Источник тока
362289
О П И С А Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Йоюа Соеетскик
Социалистикескиз
Реслублкк
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 29.XI.1968 (J% 1286262/26-9) с присоединением заявки №
Приоритет 08.XII.1967, № 689168, США
М. Кл. G 05 3/08 комитет ло вделав изооретений и открытий ори Совете Мииистрое
СССР
УДК 621.316.722(0&8.8) Опубликовано 13.XII.1972. Бюллетень № 2 за 1973
Дата опубликования описания 9ХП.1973
ИСТОЧНИК ТОКА
0,ь — отать, 1
30
Изобретение может быть использовано в интегральных схемах.
Известны источники тока, содержащие параметрический стабилизатор напряжения, выполненный, например, на лавинном диоде, и на груз ку.
Недостатком известных источников тока является отсутствие стабилизации тока в нагрузке при изменении температуры и величины входного напряжения.
С целью стабилизации тока в нагрузке при изменениями температуры и величины входного напряжения в предлагаемом устройстве параллельно диоду подключена цепочка из последовательно соединенных резисторов и тт-го количества транзисторов в диодном включении, при этом коллектор и-ro транзистора соединен непосредственно с базой транзистора выходного усилителя.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого источника тока.
Устройство работает следующим образом.
Постоянное напряжение, которое более положительно, чем реверсированное измененное напряжение лавинного диода 1, подается на клемму 2. Регулируемый потенциал, равный потенциалу реверсированного измененного напряжения, развивается на общем соединении
3, прп определенной величине которого протекает ток через последовательную цепь, включающую резистор 4 и транзисторы 5<, 59 ... 5» в диодном включении. Так как соединение эмиттер — база транзистора 5 подсоединяется параллельно к базо-эмиттерному переходу транзистора б и так как эти два транзистора тесно соприкасаются и прочно термически спарены в интегрированной структуре цепи, то коллекторный ток в транзисторе б равняется
10 коллекторному току в транзисторе 5 . Действующий ток источника, т. е. коллекторный ток в транзисторе б, может быть определен при температуре Т1 из выражения для коллекторного тока транзистора
15 где I> — коллекторный ток в транзисторе 5„в миллиамперах;
U,ь — измененное по знаку напряжение лавинного диода 1 в вольтах;
U>, — падение напряжения на базо-эмиттерном переходе каждого из последовательно включенных транзисторов
5ь59".5; т — число транзисторов-выпрямителей в последовательном включении;
R — величина сопротивления резистора 4 в комах. 362289
Предмет изобретения
Составитель В. Клюкнн
Техред Л. Богданова
Редактор Т. Морозова
Корректоры: E. Зимина и Г. Агаян
Заказ 1799/1 Изд. № 1490 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Beëè÷èяа тока 1 может быть стабилизирована прн изменении температурных характеристик определенных компонентов.
Вместе с изменением температуры происходят изменения в величине частей выраже- 5 ния (I). Действующий ток источника при различной температуре Т> может быть представлен в виде уравнения
1 Ury + AUrb m(UЬe + AUoe)
) 10 где AU,p, AUq„AR представляют собой изменения в У„ь, Ьь, и R соответственно по мере изменения температуры от Т к Т>, 1з — ток коллектора в транзисторе 5„при новой темпе- 15 ратуре Тз.
Для того, чтобы действующий от источника ток был постоянным при наличии такого температурного изменения, необходимо, чтобы
1, = 1», т. е. 20 гь т ье гь + AUrb т(1 ье + А ье) р)
R R+ ЯЛ
В результате, после перемножения и приведения подобных членов получится стабилизи- 25 рованный ток, если
ЛУгь тЬУье (4)
Urü — т Уье
Точная величина для членов U,ь, AU,q, Уь„ 30
Ь11ь, и AR/R в выражениях зависит, например, от материалов полупроводников, использующихся в интегрированной структуре цепи. В монолитной кремниевой структуре, например, Уь, равно приблизительно 0,7 в, тогда как 35
AUp, равняется приблизительно 1,75 л в на каждое изменение в один градус. Величина сопротивления в такой структуре дополнительно варьируется в пределах около 1,9 ч. на 1000 ом, на один градус по стоградусной 40 шкале для 200 олг на площадь сопротивления.
Лавинн ый диод 1, обладающий реверсированным напряжением пробоя в 5,1 в, показывает положительный температурный коэффициент приблизительно в 1,0 мв на каждое изменение 45 в один градус при прохождении тока в 1 ма.
Таким образом, постоянное напряжение, поддерживаемое на соедин енин 3, изменяется как функция изменения окружающей температуры. 50
Подставляя эти значения в выражение (4) и принимая во внимание то, что изменение в падении напряжения AUq, с изменяемой температурой находится в прямой противоположности с соответствующим изменением температуры, действующей на реверсированное напряжение пробоя лавинного диода 1 и сопротивление резистора 4, стабилизация температуры достигается, если число последовательно соединенных резисторов 5ь 5а ... 5 равно 2,82.
Так как невозможно изготовить дробное число транзисторов, то используют ближайшее целое число или три таких транзистора.
Такого рода размещение обеспечивает действующий ток в коллекторе транзистора б, который постоянен при наличии температурных изменений. Использование лавинного диода 1 служит для изоляции источника тока от изменений потенциала, подаваемого на клемму 2, следовательно, и для стабилизации действия тока при наличии такого потенциала прн изменении напряжения.
Источник тока, содержащий параметрический стабилизатор напряжения, выполненный, например, на лавинном диоде, и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью стабилизации тока в нагрузке при изменении температуры и величины входного напряжения, параллельно диоду подключена цепочка из последовательно соединенных резисторов и и-ro количества транзисторов в диодном включении, при этом коллектор и-го транзистора соединен непосредственно с базой транзистора выходного усилителя.
