Устройство формирования опорных напряжений Советский патент 1980 года по МПК H03K13/05 

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может бытьиспользовано в цифроаналоговых преобразователях. Известен генератор опорного напряжения на цепочечном сумматоре l , состояний из набора источников тока, переключателей тока и цепо,чечного резистивного сумматора. В наборе источников тока указанного генератора опорного напряжения можно выделить проводниковую часть, состошиую из токозадаюцщх резисторов, и устройство формирования комбинаций опорных напряжений для упомянутой.проводниковой части, содержащее источник питающего .напряжения, набор идентичных каскадов каждый из которых включает в себя входные и выходные клеммы, токоведущийи компенсирующий транзисторы, а также первый и второй дополнительные резисторы, причем эмиттер токоведущего транзистора соединен с базой компенсирующего транзистора и входной клеммой, коллектор токоведущего тран зистора соединен с выходной клеммой, базатоковедущего транзистора соединена с коллектором компенсирующего транзистора и одним из концов первог дополнительного резистора, другой -ко нец которого соединен с шиной устройства, на которую подается (апряжение опорного уровня. Эмиттер компенсирующего транзистора через второй дополнительный резистор соединен с источником питающего напряжения. к входным клеммам устройства подключаются токозадающиё резисторы проводниковой части, а к выходным клеммам - переключатели тока генератора опорного напряжения. Для обеспечения термостабильности опорных напряжений, формируемых на входных клеммах устройства, необходимо, чтобы токи, протекающие через компенсирующий и токоведущий транзисторы, бьглй одинаковы и дополнительные резисторы, подключаемые к эмиттеру и коллектору компенсирующего транзистора, были равны друг другу. В противном случае.на-термостабильность формируемых опорных напря- жений начинают оказывать влияние температурные изменения напряжений база-эмиттер упомянутых транзисторов. С учётом вышесказанного для обеспечения термостабильности опорных напряжений, формируемых на входных клеммах устройства, необходима индивидуальная подгонка указанных дополнительных резисторов и токозадающих резисторов проводниковой части, что является существенным недостатком рассмотренного устройства.

Из известных схем, содержащих устройство формирования комбинации опорных напряжений для проводниковой .Части цифроаналогового преобразователя, наиболее близкой по своей сущности к данному изобретению является схема для проводниковой части цифро- . аналогового преобразователя 2, ко- торая содержит источник тока, опорный транзистор, набор каскадов, включающих в себя компенсирующий и токоведущий

транзисторы.

К недостаткам устройства относится:15 сложность схемы, связанная с наличием в каждом каскаде своего опорного транзистора и своего источника тока, подключенного к эмиттерам компенсирующего и опорного транзисторов каскада; 20

влияние токов утечки источника половинного тока, токоведущего и компенсирующего транзисторов, а также влияние изменения коэффициента усиления по току В и напряжения база-эмиттер je токоведущего транзистора при воздействии температуры на величину опорного напряжения, формируемого на соответствующей входной клемме, к которой подключается резистор проводниковой части .цифро-аналогового преобразователя;

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение температурной стабильности опорных напряжений , формируемых на входных, клем- 35 мах, к которым подключаются резисторы проводниковой части цифроаналогового преобразователя.

Указанная цель достигается тем, .что в устройстве, содержащем источник 40 питающего напряжения, источник опорного напряжения, источник тока, многополюсный повторитель тока, опорный транзистор, входные клеммы, выходные клеммы и набор идентичных каскадов, 4$ каждый из которых включает в себя компенсирующий и токоведущий транзисторы, причем эмиттер токоведущего

транзистора соединен с базой компен-сирующего транзистора и соответству- JQ ющей входной клеммой устройства, коллектор токоведущего транзистора соединан с соответствующей выходной клеммой, у строй ств а, а база токоведущего транзистора соединена .с коллектором -, компенсирующего транзистора и соответствующей выходной клеммой многополюсного повторителя тока, общая клемма которого соединена с первым полюсом источника питакчдего напряжения, а входная клемма - с коллек- 40 тором опорного транзистора, к эмиттеру опорного транзистора подключен

выход источника тока, вход которого

сгбёдинен со вторым полюсом источника питающего напряжения, между базой 65

опорного транзистора и вышеуказанным полюсом -включен источник опорного напряжения, эмиттеры компенсирующих транзисторов всех каскадов подключены к общей точке соединения источник тока и эмиттера опорного транзистора. . На чертеже представлена схема устройства формирования опорных напряжений.

Устройство содержит источник 1 питающего напряжения, источник 2 опорного напряжения, источник 3 тока, многополюсный повторитель 4 тока, имеющий входную клемму 5, выходные клеммы 6-8, общую клемму 9 и состоящий, в частности, из тран.зисторов 10-13. Устройство содержит также опоный транзистор 14, входные клеммы 15-17, выходные клеммы 18-20 и набор идентичных каскадов 21-23, каждый из которУх включает в себя компенсирующий транзистор 24 и токоведущий транзистор 25.

Эмиттер токоведущего транзистора 25 каждого каскада соединен с базой компенсирующего транзистора 24 и соответствующей входной клеммой 15-17 устройства. Коллектор токоведущего . транзистора 25 каждого каскада соединен с соответствующей выходной клеммой 18-20 устройства, а база токоведущего транзистора 25 соединена с коллектором компенсирующего транзистора 24 и соответствующей выходной клеммой 6-3 многополюсного повторите ля 4 тока, общая клемма 9 которого соединена с первым полюсом источника 1 питающего напряжения, а входная клемма 5 -: с коллектором опорного транзистора 14. К эмиттеру опорного транзистора 14 подключен выход источника 3 тока, и эмиттеры компенсирующих транзисторов 24 каскадов. Вход :источника 3 тока подключен ко второ му полюсу источника 1 питающего напряжения, а между базой опорного транзистора 14 и вьшеуказанным полюсом включен источник 2 ойорногр напряжения.

Многополюсный повторитель 4 тока может состоять из транзисторов 10-13 причем база и коллектор транзистора 10 соединены с базами транзисторов 11-13 и входной клеммой 5 многополюсного повторителя 4 тока , эмиттеры указанных транзисторов соединены с общей клеммой 9 многолюсного повторителя 4 тока, а колле1 :торы транзисторов 11-13 соединены с соответствующими выходными клершами 6-8 того же повторителя 4 тока.

При ностроении цифроаналогового Преобразователя на основе заявляемого устройства к входным клеммам 1517 подключаются соответствующие резисторы проводниковой схемы, питаемой источником 1 напряжения, а к выходным клеммам 18-20 подключаются

коммутирующие элементы преобразователя .

Устройствб работает следующим образом.

Входной ток мн 5гополюсного повторителя 4 тока,втекающий во входную клемму 5 повторителя 4 равен токам, втекающим в выходные клеммы 6-8 того же повторителя 4. Так как входной ток многополюсного повторителя 4 тока равен току, протекающему через опорный транзистор 14, а выходные токи повторителя 4 равны токам, протекающим через компенсирующие транзисторы 24 каскадов, то токи, протекающие через опорный транзистор 14 и компенсирующие транзисторы 24 в каскадах, равны друг другу. Сумма токов, протекающих через транзисторы 24 и транзистор 14, равна току источника 3. В силу равенства токов, протекающих через опорный транзистор 14 и компенсирующие транзисторы 24, напряжения, формируемые на входных клеммах 15-17 устройства, равны опорному напряжению источника 2, подключенному к базе.транзистора 14.

Используя известную методику анализа электронных схем, можно показать, что под действием температуры за счет влияния, токов утечки toкoвeдs цeгo транзистора 25, компенсирующего транзистора 24, повторителя 4 тока, а также за счет влияния изменений .коэффициента усиления по току и напряжений база-эмиттер токоведущего транзистора 25, дрейф опорных напряжений, формируемых на входных клеммс1Х, в заявляемом устройстве меньше соответствующего дрейфа опорных напряжений в схеме прототипа, т. е. температурная стабильность опорных напряжений, формируемых на входных клеммах, к которым подключаются резисторы проводниковой части цифроаналогового преобразователя, в заявляемом устройстве выше, чем в схеме прототипа.

Заявляемое устройство, кроме того проще схемы прототипа, так как требует наличия всего лишь одного общего опорного транзистора и одного общего источника тока, подключаемого к ёмиттерам компенсирующих и опорного транзисторов..

780187

Заявляемое устройство может быть выполнено без потери присущих ему качеств и с использованием.полевых транзисторов. Данное изобретение лучше всего подходит для интегральногр исполнения. Все это позволяет расширить сферу применения изобретения.

Формула изобретения

Устройство формирования опорных

o напряжений, содержащее источник питающего напряжения, источник опорного напряжения, источник тока, многопо- , люсный повторитель тока, опорный транзистор, входные клеммы, выходные

.5 клеммы и набор идентичных каскадов, каждый из которых включает в себя компенсирующий и токоведущий транзисторы причем эмиттер Токоведущего транзистора соединен с базой компенсирующего транзистора и соответствующей входной клеммой устройства, коллектор токоведущего транзистора соединен с соответствующей выходной клеммой устройства, а база токоведущего транзистора соединена с коллектором компенсирующего транзистора и соответствующей выходной клеммой мно гополюсного повторителя тока, общая клемма которого соединена с первым полюсом источника питающего .напряжения, а входная клемма - с коллектором опорного транзистора, к эмиттеру опорного транзистора подключен выход источника, тока, вход которого соединен со вторым полюсом источника питающего напряжения, а между базой опорного транзистора и вышеуказанным вторым полюсом включен источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, чт.о, с целью упрощения устройства и повышения температурной

0 стабильности опорных напряжений, эмит теры компенсирующих транзисторов подключены к общей точке соединения источника трка и эмиттера опорного транзистора.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1,Электроника 13, 1967, с:. 23.

2.Патент ФРГ 2203:005,

кл. Н 03 К 13/05, опублик. 1973 0 (прототип) .