Источник опорного напряжения

 

ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий усилительный транзистор , эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через нагрузочный элемент - к выходной клемме, регулирующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллектор через резистор подключен к общей шине, а база к коллектору усилительного транзистора , резистивный делитель, первый резистор которого одним выводом подключен , к выходной клемме, вторым вьшодом к; второму резистору и коллектору дополнительного транзистора, база которого соединена с базой усилительного транзистора, с вторым вьшодом второго резистора делителя и с первым вьшодом третьего резистора делителя, а эмиттер дополнительного транзистора соединен с пер5 вым вьшодом эмиттерного резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем уменьшения минимального выходного напряжения, введены два резистора, один из которых подключен между коллектором регулирующего транзистора и вторым выводом эмиттерного резистора, а втоЭО рой резистор - между вторым вьшодом . эмиттерного резистора и общей шиной.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONIW

РЕСПУБЛИН (!9I (1!) зав СО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3586268/24-07 (22) 04.05.83 (46) 15.08.84. Бюл. В 30 (72) П.Ф. Вибе, А.Р. Аджигильдяев и В.П. Воложанин (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621. 316. 722. 1(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 866550, кл. 9 05 F 1/56, опублик, 1981.

2. Арефьев А.А. и др. Радиотехнические устройства на транзисторных эквивалентах р-п-р-о=структуры.

М., "Радио и связь", 1981, с. 81, рнс. 5.3.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3465797/07, кл. б 05 F 1/56, 1982. (54)(57) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через нагрузочный элемент — к выходной клемме, регулирующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллектор через резистор подключен к общей шине, а базак коллектору усилительного транзистора, резистивный делитель„ первый резистор которого одним выводом подключен.к выходной клемме, вторым выводом К второму резистору и коллектору дополнительного транзистора, база которого соединена с базой усилительного транзистора, с вторым выводом второго резистора делителя и с первым выводом третьего резистора делителя, а эмиттер дополнительйого транзистора соединен с пер- g вым выводом эмиттерного резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем уменьшения минимального выходного напряжения, введены два резистора, один из которых подключен между коллектором регулирующего транзистора и вторым выводом эмиттерного резистора, а второй резистор — между вторым выводом эмиттерного резистора и общей шиной.

Ф »084

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эталонного источника в устройствах вычислительной техники, систем управления и электропитания.

Известен источник опорного напряжения на основе прямосмещенных р-И=переходов, позволяющих получать регулируемое выходное напряжения,12

Недостатком этого источника является высокий уровень минимального выходного напряжения. на.

Известен источник опорного напряжения, содержащий усилительный и регулирующий транзисторы 023.

Недостатком такого источника опорного напряжения является низкая температурна-. стабильность выходного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является источник опорного напряжения, содержащий усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, 25 а коллектор через нагрузочный элемент — к выходной клемме, регулирующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллектор через резистор подключен к общей шине, а база — к коллектору усилительного транзистора, резистивный делитель, первый резистор которого одним выводом подключен к выходной клемме, вторым выводом к второму резистору и коллектору дополнитель- 3S ного транзистора, база которого соединена с базой усилительного транзистора, с вторым выводом второго резистора делителя и с первым выводом третьего делителя резистора, а 40 эмиттер дополнительного транзистора соединен через резистор с общей шиной С32.

Устройство позволяет получать минимальное выходное термокомпенсиро- 45 ванное напряжение, равное 1,6 В.

Дальнейшее уменьшение напряжения возможно при увеличении сопротивле50 ния третьего резистора делителя, однако величина этого резистора определяет также глубину положительной обратной связи по току, а следовательно, и величину выходного сопротивления. Задача получения низких

55 (1,2 В и ниже) высокостабильных постоянных напряжений весьма актуаль14 2

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем уменьшения минимального выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что источник опорного напряжения содержащий усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через нагрузочный элемент — к выходной клемме, регулирующий транзистор > эмиттер которого подключен к выходной клемме, коллектор через резистор подключен к общей шине, а база — к коллектору усилительного транзистора, резистивный делитель, первый резистор которого одним выводом подключен к выходной клемме, вторым выводом к второму резистору и коллектору дополнительного транзистора, база которого соединена с базой усилительного транзистора, с вторым выводом второго резистора делителя и с первым выводом третьего резистора делителя, а эмиттер дополнительного транзистора соединен с первым выводом эмиттерного резистора, снабжен двумя резисторами, один из которых подключен между коллектором регулирующего транзистора и вторым выводом эмиттерного резистора, а второй резистор — между вторым выводом эмиттерного резистора и общей шиной.

Введение указанных резисторов позволяет сохранить положительную обратную связь на заданном уровне при изменении сопротивления третьего резистора делителя в широких пределах, вплоть до бесконечности. е

На чертеже представлена схема источника опорного напряжения.

Устройство содержит усилительный транзистор 1, коллектор которого через нагрузочный элемент 2 подключен к выходной клемме, регулирующий транзистор 3, коллектор которого через резистор 4 подключен к общей шине, резистивный делитель, состоящий из резисторов 5, 6 и 7, дополнительный транзистор 8, в эмиттерной цепи которого включен эмиттерный резистор 9 и один из введенных резисторов 10, другой из введенных резисторов 11 подключен одним концом к коллектору регулирующего транзистора 3, другим — к общей точке соединения резисторов 9 и 10.

Устройство работает следующим

° образом.

3 1108414

Транзистор 1, являясь одновременно измерительным и усилительным элементом, вырабатывает разностный сигнал между напряжением база-эмиттер и выходным напряжением U )(поступающим на базу этого транзистора через элементы резистивного делителя 5 и 7, усиливает этот сигнал и подает на базу транзистора 3. При этом сопротивление участка коллектор — эмиттер транзистора 3 изменяется таким образом, что Uq остается постоянным в широком диапазоне тока нагрузки. Условие термокомпенсации может быть записано следующим образом 2.

Кь g. 6 И13<5

20.температурный коэффициент напряжения база — эмиттер; постоянная Больцмана; заряд электрона; коллекторные токи транзисторов 1 и 8, где oL

Эл, Дв

4 й8} . 4 ЦиД„/ g>f

К вЂ” коэффициент, определяемый соотношением сопротивлений резисторов в цепи коллектора и эмиттера транзистора, 8.

Для данной схемы

1 5 Л(1О, 1

9 кло (2) 40

Величина термокомленсированного выходного напряжения определяется выражением

Выражение (3) приближенное, так как при выводе этого выражения полагалось ссЧ а ц а, более точно МТ =

= U33 U>, где 1зз = 1, 205B — ширина запрещенной зоны полупроводника.

Поэтому лри К - îî, К„- 1, величина составляет 1,2 — 1,25 В. Нулевое выходное сопротивление в этом случае создается благодаря лоложи50

55 ав 4Ъ(. ) К4 К tt 3) 45 тельной обоатной связи, образованной резисторами 4, 11 и 10. Первоначальное изменение напряжения на резисторе 4, обусловленное изменением тока нагрузки, через делитель, образованный резисторами 11 и 1О, подается в эмиттерную цепь транзистора 8.

Это приводит к изменению тока Д что в свою очередь, приводит к изменению напряжения на базе транзистора 1. Это напряжение усиливается, поступает на транзистор 3 и вызывает дополнительное изменение напряжения на резисторе 4, причем в фазе с первоначальным изменением.

При олтимальных значениях сопротивлений резисторов 4, 11 и 10, опре деленных методом факторного эксперимента, выходное сопротивление составляет не более 0,02 Ом в диапазоне изменения тока нагрузки 63 = 10 мА.

При этом выходное напряжение равно

1,23 В с температурным коэффициентом

-6

25-10 1/К. Как следует из выражений (1) — (3) и способа введения положительной обратной связи, номинальное значение выходного напряжения может изменяться резисторами 6 и 7, температурный коэффициент напряжения резисторами 5 и 9, а выходное сопротивление — резисторами 4 и 11, т.е независимо друг от друга.

Предлагаемое устройство имеет более широкий диапазон выходных напряжений, нижняя граница которого составляет 1,2 — 1,25 В при высокой температурной стабильности (25 ° 10 1/К) и весьма низком выходном сопротивлении (менее 0,02 Ом). Кроме того, как следует из выражений (1) — (3), номинальное значение выходного напря жения, его температурный коэффициент и выходное сопротивление могут устанавливаться независимо .друг от друга, что облегчает настройку и упрощает проектирование источников опорного напряжения с различным сочетанием указанных параметров. При использовании активного термостатирования элементов схемы суммарная нестабильность может составлять менее 0,01Х в диапазоне температур среды 213-333 К и выходных налряжений

1,2 — 5 В.

1108414

Составитель Н, Ворновицкая

Редактор Л. Веселовская Техред А. Ач Корректор А. Тяско

Заказ 5863/33 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фплиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4