения эмит

терного перехода и его отрицательного дифференциального сопротивления от падения напряжения на коллекторном переходе, что обусловлено положительной обратной связью мелоду переходами и приводит к повышенной нелинейности и нестабильности. Кроме того, недостатком является необходимость использования высокоомного резистора, стабильность которого также влияет на стабильность опорного элемента, что затрудняет его применение в полупроводниковые интегральных микросхемах.

Целью изобретения является повышение стабильности и уменьшение нелинейности путем регулировки глубины положительной обратной связи между переходами независимо от падения напряжения на коллекторном переходе, уменьшение глубины положительной обратной связи между переходами в К раз.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике опорного напряжения, содержащем опорный элемент, выполненный на транзисторе, эмиттер которого через токозадающий резистор соединен с плюсовым входным выводом и непосредственно с одним В1лводом для подключения нагрузки, а коллектор с минусовым входным выводом и другим выводом для подключения нагрузки, новым является то, что база транзист ра подключена к аноду прибора с диод рой вольтамперной характеристикой, катод которого соединен с коллектоpoi вышеупомянутого транзистора, в качестве прибора с диодной вольтамперной характеристикой используется эмиттерный переход транзистора, площадь эмиттера которого в К-1 раз больше площади коллектора транзистора опорного элемента, в качестве при бора с диодной вольтамперной характеристикой использована цепочка из К-1 параллельно соединенных коллекторных переходов транзисторов, площадь коллектора каждого из которых равна площади коллектора транзистора опорного элемента. Принципиальная электрическая схема предлагаемого источника опорного напряжения с конкретной реализацией прибора с диодной вольтамперной характеристикой в виде цепочки из К-1 параллельно соединенных коллекторных переходов транзисторов п-р-п типа приведена на чертеже. Источник содержит опорный элемент выполненный на транзисторе 1 п-р-п типа, токоэадаюадий резистор 2 и прибор 3 с диодной вольтамперной характеристикой, в качестве которого использована цепочка из К-1 параллельно соединенных коллекторных переходов транзисторов 4 п-р-п типа, площадь коллектора каждого из которых равна площади коллектора транзистора 1 опорного элемента. Вольтамперная характеристика пред лагаемого 1Гсточника опорного напряжения приближенно описывается следую щей системой уравнений; u,.-u;fs.u..., V где напряжение ме}кду коллекторо и эмиттером транзистора; UM - напряжение лавинного пробоя эмиттерного перехода; ИНб(3,} -, инверсный коэффициент передачи по току;, J ,3 - токи соответственно коллекторного и эмиттерного переходов ; и - падение напряжения на К параллельно соединенных коллекторных переходов транзис торов; К - количество коллекторных пер ходов, включая коллекторный переход транзистора опорного элемента. Преобразуя систему уравнения (1), получим уравнение вольтамперной характеристики опорного элемента: и,и..и (2) Из уравнения (2)видно, что напряжение эмиттерного перехода и, сле.довательно, его отрицательное диф;ференциальное сопротивление при заданном токе эмиттера не зависит от падения напряжения на коллекторном переходе. Изменяя количество параллельное соединенных коллекторных переходов транзисторов, можно управлять величиной напряжения и отрицательным дифференциальным сопротивлением эмиттерного перехода при заданном токе эмиттера. Введение в источник опорного напряжения прибора с диодной вольтамперной характеристикой выгодно отличает его от известного устройства, так как при этом обеспечивается управление отрицательным дифференциальным сопротивлением путем регулировки глубины положительной обратной связи между переходами в К раз независимо от падения напряжения на коллекторно1 1 переходе, повышается линейность и стабильность величины отрицательного дифференциального сопротивления, упрощается задача применения источника опорного напряжения в полупроводниковых интегральных схемах. Это позволит улучшить параметры микроэлектронных устройств, в которых используется предлагаемый источник опорного напряжения, без необходимости применения других, более сложных схем, уменьшить количество элементов и снизить стоимость устройств, что в совокупности даст экономию в народном хозяйстве. Формула изобретения 1. Источник опорного напряжения, содержащий опорный элемент, выполненный на транзисторе, эмиттер которого через токозадающий резистор соединен с плюсовым входным выводом и непосредственно одним выводом для подключения нагрузки, а коллектор с минусовым входным выводом и другим выводом для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения нелинейности путем регулировки глубины положительной обратной связи между переходами транзистора независимо от падения напряжения на коллекторном переходе, база транзистора подключена к аноду введенного прибора с диодной вольтамперной характеристикой, катод которого соединен с коллектором вышеупомянутого транзистора. 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения глубины обратной связи между переходами в К раз, в качестве прибора с диодной вольтамперной харак1геристикой использован эмиттерный ререход транзистора, площадь эмиттера которого в к-1 раз больше площади коллектора транзистора опорного элемента.

3. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения глубины положительной обратной связи в К раз, в качестве прибора с диодной вольтамперной характеристикой исГюльзована цепочка из К-1 параллельно соединенных коллекторных

переходов транзисторов, площадь коллектора каждого из которых равна площади коллектора транзистора опорного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шило В. П. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М., Советское радио, 1972

с. 200, рис. б,. 2а.

2.Авторское свидетельство СССР № 545977, кл. С 05 Р 3/08, 1974.

+ 0А

...Р