DE1906213C3

DE1906213C3 - Stromregelschaltung

Info

Publication number: DE1906213C3
Application number: DE1906213A
Authority: DE
Inventors: George Robert Beaverton Oreg. Wilson
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1968-02-08
Filing date: 1969-02-07
Publication date: 1985-10-24
Also published as: NL6901884A; NL164401B; NL164401C; DE1906213B2; DE1906213A1; FR2001583A1; US3588672A; GB1224833A; JPS499819B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromregelschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stromregelschaltungen dieser Art sind dem Prinzip nach aus der Zeitschrift »Electronics«, 1962, Seiten 50 bis 52, der Zeitschrift »Electronic Disign« 3, 1968, Seite 134, sowie dem US-Patent 29 78 630 bekannt. Bei diesen Stromregelschaltungen fließt der zu stabilisierende Strom im Kollektor-Emitter-Ausgangskreis eines ersten Transistors, dessen Basis mit dem Kollektor eines zweiten Transistors verbunden ist. Emitterseitig ist in den Kollektor-Emitter-Ausgangskreis des ersten Transistors ein ohmscher Widerstand in Serie geschaltet. Dieser Serienwiderstand liegt zugleich im Basis-Emitter-Eingangskreis des zweiten Transistors. Der im Ausgangskreis des zweiten Transistors fließende Strom wird über einen an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossenen Widerstands aus einer Betriebs-Spannungsquelle zugeführt.

Bei den bekannten Stromregelschaltungen wird der Eingangskreis des zweiten Transistors in erster Linie durch den Spannungsabfall an den in den Ausgangskreis des ersten Transistors geschalteten Serienwiderstand gesteuert. Änderungen des zu stabilisierenden Stroms führen zu einer Änderung der Eingangsspannung des zweiten Transistors, der seinerseits den ersten Transistor so steuert, daß der Strom durch den Serienwiderstand und damit der Spannungsabfall an dem Serienwi- (,<, derstand konstant bleibt.

Bei Stromregelschaltungen dieser Art ist der Temperaturgang im Ausgangskreis des ersten Transistors verschieden vom Temperaturgang im Eingangskreis des zweiten Transistors. Dies führt zu Stromstärkeschwankungen abhängig von Temperaturschwankungen. Aus der erwähnten Literaturstelle »Electronics« ist es nun bekannt, zusätzlich zu dem Serienwiderstand eine Diode in den Ausgangskreis des ersten Transistors zu schalten, derart, daß sie parallel und mit gleicher Polung der Halbleiterübergänge an die Basis-Emitter-tatrecke des zweiten Transistors angekoppelt ist. Zusätzlich zu der Diode und den im Ausgangskreis des ersten Transistors liegenden Serienwiderstand enthält der Eingangskreis des zweiten Transistors einen zwischen den Emitter des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors geschalteten Widerstand. Eine genaue Anpassung des Temperaturgangs im Ausgangskreis des den stabilisierten Strom führenden ersten Transistors an den Temperaturgang des Eingangkreises des zweiten Transistors bzw. Stelltransistors ist nicht möglich.

Bei den vorstehend erläuterten, bekannten Stromregclschaltungen hat der zwischen die Bciriebsspannungsquelle und den Kollektor des zweiten Transistors geschaltete Widerstand einen festen Wert. Variable Stellglieder zum Einstellen der Stärke des stabilisierenden Stroms sind entweder nicht vorhanden oder es wird der Widerstandswert des von dem zu stabilisierenden Strom durchflossen Serienwiderstand im Ausgangskreis des ersten Transistors variiert Bei den bekannten Stromregelschaltungen sind keine Maßnahmen getroffen, um einerseits die Stärke des zu stabilisierenden Stroms abhängig von der Stärke eines aus einer Steuerstromquelle zuführbaren Steuerstroms variieren zu können und darüber hinaus einen linearen Zusammenhang zwischen der Stärke des zu stabilisierenden Stroms und der Stärke des Steuerstroms zu erreichen.

Aus der Zeitschrift »Proceedings Letters«, 1966, Seite 1201, der Zeitschrift »IEEE Transactions on Circuit Theory« Band 12, Nr. 4 Dezember 1965, Seiten 586 bis 590 sowie dem US-Patent 32 20 43€ sind Stromregclschaltungen bekannt, bei welchen an die Basisemitterstrecke eines in seinem Kollektor-Emitter-Ausgangskreis den zu stabilisierenden Strom führenden ersten Transistors ein als Diode geschalteter zweiter Transistor angeschlossen ist. Während im Fall der aus »IEEE Transactions on Circuit Theory« bekannten Stromregelschaltung der Kollektor des zweiten Transistors über einen festen Widerstand an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist, wird dem Kollektor des zweiten Transistors der aus dem US-Patent 33 20 439 bekannten Stromregelschaltungen aus einer Stromquelle ein Steuerstrom zugeführt, dessen Stärke die Stärke des zu stabilisierenden Stroms festlegt. Der zu stabilisierende Strom häng; jedoch nicht linear von der Steuerstromstärke ab. Darüber hinaus ist die Ausgangsimpedanz derartiger Stromregelschaltungen vergleichsweise niedrig.

Weitere Stromregelschaltungen sind aus dem Buch von Hunter, »Handbook of Semiconductor Electronics, 1962, Seite 17/23, aus »Siemens-Zeitschrift«, 4,1966, Seiten 324, 325, sowie aus dem Buch Hurley »Transistor Electronics«, 1958, Seiten 223 bis 229 bekannt. Bei diesen Stromregelschaltungen wird ein in seinem Ausgangskreis den zu stabilisierenden Strom führender erster Transistor von einem Stelltransistor gesteuert, an dessen Kollektor die Basis des ersten Transistors angeschlossen ist. Der Basis-Emitter-Eingangskrcis des /weiten Transistors enthält einen ohmsehen Widerstand, an dem eine von dem zu stabilisierenden Strom abhängige Spannung abfällt. Der Spannungsabfall an dem ohm-

sehen Widerstand steuert den zweiten Transistor bezogen auf ein von einer Referenzdiode erzeugtes Potential. Auch bei diesen Stromregelschaltungen läßt sich der Temperaturgang des den zu stabilisierende Strom führende Ausgangskreis des ersten Transistors nicht genau dem Temperaturgang des Eingangskreises des zweiten Transistors angleichen. Eine Steuerung der Stärke des zu stabilisierenden Stroms linear abhängig von der Stärke eines Steuerstroms ist nicht vorgesehen.

Schließlich ist es aus dem Buch Shea, »Transistortechnik«, 1966, Seiten 71 bis 75 und 137 bis 142 bekannt zur Temperaturkompensation des Arbeitspunktes von Transistoren in Transistorverstärkern Dioden einzusetzen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Stromregelschaltung der eingangs erläuterten, bekannten Art so zu verbessern, daß die Stärke des stabilisierenden Stroms linear abhängig von der Stärke eines aus einer Steuerstromquelle zugeführten Steuerstroms steuerbar ist und zwar so, daß der Temperaturgang im Ausgangskreis des den stabilisierten Strom führenden Transistors an den Ternperaturgang des Eingangskreises des zweiter: als Stelltransistor arbeitenden Transistors genau angepaßt ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ahgegebenen Merkmale gelöst.

Die direkt an den Emitter des ersten Transistors und an die Basis des zweiten Transistors angeschlossene Diode sorgt aufgrund ihrer der Basis-Emitter-Strecke des zweiten Transistors entsprechenden Strom-Spannungs-Kennlinie und des daraus sich ergebenden Durchlaßwiderstands dafür, daß der stabilisierte Strom weitgehend linear und temperaturunabhängig von dem Steuerstrom abhängt

Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer bekannten Stromregelschaltung; .

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild einer Stromregelschaltung gemäß der Erfindung;

Fig.3 zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der in F i g. 2 dargestellten Schaltung:

F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht durch eine integrierte Slromrcgelschaltung gemäß der Erfindung;

Fig.5 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Stromregelschaltung gemäß der Erfindung;

F i g. 6 zeigt ein Schaltbild einer Vergleichs-Stromregclschaliung unter Verdeutlichung der auftretenden Stromverteilung;

F i g. 7 zeigt ein Schaltbild einer Stromregelschaltung gemäß der Erfindung, unter Verdeutlichung der auftretenden Stromverteilung.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Stromregelschaltung oder Konstantstromquelle, die lediglich einen Transistor 10 enthält. Der Transistor 10 besitzt einen Kollektor 12, eine Basis 14 und einen Emitter 16. Dabe! bewirkt der den Hauptstrom führende Schaltungszweig bzw. die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 10 die <>° Regulierung des Ausgangsstroms /0, der der Klemme 18 zugeführt und von der Klemme 20 abgenommen wird. An der Basis 14 des Transistors 10 liegt eine Bezugsspannung V, die eine entsprechende, an die Klemme 22 angeschlossene Bezugsspannungsquelle & abgibt. Erhöht sich z. B. der Ausgangsstrom /0, so steigt die Spannung am Emitterwiderstand des Transistors 10 in bezug auf die Spannung Vderart an, daß der Strom /0 wieder zu einem konstanten Wert hin zurückkehrt. Obwohl diese Schaltung an der Anschlußklemme J8 eine verhältnismäßig hohe Impedanz besitzt, ist die Impedanz gleich dem Ausgangswiderstand des Transistors 10.

Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung mit einer höheren Ausgangsimpedanz. Bei dieser Schaltung ist ein erster Transistor 30 mit seinem Hauptstromzweig zwischen einer Ausgangsklemme 32 und einer gemeinsamen Rückführklemme 34 angeschlossen. Der Hauptstromweg des Transistors 30 verläuft zv-ischen den Hauptstromklemmen bzw. -anschlössen; an die Ausgangs-Anschlußklemmen 32 ist dabei der Kollektor 36 des Transistors 30 angeschlossen, und der Emitter 38 dieses Transistors ist über eine Halbleiterstrecke bzw. Diode 40 an die gemeinsame Rückführklemme 34 angeschlossen. Die Anode 42 der Diode 40 ist dabei mit dem Emitter 38 des Transistors 30 verbunden; die Kathode 44 der Diode 40 ist mit der gemeinsamen Rückführklemme 34 verbunden.

Zwischen einer zweiten Klemme ouer Steuerstrom-Klemme 48 und der gemeinsamen Rückführklemme 34 ist ein zweiter Transistor 46 mit seiner Hauptstromstrecke geschaltet Die stromführende Strecke ist durch die Hauptstromstrecke des Transistors gebildet; dabei ist der Kollektor 50 des Transistors 46 an die Anschlußklemme 48 angeschlossen, und der Emitter 52 des Transistors 46 ist an die Aaschlußklcmme 34 angeschlossen. Die Basis 54 des Transistors 46 ist an den Verbindungspunkt des Emitters. 38 des Transistors 30 und der Anode 42 der Diode 40 angeschlossen. Der Kollektor 50 des Transistors 46 ist ferner mit der Basis des Transistors 30 verbunden. Es sei bemerkt, daß der Strom /0 zweckmä3igerweise von einem herkömmlichen Netzgerät über einen Widerstand 60 zugeführt wird. Das Netzgerät ist dabei an der bezeichneten Anschlußklemme 58 angeschlossen. Der in gestrichelten Linien dargestellte Widerstand 60 stellt den Lastwiderstand dar, durch den der Strom k fließt In entsprechender Weise wird der Anschlußklemme 48 ein Regel- oder Steuerstrom /« zugeführt, z. B. über einen in gestrichelten Linien dargestellten großen Widerstand 64 von einem an einer Anschlußklemme 62 angeschlossenen Netzgerät her.

Während des Betriebes bewirkt die in F i g. 2 dargestellte Schaltung eine Rückkopplung, derzufolge der Strom /₀ zu einem großen Teil konstant gehalten wird. Steigt der Strom /0 an, so steigt der die Diode 40 durchfließende Strom, bei dem es sich zum größten Teil um den Strom /0 handelt, ebenfalls an. Dadurch steigt auch der Spannungsabfall an der Diode 40. Dies hat zur Folge, daß die Spannung zn der Basis des Transistors 46 anr-teif,;. Die Folge hiervon ist, daß die Spannung am Kollektor 50 des Transistors 46 sinkt. Daraufhin beginnt die Spannung an der Basis 56 des Transistors 30 kleiner zu werden. Eine Spannungsabnahme an der Basis 56 des Transistors 30 erfolgt dabei in einer solchen Richtung, daß der Strom /n abnimmt Dadurch wird die Wiedereinstellung des gewünschten Stromwertes k bewirkt, In entsprechender Weise bewirkt die Schaltung bei abnehmendem Strom /0 eine Erhöhung der Spannung an der Basis 56 des Transistors 30. und zwar derart, daß der Wert des Stroms /0 wieder auf den gewünschten Wert anfehoben wird.

Das durch die Diode 40 gebildete Halbleiterelement ist der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 46 parallel geschaltet; die Polung der Halbleiterübergänge der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 46 und der Diode

sind dabei gleich. Die Diode 40 bewirkt hier eine Kompensation einer sonst nicht linearen Wirkung des Transistors 46. Dabei ist es erwünscht, daß der Strom /o so konstant wie nur möglich gehalten wird. Durch Temperaturänderungen hervorgerufene Änderungen des Basis-Emitter-Widerstandes des Transistors 46 führen zu einem Ausgangsstrom Aj. der sich mit der Temperatur ändert. Das durch die Diode 40 gebildete Halbleiterelement arbeitet jedoch in geeigneter Weise bei derselben Temperatur wie der Transistor 46. Dadurch ändert sich der Übergangswiderstand der Diode 40 in derselben Weise wie der Basis-Emitter-Widerstand des Transistors 46. Die betreffenden Elemente können in nachstehend noch näher erläuterter Weise bei ein und derselben Temperatur gehalten werden. Die Schaltung kompensiert damit Fehler, die sonst aufgrund von Temperaturänderungen auftreten knnntpn Wip fprnrr pin7M*phpn

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durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 46 gebildete Halbleiterübergang und der durch die Diode 40 gebildete Halbleiterübergang jeweils eine Kennlinie mit exponentiell Abhängigkeit zwischen Spannung und Strom. Da die Diode 40 der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 46 parallel geschaltet ist, führt ein die Diode 40 durchfließender Strom zur Abgabe eines linear abhängigen Ausgsngsstroms von dem Transistor 46. Der zum Kollektor 50 des Transistors 46 hinfließende Strom hängt damit weitgehend linear von dem die Diode 40 durchfließenden Strom ab.

Eine bevorzugte Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten. Schaltung zeigt F i g. 3. In F i g. 3 sind den bei der Schaltung gemäß F i g. 2 vorgesehenen Schallungselementen entsprechende Schaltungselemente mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß F i g. 3 ist der gemäß F ι g. 2 durch eine Diode gebildete Halbleiterübergang durch einen Transistor 40' gebildet, der in seinen Eigenschaften weitgehend mit dem Transistor 46 übereinstimmt. Der Transistor 40' ist mit seinem Emitter 66 an die gemeinsame Rückführklemme 34 angeschlossen. Der Kollektor 68 des Transistors 40' und dessen Basis 70 sind miteinander verbunden. Damit erfolgt vom Kollektor 68 des Transistors 40' zu dessen Basis 70 hin eine Rückkopplung, durch die die exponentiell Kennlinie des Transistors 40' verbessert wird. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Basis und des Kollektors des Transistors 40' ist an den Emitter 38 des Transistors 30 und an die Basis 54 des Transistors 46 angeschlossen.

Wenn die beiden Transistoren 46 und 40' gleich sind und dieselbe Temperatur besitzen, dann führt ein den Transistor 40' durchfließender Strom zum Abfall einer Spannung an diesem Transistor, die gerade diejenige Spannung darstellt, die an die Basis 54 des Transistors 46 anzulegen ist, um einen gleichen Stromfluß zum Emitter 52 des Transistors 46 zu bewirken. Die beiden Ströme, d. h„ die aus Emittern 56 und 52 herausfließenden Ströme, sind dann unabhängig von der jeweiligen Temperatur und unabhängig von Nichtiinearuäten der Transistoren jeweils nahezu gleich groß. Die Schaltung gemäß F i g. 3 arbeitet in nahezu derselben Weise wie die in F i g. 2 dargestellte Schaltung. Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig.3 kann jedoch auch in anderer Weise erläutert werden. Hierzu sei angenommen, daß die die Hauptstromstrecken der Transistoren 46 und 40' durchfließenden Ströme stets gleich groß sind. Versucht der Ausgangsstrom /o anzusteigen, so steigt der zum Kollektor 50 des Transistors 46 hinfließende Strom um einen nahezu gleichen Betrag.

Der Strom Ir ist nahezu konstant. Da der den Transistor 46 durchfließende Strom von dem Strom /« abgeleitet ist, wird in dem betrachteten Fall der Basis 56 des Transistors 30 weniger Strom zugeführt. Dies führt dazu, daß der Strom k abnimmt. Sowohl bei der Schaltung gemäß Fig. 2 als auch bei der Schaltung gemäß F i g. 3 hängt der Strom /o von dem Strom Ir ab. Werden darüber hinaus für die Transistoren 46 und 40' gleiche Transistoren verwendet, die dieselbe Temperatür besitzen, so sind darüber hinaus auch die Ströme I_n und//!gleich groß.

F i g. 4 veranschaulicht eine vorteilhafte Ausführungsform der in Fig. 3 dargestellten Schaltung unter Anwendung integrierter Schaltungstechniken. In F i g. 4 sind den bei der Schaltung gemäß F i g. 3 vorgesehenen Elementen entsprechende Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß Fig.4 enthält 7. B. Ηργ KnUpIcinr 36 des Transistors 30 eine n-leiicndc epitaxiale Schicht auf einer p-leitcndcn Trägerschichl 72, auch Substrat genannt. Der Emitter 38 wird durch eine η-leitende Diffusionszone gebildet, und die Basis 56 ist eine zwischen der Emilter-Diffusionszonc und der epitaxialen Schicht vorgesehene p-leitendc Diffusionszone. Die Transistoren 30. 40' und 46 sind durch p-leitende Isolations-Diffusionszonen 74 voneinander getrennt. Die gesamte Schaltung enthält damit nahc/u nur Hal'-'eiterelemente, die in wirtschaftlicher Weise in kleinem Raum untergebracht sind. Die Transistoren besitzen alle dieselbe Temperatur und stimmen auch ansonsten weitgehend miteinander überein.

Wenn im Unterschied dazu der Wunsch besteht, daß der Ausgangsstrom /oein Vielfaches des Steuerstroms Ir ist. dann werden die Flächen der Emitter 38,66 und 52 so gewählt, daß z. B. die Emitter 38 und 66 gleich groß sind. während der Emitter 52 eine kleinere Fläche besitzt. In diesem Fall ist der Bezugs-Steuerstrom /»entsprechend dem Verhältnis der Fläche des Emitters 52 zur Fläche des Emitters 38 oder des Emitters 66 kleiner.

Der Ausgangswiderstand der erfindungsgemäßen Schaltung kann entsprechend der in Verbindung mit Fig. 5 erläuterten Weise berechnet werden. Fig. 5 zeigt ein Ersatzschaltbild der Schaltung gemäß Fig. 2. Dabei sind den in Fig. 2 vorgesehenen Elementen hier entsprechende Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Anstelle des Transistors 30 ist eine annäherungsweise stimmende Transistorersatzschaltung gezeigt, die einen Eingangswiderstand ßr_c und einen Ausgangswiderstand Rq enthält. Dem Ausgangswiderstand Ro liegt eine Stromquelle parallel, die einen so Strom Vi/r_cabgibt. Bei dem Transistor 46 und der Diode 40 ist angenommen, daß es sich dabei um gleiche Elemente handelt, d. h., daß die Diode 40 durch den bei der Schaltung gemäß F i g. 3 vorgesehenen Transistor 40' gebildet sein kann. Damit ist der die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 46 durchfließende Strom gleich dem die Diode 40 durchfließenden Strom. Mit R_s ist der Widerstandswert eines Quellwiderstandes 64 bezeichnet, der von einem Bezugsstrom durchflossen wird.

Die folgenden Berechnungen sind unter der Annahme angestellt, daß die Transitoren in der aus Fig.4 ersichtlichen Weise hergestellt sind und somit alle den gleichen Verstärkungsfaktor, die gleichen Emitterflächen und den gleichen Widerstand r_c besitzen. Der Ausgangswiderstand der in F i g. 5 dargestellten Schaltung kann durch die Spannung an einer I-Ampere-Prüfstromquelle 76 ausgedrückt werden, die an der Ausgangsklemme 32 angeschlossen ist Der die Diode durchfließende Strom beträgt 1(1 + 1/J?)A oder

nahc/.u 1 Ampere. Derselbe Strom fließt im Transistor 46. Widerstand am Verbindungspunkt 78 ist durch die Parallelschaltung von ß(2r_e) und/?, gegeben bzw. durch

2ßr_t + R₁ ■

sind 20r_cdie Eingangswiderstände der in Reihe liegenden Elemente 30 und 40. Die Spannung V\ ist damit

1 . 2ßr_tR,

2 2ßr_e + R₁ '

(IA)

Der den Widerstand R₀ durchfließende Strom ist damit

Unter Vernachlässigung des geringen dynamischen Widerstandes des Elements 40 ist die Ausgangsspannung somit

Damit ist der Ausgangswiderstand gleich

JO

Ist R₁ groß, so ist auch der Ausgangswiderstand der Schaltung an der Anschlußklemme 32 größer als der Ausgangswidersland R₀ des Transistors, und zwar um den Faktor/? + 1. Dies stellt eine erhebliche Erhöhung der Ausgangsimpedanz für die Stromquelle dar.

Fig. 6 veranschaulicht die Stromverteilung bei einer der in Fig. I gezeigten Schaltung weitgehend entsprechenden Schaltung. Bei der in F i g. 6 gezeigten Schaltung ist eine Diode 86 zwischen der Basis 14 eines Transistors 10 und einer gemeinsamen Rückführklemnic 20 vorgesehen. Diese Diode dient für Vergleichszwecke. Sie wird dabei dazu benutzt, an der Basis 14 des Transistors 10 eine Spannung zu erzeugen. Die Anode 88 der Diode 86 ist dabei mit der Basis 14 des Transistors 10 und außerdem mit einer einen Steuerstrom führenden Anschlußklemme 84 verbunden, der ein Bezugs- oder Steuerstrom Ir zugeführt wird. Die Kathode 90 der Diode 86 ist an der Anschlußklemme 20 angeschlossen. Die Diode 86 besitzt zweckmäßigerweise den Kennwerten des Transistors 10 entsprechende Kennwerte. Unter der Annahme, daß der Strom /o der Anschlußklemme 18 zugeführt wird, tritt die angegebene Aufteilung der Ströme auf. Sind die Diode 86 und der Transistor 10 weitgehend einander entsprechende Elemente, so müssen der den Emitter 16 des Transistors 10 durchfließende Strom und der die Diode 86 durchfließende Strom gleich groß sein. Dies heißt, daß

hiß

ß + i j

ist. Nach Auflösung der Gleichung nach k erhält man

F i g. 7 zeigt eine der in F i g. 2 dargestellten Schaltung weitgehend entsprechende Schaltung gemäß der Erfindung. In Fig. 7 ist ferner die Verzweigung der verschiedenen Ströme veranschaulicht Dabei sind auch hier die verschiedenen Halbleiterelemente nahezu gleich. Demgemäß muß der die Diode 40 durchfließende Strom gleich dem den Emitter 52 des Transistors 46 durchfließenden Strom sein. Dies bedeutet, daß folgende Beziehung erfüllt sein muß:

Ir - I₀/Ii + Uß - I₀/ß²

ß +

- ι Riß + I₀I ß².

15 zu Durch Auflösen dieser Gleichung nach /o gelangt man

Damit dürfte gezeigt sein, daß der Ausgangsstrom /₀ von dem Bezugs- oder Steuerstrom Ir abhängt. Die Anpassung des Bezugsstroms und des Ausgangsstroms mit Hilfe der in F i g. 7 dargestellten erfindungsgemäßen Schaltung ist hervorragend. Es dürfte ersichtlich sein, daß die Differenz zwischen dem Bezugsstrom und dem Ausgangsstrom bei der Schaltung gemäß F i g. 6 um einen Faktor größer ist, der ein wenig größer als der Verstärkungsfaktor ist.

Obwohl die erfindungsgemäße Schaltung insbesondere dann von Vorteil ist, wenn sie in integrierten Schaltungsgebilden enthalten ist — und zwar wegen der nahezu ausschließlichen Verwendung von Halbleiterübergängen —, kann die Schaltung gemäß der Erfindung jedoch auch unter Verwendung normaler Transistoren aufgebaut werden.

Die Stromregelschaltung oder Stromquelle gemäß der Erfindung gibt nun nicht nur einen nahezu konstanten Ausgangsstrom ab, sondern sie besitzt auch eine Ausgangsimpedanz, die gegenüber der Ausgangsimpedanz einer normalerweise benutzten Transistor-Stromquelle um einen dem Stromverstärkungsfaktor entsprechenden Faktor größer ist. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Schaltung einfach aufgebaut und leicht herzustellen, und zwar insbesondere im Hinblick auf integrierte Schaltungseinrichtungen. Schließlich braucht die erfindungsgemäße Stromregelschaltung keine äußere Normalspannung; sie weist neben der Ausgangs- und Strom-Rückführklemme lediglich eine weitere Strom-Eingangsklemme auf. An diesem zusätzlichen Eingang ist zweckmäßigerweise eine Stromquelle aiigeschlossen, die in Halbleiterschaltungen häufig verfügbar ist und mit deren Hilfe die Höhe des Ausgangssiroms der erfindungsgemäßen Schaltung steuerbar ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnunaen

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Claims

Patentansprüche:

1. Stromregelschaltung mit einem ersten Transistor (30), dessen Kollektor-Emitter-Ausgangskreis (32,36,38, 34) einen zu stabilisierenden Strom (30) führt und mit einem zweiten Transistor (46), dessen Basis-Emitter-Eingangskreis (52,54) eine in den KoI-lektor-Emitter-Ausgangskreis (32,36,38,34) des ersten Transistors (30) geschaltete, sn die Basis-Emitter-Strecke des zweiten Transistors (46) parallel und mit gleicher Polung der Halbleiterübergänge angekoppelte Diode (40; 40') enthält und an dessen KoI-Iektor-Emitter-Ausgangskreis (48,50,52,34) die Basis des ersten Transistors (30) sowie eine Steuerstromquelle angeschlossen ist, dadurch ge-i5 kennzeichnet, daß die Diode (40; 40') direkt an den Emitter (38) des ersten Transistors (30) angeschlossen und direkt zwischen die Basis (54) und den Emitter (52) des zweiten Transistors (46) geschaltet ist und dsß sie Diode (40; 40') und der zweite Transi- 2Q stör (46) auf gleicher Temperatur liegen.

2. Stromregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Diode (40') ein Transistor vorgesehen ist, der durch Verbindung seiner Basis (70) mit seinem Kollektor (68) als Diode geschaltet ist.

3. Stromregelschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (30, 40', 46) in einer gemeinsamen integrierten Halbleiterschaltung irnihalten sind.

4. Stromregelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromquelle an den Kollektor (50). des zweiten Transistors (46) angeschlossen ist.

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