Стабилизатор тока на высоковольтном транзисторе

 

(F11752277

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР Е1Е Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ооез Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.76 (21) 2380797/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) M Клз б 05F 1/56

Государственный комитет (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Ю. Довгалевский и К. К. Цымбал (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ТОКА НА ВЪ|СОКОВОЛЬТНОМ

ТРАНЗИСТОРЕ

Стабилизатор тока относится к отрасли электроники и может быть использован в источнике питания газоразрядной трубки оптического квантового генератора для генерирования пилообразного напряжения большой амплитуды в качестве усилителя постоянного тока (УПТ) с высоким выходным .напряжением.

Известен стабилизатор на операционном усилителе, к одному из входов которого 10 подключен источник опорного напряжения, к другому измерительный резистор, включенный последовательно с нагрузкой, подключенной, в свою очередь, к выходу усилителя (1). 15

Выходное сопротивление подобных типов стабилизаторов ограничено только коэффициентом усиления операционного усилителя, однако динамический диапазон по напряжению низкий, поскольку определяется 20 величиной напряжения источников питания операционного усилителя.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор тока а высоковольтном транзисторе, 25 содержащий схему сравнения, один вход которой подключен к источнику опбрного напряжения, регулирующий транзистор, коллектор которого и точка сосдинения измерительного резистора с источником опор- 30 ного напряжения образуют выходные клеммы устройства, источник питания схемы сравнения (21. Однако в данном стабилизаторе выходное сопротивление стабилизатора со стороны коллектора, куда включена нагрузка, как и в простейшем стабилизаторе, не может превосходить сопротивление утечки коллектора перехода, поскольку ток через сопротивление утечки пз коллектора в базу не контролируется.

Цель изобретения — увеличение выходного сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе тока на высоковольтном транзисторе схема сравнения с ее выходом, источник питания схемы сравнения и персход база — эмиттер регулирующего транзистора соединены последовательно и образуют замкнутый контур, а измерительный резистор и второй вход схемы сравнения подключены в точку соединения любых двух элементов замкнутого контура, с целью повышения температурной и временной стабильности тока, схема сравнения выполнена на операционном усилителе,пнвсртпрующий вход которого и средняя точка источника питания подключены к точке соединения измерительного резистора с регулирующим транзистором, с целью упрощения конструкции источник питания схе752277

3 мы сравнения выполнен на стабплптропе, включенном между точкой соединения измерительного резистора с эмиттсром («с-оком) транзистора схемы сравнения i б-tç,oé регулирующего транзистора, соедипсш.ой через дополнительный резистор с коллектором этого же транзистора, а с целью упрощения конструкции, схема сравнения выполнена на полевом или биполярном транзисторе обратной проводимости, включенном между точкой соединения измерительного резистора с эмиттером регулирующего транзистора и его базой, соединенной через дополнительный резистор с его коллектором.

На фиг. 1 — 7 представлены примеры реализации стабилизатора тока на высоковольтном транзисторе.

Стабилизатор тока содержит схему сравнения 1, регулирующий транзистор 2, дополнительный источник питания 3, источник опорного напряжения 4, измерительный резистор 5. Нагрузка и источник питания нагрузки включается в цепь коллектора транзистора 2 и на чертежах не показаны.

Схема сравнения 1 может быть выполнена на биполярном или полевом транзисторе или на операционном усилителе.

Изменение напряжения на коллекторе транзистора 2 вызывает изменение тока через сопротивление утечки коллекторного перехода. Этот ток выходит из базы транзистора 2 и протекает через измерительный резистор 5, изменяя падение напряжения на нем. При этом на входе схемы сравнения 1 выделяется сигнал ошибки. Усиленный сигнал ошибки подается на вход транзистора

2, который регулирует ток до первоначального значения.

Схемы, приведенные на чертежах, не исчерпывают всех возможных вариантов построения стабилизатора, каждый из которых может иметь свои преимущества в конкретном случае.

I-!апример, когда пуяно стабилизировать ток одной определенной величины в качестве отдельного источника питания схемы сравнения целесообразно использовать нелинейный элемент со свойствами стабилизатора напряжения, например, стабилитрон, или даже переход база — эмиттер, которые через резистор подключены к коллектору регулирующего транзистора, как на фиг. 4, 5, 6.

В стабилизаторах, где в качестве схемы сравнения применяется полевой транзистор, как па фнг. 2, ток через нагрузку в точности равен току через измсрительный резистор, что позволяет измерять ток нагрузки с высокой точностью в низковольтной цснп.

Для реализации возможностей стабилизатора схему сравнения следует выполнять на транзисторах с высокой крутизной и коэффициентом усильчшя пли использовать

Зо

65 каскадное соединение транзисторов, например, как на фиг. 7.

Стабилизатор, выполненный по схеме фиг.

3, кроме высокого выходного сопротивления имеет также хорошую температурную стабильность за счет использования в качестве схемы сравнения операционно"o усилителя.

Сигнал с выхода усиления может подаваться как в базу регулирующего транзистора, так и в эмиттер. Б последнем случае нужно поменять местами входы усилителя.

Наличие отдельного изолированного источника для питания схемы сравнения позволяет увеличить выходное сопротивление стабилизатора на 2 — 3 порядка по сравнению с прототипом, что расширяет сферу применения стабилизатора. Наиболее перспективным представляется использование стабилизатора в качестве источника тока в высоковольтных цепях, где возникают трудности с получением высокого выходного сопротивления в связи с тем, что нагрузка и измерительный резистор пе соединены непосредственно друг с другом.

Формула изобретения

1. Стабилизатор тока на высоковольтном транзисторе, содержащий схему сравнения, один вход которой подключен к источнику опорного напряжения, регулирующий транзистор, коллектор которого и точка соединения измерительного резистора с источником опорного напряжения образуют выходные клеммы устройства, источник питания схемы сравнения, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходного сопротивления, схема сравнения с ее выходом, источник питания схемы сравнения и переход база — эмиттер регулирующего транзистора соединены последовательно и образуют замкнутый контур, а измерительный резистор и второй вход схемы сравнения подключены в точку соединения любых двух элементов замкнутого контура.

2. Стабилизатор тока по п. 1, отл ич а юшийся тем, что, с целью повышения температурной и временной стабильности тока, схема сравнения выполнена на операционном усилителе, пнвсрт«рующий вход которого и средняя точка его источника питания подключены к точке соединения измерительного резистора с регулирующим транзистором.

3. Стабилизатор тока по п. 1, отличаю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции. источник питания схемы сравнсш;я выполнен на стабплитроне, включенпом между точкой соединения измерительного резистора с эмиттером (истоком)

;p;«tç«ñòoðà схемы сравнения и базой регулирующего транзистора, соединенной через дополнительный резистор с коллектором этого же транзистора.

4. Стаоплизатор тока по и. 1, о тл и ч а ющп йся тем, что, с целью упрощения кон752277 фиг. 3 фиг. 1 фиг.Z

Фи г. 5 струкции, схема сравнения выполнена на полевом илн биполярном транзисторе обратной проводимости, включенном между точкой сосдинения измерительного резистора с эмнттером регулирующего транзистора и его базой, соединенной через дополнительный резистор с его коллектором, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3546564, кл. 338-268, 5 1972.

2. Патент Японии ¹ 46-14933, кл. 58Н2, 1970.

152277

Фиь. 7

Фиа,6

Составитель С. Горбачева

Техред А. Камышникова

Редактор В. Девятов

Корректор О. Иоанесян

Заказ 1222/19 Изд. № 385 Тираж 956 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2