Источник опорного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем снижения токопотребления и упрощение схемы. Источник опорного напряжения содержит регулирующий элемент 1, повторитель 3 тока, делитель 5 напряжения , усилитель 7 сигнала рассогласования , корректирующий конденсатор 9, согласующий транзистор 12. Снижение тока потребления и упрощение схемы достигается за счет рационального подключения согласующего транзистора 12. Эмиттер транзистора 12 подключен к выходному вьшоду 4, база - к одному из двух выходов усилителя 7 (выходу 10), а коллектор - к входу 13 повторителя 3 тока. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 F 1 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4087584/24-07 (22) 09.07.86 (46) 15.02.88. Бюл. N - 6 (71) Ленинградский электротехнический институт .им.В.И.Ульянова (Ленина) и Иахтинский технологический институт бытового обслуживания (72) А,Б.Исаков, M.Â.Êàïèòîíîâ, Н.Н.Прокопенко, Ю.M.Ñîêîëîâ . и Н.И.Ясюкевич (53) 621.316.722 ° 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1035582, кл. G 05 F 1/56, 1983.

Патент США - 4349778, кл. G 05 F 3/20. (54) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использоваSU» 1374200 А1 но для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения— повышение КПД и надежности путем снижения токопотребления и упрощение схемы. Источник опорного напряжения содержит регулирующий элемент 1, повторитель 3 тока, делитель 5 напряжения, усилитель 7 сигнала рассогласования, корректирующий конденсатор

9, согласующий транзистор 12. Снижение тока потребления и упрощение схемы достигается за счет рационального подключения согласующего транзистора 12. Эмиттер транзистора 12 подключен к выходному выводу 4, база — к одному из двух выходов усилителя 7 (выходу 10), а коллектор — к входу 13 повторителя 3 тока. 2 ил.

1374200

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цепью изобретения является повы5 шение коэффициента полезного действия и надежности путем снижения токопотребления и упрощения схемы устройства.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема источника опорного напряжения, на фиг.2 — то же, при выполнении регулирующего элемента на основе составного транзистора.

Источник опорного напряжения содержит регулирующий элемент 1, синовой вход которого подключен к входному выводу 2 и общему выводу повторителя 3 тока. Силовой выход регулирующего элемента 1 соединен с выходным выводом 4 источника опорного напряжения и входом делителя 5 напряжения. Выход делителя 5 напряжения 25 соединен с входом 6 усилителя 7 сигнала рассогласования, который выполняет также функцию внутреннегс5 источника опорного напряжения. Первый выход 8 усилителя 7 сигнала рассогласования подключен к первому выходу повторителя 3 тока, к управляющему входу регулирующего элемента 1 и к первому выводу корректирующего конденсатора 9, Второй выход 10 усилителя 7 сигнала рассогласования соеди- 35 нен с вторым выходом повторителя 3

I тока. Второй вывод корректирующего конденсатора 9 и общие выводы делителя 5 напряжения и усилителя 7 сигнала рассогласования подключены к

40 общей шине 11. Эмиттер согласующего транзистора 12 соединен с выходным выводом 4, коллектор — с входом 13 повторителя 3 тока, а база — с вто- . рым выходом 10 усилителя 7 сигнала рассогласования. Усилитель 7 сигнала рассогласования — внутренний источник опорного направления — включает транзисторы 14 и 15, объединенные базы которых являются входом 6, а коллекторы — выходами 8 и 10 усилителя сигнала рассогласования, резистор 16, включенный между эмиттерами транзисторов 14 и 15 а также резистор 17, подключенный к эмиттеру тран-55 зистора 14 и общей шине 11. Повторитель 3 тока состоит из диода 18, включенного параллельно эмиттернобазовым переходам транзисторов 19 и

20, объединенные базы которых являются входом 13, коллекторы — выходами, а объединенные эмиттеры — общим выводом повторителя тока.

Статический режим транзисторов

12, 14, 15, 19 и 20 задается следующим образом. Площадь перехода эмиттер — база транзистора 14 выполняется большей, чем площадь перехода эмиттер — база транзистора 15, т.е.

Б „ NS, . Тогда при равных токах эмиттеров этих транзисторов разность напряжений эмиттер — база составляет величину

Э!5

U ) í () эБ т5. U « .,„5

S»

70nnN где m — коэффициент, учитывающий характер технологии изготовления микросхем, 26 м — температурный потенциал.

УИИТывая ЧТО U 1)6 )() эв Ч Ä5 ТОКИ эмиттеров транзисторов 12, 14, 15, 19 и 20 определяются соотношением э а эи а<5 э)э э о о

4.

031 э615 а р

Т ()эБ5,5 ) ) (а) (1 Т T х)+ (1)Ь.).5(к)

Х где

К п В. к

U))„=2R U „)4

)6 16

se н(к) значение напряжения эмиттер — база при температуре Т„;

ЛЕ, =1,205  — экстраполированная 1(O) ширина запрещенной зоны кремния при абсолютном нуле, Выравнивание токов указанных транзисторов осуществляется за счет действия отрицательной обратной связи через регулирующий элемент 1, делитель 5 напряжения и усилитель 7 сигнала рассогласования.

Усилитель 7 сигнала рассогласования реализует на своем входе 6 относительно общей шины 11 внутреннее термостабильное опорное напряжение

1374200

Т вЂ” текущее значение температуры.

Температурная стабильность внутреннего опорного напряжения

d Uon ЙЦ э6 у4 dU R gy

dT аТ 1 Т

4 з (01 -U3614(x К, дЦ,6 14, Т R Т,, 10 достигается благодаря компенсации отрицательного температурного дрейфа I напряжения эмиттер — база транзистора 14 положительным температурным изменением разности напряжений эмиттер — база dU,, . Значение внутреннего термостабильного опорного напряжения равно U on = ь (6;1 „ 1, 2 В и достигается соответствующим выбором отношения сопротивлений резисторов

16 и 17

R„ /К„6 <(dES ) -Ц „ („) )/2m@ 00N.

Напряжения первого 8 и второго 10 выходов (коллекторов транзисторов

14 и 15) не меняются при изменении входного напряжения источника на выводе 2, так как эти напряжения практически равны и определяются следующим ОбразОм; Ц =Ц 011 Ц 6 % Ц 40 =Ц 0р—

-Цм, где Ц 00 — Опорное напряжение

36 1% источника на выходном выводе 4; — напряжения эмиттер — база транзистора регулирующего элемента

1 и согласующего транзистора 12.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении по какой-либо при40 чине опорного напряжения на выходе

4 часть его через делитель 5 напряжения подается на вход 6 усилителя 7 сигнала рассогласования (базы транзисторов 14 и 15). Усилитель 7 сигнала рассогласования усиливает этот сигнал, который подается на управляющий вход регулирующего элемента 1.

Транзистор регулирующего элемента 1 призакрывается, компенсируя тем самым изменение выходного напряжения.

Благодаря предлагаемому включению согласующего транзистора обеспечивается большее усиление по петле обратНой связи и, следовательно, лучший коэффициент стабилизации, поскольку, изменения тока выхода 10 практически целиком поступают в базу транзистора

12 и, усиливаясь в коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером р » 1 раз, через повторитель 3 тока подаются на управляющий вход регулирующего элемента 1.

Точка подключения корректирующего конденсатора 9, обеспечивающего устойчивость источника опорного напряжения, является высокоомной. Поэтому требуется сравнительно низкая емкость конденсатора 9.

Снижение тока потребления и упрощение схемы в предлагаемом источнике опорного напряжения достигается за счет рационального подключения согласующего транзистора.

В данном устройстве (фиг.2) за счет дополнительной связи с повторителем 3 тока можно упростить задание статического режима разнотипным транзистором регулирующего элемента.

Таким образом, предлагаемый источник опорного напряжения, содержит на 4-6 элементов меньше, чем известный, имеет в 1,2 — 1,3 раза более низкий ток потребления (при этом на

3 — 57. увеличивается КПД источника опорного напряжения) и в 1,4 — 1,5 раза более высокий коэффициент стабилизации.

Формула изобретения

Источник опорного напряжения, содержащий регулирующий элемент, силовой .вход которого подключен к входному выводу и общему выводу повторителя тока, а его силовой выход соединен с выходным выводом и входом делителя напряжения, причем выход делителя напряжения соединен с входом усилителя сигнала рассогласования, функционально совмещенным с внутренним источником опорного напряжения, первый выход которого соединен с первым выходом повторителя тока, с управляющим входом регулирующего элемента и с первым выводом корректирующего конденсатора, второй выход — с вторым выходом повторителя тока, причем второй вывод корректирующего конденсатора, общие выводы делителя напряжения и усилителя сиг нала рассогласования подключены к общей шине, согласующий транзистор, эмиттером подключенный к выходному выводу, базой — к второму выходу усилителя сигнала рассогласования, 1374200

Составитель В.Есин

Техред А. Кравчук

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор И.Рыбченко

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 602/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем снижения токопотребления и упрсщения схемы, коллектор согласу1ощего транзистора соединен с входом повторителя тока.