Источник стабильного напряжения

 

Использование: во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры , где требуется расширенный рабочий диапазон выходных напряжений. Сущность изобретения: устройство содержит первый и второй полевые МДП-транзисторы с n-каналом, резистор смещения и балластный резистор, опорный элемент напряжения , выполненный на одном или нескольких последовательно соединенных диодах. Включение первого транзистора с балластным резистором в цепи между входным и выходным выводами, второго транзистора с опорным элементом напряжения между выходным выводом и общей шиной резистора смещения между истоком и подложкой второго транзистора, а также соединение затвора первого транзистора с подложкой второго транзистора, а объединенных истока и подложки первого транзистора с затвором второго транзистора позволяют снизить ограничения на формирование верхнего уровня выходного напряжения источника и расширить его рабочий диапазон. 1 ил. 00 с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4833944/07 (22) 01,06,90 (46) 23,07.92, Бюл. N 27 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В,Игумнов, С,H,ÙåðáàêoBà и И,С.Громов (56) Патент Японии

N 58-21724, кл. G 05 F 1/613, 1983, . Авторское свидетельство СССР

¹ 2552156, кл. G 05 F 1/56, 1990. (54) ИСТОЧНИК СТАБИЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры, где требуется расширенный рабочий диапазон выходных напряжений.

Сущность изобретения: устройство содержит первый и второй полевые МДП-транзиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве высокостабильного источника напряжения в разнообразных микроэлектронных устройствах.

Известны диодные источники стабильного напряжения, в качестве стабилизирующего элемента в них используется опорный диод(стабилитрон) или выпрямительный диод (светодиод), работающий в режиме прямого смещения. Последовательно с диодом включается балластный резистор, а параллельно диоду-нагрузка. Такие источники имеют небольшую величину выходного напряжения и достаточно хорошую термостабильность, Основным недостатком диодных источников стабильного напряжения является небольшой коэффициент стабилизации, ... Ы„, 1749888 А1 сторы с п-каналом, резистор смещения и балластный резистор, опорный элемент напряжения, выполненный на одном или нескольких последовательно соединенных диодах. Включение первого транзистора с балластным резистором в цепи между входным и выходным выводами, второго транзистора с опорным элементом напряжения между выходным выводом и общей шиной. резистора смещения между истоком и подложкой второго транзистора, а также соединение затвора первого транзистора с подложкой второго транзистора, а обьединенных истока и подложки первого транзи стора с затвором второго транзистора позволяют снизить ограничения на формирование верхнего уровня выходного напряжения источника и расширить его рабочий диапазон. 1 ил.

Известен также источник стабильного напряжения, содержащий МДП-транзистор с и-каналом и два резистора, причем исток и подложка МДП-транзистора подключены к общей шине, а сток — к выходной клемме и первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к затворму

МДП-транзистора и первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен ко входной клемме. Первый и второй резисторы образуют делитель напряжения в цепи стока, с которой снимается сигнал отрицательной обратной связи на затвор

МДП-транзистора.

Основным недостатком устройства является относительно небольшой коэффициент стабилизации.

Наиболее близким техническим решением является источник стабильного напря1749888 жения, содержащий МДП-транзистор со встроенным п-каналом, МДП-транзистор со встроенным р-каналом, резистор и п последовательно включенных диодов, причем входная клемма подключена к стоку МДП- 5 транзистора с п-каналом, исток и подложка которого подключены к выходной клемме и истоку МДП-транзистора с р-каналом, сток и затвор которого подключены к катоду и-го диода и общей шине, а подложка МДП-тран- 10 зистора с р-каналом подключена к первому выводу резистора, второй вывод которого подключен к аноду первого диода и затвору

МДП-транзистора с п-каналом, B таком источнике оба МДП-транзистора охвачены 15

100 Д отрицательной обратной связью, за счет чего реализуется достаточно .высокий коэффициент стабилизации.

Недостатки прототипа определяются необходимостью использования разнотип- 20 ных МДП-транзисторов и трудностями в задании необходимых рабочих режимов, поскольку регулирование выходного напряжения — с помощью резисторов здесь практически исключено. 25

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона выходных напря-!

>KeH VIA.

Указанная цель достигается в источнике стабильного напряжения, содержащем 30

МДП-транзистор со встроенным п-каналом, сток которого подключен к входному выводу, исток обьединен с подложкой, второй

МДП-транзистор с индуцированным кана- лом, подложка которого соединена с пер- 35 вым выводом резистора смещения, опорный элемент напряжения, выполненный на одном или нескольких последовательно соединенных диодах, один вывод которого подключен к общей шине, за счет 40 введения в него балластного резистора, подключенного первым выводом к объединенным истоку первого и затвору второго транзисторов, а вторым выводом к объединенным выходному выводу, стоку второго 45 транзистора и второму выводу резистора смещения, затвор первого транзистора соединен с подложкой второго транзистора, исток которого соединен со вторым выводом опорного элемента напряжения, при 50 этом второй МДП-транзистор выполнен с п-каналом, Второй МДП-транзистор охвачен 100 последовательной, а первый МДП-транзистор — параллельной отрицательной обрат- 55 ной связью по напряжению, чем и осуществляется стабилизация выходного напряжения. С помощью р-и-перехода исток-подложка первого МДП-транзистора и опорного элемента напряжения обеспечивается заданная величина выходного напряжения.

На чертеже представлена принципиальная схема источника стабильного напряжения, состоящая из первого

МДП-транзистора со встроенным п-каналом 1, резистора смещения 2, балластного резистора 3, второго МДП-транзистора с иканалом 4 и опорного элемента напряжения выполненного на одном или нескольких (на чертеже двух последовательно соединенных диодах 5 и 6). Выходная клемма устройства подключена к первым выводам . резисторов 2 и 3 и стоку МДП-транзистора

4, исток которого подключен к первому выводу опорного элемента напряжения, второй вывод которого подключен к общей шине, Второй вывод балластного резистора

3 подключен к затвору МДП-транзистора 4 и истоку с подложкой МДП-транзистора 1, сток которого подключен к входной клемме.

Второй вывод резистора смещения 2 подключен к подложке МДП-транзистора 4 и затвору МДП-транзистора 1.

К входной клемме устройства прикладывается напряжение U» положительной по- . лярности, МДП-транзистор 1 включен по схеме с общим стоком и вместе с резистором 3 и МДП-транзистором 4 (и сопротивлением нагрузки) образует истоковый повторитель, который за счет 100 последовательной отрицательной обратной связи по напряжению обеспечивает на своем истоке постоянное напряжение U«(при постоянном напряжении на его затворе U»).

Если затвор МДП-транзистора 1 непосредственно подключить к общей шине, то напряжения U«будет равно его напряжению отсечки U«, Диоды 5 и б совместно с.р-п-переходом исток-подложка МДП-транзистора

4 и резисторами 2 и 3 образуют диодный стабилизатор напряжения с выходным напряжением U» (опорным напряжением для

МДП-транзистора 1). В результате получается, что в устройстве О« = U«+ U<>, т.е. с помощью диодного стабилизатора реализуется необходимая величина Олъ Величина

Uop определяется количеством прямосмещенных диодов в цепи истока и их напряжением "пятки". При необходимости их количество может быть уменьшено или увеличено.

МДП-транзистор 4 охвачен параллельной отрицательной обратной связью, что также способствует получению стабильного выходного напряжения U» ><. Стабилизирующее действие МДП-транзистора 4 можно рассмотреть на примере. Предположим, что за счет каких-либо факторов возросло U >.

При этом увеличится открывающее напря1749888 Фм

Составитель С.Щербакова

Техред М.Моргентал Корректор А,Осауленко

Редактор О.Стенина

Заказ 2596 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 жение между истоком и затвором МДПтранзистора 4, что приводит к уменьшению сопротивления его канала, а следовательно, и U»i<. Кроме того, МДП-транзистор 4 здесь также представляется и как биполярный и- 5 р-п-транзистор, режим работы которого задается током базы (подложки) с помощью резистора 2, В результате оказывается, что выход устройства шунтируется еще и и-р-итранзистором, охваченным отрицательной 10 обратной связью, что также стабилизирует вел ич и ну U вых.

Таким образом, за счет стабилизирующего действия отрицательных обратных 15 связей, образуемых посредством включения МДП-транзисторов 1 и 4, а также биполярной и-р-и-структуры МДП-транзистора

4, с помощью резисторов 2 и 3 обеспечивается повышенный коэффициент стабилиза- 20 ции. Использование опорного элемента напряжения, резистора смещения, а особенно балластного резистора дает возможность обеспечить необходимую величину выходного напряжения Овых. 25

Формула изобретения

Источник стабильного напряжения. содержащий первый полевой МДП-транзистор со встроенным п-каналом, сток которого подключен к входному выводу. исток объединен с подложкой, второй полевой

МДП-транзистор с индуцированным каналом, подложка которого соединена с. первым at!aoäoì резистора смещения. опорный элемент напряжения, выполненный на одном или нескольких последовательно соединенных диодах, один вывод которого подключен к общей шине, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона выходных напряжений, в него введен балластный резистор. подключенный первым выводом к объединенным истоку первого и затвору второго транзисторов, а вторым выводом к Объединенным выходному выводу, стоку второго транзистора и второму выводу резистора смещения, затвор первого транзистора соединен с подложкой второго транзистора, исток которого соединен с вторым выводом опорного элемента напряжения, при этом второй полевой МДП-транзистор выполнен с п-каналом.