Генератор тока
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, а также в электроизмерительной технике. Целью изобретения является увеличение температурной стабильности амплитуды .выходного тока. Для достижения этой цели в генератор тока дополнительно введены два операционных усилителя 4 и 14 и резисторы 5, 6, 9 и 15. Кроме того, генератор содержит транзисторы 1, 11, 19 и 23, токостабилизирующие резисторы 2 и 12, положительную шину 3, управляю ций вход 7, общую шину 10, ключевые входы 20 и 24, резисторы смещения 21 и 25, нагрузку 26. Предложенный генератор обеспечивает высокую стабильность выходного тока. 1 ил. с (Л
СОЮЗ СООЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11} (511 4 Н 03 К 17/04, 17/14 и а
ЮЮ
ВСГХОИ": " "...13I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
51(ВРИ )Т -(.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4052450/24-21 (22) 07.04.86 (46) 15.09.87. Бюл. У 34 (71) Институт физики твердого тела и полупроводников АН БССР (72) М.Б. Бреслав-Масленников, Л.А. Печенев и В.В. Пикулик (53) 621.318(088.8) (56) Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1982, рис. 12, 16.
Заявка ЕВП - 0117508, кл. Н 03 К 17/04, 1984. (54) ГЕНЕРАТОР ТОКА (57) Изобретение относится к.импульсной технике и может быть испольэовано в радиотехнических устройствах различного назначения, а также в электроизмерительной технике. Целью изобретения является увеличение температурной стабильности амплитуды ,выходного тока. Для достижения этой цели в генератор тока дополнительно введены два операционных усилителя 4 и 14 и резисторы 5, 6, 9 и 15. Кроме того, генератор содержит транзисторы
1, 11, 19 и 23, токостабилиэирующие резисторы 2 и 12, положительную шину
3, управляющий вход 7, общую шину 10, ключевые входы 20 и 24, резисторы смещения 21 и 25, нагрузку 26. Предложенный генератор обеспечивает высо(0 кую стабильность выходного тока. 1ил.
45 2 третьего транзистора 19 соединен с общей шиной 10, коллектор четвертого транзистора 23 соединен с коллектором .первого транзистора 1 и с нагрузкой
26, второй вывод которой соединен с общей шиной 10.
Генератор тока работает следующим образом.
Цепь, содержащая первый операционный усилитель 4, первый токозадающий .резистор 2, третий 5, четвертый 6, первый 8 и пятый 9 резисторы, осуществляет стабилизацию эмиттерного тока первого транзистора 1, причем величина этого тока зависит от напряжения на управляющем входе 7.
Практически на температурную нестабильность выходного тока генератора тока влияет температурный дрейф параметров операционного усилителя, причем температурный дрейф напряжения база-эмиттер первого транзистора 1, уменьшенный в коэффициент усиления раз операционного усилителя без обратной связи, может рассматриваться как дополнительная составляющая дрейфа напряжения смещения.
Используя основные свойства операционного усилителя, получаем зависимость коллекторного тока первого транзистора 1 I„ от напряжения на управляющем входе 7 U и положительной шине 3 двухполярного источника питания U„ без учета дрейфа параметров операционного усилителя
Устройство содержит первый транзистор 1, эмиттер которого через первый токозадающий резистор 2 соединен с положительной шиной 3 двухполярного источника питания, первый операционный усилитель 4, выход которого соединен с базой первого транзистора 1, инвертирующий вход первого операционного усилителя 4 через 20 третий резистор 5 соединен с эмиттером первого транзистора 1 и через четвертый резистор 6 соединен с управляющим входом 7, неинвертирующий вход первого операционного усилителя
4 через первый резистор 8 соединен с положительной шиной 3 двухполярного источника питания и через пятый резистор 9 соединен с общей шиной 10, второй транзистор 11, эмиттер которого через второй токозадающий резистор 12 соединен с отрицательной шиной 13 двухполярного источника питания, второй операционный усилитель
14, выход которого соединен с базой З5 второго транзистора 11, инвертирующий вход второго операционного усилителя 14 череэ шестой резистор 15 соединен с змиттером второго транзистора
11 и через седьмой резистор 16 соеди- 40 нен с общей шиной 10, неинвертирующий вход второго операционного усилителя 14 через второй резистор 17 соегде динен с отрицательной шиной 13 двухполярного источника питания и через 45 восьмой резистор 18 соединен с управляющим входом 7, третий транзистор 19, база которого соединена с первым ключевым входом 20 и через первый реэисh тор смещения 21 соединена с отрица- 50 тельной шиной 22 источника смещения, четвертый транзистор 23, база которого соединена с вторым ключевым входом 24 и через второй резистор смещения 25 — с отрицательной шиной 22 источника смещения, эмиттеры третьего
19 и четвертого 23 транзисторов соединены между собой и с коллектором второго транзистора 11, коллектор
< >(R <+R +R s) h z <эи
<
2
3
4
Рассматриваем один иэ вариантов соотношения резисторов, обеспечивающих независимость коллекторного тока первого транзистора 1 и, как следствие, выходного тока генератора тока от напряжения на положительной ши1 13380
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, а также в электро5 измерительной технике.
Цель изобретения — увеличение температурной стабильности амплитуды выходного тока.
На чертеже изображен предлагаемь<й генератор тока. величина резистора 5; величина резистора 6; величина резистора 8; величина резистора 9; величина первого токоэадающего резистора 2; статический коэффициент передачи тока первого транзистора 1 в схеме с общим эмиттером.
1338045 где R
R7
Rs
9 (o (2 4<
Величина коллекторного тока первого транзистора 1 I для данного варианта соотношения резисторов и с учетом температурного дрейфа парамет- 10 ров операционного усилителя определяется из следующей формулы
2» ЭЧ2 (Е»+Е»)h2< 9 v<
ЬТ
6 7 9У е е <о 5)?12»Эу»
ФК "" T) ЬТ (2) Величина коллекторного тока второго транзистора 11 I„ для данного ва25 рианта соотношения резисторов и с учетом температурного дрейфа параметров операционного усилителя определяется из следующей формулы
dU, где, — температурный дрейф напряЬТ жения смещения операционного усилителя;
ЛЬТ ек
ЬТ температурный дрейф разности входных токов операционного усилителя;
К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи.
Линейная цепь, содержащая второй операционный усилитель 14, второй токоэадающий резистор 12, резисторы
15-18, осуществляет стабилизацию эмиттерного тока второго транзистора 11, причем величина этого тока зависит от напряжения на управляющем входе 7., Ь??см
30 Тк2 (U<+2(- >Т
40 сравнению с величиной сопротивления резисторов 6 и 18.
Если потенциал на первом ключевом входе 20 U больше потенциала на втором ключевом входе 24 U, то
45 третий транзистор 19 открыт, а четвертьп» транзистор 23 закрыт. В этом случае через нагрузку 26 протекает коллекторньп\ ток первого транзистора 1
50 т ««» (5) где I выходной ток при U„,ъ Uк .
Если потенциал на первом ключевом
55 входе 20 U« меньше потенциала на втором ключевом входе 24 U„, то третий транзистор 19 закрыт, а четвертый транзистор 23 открыт. В нагрузке 26 происходит вычитание из коллекторно-(6 (О )?12<ЭЧ2
К2
U + (3) не 3 двухполярного источника питания U
I =(У 2 ("— — ) Т+ к< с R, Ьт ат k — (U +2(— — ) ЬТ».
Ь??ем
ЬТ dT k
Аналогично получаем следующую зависимость коллекторного тока второго транзистора 11 I„ от напряжений на управляющем входе 7 и отрицательной шине 13 двухполярного источника питания U беэ учета температурного дрейфа параметров операционного усилителя, (ч(к6 Е<+R <, ) ) h 2»9 0ивеличина реэистора 15; величина резистора 16; величина реэистора 17; величина резистора 18; величина второго токоэадающего резистора 12; статический коэффициент передачи тока второго транзистора 11 в схеме с общим эмиттерол».
Рассматриваем один из вариантов соотношения резисторов, обеспечивающих независимость коллекторного тока второго транзистора 11 и, как следствие, выходного тока генератора тока от напряжения на отрицательной шине 13 двухполярного источника питаи-
+ b,s Iå(Т R ) (R6+R ЬТ 21М4 „), (6) < V4 40 901 Подписное ВНИИПИ Заказ 4144/55 Тираж Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ro тока первого транзистора 1 коллекторного тока четвертого транзистора 23 где I„- выходной ток при Uk„à U — статический коэффициент пе- 10 редачи тока четвертого транзистора 23 в схеме с общим эмиттером. Получаем, что R R Если параметры схемы изобретения удовлетворяют следующему выражению (+ о) (h q vi +1) h 2< 2 h gyy4 20 то 1 = -I н н Таким образом, при изменении полярности напряжения между первым 20 и вторым 24 ключевыми входами происходит реверс тока в нагрузке 26. При- 25 чем изменение полярности напряжения должно происходить скачкообразно. Из формул (5) и (6) находим максимальный модуль температурного градиента относительной величины выходного тока Вк dT? . U Расчет показывает, что при данных параметрах температурная стабильность выходного тока у предлагаемого генератора тока почти в 50 раз выше, чем у прототипа. Формула изобретения Генератор тока, содержащий первый транзистор, эмиттер которого через первый токоэадающий резистор соединен с положительной шиной двухполярного источника питания, второй транзистор, эмиттер которого через второй токоза50 дающий резистор соединен с отрицательной шиной двухполярного источни45 6 ка питания, третий транзистор, база которого соединена с первым ключевым входом и через первый резистор смещения с отрицательной шиной источника смещения, четвертый транзистор, база которого соединена с вторым ключевым входом и через второй резистор смещения с отрицательной шиной источника смещения, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены между собой и подключены к коллектору второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора соединен с коллектором первого транзистора и с первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с общей шиной, первый и второй резисторы, первьвi вывод первого резистора соединен с положительной шиной двухполярного источника питания, а первый вывод второго резистора соединен с отрицательной шиной двухполярного источника питания, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения температурной стабильности амплитуды выходного тока, в него введены первый и второй операционные усилители, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы, выход первого операционного усилителя соединен с базой первого транзистора, инвертирующий вход первого операционного усилителя через третий резистор соединен с эмиттером первого транзистора и через четвертый резистор соединен с управляющим входом, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с вторым выводом первого резистора и через пятый резистор соединен с общей шиной, выход второго операционного усилителя соединен с базой второго транзистора, инвертирующий вход второго операционного усилителя через шестой резистор соединен с эмиттером второго транзистора и через седьмой резистор соединен с общей шиной, неинвертирующий вход второго операционного усилителя вторым выводом второго резистора и через восьмой резистор соединен с управляющим входом.
