Стабилизатор постоянного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.04.76 (21) 2350128/07

Союз Советских

Социалистических

Республик (>>) 571800 (51) M. Кл.е

G 05 F 1/56 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05,09.77, Бюллетень № 33

Гасударственный комнтет

Совета Инннотроа СССР ао делам нэобретаннй н открытнй (53) У ДК62 1.3 16. ,722. 1(088.8) (45) Дата опубликования описания 11.10.77

В. Д. Бочко, A. Г. Солод и С. Г. Мерхалев (72) Авторы изобретении (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и макет быть использовано в цепях питания различных радиотехнических уст» ройс тв.

Известен стабилизатор постоянного напри- g жения, содержащий регулирующий элемент и цепь обратной связи, состояшую из усилителя обра1 ной связи и источника опорного. напряжения. Недостаток такого стабилизатора заключвется в требовании высокого ковф- аО фициента усиления усилителя обратной связи и несовместимости с ХОП - технологией (1 .

Известен также стабилизатор постаннного

-напряжения, являвшийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому ре-15 зультату к изобретению, Он содержит два последовательно включенных усилительных каскада, каждый иэ котОрых включает управляющий и нагруэочный полевые транзисторы, причем затворы нагрузочных транзисторов Р0 подключены к их стокам и к входному выводу, а их истоки соединены со стоками соответствующих управляющих транзисторов, прн этом затвор управляющего транзисто ра первого каскада подключен к его стоку 25 и K затвору управляюшего транзистора вто рого каскада (2J. Однако наличие только одного значения стабильного напряжения накладывает ограничение на возможные области применения стабилизатора.

Цель изобретения - расширение диапазона выходного напряжения стабилизатора, Поставленная цель достигается тем, что в известный стабилизатор, содержащий два последовательно включенных усилительных каскада, каждый из которых включает управ ляюший и нагруэочный полевые транзисторы, причем затворы нагрузочных транзисторов подключены к их стокам и входному выводу, а их стоки соединены со стоками соответ ствуюших управлякнцих транзисторов, при этом затвор управляюшего транзистора первого каскада подключен к его стоку и к затвору управляюшего транзистора второго каскада, дополнительно введены два полевых транзистора, истоки которых подключены, к общей шине, затворы транзисторов соединены с их стоками, и стоки подключены к истоку управляюшего транзистора соот» ветствуюшего усилительного каскада, кроS71ВаО второго каскада; (2 о с ц)

A z (6) Ъ (U VV.)

A) (7) 3 4 4 вьи = Еп

2 (Ев - 14 ) 3 2 " 2 (с си 4) (2) (12) (4) 2 21 ме гого, в него дополнительно введены еше, по крайней мере, два полевых транзистора, у каждого из которых затвор подключен к его стоку и к истоку управляюшего транзистора соответствующего усилительного каскада, а истсжи этих транзисторов подкто-ены к стсжам первых дополнительно введенных транзисторов.

На чертеже приведена электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Первый усилительный каскад состоит иэ нагрузочного транзистора 1, управляюU1BI о транзистора 2 и дополнительной цепочки последовательно соединенных транзисторов с порядковыми номерами от 2 до 2п. 5 огорой усилительный каскад состоит из нагруэочного транзистора Э, управляющего 4 и дополнительной цепочки последовательно соединенных транзисторов с порядковыми номерами от 4 до 4п.

Стабилизатор рабогае г следующим обра.зом.

Напряжение на выходе первого каскада определяется количеством дополнительно введенных в этот каскад транзисторов, 2;у

Дополнительно введенные во второй каскад транзисторы обеспечивают ему требуемый режим рабогы и коаффициент усиления.

Изменение напряжения питания приводит к изменению напряжения на выходах первого и второго усилительных каскадов, однако, поскольку .напряжейия на выходе первого каскада усиливается вторым каскадом и вычитается из изменения напряжения на его выходе, вызванного изменением напряжения питания, то при определенном соотношении коэффициент ов усиления обоих каскадов получается полная компенсация изменений напряжения на выходе устройства, т.е. стабильное выходное напряжение. 40

Рассмотрим требование к коэффициентам усиления каскадов на примере стабилизатора, содержащего по одному дополнитель но введенному транзистору в каждом каскаде (й 1). 45

В этом случае первый каскад содержит транзисторы 1,2,2, второй - 3,4,4

Уравнения токов стока транзисторов первого каскада имеют следующий вид: где

3п — ток стока транзистора п .

U<>- напряжение на стоке транзистора п, @, - пороговое напряжение МОПтранзистора, одинаковое для всех транзисторов интегральной схемы.

Я вЂ” напряжение источника питания.

A.

Х>п - коэффициент, оцределяюший усилительные свойства транзистора.

Ъа- выходное напряжение стабилизатора.

Решая совместно уравнения (1) (8) относительно Ц вих получаем:

30 ,З у . (еп- 3У J (9) Условием стабильности выходного напряжения при изменении питания является=Д,rTLC.

Д м л преобразуя (ХО) получаем, что

50 Подставляя (11) в: (S) находим значение стабильного выходного напряжения tJ о

U „стаб, 2Uo

Таким же образом можно показать, что для П дополнительно введенных транзисторов

55 условием стабильного выходного напряжения является

57 1800 где: 4 ЕКВ

1 + ++ 1 э4 %1 Дп 5

При атом значение выходного стабильного напряжения живых. сгаб, (Л + 1 ) 13

Предложенный стабилизатор постоянного напряжения позволяет получать ряд значений стабильного выходного напряжения, что 15 расширяет возможные области его применения и упрощает построение некоторых узлов интегральных схем, например позволяет уменьшить плошадь, занимаемую генераторами постоянного тока на кристалл, и та- О ким образом повысить степень интеграции.

25 Источники информации, принятые во внимание при акспертизе;

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий два последовательно включенных усилительных каскада, каждый иэ которых включает управляющий и нагрузочный поле- Зб вые транзисторы, причем затворы нагрузочных транзисторов подключены к их стокам

iron (- 2 екв

+ +, Pl В2 I Я п

Ф ормула и з обрете ния и к входномувывпду, а их истоки соединены со стоками соответствующих управляющих транзисторов, при этом затвор управляющего транзистора первого каскада подключен к его стоку и к затвору управляющего транзистора второго каскада, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона выходного напряжения стабилизатора, в него дополнительно введены два полевых транзистора, истоки которых подключены к общей шине, затворы транзисторов соединены с их стоками, и стоки подключены к истоку управляющего транзистора соответствующего усилительного каскада.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в него дополнительно введены еще, по крайней мере, два полевых транзистора, у каждого нз которых затвор подключен к его стоку и к истоку управляющего транзистора соответствующего усилительного каскада, а истоки этих транзисторов подключены к стокам первых дополнительно введенных транзисторов.

1. Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы, напряжения н тока. Энергия 1967 r., стр. 11

2. Авторское свидетельство по заявке

N 2153012/07 Мкл . G 05 F 1/56, 1975. д

0НИИПИ Заказ 3032/33

Тираж 1095 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Ф