Источник опорного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F3/10 H02M3/155 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам опорного напряжения высокоточных электроизмерительных приборов, и может быть использовано в приборостроении и радиоиэмерительной технике.

Известный источник опорного напряжения, содержащий многокаскадный параметрический стабилизатор на кремниевых стабилитронах и термокомпенсирующий резистор, включенный последовательно со стабилитроном оконечного каскада, и термозависиьвлй источник напряжения, подключенный паргшлельно термокомпеисирующему резистору, выполненный на дополнительном источнике питания, терморезисторе и регулировочном резисторе

Нелинейная температурная зависимость величины сопротивлениятерморезистора не позволяет получить термокомпенсацию источника опорного напряжения в широких пределах изменения температуры и составляет порядка 0,001%® С в диапазоне температур 10°С - + 60°С.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является источник опорного напряж.ения, содержащий последовательно соединенные

первый генератор тока, первый стабилитрон и термокомпенсируюсций резистор , последовательно соединенные второй генератор тока и второй стабилитрон, термозависимлй источник йапряжения, подключенный по выходу паргшлельно термокомпенсирующему резистору и состоящий из эмиттерного повторителя и згщатчика термозависи0 мого напряжения, выполненного на транзисторе, резисторе коллекторной нагрузки, диоде, змиттерном резис« торе, цепочке резисторов базового смещения, при этом эмиттер транзисто15 рэ через последовательную цепочку, состоящую из эмиттерного резистора и диода, включеиного в прямом направлении , подсоединен к общей шине питания, база - к точке соединения

20 резистора базового смещения, база эмиттерного повторит.еля подключена к точке соединения коллектора транзистора и резистора коллекторной нагрузки; коллектор эмиттерного повторителя подключен к положительной шине питания, эмиттер через переменный резистор подсоединен к. точке соединения первого стабилитрона и термокомпенсирующего резистора, резистор

30 коллекторной нагрузки и цепочка резисторов базового смещения подключена к точке соединения второго гене ратора тока и катода второго стабилитрона, а анод второго стабилитрона - к точке соединения эмиттерного резистора и диода задатчика термозависимого напряжения 2j.

Этот источник опорного напряжения имеет очень малую температуру зависимость опорного напряжения от изменения температуры и достигает значений О , 00005-0 , 00001%ЛС в диапазоне температур от -20°С до .

Недостатком вышеуказанного источника опорного напряжения является с сравнительно низкий коэффициент стабилизации по напряжению при изменении входного напряжения, что не позволяет получить стабильность опорного напряжения при изменении питающего напряжения на ±10% такой же величины, как и при изменении температуры от до +80°С.

Целью изобретения является увеличение коэффициента стабилизации источника опорного напряжения.

Эта цель достигается тем, что в источнике опорного напряжения, содержащем последовательно соединенные первый генератор тока, первый стабилитрон и термокомпенсирующий резистор, последовательно соединенные второй генератор тока и второй стабилитрон, термозависимый источник напряжения, подключенный по выходу параллельно термокомпенсирующему резистору и состоящий из эмиттерного повторителя и задатчика термозависимого напряжения, выполненного из резистора коллекторной нагрузки, тразистора, диода, эмиттерного резистора, цепочки резисторов базового смещения, при этом эмиттер транзистора задатчика термозависимого напряжения через цепочку, состоящую из эмиттерного резистора и диода включеного в прямом направлении, подсоединен к общей шине питания, база к точке соединения резисторов базового смещения, база эмиттерного повторителя подключена к точке соединения коллектора транзистора и резистора нагрузки задатчика термозависимого напряжения, коллектор эмиттерного повторителя к положительной шине питания, эмиттер через переменный резистор подсоединен к точке соединения стабилитрона и термокомпенсируюадего резистора, резистор нагр-узки подключен к точке соединения второго генератора тока и второго стабилитрона, а анод второго стабилитрона к точке соединения эмиттерного резистора и диода задатчика термоэависимого напряжения, между положительной и общей шинами питания подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных балластного резистора третьего стабилитрона и регулировочного резистора, при этом цепочка резисторов базового смещения подключна к точке соединения балластного резистора и катода третьего стабилитрона.

На чертеже представлена схема ис-точника опорного напряжения.

Источник опорного напряжения содержит последовательно соединенные генератор тока 1, стабилитрон 2, термокомпенсирующий резистор 3, эмиттерный повторитель на транзисторе 4, задатчик термозависимого напряжения 5, состоящий из резистора 6 коллектоной нагрузки, транзистора 7, эмиттерного резистора 8 диода 9 резисторов 10 и 11 базового смещения, второ генератор тока 12 и второй стабилитрон 13, переменный резистор 14, балластный резистор 15, третий стабилитрон 16 и второй регулировочный резистор 17, при этом эмиттер транзистора 7 через цепочку, состоящую из эмиттерного резистора 8 и диода 9, включенного в прямом направлении, подсоединен к общей шине питания, базе транзистора 7 - в точку соедине ния резисторов 10 и 11, база транзистора 4 подключена в точку соединения коллектора транзистора 7 и резистора нагрузки 6, коллектор транзистора 4 - к шине питания, эмиттер транзистора 4 подсоединен через регулировочный резистор 14. в точку соединения стабилитрона 2 и термокомпенсирующего резистора 3, резистор 6 подключен к точке соединения второго генератора тока 12 и второго стабилитрона 13, а анод второго стабилитрона 13 подсоединен к точке соединения эмиттерного резистора 8 и диода 9, Цепочка, состоящая из балластного резистора 15, третьего стабилитрона 16 и регулировочного резистора 17 включена между положительной и общей шинами питания так, что балластный резистор 15 одним, концом подключен к положительной шине питания, а другим - к катоду стабилитрона 16, регулировочный резистор 17 одним концом подключен к общей шине питания, а другим - к аноду стабитрона 16. Резистор напряжения 10 одним концом подключен в точку соединения базы транзистора 7 и резистора 11, а другим - в точку соединения балластного резистора 15 и катода стабилитрона 16.

Источник опорного напряжения работает следующим образом.

При увеличении питающего напряжения за счет конечной величины динамического сопротивления генератора тока 1 ток, проходящий через стабилитрон 2 и термокомпенсирующий резистор 3, увеличивается, что приводит к увеличению опорного напряжения. Одновременно с увеличением питающего напряжения увеличивается напряжение

в точке соединения балластного резистора 15 и третьего стабилитрона 16 и соответственно вызывает увеличение напряжения на базе транзистора 7 задатчика термозависимого напряжения. Увеличение напряжения на базе транзистора 7 приводит к уменьшению на коллекторе и соответственно на базе и эмиттере транзистора 4, а также уменьшению напряжения на резисторах 14 и 3 .

Таким образом, при увеличении питающего напряжения происходят два взаимно-противоположных приращения напряжений: увеличение опорного напррсения за счет конечной величины сопротивления генератора тока 1 и. уменьшение - за счет уменьшения напряжения на эмиттере транзистора 4. При равенстве модулей этих приращений приращение опорного напряжения будет равно нулю. Равенство нулю приращения опорного напряжения достигается подбором величины регулировочного резистора 17.

Использование элементов и связей Б предлагаемом источнике опорного напряжения позволит увеличить коэффициент стабилизации источника сяпорного напряжения до К 10.

Получение такого высокого коэфицициента стабилизации по схеме многокаскадного параметрического стабилизатора потребует двух-трех предварительных каскадов и увеличения на порядок питающего напряжения по сравнению с опорным или построения предварительного стабилизатора напряжения на транзисторах с высоким коэффициентом стабилизации, что приведет к значительному увеличению потреляемой мощности.

Использование предлагаемого источника опорного напряжения позволит избежать увеличения потребляемой мощности.

Формула изобретения

Источник опорного напряжения, содержащий последовательно соединенные первый генератор тока, первый стабилитрон и термокомпенсирующий резистор, последовательно соединенные второй генератор тока и второй стабилитрон, термозависимый источник напряжения, подключенный по выходу параллельно термокомпенсирующему резистору и состоящий из эмиттерного повторителя и задатчика термозависимого напряжения, выполненного на транзисторе, резисторе коллекторной нагрузки, диоде, эмиттерном резисто0ре, цепочки резисторов базового смещения, при этом эмиттер транзистора через последовательную цепочку из эмитгерного резистора и диода, включенного в прямом направлении, подсое5динен к общей ишке питания, база к точке соединения резисторов базового смещения, база эьдаттерного IJOBторителя подключена к точке соединения коллектора транзистора и резистора коллекторной нагрузки, коллектор

0 эмиттерного повторителя подключен к положительной шине питания, эмиттер через переменный резистор подсоединен к точке соединения первого стабилитрона и термокс тенсирующего резистора,

5 резистор коллекторной нагрузки подключен к точке соединения второго генератора тока и катода второго стаблитрона, а аиод второго стабилитрона - к точке соединения эмиттерного

0 резистора и диода задатчика термозависимого напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента стабилизации опорного напряжения, между положительной

5 и общей шинами питания включена введенная цепочка из последовательно соединенных балластного резистора, третьего стабилитрона и регулировочного резистора, при этом цепочка { езисторов базового смещения подключе0на к точке соединения балластного резистора и катода третьего стабилитрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 477404, кл. G 05 F 1/56, 1972,

2,Авторское свидетельство СССР по заявке 2577656/24-07,

кл. G 05 F 1/56, -1978.

VS

П

IS

16

I rfl

J