DE19530737A1 - Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten StromesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Liefern eines
konstanten Stromes mit
- - einer Referenzspannungsquelle zum Liefern einer konstanten Spannung
- - und einer von der Referenzspannungsquelle über eine Verstärkeranordnung gesteuerten Stromquelle, von der der konstante Strom abgebbar ist.
Aus dem Aufsatz "Stromstabilisierung in bipolar integrierten Schaltungen" von
Dr. Rolf Boehme, veröffentlicht in "Elektronik", Heft 5, 4.3.1988, Seiten 129 bis
133, sind Schaltungen zur Stromstabilisierung bekannt, bei denen stabile Ströme von
einer Referenzspannungsquelle abgeleitet werden sollen. Als Referenzspannungs
quelle wird dabei eine Bandgap-Stabilisierung verwendet, an die - vorzugsweise über
einen Operationsverstärker - ein Widerstand hoher Genauigkeit angeschlossen ist.
Durch diesen Widerstand fließt dann ein stabilisierter Strom. In diesem Aufsatz wird
jedoch angegeben, daß die Widerstände sehr genau ausgeführt sein müssen, um
geringe Fehler bei der Stromstabilisierung zu erreichen. Es zeigt sich, daß bereits
geringe Widerstandsänderungen, beispielsweise durch Temperaturänderungen, zu
unverhältnismäßig hohen Veränderungen des Temperaturgangs der stabilisierten
Ströme führen. Daher sind mit einer einfachen, bipolaren Integration ohne Abgleich
prozedur die angestrebten Stabilitäten nicht erreichbar. Ein zweiter, negativer
Aspekt bei einer bipolaren Integration ist die große Streuung der Widerstandswerte
von 10 bis 20%, wie sie bei Diffusion oder Implantation integrierter Widerstände
auftritt. Das bedeutet, daß die erzeugten, stabilisierten Ströme einen entsprechenden
Streubereich haben. Die volle Ausschöpfung der möglichen Genauigkeit macht
deshalb eine Hybrid-Technik erforderlich, bei der eine integrierter Transistor
schaltung mit einem oder mehreren externen Widerständen beschaltet werden muß.
Derartige Aufbauten sind in der Herstellung und im Abgleich für viele Anwen
dungen zu kostspielig.
Aus der DE-PS 36 10 158 ist eine Referenzstromquelle bekannt, die auf dem Prinzip
der Bandgap-Spannungsstabilisierung aufbaut. Ausgegangen wird dabei von tempera
turabhängigen Strömen in zwei die Bandgap-Stabilisierung bildenden Transistoren,
denen Widerstände mit umgekehrter Temperaturkennlinie parallel geschaltet werden.
Durch eine sorgfältige Dimensionierung dieser Temperaturkennlinien soll dann eine
Kompensation des Temperaturgangs des Stromes durch die die Bandgap-Stabilisie
rung bildenden Transistoren erreicht werden. Dabei sollen die den Transistoren
parallel zu schaltenden Widerstände einen mit zunehmender Temperatur abnehmen
den Strom führen. Bei einer Integration einer derartigen Schaltungsanordnung auf
einem Halbleiterkörper ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß im Halbleiter
material integrierte Widerstände einen mit steigender Temperatur zunehmenden
Widerstandswert aufweisen und damit einen abnehmenden Strom führen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die einen
konstanten, temperaturstabilen Strom liefert und vollständig auf einem Halbleiter
körper integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß bei einer Schaltungsanordnung der eingangs
genannten Art gelöst durch
- - eine Steuerstufe mit einem ersten und einem zweiten Widerstand, von denen wenigstens einer trimmbar ausgeführt ist,
- - wobei der erste und der zweite Widerstand von der Steuerstufe mit einem ersten Steuerstrom beaufschlagbar sind, der derart steuerbar ist, daß die Differenz der an den Widerständen auftretenden Spannungen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis zu der konstanten Spannung der Referenzspannungsquelle steht,
- - und wobei die gesteuerte Stromquelle mit der Steuerstufe derart gekoppelt ist, daß der von der Stromquelle abgebbare konstante Strom in einem zweiten vorgebbaren Verhältnis zu dem ersten Steuerstrom steht.
Bei der erfindungsgemaßen Schaltungsanordnung wird der zu liefernde, konstante
Strom ausschließlich durch vorzugebende Stromverhältnisse bzw. Widerstands
verhältnisse bestimmt, die mit herkömmlichen Halbleiter-Integrationstechniken sehr
einfach und genau hergestellt werden können, wobei die Absolutwerte der ins
Verhältnis gesetzten Ströme bzw. Widerstände zumindest in weiten, fertigungs
technisch leicht einzuhaltenden Grenzen unbeachtlich sind. Die erfindungsgemaße
Schaltungsanordnung ist somit in der Lage, bei niedrigen Anforderungen an die
Fertigungsgenauigkeit hohe Anforderungen an die Genauigkeit des zu liefernden,
konstanten Stromes zu erfüllen. Als Grundlage dient dabei eine Referenzspannungs
quelle, wie sie auch im Stand der Technik ("Bandgap") verwendet wird. Ein mit
großer Genauigkeit reproduzierbarer Anteil der von der Referenzspannungsquelle
abgegebenen, konstanten Spannung wird als Maß genommen, auf das die Differenz
der an den beiden Widerständen auftretenden Spannungen eingestellt wird. Zum
Einstellen wird dazu der beide Widerstände durchfließende, erste Steuerstrom
geregelt. Dieser erste Steuerstrom wiederum steht im festen vorgebbaren Verhältnis
zu dem zu liefernden konstanten Strom. Als zusätzliche Einstellmöglichkeit dient
dabei die Trimmbarkeit wenigstens eines der beiden genannten Widerstände.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann daher in sehr einfacher
Weise ein sehr konstanter Strom eingestellt werden, der ohne besondere Vorkehrun
gen zum Abgleich oder zur Kompensation gegenläufiger Kennlinien stabil ist. Da
der zu liefernde, konstante Strom in seiner Temperaturabhängigkeit lediglich durch
die konstante Spannung der Referenzspannungsquelle, die Differenz der an dem
ersten und dem zweiten Widerstand auftretenden Spannungen sowie durch ein
Spannungsverhältnis und ein Stromverhältnis bestimmt wird, und da ferner die
konstante Spannung sowie die genannten Verhältnisse temperaturunabhängig sind,
kann eine Temperaturabhängigkeit nur noch durch die genannte Spannungsdifferenz
auftreten. Diese Spannungsdifferenz läßt sich jedoch bei vorgegebenen erstem
Steuerstrom auf eine Differenz der Widerstandswerte zurückführen, die ebenfalls
von der Temperatur unabhängig ausgeführt werden kann.
Dazu ist in einer Fortbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung von dem
ersten und dem zweiten Widerstand vorzugsweise wenigstens der trimmbare dieser
beiden Widerstände mit polykristallinem Silizium, d. h. als sogenannter Polysilizium-Widerstand,
ausgebildet. Derartige Widerstände lassen sich als Schichten auf
Halbleiterkörpern mit integrierten Schaltungsanordnungen sehr einfach und kosten
günstig aufbringen. Wie im Aufsatz von Kato u. a.: "A Physical Mechanism . . . ",
IEEE Transactions on Electron Devices, Band ED-29, Heft 8, August 1982,
Seiten 1156 bis 1161, dargestellt ist, lassen sich derartige Widerstände durch
Aufprägen vorgegebener Ströme auf bestimmte Widerstandswerte trimmen. Bei
dieser Trimmung wird jedoch nur der Widerstandswert bei einer vorgegebenen
Bezugstemperatur verändert, nicht jedoch die absolute Änderung des Widerstands
wertes mit der Temperatur. Mit anderen Worten ändert sich der Temperaturkoeffi
zient des getrimmten Polysilizium-Widerstands in der Weise, daß eine Widerstands
differenz zweier derartiger Widerstände mit übereinstimmenden geometrischen
Abmessungen von der Temperatur unabhängig wird. Werden nun in der erfindungs
gemäßen Schaltungsanordnung als erster und als zweiter Widerstand derartige
Polysilizium-Widerstände identischer Abmessungen verwendet, kann durch sie eine
einstellbare (trimmbare), temperaturunabhängige Differenz zweier Widerstandswerte
vorgegeben werden, durch die der zu liefernde, konstante Strom in einfacher Weise
temperaturunabhängig wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
umfaßt die Steuerstufe weiterhin
- - einen dritten Widerstand, dem über die Verstärkeranordnung die konstante Spannung zuleitbar ist und in dem durch diese ein zweiter Steuerstrom erzeugbar ist,
- - eine (erste) Stromspiegelanordnung, durch die der zweite Steuerstrom einem vierten Widerstand zuleitbar ist, und
- - eine Vergleichsanordnung, durch die die Summe der Spannungen am vierten und am ersten Widerstand mit der Spannung am zweiten Widerstand verglichen werden kann und durch die der erste Steuerstrom derart gesteuert wird, daß die genannten verglichenen Spannungen übeinstimmen.
Diese Ausbildung der Steuerstufe stellt eine bevorzugte, einfache Möglichkeit dar,
mit geringem Schaltungsaufwand und verhältnismäßig geringen Anforderungen an
Fertigungstoleranzen die geforderte, hohe Genauigkeit bzw. Konstanz des zu liefern
den Stromes einzuhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß - wie bereits vorstehend
erläutert - Strom - bzw. Widerstandsverhältnisse zur Bildung der Steuerströme bzw.
Spannungen herangezogen werden, die nicht oder nur unbedeutend von Fertigungs
streuungen hängen.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann demzufolge vorteilhaft vollständig
auf einem Halbleiterkörper integriert werden, d. h. sämtliche Schaltungselemente der
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in einem Aufbau auf diesem Halb
leiterkörper zusammengefaßt. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird
dadurch kompakt und preiswert und kann auch mit weiteren nicht beschriebenen
Schaltungsanordnungen zusammengefaßt werden, wodurch auch deren Integrations
grad erhöht werden kann.
Die Zeichnung, in der übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen
versehen sind, zeigt in
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
und in
Fig. 2 eine teilweise detailliertere Darstellung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 umfaßt eine Referenzspannungsquelle 1, die in
bekannter Weise als Bandgap-Stabilisierung ausgebildet ist und auf die daher nicht
näher eingegangen werden soll. Die Referenzspannungsquelle ist mit einem Versor
gungsspannungsanschluß 2 zum Zuführen einer Versorgungsspannung und mit
Masse 3 verbunden und weist einen Referenzspannungsanschluß 4 auf, an dem von
ihr eine konstante, temperaturstabile Spannung geliefert werden kann. Der Referenz
spannungsanschluß 4 ist mit einem Eingang 5 einer Verstärkeranordnung 6 ver
bunden, die vorzugsweise als Operationsverstärker ausgeführt ist und zur Energie
zufuhr ebenfalls dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und Masse 3 verbunden ist.
Die Verstärkeranordnung 6 weist weiterhin zwei Ausgänge 7 bzw. 8 auf und ist
bevorzugt derart aufgebaut, daß sie eine Differenzverstärkerstufe als Eingangsstufe
sowie einen Ausgangstransistor umfaßt, wobei der Hauptstrompfad des Ausgangs
transistors zwischen den Ausgängen 7 und 8 der Verstärkeranordnung 6 angeordnet
ist und ein Eingang der Differenzverstärkerstufe durch den Eingang 5 der Verstär
keranordnung 6 gebildet wird, wo hingegen ein zweiter Eingang der Differenzver
stärkerstufe mit dem zweiten Ausgang 8 der Verstärkeranordnung 6 verbunden ist.
Dadurch enthält die Verstärkeranordnung 6 eine (interne) Rückkopplung und weist
bevorzugt eine Spannungsverstärkung zwischen ihrem Eingang 5 und ihrem zweiten
Ausgang 8 von wenigstens nahezu eins auf. Außerdem stimmen die Ströme in den
Ausgängen 7 und 8 wenigstens nahezu überein.
Der erste und der zweite Ausgang 7 bzw. 8 der Verstärkeranordnung 6 sind mit
Eingängen 9 bzw. 10 einer Steuerstufe 11 verbunden, die außerdem mit dem
Versorgungsspannungsanschluß 2 und Masse 3 verbunden ist und einen Steueraus
gang 12 aufweist, der mit einem Steuereingang 13 einer gesteuerten Stromquelle 14
verbunden ist. Die gesteuerte Stromquelle 14 ist mit einem stromführenden
Anschluß 15 an den Versorgungsspannungsanschluß geführt und an einem zweiten
stromführenden Anschluß 16 zum Abgeben eines konstanten, temperaturstabilisierten
Stromes eingerichtet. Dieser konstante Strom kann an der durch den gestrichelten
Pfeil gekennzeichneten Stelle zwischen dem zweiten stromführenden Anschluß 16
und Masse 3 abgegriffen werden.
Die Steuerstufe 11 dient bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum
Ableiten des konstanten Stromes am stromführenden Anschluß 16 der gesteuerten
Stromquelle 14 aus der von der Referenzspannungsquelle 1 am Referenzspannungs
anschluß 4 gelieferten konstanten Spannung, wobei die Verstärkeranordnung 6 im
wesentlichen die Funktion eines Impedanzwandlers übernimmt, an deren zweitem
Ausgang 8 die genannte konstante Spannung niederohmig abgegeben werden kann.
Die Steuerstufe 11 umfaßt dazu zwischen ihrem zweiten Eingang 10 und Masse 3
einen dritten Widerstand 17, durch den entsprechend der konstanten Spannung und
seinem Widerstandswert ein zweiter Steuerstrom fließt. Die Temperaturabhängigkeit
dieses zweiten Steuerstromes entspricht dabei derjenigen des dritten Widerstands 17.
Der erste Eingang 9 der Steuerstufe 11 bildet zugleich einen Eingang einer ersten
Stromspiegelanordnung 18 in der Steuerstufe 11. Die erste Stromspiegelanordnung
18 ist weiterhin mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 verbunden und weist
zwei Ausgänge 19, 20 auf, an denen Ströme derselben Größe abgegeben werden wie
der Strom am Eingang 9. Da dieser wiederum dem zweiten Steuerstrom im 3.
Widerstand 17 entspricht, wird dieser zweite Steuerstrom somit auch an jedem der
Ausgänge 19, 20 der ersten Stromspiegelanordnung 18 abgegeben.
Die Steuerstufe 11 umfaßt weiterhin einen ersten Widerstand 21 und einen zweiten
Widerstand 22, von denen jeder in Reihe mit einer steuerbaren Stromquelle 23 bzw.
24 zwischen dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und Masse 3 angeordnet ist.
Eine erste Anzapfung 25 zwischen dem ersten Widerstand 21 und der ersten steuer
baren Stromquelle 23 ist mit einem Steueranschluß (Basis) eines ersten Transistors
27, eine zweite Anzapfung zwischen dem zweiten Widerstand 22 und der zweiten
steuerbaren Stromquelle 24 ist mit einem Steueranschluß (Basis) eines zweiten
Transistors 28 verbunden. Im Beispiel nach Fig. 1 sind diese Transistoren 27, 28 als
pnp-Transistoren ausgeführt, deren Kollektoranschlüsse mit Masse 3 verbunden sind.
Der Emitteranschluß des ersten Transistors 27 ist über einen vierten Widerstand 29
mit dem zweiten Ausgang 20 der ersten Stromspiegelanordnung 18 verbunden, wo
hingegen zwischen dem Emitteranschluß des zweiten Transistors 28 und dem ersten
Ausgang 19 der ersten Stromspiegelanordnung 18 eine unmittelbare Verbindung
besteht. Außerdem sind die Ausgänge 19 bzw. 20 der ersten Stromspiegelanordnung
18 mit je einem Eingang 30, 31 einer Vergleichsanordnung 32 verbunden, die
vorzugsweise ähnlich der Verstärkeranordnung 6 als Operationsverstärker mit einer
Differenzverstärkerstufe als Eingangsstufe und einem Ausgangstransistor als Aus
gangsstufe aufgebaut sein kann, jedoch zum Erzielen einer höheren Verstärkung
vorzugsweise nicht intern rückgekoppelt ist. Von dieser Vergleichsanordnung 32 ist
über ihren Ausgang 33 eine Steuerverbindung an Steuereingänge 34 bzw. 35 der
ersten bzw. zweiten steuerbaren Stromquelle 23 bzw. 24 sowie an den damit verbun
denen Steuereingang 13 der gesteuerten Stromquelle 14 geführt. Der Ausgang 33
der Vergleichsanordnung 32 bildet somit den Steuerausgang 12 der Steuerstufe 11.
Im Betrieb der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird von der ersten und der
zweiten steuerbaren Stromquelle 23, 24 übereinstimmend ein erster Steuerstrom
durch den ersten und den zweiten Widerstand 21 und 22 geführt. Dieser den
Widerständen 21, 22 übereinstimmend beaufschlagte erste Steuerstrom ist durch die
Vergleichsanordnung 32 steuerbar. Durch ihn treten an dem ersten und dem zweiten
Widerstand 21 und 22 Spannungen auf. Die Spannung am ersten Widerstand 21
wird mit der Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors 27 und der durch den
zweiten Steuerstrom im vierten Widerstand 29 an diesem hervorgerufenen Spannung
addiert dem ersten Eingang 30 der Vergleichsanordnung 32 zugeleitet, wo hingegen
am zweiten Eingang 31 der Vergleichsanordnung 32 die Summe der Spannungen am
zweiten Widerstand 22 und am Basis-Emitter-Übergang des zweiten Transistors 28
ansteht. Die Transistoren 27, 28 sind nun durch die Spannungen an den Wider
ständen 21, 22 sowie durch den zweiten Steuerstrom von den Ausgängen 19, 20 der
ersten Stromspiegelanordnung 18 derart ausgesteuert, daß sie einen Arbeitspunkt im
Flußbereich einnehmen und ihre Basis-Emitter-Spannungen wenigstens weitgehend
übereinstimmen. Durch die Vergleichsanordnung 32 wird somit die Summe der
Spannungen am vierten Widerstand 29 und am ersten Widerstand 21 mit der
Spannung am zweiten Widerstand 22 verglichen. Die Vergleichsanordnung 32
steuert über ihren Ausgang 33 die steuerbaren Stromquellen 23, 24 gleichsinnig in
der Weise nach, daß die vorstehend aufgeführten Spannungen, d. h. die Spannungen
an den Eingängen 30 und 31, übereinstimmen.
Andererseits werden der dritte Widerstand 17 und der vierte Widerstand 29 überein
stimmend vom zweiten Steuerstrom durchflossen. Die an ihnen auftretenden
Spannungen stehen damit im selben Verhältnis wie ihre Widerstandswerte, ohne daß
die absoluten Größen dieser Widerstandswerte von Bedeutung sind. Vielmehr ist
hier lediglich das Verhältnis der Widerstände maßgebend, welches auch bei größeren
Streuungen der Absolutwerte durch Fertigungstoleranzen sehr stabil eingehalten
werden kann. Somit stellt die Spannung am vierten Widerstand 29 ein sehr stabiles,
genaues Abbild der von der Referenzspannungsquelle 1 abgegebenen konstanten
Spannung dar; diese Spannungen stehen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis
zueinander. Die Vergleichsanordnung 32 steuert andererseits den ersten Steuerstrom
derart, daß die Differenz der Spannungen am ersten Widerstand 21 und am zweiten
Widerstand 22 der Spannung am vierten Widerstand 29 entspricht, d. h. einem
vorgegebenen Anteil der konstanten Spannung von der Referenzspannungsquelle 1.
Die Differenz der Spannungen am ersten Widerstand 21 und am zweiten Widerstand
22 entspricht jedoch der Differenz der Widerstandswerte des ersten und des zweiten
Widerstands 21 und 22, multipliziert mit dem ersten Steuerstrom durch diese
Widerstände. Andererseits steht der von der gesteuerten Stromquelle 14 abgegebene
konstante Strom (am zweiten stromführenden Anschluß 16) - gesteuert über den
Steuerausgang 12 der Steuerstufe 11 - in einem festen (zweiten) Verhältnis zum
ersten Steuerstrom. Damit ergibt sich insgesamt, daß der zu liefernde konstante
Strom am zweiten stromführenden Anschluß 16 eine Funktion des Stromverhält
nisses des ersten Steuerstromes der steuerbaren Stromquellen 23, 24 zum Strom der
gesteuerten Stromquelle 14, des Widerstandsverhältnisses zwischen dem vierten
Widerstand 29 und dem dritten Widerstand 17, der konstanten Spannung der Refe
renzspannungsquelle 1 und der Differenz der Widerstandswerte des ersten und des
zweiten Widerstands 21 und 22 ist. Wird nun die Differenz der Widerstandswerte
des ersten und des zweiten Widerstand 21 und 22 temperaturunabhängig ausgebildet,
ergibt sich insgesamt ein temperaturunabhängiger, auch durch Fertigungstoleranzen
nicht beeinflußter konstanter Strom.
Für die Ausbildung einer temperaturunabhängigen Differenz zweier Widerstands
werte macht sich die Erfindung die Erkenntnis zu Nutze, daß ein aus polykristalli
nem Silizium gebildeter ohmscher Widerstand (Polysilizium-Widerstand) durch
Beaufschlagen mit einem definierten Stromstoß in seinem absoluten Widerstandswert
ausgehend von einem Anfangswert derart verändert werden kann, daß ein niedrige
rer absoluter Widerstandswert entsteht, wobei jedoch die absolute Widerstands
änderung mit der Temperatur bei diesem Widerstand vor und nach der Beaufschla
gung mit dem Stromstoß dieselbe bleibt. Bei Temperaturschwankungen ändert sich
somit der Widerstandswert eines derartigen Polysilizium-Widerstands vor und nach
der Beaufschlagung mit dem Stromstoß, die auch als "Programmierung" bezeichnet
wird, um dieselbe absolute Widerstandswert-Differenz, und zwar unabhängig vom
absoluten Widerstandswert. Die Differenz der Widerstandswerte zweier derartiger
Widerstände, aber auch die Differenz der Widerstandswerte eines programmierten
und eines unprogrammierten Widerstands, wird damit temperaturunabhängig.
Werden der erste und der zweite Widerstand 21, 22 in dieser Weise ausgebildet,
erreicht man die gewünschte Temperaturunabhängigkeit des zu liefernden konstanten
Stromes.
Erfindungsgemäß wird somit wenigstens der erste oder der zweite Widerstand 21
oder 22, bevorzugt aber der erste Widerstand 21, trimmbar, d. h. programmierbar,
ausgeführt. Durch dieses Trimmen bzw. Programmieren kann bevorzugt ausgehend
von zwei Widerständen 21, 22 mit gleichem Widerstandswert übereinstimmender
Temperaturabhängigkeit ein Widerstand, bevorzugt der erste Widerstand 21, in
seinem Absolutwert um einen definierten Betrag verringert werden, ohne daß sich
die Temperaturabhängigkeit, d. h. die absolute Änderung des Widerstandswertes mit
der Temperatur, ändert. Dazu muß wenigstens der zu trimmende Widerstand (der
erste Widerstand 21) als trimmbarer, d. h. programmierbarer Polysilizium-Wider
stand ausgeführt sein; vorzugsweise sind aber der erste und der zweite Widerstand
21 und 22 identisch ausgebildet. Grundsätzlich kann dann auch der zweite Wider
stand 22 getrimmt werden, so daß für den Abgleich der erfindungsgemäßen Schal
tungsanordnung ein Freiheitsgrad mehr geschaffen wird.
Fig. 2 zeigt gegenüber Fig. 1 eine etwas detailliertere Darstellung der Stromquellen
14, 23, 24 sowie der Vergleichsanordnung 32. Die Stromquellen 23, 24 sowie 14
umfassen je einen pnp-Transistor, deren Emitter-Anschlüsse über je einen Emitter-Widerstand
mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und deren Basisanschlüsse,
die die entsprechenden Steuereingänge 13, 34 bzw. 35 bilden, gemeinsam mit dem
Ausgang 33 der Vergleichsanordnung 32 verbunden sind. Der Kollektoranschluß des
Transistors der ersten steuerbaren Stromquelle 23 ist mit der ersten Anzapfung 25,
der Kollektoranschluß des Transistors der zweiten steuerbaren Stromquelle 24 ist mit
der zweiten Anzapfung 26 verbunden und der Kollektoranschluß des Transistors der
gesteuerten Stromquelle 14 bildet deren zweiten stromführenden Anschluß 16. Die
Anordnung der Transistoren der Stromquellen 14, 23, 24 bilden zusammen eine
zweite Stromspiegelanordnung.
Die Vergleichsanordnung 32 umfaßt eine von einer Stromquelle 36 gespeiste,
emittergekoppelte Differenzverstärkerstufe aus zwei Transistoren 37,38, wobei der
Basisanschluß des (dritten) Transistors 37 den ersten Eingang und der Basisanschluß
des (vierten) Transistors 38 den zweiten Eingang 31 der Vergleichsanordnung 32
bildet. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren 37, 38 sind über eine Stromspiegel
anordnung aus zwei pnp-Transistoren 39, 40 und zwei Emitter-Widerständen 41, 42,
die mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 verbunden sind, miteinander ver
bunden; der Kollektoranschluß des (dritten) Transistors 37 ist außer mit dem
zugehörigen Anschluß der dritten Stromspiegelanordnung 39, 40, 41, 42 auch mit dem
Basisanschluß eines kollektorseitig gegen Masse 3 geschalteten pnp-Ausgangstran
sistors 43 verbunden, dessen Emitteranschluß den Ausgang 33 der Vergleichsanord
nung 32 bildet.
Den Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2 sind gesondert herausgeführte
Anzapfungen 25, 26 gemeinsam. Über diese können wahlweise die genannten
Stromstöße zur Trimmung des ersten bzw. des zweiten Widerstands 21 bzw. 22
eingespeist werden.
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes mit
- - einer Referenzspannungsquelle zum Liefern einer konstanten Spannung
- - und einer von der Referenzspannungsquelle über eine Verstärkeranordnung gesteuerten Stromquelle, von der der konstante Strom abgebbar ist,
gekennzeichnet durch.
- - eine Steuerstufe mit einem ersten und einem zweiten Widerstand, von denen wenigstens einer trimmbar ausgeführt ist,
- - wobei der erste und der zweite Widerstand von der Steuerstufe mit einem ersten Steuerstrom beaufschlagbar sind, der derart steuerbar ist, daß die Differenz der an den Widerständen auftretenden Spannungen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis zu der konstanten Spannung der Referenzspannungsquelle steht,
- - und wobei die gesteuerte Stromquelle mit der Steuerstufe derart gekoppelt ist, daß der von der Stromquelle abgebbare konstante Strom in einem zweiten vorgebbaren Verhältnis zu dem ersten Steuerstrom steht.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet daß von dem ersten und dem zweiten Widerstand wenigstens der trimmbare mit polykristallinem Silizium (Polysilizium-Widerstand) ausgebildet ist.
dadurch gekennzeichnet daß von dem ersten und dem zweiten Widerstand wenigstens der trimmbare mit polykristallinem Silizium (Polysilizium-Widerstand) ausgebildet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe weiterhin umfaßt:
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe weiterhin umfaßt:
- - einen dritten Widerstand, dem über die Verstärkeranordnung die konstante Spannung zuleitbar ist und in dem durch diese ein zweiter Steuerstrom erzeugbar ist,
- - eine (erste) Stromspiegelanordnung, durch die der zweite Steuerstrom einem vierten Widerstand zuleitbar ist, und
- - eine Vergleichsanordnung, durch die die Summe der Spannungen am vierten und am ersten Widerstand mit der Spannung am zweiten Widerstand verglichen werden kann und durch die der erste Steuerstrom derart gesteuert wird, daß die genannten verglichenen Spannungen übeinstimmen.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen vollständig auf einem Halbleiterkörper zusammen
gefaßten Aufbau.
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