DE1944028B2 - Konstantstromverstaerker in integrierter bauweise - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung lithisch integrierten Transistoren liefernden und eine

für einen Konstantstromverstärker unter Ausnutzung konstante Kollektorspannung für den einen der eng

der geometrischen Flächenstromverteilung der Emit- benachbarten Transistoren erzeugenden Transistor

terströme zwischen eng benachbarten, monolithisch zur Erzeugung einer konstanten Kollektorspannung

integrierten Transistoren. 5 für den anderen der eng benachbarten Transistoren

Die Funktion der geometrischen Flächenstromver- ein über seine Basis mit dem Steuerstromkreis und teilung integrierter Transistoren ist bereits bekannt. über den Kollektor mit der Betriebsspannung ver-So ist in einem Aufsatz in der Zeitschrift Regelungs- bundener Transistor angeordnet ist.
technik, H. 1 des Jahrgangs 1969 auf Seite 13 unter Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines zuder Figur 10 b eine Stromquelle mit geometrischer io sätzlichen Transistors wird vorteilhaft erreicht, daß Flächenstromverteilung beschrieben. Dabei ist ein als der Konstantstromtransistor T 2 immer mit einer kon- »aktive« Diode geschalteter Steuertransistor Tl der stanten Kollektqrspannung arbeitet. Die Rückwir-Basis-Emitter-Diode des Konstantstromtransistors T2 kungen von Speisespannungsänderungen der Betriebsparallel geschaltet. Der ia Tl hineinfließende Steuer- spannung U_B auf den Emitterstrom des Transistors strom J_st steuert dabei den Transistor T 2 so, daß der 15 Γ2 werden dadurch ausgeschaltet. Da nun beide eng in den Kollektor von Γ2 hineinfließende Konstant- benachbarten, monolithisch integrierten Transistoren strom Jc ₂ gleich dem Produkt aus Steuerstrom mal Tl und Γ2 mit konstanter Kollektorspannung bedem Verhältnis der Emitterflächen beider Tran- trieben werden, ist der Summenstrom J₂ bei konstansistorenist. i.\'.I. ■:'-'... . tem SteuerstromZ₁ ebenfalls konstant und die erfin-

Um nun den Einfluß des erforderlichen Basis- ao dungsgemäße Anordnung ein idealer Konstantstromstromes für die eng benachbarten, monolithisch inte- verstärker.

grierten Transistoren Tl und T2 in dem angeführten In den Fig. 2 und 3 sind zwei Ausführungsbei-Beispiel auf den Konstantstrom J₂ zu verringern, ist spiele der Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist es weiterhin bekannt und in der Fig. 1 dargestellt, aber nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, einen weiteren Transistor vorzusehen, der den Tran- 25 Die Fig. 2 zeigt, wie schon die bekannte Schalsistoren, an denen die geometrische Flächenstrom- tungsanordnung, gemäß der dargestellten Fig. 1, Verteilung ausgenutzt werden soll, den nötigen Basis- zwei eng benachbarte, monolithisch integrierte Transtrom liefert. sistoren Tl und T 2. Der Steuerstrom ist auch in die-

Zum besseren Verständnis des Ausgangspunktes sem Falle der Konstantstrom J₁, der über den Punkt der vorliegenden Erfindung soll nun zunächst an 30 Kl in den Kollektor des Transistors Tl fließt. Dieser Hand der Fig. 1 die Funktion der bekannten Schal- Steuerstrom bewirkt, daß in dem Konstantstromtungsanordnung beschrieben werden. Die Transisto- transistor T2,_dessen. BasisrEmitter-Strecke mit der renTl und Γ2 sind, wie schon beschrieben, eng be- des Referenztransistors Tl gemeinsam ist, ein KoI-nachbarte, monolithisch-integrierte Transistoren. Der -lektor- bzw. Emitterstrom fließt, dessen Größe in be-Konstantstrom J₁ steuert den Transistor Tl an. Der 35 zug auf den Steuerstrom dem Verhältnis der beiden Transistor Tl und der Konstantstromtransistor T 2 Emitterflächen entspricht. Die Wirkung des Transiwerden von der gleichen Basis-Emitter-Spannung stors Γ3 ist die gleiche, wie sie schon an Hand der U_ßEl gesteuert. Das Verhältnis der Ströme^ und J₄ Fig. 1 beschrieben wurde. Der Transistor Γ4 liegt ist abhängig vom Verhältnis der Emitterflächen der mit seiner Basis an dem Punkt Kl, an dem, bewirkt Transistoren Tl und T 2. Der Transistor T 3, an des- 40 durch den Transistor T 3, wie schon beschrieben, sen Basis der Steuerstrom J₁ anliegt und dessen KoI- eine konstante Spännung in Höhe von zwei Schwelllektor mit der Betriebsspannung U_B verbunden ist, . spannungen, also 2U_BE hegt. Am Kollektor des liefert den Transistoren ti. und Γ2 den notwendigen Transistors Γ4 liegt die Betriebsspannung U_B. Der Basisstrom. Durch den Transistor T3 wird weiterhin Emitter desTTransistors Γ4 ist mit dem Kollektor des der Punkt Kl auf eine Spannung gebracht, die kon- 45 Konstantstromtransistors T2 verbunden. Der Transistant ist und den Wert von zwei Schwellspannungen, stör T 4 bewirkt, daß der Konstantstromtransistor T 2 also = 2 U_BE aufweist. Damit beträgt die Kollektor- stets mit einer konstanten Kollektor-Basis-Spannung Emitter-Spannung des Transistors Tl U_CEl = 2 U_BE. arbeitet. Bei der in der Fig. 2 beschriebenen Anord-Dem Punkt K2 kann bei dieser Anordnung ein Kon- nung liegt, wie schon beschrieben, am Punkt Kl und stantstrom der Größenordnung J₂ = J₁ + -J₄ entnom- .50 damit an der Basis des" Transistors T 4 das Potential men werden. Praktisch bedeutet dies, daß durch diese 2 U_BE. Am Punkt K3, d. h. an der Basis des Transi-Schaltung eine Stromverstärkung des Steuerstromes J₁ stors T 2, liegt eine Schwellspannung 1U_BE. Da am vorgenommen wird. Ausgang des Emitters des Transistors T 4 und damit

Diese bekannte Schaltungsanordnung weist aber am Kollektor des KönstantsEomtransistors T 2 gegen-

noch immer einen Nachteil auf. Wegen der Rückwir- 55 über dem Potential an der Basis des Transistors T4

kung der Kollektorspannung U_{CB 2} des Transistors T 2 nach Überschreiten einer Schwellspannung nur das

auf den Emitterstrom J_Es dieses Transistors ändert Potential 1U_BE liegt, also das gleiche Potential wie

sich der Strom 7₄ in Abhängigkeit der Betriebsspan- am Punkt K 3, beträgt der Wert der Kollektor-B asis-

nung U_B. Das hat zur Folge, daß das Verhältnis zwi- Spannung U_CB2 = 0. Durch die konstante Kollektor-

schen dem Steuerstrom Z₁ und dem Summenstrom J₂ 60 Basis-Spannung am Konstantstromtransistor T2 wird

sich wegen der erwähnten Schwankungen der Be- eine Rückwirkung der Betriebsspannung auf den

triebsspannung U_B ändert. Emitterstrom des Konstantstromtransistors T 2 aus-

Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Auf- geschaltet,

gäbe, den Einfluß der Rückwirkung der Kollektor- Der konstante Steuerstrom J₁ wird also um den

spannung in Abhängigkeit der Betriebsspannung auf 65 Emitterstrom des Konstantstromtransistors T 2 ver-

den Emitterstrom auszuschalten. Diese Aufgabe wird größert, und am Punkt Kl kann ein verstärkter Kon-

dadurch gelöst, daß neben dem in bekannter Weise stantstrom J₂ entnommen werden,

den Basisstrom für die eng benachbarten, mono- Die Schaltungsanordnung, die in der Fig. 3 dar-

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gestellt ist, zeigt eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgedankens. Da wie aus F i g. 2 hervorgeht, die Basen sowie die Kollektoren der Transistoren T3 und Γ4 mit den gleichen Punkten der Schaltung verbunden sind, können die beiden Transistoren S als zweckmäßige Weiterbildung zu einem Transistor mit zwei Emittern zusammengefaßt werden. Dadurch läßt sich eine Vereinfachung des Schaltungsaufbaus erreichen, z. B. im Hinblick darauf, daß die Herstellung von einem integrierten Transistor mit zwei Emittern gegenüber der Herstellung von zwei getrennten integrierten Transistoren platzsparender ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen Konstantstromverstärker unter Ausnutzung der geometrischen Flächenstromverteilung der Emitterströme zwischen eng benachbarten, monolithisch integrierten Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem in bekannter Weise den Basisstrom für die eng benachbarten, monolithisch integrierten Transistoren (Tl, T2) liefernden und eine konstante Kollektorspannung für den einen der eng benachbarten Transistoren (Tl) erzeugenden Transistor (T 3) zur Erzeugung einer konstanten Kollektorspannung für den anderen der eng benachbarten Transistoren (T 2) ein über seine Basis mit dem Steuerstromkreis und über den Kollektor mit der Betriebsspannung verbundener Transistor (T 4) angeordnet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die konstanten Kollektorspannungen für die eng benachbarten, monolithisch integrierten Transistoren (Tl, T2) liefernden Transistoren (T 3 bzw. T 4) zu einem, mit zwei Emittern ausgerüsteten Transistor (T 5) zusammengefaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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