Источник опорного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>696431 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 211077 (21) 2536902/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 05,11,79. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 05.1179

Г (5I)hA. Кл.

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УЙК6 2 1 . 316 . ,, 722.1 (088.8) (72) Автор изобретения

В . М, Головинов (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

15

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аналоговых устройствах преобразования сигнала, при работе в условиях эначитель ного охлаждени я, например, 5 до криогенных температур.

Известен высокопрецизионный источник опорного напряжения, сойеРжащий полевой транзистор, стабилитрон и биполярный транзистор (1), Известен источник опорного напряжения, содержащий два биполярных транзистора одного типа проводимости и резисторы (2) .

Наиболее близким по технической сущности является источник опорного напряжения, содержащий биполярный транзистор, эмиттер которогo соединен с общим выводом, а база через 20 резистор связана с выходным выводом, и вывод для подключения питающего напряжения (3).

Недостатком известных источников является низкая стабильность выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки и повышении выходного сопротивления, а также низкая точность установки напряжения на коллекторе биполярного транзисто- 30 ра и низкая температурная стабильнос ть, Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при и зменении сопротивления на груз ки и снижение выходного сопротив ления, а также повышение точности уст новки напряжения на коллекторе биполярного транзистора и температурной стабильности .

Это достигается тем, что в источник опорного напряжения, содержащий биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, а база через резистор связана с выходным выводом, .и вывод для подключения питающего напряжения., введены полевой транзистор, проводимость канала которого совпадает с типом проводимости биполярного транзистора, и два генератора тока, при этом затвор полевого транзистора непосредственно соединен с коллектором биполярного транзистора и через первый генератор .тока — с выводом для подключения питающего напряжения и со своим стоком, исток полевого транзистора связан с выходным выводом, а точка соединения базы биполярного транзистора с резисторомб 96431 подключена через второй генератор тока с общим выводом, или исток полевого транзистора непосредственно соединен с выходным выводом, кроме того, н него введены двухполюсник с характеристикой стабилизатора напряжения, включенный между истоком полЕного транзистора и выходным выводом, или днухполюсник с температурным коэффициентом, противоположным коэффициенту напряжения на переходе база эмиттер биполярного транзистора, причем база биполярного транзистора через последовательно соединенные указанные двухполюсник и резистор соединена с выходным выводом.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема источника опорного напряжения; на фиг. 2 — схема источника с днухполюсником, стабнлизирующим напряжениер а на фиг.

3 — CxQMa I rтсиника, а двухполюсником 7 » с заданным температурным коэффициентом напряжения.

Источник опорного напряжения содержит выходную клемму 1, общую клемму 2, клемму питания 3, биполярный 25 транзистор 4, паленой транзистор 5, резистор б., первый генератор 7 тока и второй генератор 8 тока.

3MIITTGP oHIIoJIIIPHQ1" D тРанзиотоРа

4 подключен к общей клемме 2, а ба- 3Q за . — через резистор 6 к выходной клемме 1. Затвор полевого транзистора 5, проводимость канала которого совпадает с типом проводимости биполярного транзистора, подключен к первому генератору 7 тока и к коллектору биполярного транзистора 4.

Сток полевого транзистора соединен с клеммой питания 3, исток — с выходной клеммой 2 и резистором б. Второй генератор 8 тока подключен к общей точке базы биполярного транзис тора и резистора б.

Схема источника опорного напряжения работает следующим образом: ток канала полевого транзистора 5 упранля 5 ется напряжением затвора — исток и ток затвора пренебрежимо мал по сравнению с током- генератора 7 тока, потенциал общей точки генератора 7 тока и коллектора транзистора 4 к которой подключен затвор поленого транзистора 5, зависит только от разности токов генератора 7 тока и коллекторного тока транзистора 4.

Указ иная разность токов зависит от 55 потеМциала затвора поленого транзистора 5, всякое изменение этого потенциала передается через исток полевого транзистора 5 и резистор

6 на базу транзистора 4„ вызывая изменение его тока коллектора.

При этом изменение разности токов генератора 7 тока и тока коллектора транзистора 4 и изменение потекпиала затвора полевого транзистора

5 имеют противоположные знаки. В образующемся контуре отрицательной обратной. связи потенциал затвора полевого транзистора 5 принимает значение, при котором ток коллектора транзистора 4 равен току генератора 7 тока.

Изменение выходного напряжения при подключении нагрузки или изменении ее сопротивления передается на ° базу транзистора 4 и вызывает изменение тока его коллектора и потенциала затвора полевого транз ист ора 5 до тех пор, пока изменение тока истока, поступающего в нагрузку, не скомпенсирует изменение выходного напряжения, при этом ток коллектора транзистора 4 установится равным ток@ генератора 7 тока.

В пределах допустимого режима полевого транзистора 5, ток коллекто ра транзистора 4 поддерживается равным току генератора 7 тока независимо от неличины нагрузки и, следонательно, поддерживаются неизменными напряжение база-эмиттер транзистора 4 и выходное напряжение, так как падение напряжения на резисторе б определяется суммой неизменных TQKQBi генератора 8 тока и базы транзистора 4. Это обеспечивает стабильность выходного напряжения при изменении сопротивлении нагрузки.

Подключение коллектора транзистора 4 к генератору 7 тока и к затвору полевого транзистора 5 позволяет получить коэффициент передачи напряжения база-эмиттер в коллекторную цепь, близкий к статическому коэффициенту усиления напряжения,транзистора 4 н схеме с общим эмиттером,что в сочетании с глубокой отрицательной обратной связью обеспечивает низкое выходное сопротивление источника спорного напряжения.

Изменение коллекторного тока транз:-:стора 4 снязанг с изменением выходного напряжения через крутизну транзистора 4; поэтому стабильность выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки и низкое выходное сопротивление сохраняется и при пониженном значении коэффициента передачи тока базы в коллектор транзистора 4, в частности, при значительном охлаждении, например, до криогенных температур.

Так как выходное напряжение представляет собой сумму напряжения база-змиттер транзистора 4 и падения напряжения на резисторе б от неизменных токов генератора 8 тока и базы транзистора 4, то соответствую. щим выбором величины резистора б может быть установлена произвольная неличина выходного напряжения.

На фиг. 2 схематически представлено как с целью повышения точности

696431

Формула изобретения ЦНИИПИ Заказ 6766/4Ь THpcUK 10 15

П одпи си ое

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 установки напряжениг на коллекторе транзистора 4, между истоком полевого транзистора 5 и общей точкой резистора б и выходной клеммы 1 может быть включен двухполюсник 9 с характеристикой стабилизатора напряжения.

На фиг. 3 схематически представлено как с целью повышения температурной стабильности выходного напряжения, последовательно с резистором б включен двухполюсник 10 с температурным коэффициентом, противоположным коэффициенту напряжения база-эмиттер биполярного транзистора.

Использование описанного источника опорного напряжения в аналогов :-:,. ,устройствах позволит повысить стабильность опорного напряжения при .изменении сопротивлениянагрузки, расширить допустимый диапазон нагрузок и повысить точность преобразования сигнала, особенно в условиях значительного охлаждения, например, до криогенных температур.

1. Источник опорного напряжения, содержащий биполярный транзистор, змиттер которого соединен с общим выводом, а база через резистор связана с выходным выводом, и вывод 30 для подключения питающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки и снижения выходного сопротивления, в него введены полевой транзистор, проводимость канала которого совпадает с типом проводимости биполярного транзистора, и два генератора тока, при этом затвор полевого транзистора непосбедственно соединен с коллектором биполярного-транзистора и через пер.вый генератор тока — с выводом для подключения питающего напряжения и со своим стоком, исток палевого транзистора связан с выходным выводом, точка соединения базы биполярного анзистора с резистором подключена через второй генератор тока к общему выводу.

2. Источник по п.1, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, исток полевого транзистора непосредственно соединен с выходным выводом.

3. Источник по п. 1, о т л и ч ающи йс я тем, что, сцелью повышения точности установки напря.жения на коллекторе биполярного транзистора, в него введен двухполюсник с характеристикой стабилиэато: . ра напряжения, вклю енный между истоком полевого транзистора и выход- ° ным выводом

4. Источник по и. 1, о т л и чающийся тем,что,сцелью повышения те ччературной стабильности, в него введен двухполюсник с темпера",:p-. ым коэффициентом противоположным ко . ффициенту напряжения

ыа переходе база-эмиттер биполярного транзистора, причем база биполярного транзистора через последовательно соединенные указанные двухпо хюсник и резистор соецинена с выходEi ì выводом .

Источники информации, принят-ж во внимание прн экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1419196, кл. G 3 R 1975.

2. Патент CLiА Р 3555309, кл, 307 — 197, 1971, 3. Патент CQh Р 3942046 кл, 307 — 397 .. 1976.