DE10143032A1 - Elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit - Google Patents

Elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit

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    • G05F3/225—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the temperature

Abstract

Elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit mit einer Bandgap-Schaltung (1) zum Erzeugen einer definierten temperaturkonstanten Spannung (V¶konst¶) und einem temperaturabhängigen Strom (I¶T¶) mit einer definierten Temperaturabhängigkeit, und mit einer Umwandlungsschaltung (2), um die Ausgangsspannung (V¶A¶) aus dem temperaturabhängigen Strom (I¶T¶) und der temperaturkonstanten Spannung (V¶konst¶) zu erzeugen, wobei die Umwandlungsschaltung (2) einen ersten Widerstand (R¶3¶) aufweist, an dessen erstem Anschluss die temperaturkonstante Spannung (V¶konst¶) angelegt ist und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss eines zweiten Widerstandes (R¶4¶) verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des zweiten Widerstandes (R¶4¶) mit einem Versorgungsspannungspotenzial (GND) verbunden ist, und wobei ein erster Anschluss eines dritten Widerstandes (R¶5¶) mit dem zweiten Anschluss des ersten Widerstandes (R¶3¶) verbunden ist, wobei an einem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes (R¶5¶) der temperaturabhängige Strom (I¶R¶) eingeprägt ist, wobei die Ausgangsspannung (V¶A¶) an dem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes (R¶5¶) abgreifbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit.
  • In integrierten Schaltungen werden zum Ausgleich von Signallaufzeiten häufig Verzögerungsschaltungen eingesetzt, um Signale, wie z. B. Taktsignale, zueinander anzugleichen. Die Verzögerungsschaltungen dienen insbesondere dazu, auf jeder Stelle der integrierten Schaltungen ein Taktsignal zur Verfügung zu stellen, das gegenüber Taktsignalen, die an anderen Stellen der integrierten Schaltung abgegriffen werden, synchronisiert sind. Die Verzögerungsschaltungen sind so gestaltet, um eine vorgebbare Verzögerung des Eingangssignals bezüglich eines Ausgangssignals zu bewirken. Herkömmliche Verzögerungsschaltungen sind jedoch temperaturabhängig. Dadurch werden die jeweiligen Signale abhängig von der Umgebungstemperatur bzw. der Junction-Temperatur unterschiedlich verzögert. Insbesondere bei dem Erwärmen der integrierten Schaltung durch das Betreiben, wird die Verzögerungsdauer der Verzögerungsschaltungen beeinflusst. Da oftmals mehrere Verzögerungsschaltungen mit unterschiedlichen Verzögerungsdauern vorgesehen sind und da die Signallaufzeiten über Leitungslängen im wesentlichen nicht temperaturabhängig sind, führt dies dazu, dass die Signale zueinander asynchron werden.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verzögerungsschaltung vorzusehen, die auf einfache Weise eine temperaturabhängige Verzögerung zur Verfügung stellt.
  • Diese Aufgabe wird durch die elektronische Schaltung nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist eine elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit vorgesehen. Die elektronische Schaltung weist eine Bandgap-Schaltung auf, mit der eine temperaturkonstante Spannung und ein temperaturabhängiger Strom mit einer definierten Temperaturabhängigkeit erzeugt werden kann. Die elektronische Schaltung weist weiterhin eine Umwandlungsschaltung auf, um die Ausgangsspannung aus dem temperaturabhängigen Strom und der temperaturkonstanten Spannung zu erzeugen. Dadurch kann eine Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit erzeugt werden, die an eine Verzögerungsschaltung als Versorgungsspannung angelegt werden kann, um die Verzögerungszeit einzustellen.
  • Vorzugsweise kann die Umwandlungsschaltung einen ersten Widerstand aufweisen, an dessen erstem Anschluss die temperaturkonstante Spannung angelegt ist und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss eines zweiten Widerstandes verbunden ist. Der zweite Anschluss des zweiten Widerstandes ist mit einem Versorgungsspannungspotenzial verbunden. Ein erster Anschluss eines dritten Widerstandes ist mit dem zweiten Anschluss des ersten Widerstandes verbunden. An einem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes wird der temperaturabhängige Strom eingeprägt, wobei die Ausgangsspannung an dem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes abgreifbar ist.
  • Bandgap-Schaltungen sind Schaltungen, die in integrierten Schaltungen häufig verwendet werden, um temperaturkonstante Spannungen zu erzeugen. Diese Bandgap-Schaltungen lassen sich auch dazu verwenden, einen definiert temperaturabhängigen Strom zu erzeugen. Die Umwandlungsschaltung sieht nun vor, den temperaturabhängigen Strom mit Hilfe des dritten Widerstandes in eine temperaturabhängige Spannung umzuwandeln und diese Spannung zu der über dem zweiten Widerstand eingeprägte temperaturkonstante Spannung zu addieren. Durch die geeignete Auswahl des ersten, zweiten und dritten Widerstandes sowie bei Kenntnis der Temperaturabhängigkeit des temperaturabhängigen Stroms und der temperaturkonstanten Spannung kann die Ausgangsspannung definiert eingestellt werden. Die Ausgangsspannung kann dann beispielsweise als eine Versorgungsspannung für eine geeignete Verzögerungsschaltung verwendet werden, wodurch die Temperaturabhängigkeit der Verzögerungsschaltung durch die Temperaturabhängigkeit der Versorgungsspannung kompensiert wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsspannung mit einem hochohmigen Eingang einer Verstärkerschaltung verbunden ist, um die Ausgangsspannung von einem nachfolgenden niederohmigen Verbraucher so zu entkoppeln, dass beim Abgreifen der verstärkten Ausgangsspannung im wesentlichen kein Strom von dem zweiten Anschluss des dritten Transistors abfließt. Auf diese Weise kann die Umwandlungsschaltung genauer auf die gewünschte Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung eingestellt werden, da ein Eingangswiderstand einer angeschlossenen Verstärkerschaltung oder ähnlichen nachfolgenden Schaltung nicht bekannt sein muss. Es ist somit möglich, den temperaturabhängigen Teil der Ausgangsspannung nur durch Kenntnis des temperaturabhängigen Stroms und des Widerstandswerts des dritten Widerstands einzustellen.
  • Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Bandgap-Schaltung einen ersten Transistor aufweist, dessen erster Anschluss mit einem zweiten Versorgungsspannungspotenzial und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss einer ersten Diode verbunden ist. Der zweite Anschluss der ersten Diode ist mit dem ersten Versorgungsspannungspotenzial verbunden. Die Bandgap-Schaltung weist ferner einen zweiten Transistor auf, dessen erster Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungspotenzial und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss eines vierten Widerstandes verbunden ist. Ein zweiter Anschluss des vierten Widerstandes ist mit einem ersten Anschluss einer zweiten Diode verbunden, wobei der zweite Anschluss der zweien Diode mit dem ersten Versorgungsspannungspotenzial verbunden ist. An den Steuereingängen des ersten Transistors und des zweiten Transistors liegt eine Steuerspannung an, die von der Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Anschluss des ersten Transistors und dem zweiten Anschluss des zweiten Transistors abhängt, so dass die an der Steuerspannung angeschlossenen Transistoren in einem Arbeitspunkt betrieben werden.
  • Mit Hilfe der so erzeugten Steuerspannung, die eine vorgegebene Temperaturabhängigkeit aufweist, kann sowohl eine konstante Spannung als auch ein temperaturabhängiger Strom erzeugt werden.
  • Dazu ist beispielsweise ein dritter Transistor vorgesehen, dessen erster Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungspotenzial verbunden ist und an dessen zweitem Anschluss der temperaturabhängige Strom abgreifbar ist. An dem Steuereingang des dritten Transistors ist dazu die temperaturabhängige Steuerspannung angelegt. Da der dritte Transistor ebenfalls in einem Arbeitspunkt betrieben wird, ist die Abhängigkeit des Stroms an dem zweiten Anschluss des dritten Transistors im wesentlichen durch die Steuerspannung bestimmt.
  • Um die konstante Spannung zu erzeugen, ist ein vierter Transistor vorgesehen, dessen erster Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungsspannungspotenzial und dessen zweiter Anschluss mit dem ersten Anschluss eines fünften Widerstands verbunden ist. Ein zweiter Anschluss des fünften Widerstands ist mit einem ersten Anschluss einer dritten Diode verbunden, wobei ein zweiter Anschluss der dritten Diode mit dem ersten Versorgungsspannungspotenzial verbunden ist. Ein Steuereingang des vierten Transistors ist mit der temperaturabhängigen Steuerspannung verbunden.
  • Durch den vierten Transistor fließt gesteuert durch die Steuerspannung ein festgelegter temperaturabhängiger Strom, der über den fünften Widerstand einen temperaturabhängigen Spannungsabfall bewirkt. Durch die ebenfalls bekannte Temperaturabhängigkeit der Diode addieren sich die Spannungen über die dritte Diode und über dem fünften Widerstand. Daraus ergibt sich auch die Einstellung für die Steuerspannung und deren Temperaturabhängigkeit. Das Flächenverhältnis der ersten Diode zur zweiten Diode ist so gewählt, dass durch den vierten Transistor ein bestimmter Strom fließt, der in dem fünften Widerstand einen bestimmten Spannungsabfall erzeugt. Der Spannungsabfall über dem fünften Widerstand und der Spannungsabfall über der dritten Diode sind notwendigerweise entgegengesetzt temperaturabhängig, so dass sich die Temperaturabhängigkeiten gegenseitig aufheben, d. h. die Summe der Spannungsabfälle über dem fünften Widerstand und der dritten Diode ist im wesentlichen konstant. Auf diese Weise kann an dem ersten Anschluss des fünften Widerstandes eine temperaturkonstante Spannung abgegriffen werden.
  • Die erfindungsgemäße Bandgap-Schaltung ermöglicht es also, eine temperaturkonstante Spannung und einen definiert temperaturabhängigen Strom zur Verfügung zu stellen, der in einer entsprechenden Umwandlungsschaltung zu einer definiert temperaturabhängigen Ausgangsspannung mit vorbestimmter Temperaturabhängigkeit umgewandelt wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt eine elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit einer definierten Temperaturabhängigkeit. Die elektronische Schaltung weist eine Bandgap-Schaltung 1 und eine Umwandlungsschaltung 2 auf. Die Bandgap-Schaltung 1 ist eine üblicherweise in integrierten Schaltungen verwendete Bandgap-Schaltung, mit der eine temperaturkonstante Spannung zur Verfügung gestellt wird. Durch eine geringe Modifikation lässt sich ebenfalls in der Bandgap-Schaltung 1 ein temperaturabhängiger Strom mit einer definierten Temperaturabhängigkeit erzeugen.
  • Temperaturkonstante Spannung und temperaturabhängiger Strom werden in der Umwandlungsschaltung 2 dazu benutzt, eine Spannung mit definierter Temperaturabhängigkeit zu erzeugen.
  • Die Bandgap-Schaltung 1 weist einen ersten Transistor T1 auf, dessen erster Anschluss mit einem hohen Versorgungsspannungspotenzial VDD verbunden ist und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss einer ersten Diode D1 verbunden ist. An einem zweiten Anschluss der ersten Diode D1 liegt ein niedriges Versorgungsspannungspotenzial GND, das vorzugsweise ein Massepotenzial ist, an.
  • Die Bandgap-Schaltung 1 weist weiterhin einen zweiten Transistor T2 auf, dessen erster Anschluss mit dem hohen Versorgungsspannungspotenzial VDD verbunden ist. Ein zweiter Anschluss des zweiten Transistors T2 ist mit einem ersten Anschluss eines ersten Widerstandes R1 verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Widerstandes R1 ist mit einem ersten Anschluss einer zweite Diode D2 verbunden. Ein zweiter Anschluss der zweiten Diode D2 ist mit dem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial GND verbunden.
  • Zwischen dem zweiten Anschluss des ersten Transistors T1 und dem zweiten Anschluss des zweiten Transistors T2 wird eine Spannungsdifferenz abgegriffen und einer Verstärkerschaltung 3 zugeführt. Der Ausgang der Verstärkerschaltung 3 stellt eine Steuerspannung VST zur Verfügung, die mit Steuereingängen des ersten Transistors T1 und des zweiten Transistors T2 verbunden ist, so dass die Transistoren T1, T2 auf einen Arbeitspunkt geregelt werden, d. h. die Steuerspannung VST wird so geregelt, dass die Spannungen an dem zweiten Anschluss des ersten Transistors T1 und dem zweiten Anschluss des zweiten Transistors T2 gleich sind. Die Steuerspannung VST am Ausgang der Verstärkerschaltung 3 weist eine Temperaturabhängigkeit mit einem positiven Temperaturgradienten auf.
  • Die Bandgap-Schaltung 1 weist einen dritten Transistor T3 auf, dessen erster Eingang mit dem hohen Versorgungsspannungspotenzial VDD verbunden ist. Ein zweiter Eingang des dritten Transistors T3 ist mit einem ersten Eingang eines zweiten Widerstandes R2 verbunden. Ein zweiter Anschluss des zweiten Widerstandes ist mit einem ersten Anschluss einer dritten Diode D3 verbunden. Ein zweiter Anschluss der dritten Diode D3 ist mit dem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial GND verbunden.
  • In der Bandgap-Schaltung 1 kann an dem ersten Anschluss des zweiten Widerstandes R2 eine temperaturkonstante Ausgangsspannung Vkonst abgegriffen werden. Die Ausgangsspannung Vkonst ist über die Temperatur konstant, da sich die temperaturabhängigen Einzelspannungen über dem zweiten Widerstand R2 und der dritten Diode D3 zu einer konstanten Spannung addieren. Die dritte Diode D3 weist eine negative Temperaturabhängigkeit auf, wie z. B. -2 mV/K. Der durch den dritten Transistor T3 fließende Strom I3 fließt durch den zweiten Widerstand R2 und ruft dort einen Spannungsabfall mit positiver Temperaturabhängigkeit hervor, in diesem Fall bevorzugt +2 mV/K.
  • Die Temperaturabhängigkeit des Stromes I3 entsteht durch die temperaturabhängige Steuerspannung VST, die von der Verstärkerschaltung 3 ausgegeben wird. Die Steuerspannung VST liegt an dem Steuereingang des dritten Transistors T3 an, wodurch der Stromfluss durch den dritten Transistor T3 gesteuert wird. Die Temperaturabhängigkeit der Steuerspannung VST ist abhängig von der Temperaturspannung VT, dem natürlichen Logarithmus des Flächenverhältnisses zwischen der aktiven Diodenfläche AD2 der zweiten Diode D2 und der Diodenfläche AD1 der ersten Diode D1, sowie dem ersten Widerstand R1. Bei einem Flächenverhältnis größer als 1 folgt daraus eine positive Temperaturabhängigkeit der Steuerspannung und somit eine positive Temperaturabhängigkeit des Stromes I3. Über den Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung 3, dem Widerstandswert R3, dem Flächenverhältnis zwischen der zweiten Diode D2 und der ersten Diode D1 lässt sich der Gradient der Temperaturabhängigkeit bestimmen.
  • Vorzugsweise ist der Widerstandswert des zweiten Widerstandes R2 durch den ersten Widerstand R1 und die gewünschte Temperaturabhängigkeit bestimmt.
  • Die Bandgap-Schaltung 1 weist weiterhin einen vierten Transistor T4 auf, dessen erster Anschluss mit dem hohen Versorgungsspannungspotenzial VDD verbunden ist. An dem zweiten Anschluss des vierten Transistors T4 kann ein Strom IT abgegriffen werden, der, gesteuert durch die temperaturabhängige Steuerspannung VST am Ausgang der Verstärkerschaltung 3, eine über das Flächenverhältnis AD2 und AD1 der zweiten Diode D2 und der ersten Diode D1 und der Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung 3 eingestellt werden kann.
  • Die Transistoren T1 bis T4 sind vorzugsweise als Feldeffekttransistoren ausgebildet, insbesondere als p-Kanal-Feldeffekttransistoren. Als Dioden werden vorzugsweise Bipolartransistoren verwendet, dessen Basiskontakt mit dem Kollektoranschluss verbunden ist und so auf gleichem Potenzial, nämlich dem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial GND, wie der Kollektoranschluss liegt. Somit wird der erste Anschluss der ersten, zweiten und dritten Diode jeweils durch einen Emitter-Anschluss eines Bipolartransistors gebildet, während Basis und Kollektoranschluss des jeweiligen Bipolartransistors zueinander kurzgeschlossen jeweils den zweiten Anschluss der jeweiligen Diode bildet.
  • Bei Verwendung von gleichen Transistoren T1 bis T4 ergibt sich für die Temperaturabhängigkeit des Stromes IT:


  • Die konstante Spannung Vkonst bestimmt sich demgemäß wie folgt:

    Vkonst = R2.IT + VD3,

    wobei VD3 der Schwellspannung über dem p-Übergang der dritten Diode D3 entspricht.
  • In der Umwandlungsschaltung 2 wird aus der konstanten Ausgangsspannung Vkonst und dem temperaturabhängigen Strom IT eine temperaturabhängige Ausgangsspannung VA erzeugt. Dazu ist zunächst ein Spannungsfolger 4 vorgesehen, der vorzugsweise als Differenzverstärker ausgebildet ist. Die temperaturkonstante Spannung Vkonst ist an den positiv verstärkenden Eingang des Differenzverstärkers 4 angelegt. Da der Ausgang des Differenzverstärkers 4 direkt auf den negativ verstärkenden Eingang des Differenzverstärkers 4 rückgekoppelt ist, arbeitet der Differenzverstärker als Spannungsfolger, d. h. am Ausgang des Differenzverstärkers 4 liegt entkoppelt von der konstanten Spannung Vkonst eine gleiche Spannung Vkonst' an. Der Differenzverstärker 4 wird eingesetzt, damit die konstante Spannung Vkonst aus der Bandgap-Spannung 1 an einen hochohmigen Eingang angelegt ist, so dass möglichst kein Strom vor dem ersten Anschluss des zweiten Widerstandes R2 in der Bandgap-Schaltung 1 abfließt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Einstellen der konstanten Spannung Vkonst durch einen parasitären Stromfluss aus der Bandgap-Schaltung 1 heraus gestört und dadurch erschwert wird.
  • Die entkoppelte konstante Spannung Vkonst' liegt an einem ersten Anschluss eines dritten Widerstandes R3 an. Ein zweiter Anschluss des dritten Widerstandes R3 ist mit einem ersten Anschluss eines vierten Widerstandes R4 verbunden. Ein zweiter Anschluss des vierten Widerstandes R4 ist mit dem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial GND verbunden. Der erste Anschluss des vierten Widerstandes R4 ist mit einem ersten Anschluss eines fünften Widerstandes R5 verbunden. Ein zweiter Anschluss des fünften Widerstandes R5 ist mit dem zweiten Anschluss des vierten Transistors T4 der Bandgap- Schaltung 1 verbunden, so dass der temperaturabhängige Strom IT in den fünften Widerstand R5 und den vierten Widerstand R4 eingeprägt wird. In dem vierten Widerstand R4 fließt dann ein Strom, der sich aus dem Stromfluss durch den dritten Widerstand R3 und den fünften Widerstand R5 ergibt.
  • Die Ausgangsspannung VA der Umwandlungsschaltung 2 liegt an dem zweiten Anschluss des fünften Widerstandes an. Sie ergibt sich gemäß folgender Formel:


  • Man erkennt, dass man bei Kenntnis der Temperaturabhängigkeit des Stromes IT und des Spannungswertes der konstanten Spannung Vkonst die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung VA durch die Widerstände R3, R4 und R5 einstellen kann.
  • Um keinen Teil des Stromes IT aus dem durch den fünften Widerstand R5 gebildeten Stromzweig abzuzweigen, wird die Ausgangsspannung VA über einen Differenzverstärker 5 abgegriffen. Die Ausgangsspannung VA liegt an dem positiv verstärkten Eingang des Differenzverstärkers 5 an. Der Differenzverstärker 5 ist über einen sechsten Widerstand R6 auf den negativ verstärkenden Eingang des Differenzverstärkers 5 rückgekoppelt. Der negativ verstärkende Eingang des Differenzverstärkers 5 ist ebenfalls über einen siebten Widerstand R7 mit dem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial GND verbunden. Über den sechsten Widerstand R6 und den siebten Widerstand R7 kann der Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers 5 eingestellt werden, so dass die Ausgangsspannung VA zu einer abgreifbaren Ausgangsspannung VA' verstärkt wird. Dabei wird gemäß dem Verstärkungsfaktor die Temperaturabhängigkeit ebenfalls verstärkt.
  • Die abgreifbare Ausgangsspannung VA' wird dann für die Versorgung von Verzögerungsschaltungen oder ähnlichen temperaturabhängigen Schaltungen, deren Temperaturabhängigkeit kompensiert werden soll, zur Verfügung gestellt.
  • Üblicherweise weisen verwendete Schichtwiderstände ein eigenes Temperaturverhalten auf. Soweit für den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Widerstand R1, R2, R3, R4, R5 der jeweils gleiche Widerstandstyp verwendet wird, hängt die erzeugte Ausgangsspannung nur von der konstanten Spannung Vkonst und dem temperaturabhängigen Strom IT ab, nicht jedoch vom Schichtwiderstand des verwendeten Widerstandstyps.
  • Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen wesentlich sein. Bezugszeichenliste T1 erster Transistor
    T2 zweiter Transistor
    T3 dritter Transistor
    T4 vierter Transistor
    R1 erster Widerstand
    R2 zweiter Widerstand
    R3 dritter Widerstand
    R4 vierter Widerstand
    R5 fünfter Widerstand
    R6 sechster Widerstand
    R7 siebter Widerstand
    1 Bandgap-Schaltung
    2 Umwandlungsschaltung
    3 Verstärkerschaltung
    4 Differenzverstärker
    5 Differenzverstärker
    VDD hohes Versorgungsspannungspotenzial
    GND niedriges Versorgungsspannungspotenzial
    D1 erste Diode
    D2 zweite Diode
    D3 dritte Diode
    Vkonst konstante Spannung
    IT temperaturabhängiger Strom
    VA Ausgangsspannung
    VA' entkoppelte Ausgangsspannung
    Vkonst' entkoppelte konstante Spannung
    •

Claims (12)

1. Elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung (VA) mit einer definierten Temperaturabhängigkeit mit einer Bandgap-Schaltung (1) zum Erzeugen einer definierten temperaturkonstanten Spannung (Vkonst) und einem temperaturabhängigen Strom (IT), und mit einer Umwandlungsschaltung (2), die so gestaltet ist, um die Ausgangsspannung (VA) aus dem temperaturabhängigen Strom (IT) und der temperaturkonstanten Spannung (Vkonst) zu erzeugen.
2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Umwandlungsschaltung (2) einen ersten Widerstand (R3) aufweist, an dessen erstem Anschluss die temperaturkonstante Spannung (Vkonst) angelegt ist und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss eines zweiten Widerstandes (R4) verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des zweiten Widerstandes (R4) mit einem Versorgungsspannungspotenzial (GND) verbunden ist, und
wobei ein erster Anschluss eines dritten Widerstandes (R5) mit dem zweiten Anschluss des ersten Widerstandes (R3) verbunden ist,
wobei an einem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes (R5) der temperaturabhängige Strom (IT) eingeprägt ist,
wobei die Ausgangsspannung (VA) an dem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes (R5) abgreifbar ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausgangsspannung (VA) mit einem hochohmigen Eingang einer Verstärkerschaltung (5) verbunden ist, um die Ausgangsspannung (VA) zu verstärken, so dass beim Abgreifen der verstärkten Ausgangsspannung (VA') im wesentlichen kein Strom von dem zweiten Anschluss des dritten Widerstandes (R5) abfließt.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bandgap-Schaltung (1) einen ersten Transistor (T1) aufweist, dessen erster Anschluss mit einem zweiten Versorgungsspannungspotenzial (VDD) und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss einer ersten Diode (D1) verbunden ist,
wobei der zweite Anschluss der ersten Diode (D1) mit dem ersten Versorgungsspannungspotenzial (GND) verbunden ist,
wobei die Bandgap-Schaltung (1) einen zweiten Transistor (T2) aufweist, dessen erster Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungspotenzial (VDD) und dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Anschluss eines vierten Widerstandes (R1) verbunden ist,
wobei ein zweiter Anschluss des vierten Widerstandes (R1) mit einem ersten Anschluss einer zweiten Diode (D2) verbunden ist,
wobei der zweite Anschluss der zweiten Diode (D2) mit dem ersten Versorgungsspannungspotenzial (GND) verbunden ist,
wobei zwischen einem Steuereingang des ersten Transistors (T1) und einem Steuereingang des zweiten Transistors (T2) eine Steuerspannung anliegt, die von der Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Anschluss des ersten Transistors (T1) und dem zweiten Anschluss des zweiten Transistors (T2) abhängt, so dass die an der Steuerspannung angeschlossenen Transistoren (T1, T2) in einem Arbeitspunkt betrieben werden.
5. Schaltung nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Diode (D1, D2) eine gleiche Temperaturabhängigkeit aufweisen.
6. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Bandgap- Schaltung (1) einen dritten Transistor (T4) aufweist, dessen erster Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungspotenzial (VDD) verbunden ist und an dessen zweitem Anschluss der temperaturabhängige Strom (IT) abgreifbar ist, wobei an einem Steuereingang des dritten Transistors (T4) die Steuerspannung angelegt ist.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Bandgap-Schaltung (1) einen vierten Transistor (T3) aufweist, dessen erster Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungspotenzial (VDD) und dessen zweiter Anschluss mit dem ersten Anschluss eines fünften Widerstandes (R2) verbunden ist,
wobei ein zweiter Anschluss des fünften Widerstandes (R2) mit einem ersten Anschluss einer dritten Diode (D3) verbunden ist,
wobei ein zweiter Anschluss der dritten Diode (D3) mit dem ersten Versorgungsspannungspotenzial (GND) verbunden ist,
wobei ein Steuereingang des vierten Transistors (R2) mit der Steuerspannung verbunden ist,
wobei die temperaturkonstante Spannung (Vkonst) an dem zweiten Anschluss des vierten Transistors (T3) abgreifbar ist.
8. Schaltung nach Anspruch 7, wobei die Temperaturabhängigkeit der dritten Diode (D3) etwa -2 mV/K beträgt.
9. Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der vierte und/oder der fünfte Widerstand (R1/R2) eine Temperaturabhängigkeit aufweist.
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der erste, zweite, dritte und/oder vierte Transistor (T1, T2, T3, T4) ein Feldeffekttransistor ist.
11. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei mindestens eine der ersten, zweiten und dritten Diode (D1, D2, D3) als Bipolar-Transistor ausgebildet ist, dessen Basis- Anschluss jeweils auf gleichem Potenzial zu ihren zweiten Anschlüssen liegen.
12. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die aktiven Flächen der ersten Diode (D1) und der zweiten Diode (D2) ein vorbestimmtes Flächenverhältnis aufweisen.
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