DE19545160C2 - Bezugsspannungs-Generatorschaltung - Google Patents
Bezugsspannungs-GeneratorschaltungInfo
- Publication number
- DE19545160C2 DE19545160C2 DE19545160A DE19545160A DE19545160C2 DE 19545160 C2 DE19545160 C2 DE 19545160C2 DE 19545160 A DE19545160 A DE 19545160A DE 19545160 A DE19545160 A DE 19545160A DE 19545160 C2 DE19545160 C2 DE 19545160C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- current
- voltage
- emitter
- constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 description 1
- 240000008881 Oenanthe javanica Species 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/26—Current mirrors
- G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Bezugsspannungs-Generatorschaltung.
Ladevorrichtungen zum Laden von Batterien umfassen im
allgemeinen einen intern angeordneten Bezugsspannungs
generator zum Vergleichen der Batteriespannung mit der
durch die Bezugsspannungs-Generatorschaltung ausgegebe
nen Bezugsspannung und zum Steuern des Batterie-Lade
vorgangs in Übereinstimmung mit dem erfaßten Spannungs
unterschied. Da die optimale Ladespannung in Abhängig
keit von der Temperatur schwankt, wird die Bezugsspan
nungs-Generatorschaltung mit einer Ausgangs-Temperatur
charakteristik versehen, welche mit der Batterie-Cha
rakteristik übereinstimmt, um eine optimale Steuerung
in Ladevorrichtungen zu erzielen, die eine konstante
Korrelation zwischen der Umgebungstemperatur und der
Batterie aufrecht erhalten.
Die DE 43 34 918 A1 offenbart eine Be
zugsspannungs-Generatorschaltung, die eine sich bezogen auf
die Temperatur linear ändernde Bezugsspannung erzeugt. Die
Bezugsspannungs-Generatorschaltung gemäß dieser Offenlegungs
schrift eine Konstantstromquelle und einen Widerstand auf,
die zwischen den Ausgangsanschlüssen einer Spannungsversor
gung in Reihe geschaltet sind. Die Bezugsspannung wird dabei
von dem Teilerknoten zwischen dem Widerstand und der Kon
stantstromquelle abgegeben.
Ein weiteres Beispiel einer bekannten Bezugsspannungs-Generator
schaltung ist in Fig. 6 gezeigt. Diese Bezugsspannungs-
Generatorschaltung umfaßt Widerstände R51 und R52, n
Dioden D1 - Dn (worin n eine Ganzzahl ist), und Wider
stände R53, die in dieser Reihenfolge seriell zwischen
der Konstantspannungsversorgung 1, die eine Spannung
mit kleiner temperaturabhängiger Schwankung abgibt, und
der Masse verschaltet sind, und gibt die zwischen der
Masse und dem mit dem Knotenpunkt zwischen dem Wider
stand R51 und dem Widerstand R52 verbundenen Ausgangs
anschluß 3 entstehende Bezugsspannung VO ab.
Die Bezugsspannung VO kann durch Gleichung (1) ausge
drückt werden, in welcher die Spannung der Konstant
spannungsversorgung 1 durch VCC, die Vorwärtsspannung
der Dioden D1 - Dn durch VF und der durch die Wider
stände R51 und R53, die n Dioden D1 - Dn (n ist eine
Ganzzahl) und den Widerstand R51 fließende Strom durch
I50 angegeben sind.
VO = VCC - I50 × R51
= (R52 + R53)VCC/(R51 + R52 + R53
+ nR51VF/(R51 + R52 + R53) [V] (1)
= (R52 + R53)VCC/(R51 + R52 + R53
+ nR51VF/(R51 + R52 + R53) [V] (1)
Die Temperaturcharakteristik ∂VO/∂T der Bezugsspannung
VO bezogen auf die absolute Temperatur T kann durch die
von der Gleichung (1) abgeleitete Gleichung (2) ausge
drückt werden, wenn angenommen wird, daß die Spannung
VCC der Konstantspannungsversorgung 1 keine Temperatur
abhängigkeit zeigt.
∂VO/∂T = nR51/(R51 + R52 +R53) × ∂VF/∂T [V/°C] (2)
Aus Gleichung (2) ist bekannt, daß die Temperaturcha
rakteristik (∂VO/∂T) der Bezugsspannung VO durch die n
Dioden D1 - Dn, die Widerstände R51, R52 und R53 sowie
(∂VO/∂T) bestimmt wird. Es ist daher möglich, aus der
Gleichung (2) verschiedene Kombinationen der n Dioden
D1 - Dn und Widerstände R51, R52 und R53 zu erhalten,
wenn die Spannung VCC fest und der Wert der Bezugsspan
nung VO festgelegt ist, und die Temperaturcharakteri
stik (∂VO/∂T) kann für diese Anzahl von Kombinationen
erhalten werden.
Die Anzahl n von Dioden D1 - Dn jedoch ist ein diskre
ter Ganzzahlen- bzw. Integerwert. Es ist daher nicht
möglich, mittels der vorstehend beschriebenen Bezugs
spannungs-Generatorschaltung eine beliebige Tempera
turcharakteristik einzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Bezugsspannungs-Generatorschaltung zum Erzeugen einer
Bezugsspannung bereitzustellen, welche
sich bezo
gen auf die Temperatur linear ändert.
Darüberhinaus soll die Bezugsspannung einen negativen oder
einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen.
Weiterhin sollen eine Vielzahl von Bezugsspannungen erzeugt
werden, wobei jede sich bezogen auf die Temperatur linear än
dert.
Überdies soll zusätzlich zu einer Bezugsspannung mit einer
gewünschten Temperaturcharakteristik und einer auf die Tempe
ratur bezogenen linearen Änderung eine Normspannung erzeugt
werden, deren Temperaturcharakteristik gleich Null ist.
Schließlich soll durch Kombination mit einem Operationsver
stärker eine Vielzahl von Bezugsspannungen mit gewünschten
Temperaturcharakteristiken erzeugt werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
eine in Patentanspruch 1 dargelegte Bezugsspannungs-
Generatorschaltung gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in
den Unteransprüchen angegeben. Eine Bezugsspannungs-Generatorschaltung
zum Erzeugen einer Bezugsspannung mit negativen Temperaturkoeffizienten
ist in dem nebengeordneten Anspruch 4 angegeben.
Somit ist in einer erfindungsgemäßen Bezugsspannungs-
Generatorschaltung eine Konstantstromquelle, bei wel
cher sich der in einen Spannungsteilerknoten hinein
oder aus diesem heraus fließende Strom linear mit einem
gewünschten Temperaturkoeffizienten ändert, mit dem
Spannungsteilerknoten der Spannungsteilerschaltung ver
bunden, die zwischen den Ausgangsanschlüssen einer eine
konstante Spannung abgebenden Konstantspannungsversor
gung verschaltet ist, so daß die Bezugsspannung an dem
Spannungsteilerknoten abgegeben wird.
Bevorzugt wird die Bezugsspannung derart gesteuert, daß
sie sich mit der Temperatur mit einem negativen Tempe
raturkoeffizienten ändert.
Bevorzugt wird die Konstantstromquelle als integrierte
Schaltung ausgeführt.
Bevorzugt umfaßt diese ferner einen Stromspiegelschalt
kreis, welcher den durch den ersten Strompfad fließen
den Strom und den durch den zweiten Strompfad fließen
den Strom auf einen gleichen Wert steuert, einen ersten
Transistor und einen zweiten Transistor, die mit dem
ersten Strompfad bzw. dem zweiten Strompfad des Strom
spiegelschaltkreises verbunden sind, und es wird ein
Strom von dem Spannungsteilerknoten des Spannungstei
lerschaltkreises abgegeben, der umgekehrt proportional
zu dem Wert des mit dem Emitter des ersten Transistors
verbundenen Widerstands und proportional zu der Tempe
ratur ist.
Bevorzugt wird die Bezugsspannung derart gesteuert, daß
sie sich mit der Temperatur mit einem positiven Tempe
raturkoeffizienten ändert.
Bevorzugt ist ferner ein Stromspiegelschaltkreis vorge
sehen, welcher den durch den ersten Strompfad fließen
den Strom und den durch den zweiten Strompfad fließen
den Strom auf einen gleichen Wert steuert, einen ersten
Transistor und einen zweiten Transistor, die mit dem
ersten Strompfad bzw. dem zweiten Strompfad des Strom
spiegelschaltkreises verbunden sind, und es wird ein
Strom in den Spannungsteilerknoten des Spannungsteiler
schaltkreises eingeleitet, der umgekehrt proportional
zu dem Wert des mit dem Emitter des zweiten Transistors
verbundenen Widerstands und proportional zu der Tempe
ratur ist.
Eine erfindungsgemäße Bezugsspannungs-Generatorschal
tung kann ferner umfassen (Anspruch 4): eine Vielzahl von Spannungs
teilerschaltkreisen; einen Stromspiegelschaltkreis, der
den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den
durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf einen
gleichen Wert steuert; einen ersten Transistor, dessen
Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß der Konstant
spannungsversorgung verbunden ist; einen zweiten Tran
sistor, dessen Basis mit der Basis und dem Kollektor
des ersten Transistors verbunden ist; einen ersten,
zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem
anderen Ausgangsanschluß der Konstantspannungsversor
gung verbundenen Widerstand; einen dritten und einen
vierten Transistor; einen fünften Transistor, dessen
Basis mit dem Kollektor des vierten Transistors verbun
den ist, dessen Emitter mit der Basis des dritten Tran
sistors verbunden ist, und dessen Kollektor mit einem
der Ausgangsanschlüsse der Konstantspannungsversorgung
verbunden ist; und Stromentnahmetransistoren, deren Ba
sis jeweils mit dem Emitter des fünften Transistors und
deren Kollektor jeweils mit jedem Spannungsteilerknoten
der Spannungsteilerschaltkreise verbunden ist; so daß
ein zu dem Wert des ersten Widerstands umgekehrt pro
portionaler und zu der Temperatur proportionaler aus
dem Spannungsteilerknoten erhalten wird.
Bevorzugt kann die Bezugsspannungs-Generatorschaltung
darüber hinaus eine Normspannung aus dem Emitter des
fünften Transistors erzeugen, deren Temperaturcharakte
ristik Null ist.
Bevorzugt kann die Bezugsspannungs-Generatorschaltung
darüber hinaus die Konstantstromquelle und die Vielzahl
von Spannungsteilerschaltkeis-Gruppen mit dem Ausgang
eines Operationsverstärkers verbinden und den Normspan
nungsversorgungsausgang der Konstantstromquelle mit dem
Operationsverstärker verbinden.
Bevorzugt wird die Bezugsspannungs-Generatorschaltung
als integrierte Schaltung ausgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich
nung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer Bezugsspannungs-Genera
torschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Schaltbild einer Bezugsspannungs-Generator
schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wel
che eine Bezugsspannung mit einer negativen Tempera
turcharakteristik erzeugt;
Fig. 3 ein Schaltbild einer Bezugsspannungs-Generator
schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, wel
che eine Bezugsspannung mit einer positiven bzw. nega
tiven Temperaturcharakteristik erzeugt;
Fig. 4 ein Schaltbild der in einer Bezugsspannungs-
Generatorschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbei
spiel verwendeten Konstantstromquelle; und
Fig. 5 ein Schaltbild der Bezugsspannungs-Generator
schaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, welche
die in Fig. 3 gezeigte Konstantstromquelle umfaßt zum
Erzeugen einer Vielzahl von Bezugsspannungen.
Fig. 6 ein Schaltbild einer herkömmlichen Bezugsspan
nungs-Generatorschaltung;
Fig. 1 zeigt eine Bezugsspannungs-Generatorschaltung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in Fig. 1
gezeigt, sind Widerstände R1 und R2 die einen Span
nungsteilerschaltkreis bilden, seriell zwischen der
Masse und einer eine konstante Spannung VCC abgebenden
Konstantspannungsversorgung 1 verschaltet. Eine Kon
stantstromquelle 2 ist zwischen der Masse und dem Span
nungsteilerknoten, welcher die Verbindung zwischen den
Widerständen R1 und R2 bildet, verschaltet. Die Kon
stantstromquelle 2 ändert mit einer gewünschten Tempe
raturcharakteristik linear den Pegel eines aus dem
Spannungsteilerknoten fließenden Stroms I1. Ein Aus
gangsanschluß 3 ist ebenfalls mit dem Spannungsteiler
knoten verbunden, und eine Bezugsspannung VO wird zwi
schen dem Ausgangsanschluß 3 und der Masse abgegeben.
Ist VCC die Spannung der Konstantspannungsversorgung 1,
IR1 der durch den Widerstand R1 fließende Strom, I1 der
durch die Konstantstromquelle 2 in den Spannungsteiler
knoten eingeleitete oder aus diesem herausfließende
Strom, IR2 der durch den Widerstand R2 fließende Strom,
und VO die an bzw. zwischen dem Ausgangsanschluß 3 und
der Masse abgegebene Bezugsspannung, dann gilt:
IR1 = I1 + IR2, VCC = IR1R1 + IR2R2 und VO = IR2R2.
Werden IR1 und IR2 aus diesen drei Gleichungen elimi
niert, wird die nachstehende Gleichung (3) erhalten:
VO = R2VCC/(R1 + R2) - R1R2I1/(R1 + R2) (3)
Die durch Gleichung (4) ausgedrückte Temperaturcharak
teristik (∂VO/∂T) wird aus der Gleichung (3) erhalten:
(∂VO/∂T) = -R1R2/(R2 + R3) × (∂I1/∂T) (4)
Wie vorstehend beschrieben wurde kann, da die Konstant
stromquelle 2 mit einem bestimmten Wert die Tempera
turcharakteristik (∂I1/∂T) des zu dem Spannungsteiler
knoten hin oder von diesem weg fließenden Stroms I1 va
riiert, der Temperaturkoeffizient der an dem Ausgangs
anschluß 3 abgegebenen Bezugsspannung VO ebenfalls li
near mit einem gewünschten Temperaturkoeffizienten va
riiert werden, wie durch Gleichung (4) gezeigt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bezugsspannungs-
Generatorschaltung ist in Fig. 2 gezeigt. Es sei ange
merkt, daß gleiche Teile in den Fig. 1 und 2 mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und daher deren
erneute Beschreibung im folgenden entfällt. In der in
Fig. 2 gezeigten Bezugsspannungs-Generatorschaltung ist
die Konstantstromquelle 2 eine integrierte Schaltung,
welche Widerstände R3 bis R8 sowie Bipolar-Transistoren
(zur Vereinfachung nachstehend in Kurzform als "Tran
sistoren" bezeichnet) Q1 bis Q9 umfaßt. Darüber hinaus
bilden die Widerstände R7 und R8 und die pnp-Transisto
ren Q4 bis Q7 eine Stromspiegelschaltung, welche derart
angeordnet ist, daß der zu dem Kollektor des pnp-Tran
sistors Q6 (erster Strompfad) fließende Strom I2 und
der zu dem Kollektor des pnp-Transistors Q7 (zweiter
Strompfad) fließende Strom I3 immer gleich sind
(I2 = I3), auch wenn sich die Spannung VCC der Kon
stantspannungsversorgung 1 ändert.
Der Widerstand R7 ist zwischen dem Emitter des Transi
stors Q4 und der Konstantspannungsversorgung 1 ver
schaltet. Der Kollektor des Transistors Q4 ist mit dem
Emitter des Transistors Q6 verbunden, und der Kollektor
des Transistors Q6 ist mit dem Kollektor des Transi
stors Q2 verbunden.
Der Widerstand R8 ist zwischen dem Emitter des Transi
stors Q5 und der Konstantspannungsversorgung 1 ver
schaltet. Der Kollektor des Transistors Q5 ist mit dem
Emitter des Transistors Q7 verbunden, und der Kollektor
des Transistors Q7 ist mit dem Kollektor des Transi
stors Q3 verbunden.
Der Kollektor des Transistors Q4 ist ebenfalls mit der
Basis des Transistors Q4 und der Basis des Transistors
Q5 verbunden, und der Kollektor des Transistors Q7 ist
ebenfalls mit der Basis des Transistors Q6 und der Ba
sis des Transistors Q7 verbunden.
Der Emitter des Transistors Q2 ist direkt mit der Masse
verbunden. Der Widerstand R4 ist zwischen dem Emitter
des Transistors Q3 und der Masse verschaltet. Die Basen
der Transistoren Q2, Q3 und Q9 sind alle mit dem Emit
ter des Transistors Q1 verbunden. Der Widerstand R5 ist
zwischen dem Emitter des Transistors Q1 und der Masse
verschaltet. Der Transistor Q1 kompensiert den Basiss
trom der Transistoren Q2 und Q3, um die Genauigkeit der
Konstantstromerzeugung durch diese Transistoren Q2 und
Q3 zu verbessern.
Die Basis des Transistors Q8 ist ebenfalls mit dem Kol
lektor des Transistors Q3 verbunden. Der Transistor Q8
bildet eine Schaltung zum Aktivieren der Konstantstrom
quelle 2, wobei der Kollektor des Transistors Q8 mit der
Konstantspannungsversorgung 1 verbunden ist und ein Wi
derstand R6 zwischen dem Emitter desselben und der Mas
se verschaltet ist. Ein Widerstand R3 ist zwischen dem
Emitter des Transistors Q9 und der Masse verschaltet,
und der Kollektor des Transistors Q9 ist mit dem Knoten
(Spannungsteilerknoten) zwischen dem Widerstand R1 und
dem Widerstand R2 verschaltet. Der Transistor Q9 und
der Widerstand R3 sind Teil der integrierten Schaltung
und besitzen dieselbe Transistorgröße bzw. -Dimension
und denselben Widerstand wie der Transistor Q3 und der
Widerstand R4.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Bezugsspannungs-Generator
schaltung kann die zwischen der Masse und dem Ausgangs
anschluß 3 abgegebene Bezugsspannung VO wie folgt er
halten werden. Die nachstehend gezeigte Gleichung (5)
wird aufgestellt, worin VBE2 die Spannung zwischen der
Basis und dem Emitter des Transistors Q2, VBE3 die
Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transi
stors Q4 und VR4 der Spannungsabfall im Widerstand R4
sind.
VBE2 = VBE3 + VR4 (5)
Wenn das Emittergrößenverhältnis der Transistoren Q2
und Q3 1 : N beträgt, der Sättigungsstrom des Transistors
Q2 gleich IS ist und VT = kT/q gilt (worin q die Elek
tronenladung, k die Boltzmann-Konstante und T die abso
lute Temperatur sind), so wird die Basis-Emitter-
Spannung VBE2 des Transistors Q2 auf der Grundlage der
Gleichung von Shockley als VBE2 = VTln(I2/IS) ausge
drückt, und die Basis-Emitter-Spannung VBE3 des Transi
stors Q3 wird VBE3 = VTln(I3/NIS) ausgedrückt. Durch
Substituieren dieser Werte in Gleichung (5) folgt auf
grund von I2 = I3 die nachstehende Gleichung (6).
VR4 = VTln(N) (6)
Ausgehend von Gleichung (6) kann I2 = I3 durch die
nachstehende Gleichung (7) ausgedrückt werden.
I2 = I3 = VR4/R4
= (VT/R4)ln(N) (7)
= (VT/R4)ln(N) (7)
Aufgrund von VT = kT/q ist VT proportional zu der abso
luten Temperatur T, und die Ströme I2 und I3 sind auf
der Grundlage der Gleichung (7) demzufolge ebenfalls
proportional zu der absoluten Temperatur T. Da der
Transistor Q9 und der Widerstand R3 in der integrierten
Schaltung dieselbe Transistorgröße und denselben Wider
stand besitzen wir der Transistor Q3 und der Widerstand
R4, folgt der Kollektorstrom I1 des Transistors Q9 dem
Zusammenhang I1 = I2 = I3, ist proportional zu der ab
soluten Temperatur T und wird durch die nachstehende
Gleichung (8) ausgedrückt.
I1 = VR4/R4
= (VT/R4)ln(N)
= (kT/qR4)ln(N) (8)
= (VT/R4)ln(N)
= (kT/qR4)ln(N) (8)
Ausgehend von Gleichung (8) kann die an dem Ausgangsan
schluß 3 der in Fig. 2 gezeigten Bezugsspannungs-
Generatorschaltung abgegebene Bezugsspannung VO durch
die nachstehende Gleichung (9) ausgedrückt werden.
VO = R2VCC/(R1 + R2) - R1R2I1/(R1 + R2)
= R2VCC/(R1 + R2) - (kT/qR4)ln(N)R1R2/(R1 + R2) (9)
= R2VCC/(R1 + R2) - (kT/qR4)ln(N)R1R2/(R1 + R2) (9)
Infolgedessen kann die Temperaturcharakteristik
(∂VO/∂T) der an dem Ausgangsanschluß 3 abgegebenen Be
zugsspannung VO durch die nachstehende Gleichung (10)
ausgedrückt werden.
(∂VO/∂T) = -(k/qR4)ln(N)R1R2/(R1 + R2) (=konstant) (10)
Wie durch Gleichung (10) gezeigt, ist die Temperatur
charakteristik (∂VO/∂T) der Bezugsspannung VO umgekehrt
proportional zu dem Widerstand R4, und die Bezugsspan
nung VO ändert sich mit der absoluten Temperatur T li
near mit einem negativen Temperaturkoeffizienten. Somit
kann die Bezugsspannung VO durch Auswahl des Wider
stands R4 bezüglich der Temperatur mit einem gewünsch
ten negativen Temperaturkoeffizienten variiert werden.
Es sei angemerkt, daß in dem vorstehenden Ausführungs
beispiel eine auf identische Art und Weise wie die vor
stehend beschriebene Bezugsspannungs-Generatorschaltung
arbeitende Bezugsspannungs-Generatorschaltung durch
Kurzschließen des in Fig. 1 zwischen der Masse und dem
Emitter des Transistors Q9 verschalteten Widerstands R3
und durch Dimensionieren des Transistors Q9 auf die
Größe des Transistors Q2 erhalten werden kann.
Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bezugsspannungs-
Generatorschaltung ist in Fig. 3 gezeigt. Es sei ange
merkt, daß gleiche Teile in den Fig. 1 und 3 mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und daher deren
erneute Beschreibung im folgenden entfällt.
In der Bezugsspannungs-Generatorschaltung ist die Kon
stantstromquelle 2 eine integrierte Schaltung, welche
Widerstände R9 und R10, npn-Transistoren Q10, Q11 und
Q12 sowie pnp-Transistoren Q13, Q14 und Q15 umfaßt. Die
Transistoren Q13, Q14, und Q15 bilden eine Stromspiegel
schaltung derart, daß der zu dem Kollektor des Transi
stor Q10 fließende Strom I4 und der zu dem Kollektor
des Transistor Q11 fließende Strom I5 immer gleich sind
(I4 = I5), auch wenn sich die Spannung VCC der Kon
stantspannungsversorgung 1 ändert. Darüber hinaus bil
den der Widerstand R10 und der Transistor Q12 eine
Starterschaltung zum Aktivieren der Stromspiegelschal
tung. Der Emitter des Transistors Q13 ist mit der Kon
stantspannungsversorgung 1 verbunden, und der Kollektor
desselben ist mit dem Kollektor des Transistors Q10
verbunden. Der Emitter des Transistors Q13 ist mit der
Konstantspannungsversorgung 1 verbunden, und der Kol
lektor desselben ist mit dem Kollektor des Transistors
Q11, verbunden. Die Basis des Transistors Q14 und die
Basis des Transistors Q14 sind gegenseitig verbunden,
und der Kollektor des Transistors Q10 ist mit der Basis
des Transistors Q10 und der Basis des Transistors Q11
verbunden. Der Emitter des Transistors Q15 ist mit der
Basis beider der Transistoren Q13 und Q14 verbunden,
die Basis des Transistors Q15 ist mit dem Kollektor des
Transistors Q14 verbunden, und der Kollektor des Tran
sistors Q15 ist mit der Masse verbunden. Darüber hinaus
ist der Widerstand R10 zwischen der Masse und dem Emit
ter des Transistors Q12 verschaltet, die Basis des
Transistors Q12 ist mit dem Emitter des Transistors Q15
verbunden, und der Kollektor des Transistors Q12 ist
mit der Konstantspannungsversorgung 1 verbunden.
Der Emitter des Transistors Q10 ist mit dem Spannungs
teilerknoten der Widerstände R1 und R2 verbunden, die
die Spannungsteilerschaltung bilden. Der Widerstand R9
ist ebenfalls zwischen dem Spannungsteilerknoten und
dem Emitter des Transistors Q11 verschaltet.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Bezugsspannungs-Generator
schaltung kann die zwischen der Masse und dem Ausgangs
anschluß 3 abgegebene Bezugsspannung VO wie folgt er
halten werden. Die nachstehend gezeigte Gleichung (11)
wird aufgestellt, worin VBE10 die Spannung zwischen der
Basis und dem Emitter des Transistors Q10, VBE11 die
Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transi
stors Q11 und VR9 der Spannungsabfall im Widerstand R9
sind.
VBE10 = VBE11 + VR9 (11)
Wenn das Emittergrößenverhältnis der Transistoren Q10
und Q11 1 : N beträgt, der Sättigungsstrom des Transi
stors Q10 gleich IS ist und VT = kT/q gilt (worin q die
Elektronenladung, k die Boltzmann-Konstante und T die
absolute Temperatur sind), so wird die Basis-Emitter-
Spannung VBE10 des Transistors Q10 auf der Grundlage
der Gleichung von Shockley als VBE10 = Vtln(I4/IS) aus
gedrückt, und die Basis-Emitter-Spannung VBE11 des
Transistors Q11 wird als VBE11 = Vtln(I11/NIS) ausge
drückt. Durch Substituieren dieser Werte in Gleichung
(11) folgt aufgrund von I4 = I5 die nachstehende Glei
chung (12).
VR9 = VTln(N) (12)
Ausgehend von Gleichung (12) kann I4 = I5 durch die
nachstehende Gleichung (13) ausgedrückt werden.
I4 = I5 = VR9/R9
= (VT/R9)ln(N) (13)
= (VT/R9)ln(N) (13)
Da jedoch der an dem Spannungsteilerknoten der Wider
stände R1 und R2 zugeführte Strom I1 die Summe der
Ströme I4 und I5 ist, I1 = -(I4 + I5), kann der Strom
I1 auf der Grundlage der Gleichung (13) durch die Glei
chung (14) ausgedrückt werden.
I1 = -2(VT/R9)ln(N) (14)
Ausgehend von Gleichung (14) kann die an dem Ausgangs
anschluß 3 der Bezugsspannungs-Generatorschaltung gemäß
Fig. 3 abgegebene Bezugsspannung VO durch die nachste
hende Gleichung (15) ausgedrückt werden.
VO = R2VCC/(R1 + R2) - R1R2I1/(R1 + R2)
= R2VCC/(R1 + R2) + 2(kT/QR4)ln(N)R1R2/(R1 + R2) (15)
= R2VCC/(R1 + R2) + 2(kT/QR4)ln(N)R1R2/(R1 + R2) (15)
Daher kann die Temperaturcharakteristik (∂VO/∂T) der an
dem Ausgangsanschluß 3 abgegebenen Bezugsspannung VO
durch die nachstehende Gleichung (16) ausgedrückt wer
den.
(∂VO/∂T) = 2(k/qR4)ln(N)R1R2/(R1 + R2) (=konstant) (16)
Wie durch Gleichung (16) gezeigt, ist die Temperatur
charakteristik (∂VO/∂T) der Bezugsspannung VO umgekehrt
proportional zu dem Widerstand R4 und die Bezugsspan
nung VO ändert sich mit der absoluten Temperatur T li
near mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Somit
kann die Bezugsspannung VO durch Auswahl des Wider
stands R4 bezüglich der Temperatur mit einem gewünsch
ten positiven Temperaturkoeffizienten variiert werden.
Ein viertes Ausführungsbeispiel einer Bezugsspannungs-
Generatorschaltung ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt.
Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Schaltungsanordnung
zur Erzeugung einer Vielzahl von Bezugsspannungen. Fig.
4 zeigt die integrierte Konstantstromversorgungsschal
tung 6 zum Erzeugen konstanter Ströme I41 bis I4m, und
Fig. 5 zeigt im einzelnen die Schaltungsanordnung einer
die Konstantstromversorgungsschaltung 6 umfassenden Be
zugsspannungs-Generatorschaltung. Die Konstantstromver
sorgungsschaltung 6 gemäß Fig. 4 umfaßt Widerstände R20
bis R26, Widerstände R31 bis R3m, Transistoren Q20 bis
Q28 und Transistoren Q31 bis Q3m. Die Transistoren Q23
und Q24 und die Widerstände R21 und R22 bilden eine
Stromspiegelschaltung derart, daß der Kollektorstrom
des Transistors Q22 und der Kollektorstrom des Transi
stors Q28 immer gleich sind, auch wenn sich die Span
nung VCC der Konstantspannungsversorgung 1 ändert. Dar
über hinaus behalten die Widerstände R24 und R25 ein
konstantes Verhältnis zwischen Kollektorströmen der
Transistoren Q26 und Q27 bei. Der Widerstand R21 ist
zwischen dem Emitter des Transistors Q23 und der Kon
stantspannungsversorgung 1 verschaltet. Der Kollektor
des Transistors Q23 und der Kollektor des Transistors
Q22 sind gegenseitig verbunden, und der Widerstand R23
ist zwischen der Masse und dem Emitter des Transistors
Q22 verschaltet. Der Widerstand R22 ist zwischen dem
Emitter des Transistors Q24 und der Konstantspannungs
versorgung 1 verschaltet. Der Kollektor des Transistors
Q24 und der Kollektor des Transistors Q28 sind gegen
seitig verbunden, und der Emitter des Transistors Q28
ist mit der Masse verbunden. Der Kollektor des Transi
stors Q22 ist mit der Basis des Transistors Q23 und mit
der Basis des Transistors Q24 verbunden.
Die Basis des Transistors Q25 ist mit dem Kollektor des
Transistors Q24 verbunden, und der Kollektor des Tran
sistors Q25 ist mit der Konstantspannungsversorgung 1
verbunden. Der Emitter des Transistors Q25 ist mit der
Basis des Transistors Q22 und mit den Basen der Transi
storen Q31 bis Q3m verbunden. Der Emitter des Transi
stors Q26 ist mit der Masse verbunden, und der Wider
stand R24 ist zwischen dem Kollektor des Transistors
Q26 und dem Emitter des Transistors Q25 verschaltet.
Der Widerstand R26 ist zwischen der Masse und dem Emit
ter des Transistors Q27 verschaltet, und der Widerstand
R25 ist zwischen dem Kollektor des Transistors Q27 und
dem Emitter des Transistors Q26 verschaltet. Der Kol
lektor und der Emitter des Transistors Q26 sind mitein
ander verbunden. Die Basis des Transistors Q20 und die
Basis des Transistors Q21 sind miteinander verbunden.
Die Basis und der Kollektor des Transistors Q20 sind
miteinander verbunden, der Emitter desselben ist mit
der Masse verbunden, und der Widerstand R20 ist zwi
schen dem Kollektor des Transistors Q20 und der Kon
stantspannungsversorgung 1 verschaltet. Der Emitter des
Transistors Q21 ist mit dem Emitter des Transistors Q22
verbunden, und der Kollektor desselben ist mit dem Kol
lektor des Transistors Q22 verbunden.
Die Basis jedes der Transistoren Q31 bis Q3m ist mit
dem Emitter des Transistors Q25 verbunden, und die Wi
derstände R31 bis R3m sind jeweils zwischen der Masse
und dem Emitter jedes der Transistoren Q31 bis Q3m ver
schaltet. Der Bezugsspannungs-Ausgangsanschluß 7, an
welchem die Bezugsspannung VREF ausgegeben wird, ist
mit dem Emitter des Transistors Q25 verbunden.
Bei der Bezugsspannungs-Generatorschaltung gemäß Fig. 4
können die zu den entsprechenden Kollektoren der Tran
sistoren Q31 bis Q3m fließenden Ströme I41 bis I4m wie
nachstehend beschrieben erhalten werden. Da das Kollek
torstromverhältnis der Transistoren Q26 und Q27 wie be
reits beschrieben durch die Widerstände R24 und R25 be
stimmt wird, werden der Kollektorstrom I6 des Transi
stors Q26 und der Kollektorstrom I7 des Transistors Q27
gleich, falls der Basisstrom des Transistors Q28 igno
riert wird, wenn die Werte der Widerstände R24 und R25
gleich sind.
Es ergibt sich die nachstehend gezeigte Gleichung (17),
in welcher VBE26 die Spannung zwischen der Basis und
dem Emitter des Transistors Q27 und VR26 der Spannungs
abfall an dem Widerstand R26 der Schaltung gemäß Fig. 4
ist.
VBE26 = VBE27 + VR26 (17)
Wenn das Emittergrößenverhältnis der Transistoren Q26
und Q27 1 : N beträgt, der Sättigungsstrom des Transi
stors Q26 gleich IS ist und VT = kT/q gilt (worin q die
Elektronenladung, k die Boltzmann-Konstante und T die
absolute Temperatur sind), so wird die Basis-Emitter-
Spannung VBE26 des Transistors Q26 auf der Grundlage
der Gleichung von Shockley als VBE26 = Vtln(I6/IS) aus
gedrückt, und die Basis-Emitter-Spannung VBE27 des
Transistors Q27 wird VBE27 = Vtln(I7/NIS) ausgedrückt.
Durch Substituieren dieser Werte in Gleichung (17)
folgt aufgrund von I6 = I7 die nachstehende Gleichung
(18).
VR26 = VTln(N) (18)
Ausgehend von Gleichung (18) kann I6 = I7 durch die
nachstehende Gleichung (19) ausgedrückt werden.
I6 = I7 = VR26/R26
= (VT/R26)ln(N) (19)
= (VT/R26)ln(N) (19)
Aufgrund von VT = kT/q ist VT proportional zu der abso
luten Temperatur T, und die Ströme I6 und I7 sind auf
der Grundlage der Gleichung (18) demzufolge ebenfalls
proportional zu der absoluten Temperatur T. Falls der
Transistor Q22 und der Widerstand R23, gleich wie der
Transistor Q26 und der Widerstand R24 ausgebildet wer
den, wird die Stromzufuhr in den Transistor Q22 gleich
dem vorstehend beschriebenen Strom I6 werden. Falls
hierzu vergleichbar die Transistoren Q31 bis Q3m und
die Widerstände R31 bis R3m ebenfalls gleich ausgebil
det werden wie der Transistor Q26 und der Widerstand
R24, wird I41 = ... I4m = I6. Es ist daher bekannt, daß
die Ströme I41 bis I4m ebenfalls proportional zu der
absoluten Temperatur T variieren.
Die an dem Bezugsspannungs-Ausgangsanschluß 7 abgegebe
ne Bezugsspannung VREF (in Form von VBG ausgedrückt)
ist die Summe des Basis-Emitter-Vorwärtsspannungsab
falls V des Transistors Q28 und dem Spannungsabfall
an dem Widerstand R25, und wird durch die nachstehende
Gleichung (20) erhalten.
VBE = VBE28 + R25I7
= VBE28 + (R25VT/R26)ln(N) (20)
= VBE28 + (R25VT/R26)ln(N) (20)
Die Temperaturcharakteristik von VBG wird Null (0),
wenn die Kreiskonstante so eingestellt wird, daß sich
die Temperaturcharakteristik der Basis-Emitter-Vor
wärtsspannungsabfall VBE28 des Transistors Q28 und die
Temperaturcharakteristik von (R25VT/R26)ln(N) gegensei
tig aufheben. In diesem Fall kann eine Bezugsspannung
VREF mit einer Temperaturcharakteristik von Null an dem
Bezugsspannungs-Ausgangsanschluß 7 abgegriffen werden.
Anzumerken ist, daß dann, wenn die Temperaturcharakte
ristik von VBG in der Schaltung gemäß Fig. 4 Null (0)
ist, VBG als Bandlückenspannung bezeichnet wird und üb
licherweise 1,25 V beträgt.
Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die vorstehend beschriebene
Konstantstromversorgungsschaltung 6 und die Widerstände
R31 und R32 zwischen der Masse und dem Ausgangsanschluß
des Operationsverstärkers 5, der die Konstantspannungs
versorgung 1 bildet, welche die nicht stabilisierte
Versorgungsspannung der Spannungsversorgung 4 stabili
siert und ausgibt, verschaltet. Die durch die Konstant
stromversorgungsschaltung 6 erzeugte Bezugsspannung
VREF wird dem nicht invertierenden Eingang des Operati
onsverstärkers 5 zugeführt und mit dem Spannungsteiler
knoten der seriell zwischen der Masse und dem Ausgangs
anschluß des Operationsverstärkers 5 verschalteten
Spannungsteiler-Widerstände R31 und R23 verbunden. Die
Kollektoren (vgl. Fig. 4) der Transistoren Q31 bis Q3m
der Konstantstromversorgungsschaltung 6 sind jeweils
mit dem Spannungsteilerknoten von Spannungsteiler-
Widerständen R1 - 1 und R2 - 1 sowie R1 - m und R2, die seri
ell zwischen der Masse und dem Ausgangsanschluß des
Operationsverstärkers 5 verschaltet sind, verbunden.
Dadurch, daß die Konstantstromversorgungsschaltung 6
gemäß Fig. 4 auf diese Art und Weise verwendet wird,
ist es möglich, eine Vielzahl von Bezugsspannungen zu
generieren, deren jede eine mit der Temperatur linear
variierende Temperaturcharakteristik aufweist, indem
der Operationsverstärker 5 mit der Konstantstromversor
gungsschaltung 6 kombiniert wird, und ohne daß Zener-
Dioden oder andere, die Bezugsspannung VREF erzeugende
Vorrichtungen verwendet werden. Es ist mittels der
Schaltkreise der Konstantstromversorgungsschaltung 6
darüber hinaus möglich, den an den den Konstantstrom
wert festlegenden Widerständen R31 bis R3m erzeugten
Spannungsabfall zu vergrößern, wobei diese Schaltkreise
insbesondere dazu geeignet sind, eine Vielzahl von Kon
stantstromversorgungen auszubilden, da ein durch einen
verschlechterten Zusammenhang bzw. Verwandtschaftsgrad
zwischen dem Transistor Q22 und den npn-Transistoren
Q31 bis Q3m verursachter Fehler in dem Konstantstrom
wert verringert werden kann.
Vorteilhaft in Zusammenhang mit der Bezugsspannungs-
Generatorschaltung gemäß den Ausführungsbeispielen ist,
daß eine linear mit einem gewünschten Temperaturkoeffi
zienten variierende Bezugsspannung an dem Spannungstei
lerknoten der Spannungsteilerschaltung abgegriffen wer
den kann, da die Konstantstromquelle den in den Span
nungsteilerknoten der Spannungsteilerschaltung hinein
oder aus diesem heraus fließenden Strompegel linear mit
einem gewünschten Temperaturkoeffizienten variiert.
Ein weiterer Vorteil der Bezugsspannungs-Generator
schaltung gemäß den Ausführungsbeispielen ist, daß eine
linear mit einem gewünschten negativen Temperaturkoef
fizienten variierende Bezugsspannung an dem Spannungs
teilerknoten der Spannungsteilerschaltung abgegriffen
werden kann, da die Konstantstromquelle den durch den
Spannungsteilerknoten der Spannungsteilerschaltung ab
gegebenen Strom bezüglich der Temperatur mit einem ge
wünschten Temperaturkoeffizienten linear variiert.
Ein weiterer Vorteil der Bezugsspannungs-Generator
schaltung gemäß den Ausführungsbeispielen ist, daß eine
linear mit einem gewünschten negativen Temperaturkoef
fizienten variierende Bezugsspannung an dem Spannungs
teilerknoten der Spannungsteilerschaltung abgegriffen
werden kann, indem der Wert des mit dem Emitter des
zweiten Transistors verbundenen Widerstands ausgewählt
wird, da der aus dem Spannungsteilerknoten des Span
nungsteilerschaltung fließende Strom proportional zu
der Temperatur und umgekehrt proportional zu dem Wert
des mit dem Emitter des zweiten Transistors verbundenen
Widerstands ist.
Ein nochmals weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß
eine sich linear mit einem positiven Temperaturkoeffi
zienten ändernde Bezugsspannung aus dem Spannungstei
lerknoten der Spannungsteilerschaltung erhalten werden
kann, da die Konstantstromquelle den in den Spannungs
teilerknoten eingeleiteten Strom bezogen auf die Tempe
ratur linear mit einem gewünschten Temperaturkoeffizi
enten variiert.
Ein nochmals weiterer Vorteil der Bezugsspannungs-Gene
ratorschaltung gemäß den Ausführungsbeispielen ist, daß
eine linear mit einem gewünschten positiven Temperatur
koeffizienten variierende Bezugsspannung an dem Span
nungsteilerknoten der Spannungsteilerschaltung durch
Auswählen des Werts des mit dem Emitter des zweiten
Transistors verbundenen Widerstands abgegriffen werden
kann, da der Stromentnahmetransistor derart arbeitet,
daß er dem Spannungsteilerknoten der Widerstands-
Spannungsteilerschaltung einen Strom proportional zu
der Temperatur und umgekehrt proportional zu dem Wert
des mit dem Emitter des zweiten, mit dem zweiten
Strompfad der ersten und zweiten Strompfade der Strom
spiegelschaltung verbundenen Transistors verbundenen
Widerstands zuführt.
Ein nochmals weiterer Vorteil der Bezugsspannungs-
Generatorschaltung gemäß den Ausführungsbeispielen ist,
daß durch Auswählen des ersten Widerstands aus dem
Spannungsteilerknoten jeder Spannungsteilerschaltung
eine Vielzahl von Bezugsspannungen erhalten wird, deren
jede mit einem gewünschten negativen Temperaturkoeffi
zienten variiert, da der Stromentnahmetransistor derart
arbeitet, daß er jedem Spannungsteilerknoten der Wider
stands-Spannungsteilerschaltung einen Strom proportio
nal zu der Temperatur und umgekehrt proportional zu dem
Wert des ersten Widerstands, der zwischen dem anderen
Ausgangsanschluß der Konstantspannungsversorgung und
dem Emitter des zweiten Transistors, dessen Basis mit
der Basis und dem Kollektor eines ersten Transistors,
dessen Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß der
Konstantspannungsversorgung verbunden ist, verbunden
ist, verschaltet ist.
Da eine Normspannung mit einer Temperaturcharakteristik
von Null durch den Emitter eines fünften Transistors
abgegeben wird, kann diese Normspannung als die Norm-
bzw. Standardspannung der Konstantspannungsversorgung
verwendet werden.
Da ein Operationsverstärker seine Ausgangsspannung so
steuert, daß eine konstante Differenz zwischen der Aus
gangsspannung und der Normspannung eingehalten wird,
dient der Operationsverstärker als Konstantspannungs
versorgung zum Anschluß der der Konstantstromquelle,
und die Bezugsspannungs-Generatorschaltung kann einfach
aufgebaut werden.
Da die thermische Kopplung zwischen Komponenten verbes
sert und auch die thermische Übertragungsfunktion ver
bessert wird, indem die Konstantstromquelle in Form ei
ner integrierten Schaltung aufgebaut wird, kann durch
deren Berücksichtigung bzw. Einbezug in eine Batterie-
Ladevorrichtung ein hinsichtlich der Temperatur opti
mierter Batterie-Ladevorgang erzielt werden.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, werden sich dem
Fachmann weitere Anwendungsbereich erschließen. Die Er
findung soll daher nicht als auf die hierin beschriebe
ne spezielle Offenbarung beschränkt betrachtet und le
diglich anhand der beigefügten Patentansprüche ausge
legt werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, soll eine gewünschte
Bezugsspannung erzeugt werden, die in Übereinstimmung
mit der Temperatur linear variiert. Hierzu ist eine
Spannungsteilerschaltung R1, R2 zwischen den Ausgangs
anschlüssen einer eine konstante Spannung abgebenden
Konstantspannungsversorgung 1 verschaltet. Die Kon
stantstromquelle 2 variiert den in einen Spannungstei
lerknoten der Spannungsteilerschaltung hinein oder aus
diesem heraus fließenden Strompegel I1 in Abhängigkeit
von der Temperatur. Die Konstantstromquelle 2 umfaßt
einen ersten Transistor Q2 und einen zweiten Transistor
Q3, die mit einer Stromspiegelschaltung verbunden sind,
sowie einen zwischen der Masse und dem Emitter des
zweiten Transistors Q3 verschalteten Widerstand R4. Die
Basis des Stromentnahmetransistors Q9 ist mit der Basis
des ersten Transistors Q2 und der Basis des zweiten
Transistors Q3 verbunden, während der Kollektor sowie
der Emitter zwischen dem Spannungsteilerknoten bzw. der
Masse verschaltet sind, um einen Strom aus dem Span
nungsteilerknoten zu erhalten. Ein zu der Temperatur
proportionaler und zu dem Wert des Widerstands R4 umge
kehrt proportionaler Strom kann dadurch dem Spannungs
teilerknoten entnommen werden.
Claims (7)
1. Bezugsspannungs-Generatorschaltung zum Erzeugen einer
sich bezogen auf die Temperatur linear ändernden Bezugsspan
nung, mit
einer Konstantspannungsversorgung (1) zum Ausgeben einer Konstantspannung,
einem zwischen den Ausgangsanschlüssen der Konstantspan nungsversorgung gekoppelten, ausschließlich Widerstände auf weisenden Spannungsteilerschaltkreis (R1, R2) und
einer Konstantstromquelle (2), die mit einem Spannungs teilerknoten des Spannungsteilerschaltkreises verbunden ist, um den in den Teilerknoten hinein oder aus diesem heraus fließenden Strompegel mit einem gewünschten Temperaturkoeffi zienten linear zu ändern, wobei die Bezugsspannung von dem Teilerknoten abgegeben wird.
einer Konstantspannungsversorgung (1) zum Ausgeben einer Konstantspannung,
einem zwischen den Ausgangsanschlüssen der Konstantspan nungsversorgung gekoppelten, ausschließlich Widerstände auf weisenden Spannungsteilerschaltkreis (R1, R2) und
einer Konstantstromquelle (2), die mit einem Spannungs teilerknoten des Spannungsteilerschaltkreises verbunden ist, um den in den Teilerknoten hinein oder aus diesem heraus fließenden Strompegel mit einem gewünschten Temperaturkoeffi zienten linear zu ändern, wobei die Bezugsspannung von dem Teilerknoten abgegeben wird.
2. Bezugsspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 1, wo
bei die Konstantstromquelle umfaßt:
eine Stromspiegelschaltung (Q2, Q3), umfassend einen er sten Strompfad und einen zweiten Strompfad, welche durch eine Verbindung mit einem der Konstantspannungsversorgungs- Ausgangsanschlüsse gebildet werden, um den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf Gleichheit zu steuern,
einen ersten Transistor (Q2), der zwischen dem ersten Strompfad der Stromspiegelschaltung und dem anderen Ausgangs anschluß der Konstantspannungsversorgung verschaltet ist,
einen zweiten Transistor (Q3), dessen Kollektor mit dem zweiten Strompfad verbunden ist,
einen Widerstand (R4), der zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem anderen Ausgangsanschluß ver schaltet ist und
einen Stromentnahmetransistor (Q9), dessen Basis mit der Basis des ersten Transistors und der Basis des zweiten Tran sistor verbunden ist und dessen Kollektor mit dem Spannungs teilerknoten verbunden ist, um einen Strom aus dem Spannungs teilerknoten zu entnehmen,
wobei ein zu dem Wert des Widerstands umgekehrt propor tionaler und zu der Temperatur proportionaler Strom aus dem Spannungsteilerknoten entnommen wird, und
die Bezugsspannung bezogen auf die Temperatur einen ne gativen Temperaturkoeffizienten aufweist.
eine Stromspiegelschaltung (Q2, Q3), umfassend einen er sten Strompfad und einen zweiten Strompfad, welche durch eine Verbindung mit einem der Konstantspannungsversorgungs- Ausgangsanschlüsse gebildet werden, um den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf Gleichheit zu steuern,
einen ersten Transistor (Q2), der zwischen dem ersten Strompfad der Stromspiegelschaltung und dem anderen Ausgangs anschluß der Konstantspannungsversorgung verschaltet ist,
einen zweiten Transistor (Q3), dessen Kollektor mit dem zweiten Strompfad verbunden ist,
einen Widerstand (R4), der zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem anderen Ausgangsanschluß ver schaltet ist und
einen Stromentnahmetransistor (Q9), dessen Basis mit der Basis des ersten Transistors und der Basis des zweiten Tran sistor verbunden ist und dessen Kollektor mit dem Spannungs teilerknoten verbunden ist, um einen Strom aus dem Spannungs teilerknoten zu entnehmen,
wobei ein zu dem Wert des Widerstands umgekehrt propor tionaler und zu der Temperatur proportionaler Strom aus dem Spannungsteilerknoten entnommen wird, und
die Bezugsspannung bezogen auf die Temperatur einen ne gativen Temperaturkoeffizienten aufweist.
3. Bezugsspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 1, wo
bei die Konstantstromquelle (2) umfaßt:
eine Stromspiegelschaltung (Q13, Q14, Q15), umfassend einen ersten Strompfad und einen zweiten Strompfad, welche durch eine Verbindung mit einem der Konstantspannungsversor gungs-Ausgangsanschlüsse gebildet werden, um den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf Gleichheit zu steuern,
einen ersten Transistor (Q10), der zwischen dem ersten Strompfad der Stromspiegelschaltung und dem Spannungsteiler knoten verschaltet ist,
einen zweiten Transistor (Q11), dessen Kollektor mit dem zweiten Strompfad verbunden ist, und einen Widerstand (R9), der zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem Spannungsteilerknoten verschaltet ist,
wobei ein zu dem Wert des Widerstands umgekehrt propor tionaler und zu dem Temperaturfluß proportionaler Strom in den Spannungsteilerknoten hineinfließt, und
die Bezugsspannung bezogen auf die Temperatur einen po sitiven Temperaturkoeffizienten aufweist.
eine Stromspiegelschaltung (Q13, Q14, Q15), umfassend einen ersten Strompfad und einen zweiten Strompfad, welche durch eine Verbindung mit einem der Konstantspannungsversor gungs-Ausgangsanschlüsse gebildet werden, um den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf Gleichheit zu steuern,
einen ersten Transistor (Q10), der zwischen dem ersten Strompfad der Stromspiegelschaltung und dem Spannungsteiler knoten verschaltet ist,
einen zweiten Transistor (Q11), dessen Kollektor mit dem zweiten Strompfad verbunden ist, und einen Widerstand (R9), der zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem Spannungsteilerknoten verschaltet ist,
wobei ein zu dem Wert des Widerstands umgekehrt propor tionaler und zu dem Temperaturfluß proportionaler Strom in den Spannungsteilerknoten hineinfließt, und
die Bezugsspannung bezogen auf die Temperatur einen po sitiven Temperaturkoeffizienten aufweist.
4. Bezugsspannungs-Generatorschaltung zum Erzeugen einer
Bezugsspannung mit negativem Temperaturkoeffizienten bezogen
auf die Temperatur mit
einer Konstantspannungsversorgung (1) zum Ausgeben einer konstanten Spannung,
einer Vielzahl von Spannungsteilerschaltungen (R1 - 1 bis R1 - m, R2 - 1 bis R2 - m), die zwischen den Ausgangsspannungsan schlüssen der Konstantspannungsversorgung verschaltet sind, und
einer Konstantstromquelle (6), wobei die Konstantstrom quelle umfaßt:
eine Stromspiegelschaltung (Q23, Q24, R21, R22), umfas send einen ersten Strompfad und einen zweiten Strompfad, wel che durch eine Verbindung mit einem der Konstantspannungsver sorgungs-Ausgangsanschlüsse gebildet werden, um den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf Gleichheit zu steuern,
einen ersten Transistor (Q20), dessen Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß der Konstantspannungsversorgung verschaltet ist,
einen zweiten Transistor (Q21), dessen Basis mit der Basis und dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist,
einen ersten Widerstand (R23), der zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem anderen Ausgangs anschluß verschaltet ist, einen dritten Transistor (Q22), dessen Kollektor mit dem ersten Strompfad verbunden ist und bei dem ein zwei ter Widerstand (R24) zwischen dem Emitter und dem anderen Ausgangsanschluß verschaltet ist,
einen vierten Transistor (Q28), dessen Kollektor mit dem zweiten Strompfad und dessen Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß verbunden ist,
einen fünften Transistor (Q25), dessen Basis mit dem Kollektor des vierten Transistors, dessen Emitter mit der Basis des dritten Transistors und dessen Kollektor mit einem der Ausgangsanschlüsse verbunden ist,
einen dritten Widerstand, der zwischen dem Emitter des fünften Transistors und dem Kollektor des ersten Transistors verschaltet ist,
einen vierten Widerstand, der zwischen dem Emitter des fünften Transistors und dem Kollektor des zweiten Transistors verschaltet ist, und
sechste Transistoren (Q31 bis Q3m), deren Basen je weils mit dem Emitter des fünften Transistors, deren Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß und deren Kol lektoren mit jedem Spannungsteilerknoten der Widerstands- Spannungsteilerknoten verbunden sind,
wobei ein zu dem Wert des ersten Widerstands umge kehrt proportionaler und zu der Temperatur proportionaler Strom aus dem Spannungsteilerknoten entnommen wird.
einer Konstantspannungsversorgung (1) zum Ausgeben einer konstanten Spannung,
einer Vielzahl von Spannungsteilerschaltungen (R1 - 1 bis R1 - m, R2 - 1 bis R2 - m), die zwischen den Ausgangsspannungsan schlüssen der Konstantspannungsversorgung verschaltet sind, und
einer Konstantstromquelle (6), wobei die Konstantstrom quelle umfaßt:
eine Stromspiegelschaltung (Q23, Q24, R21, R22), umfas send einen ersten Strompfad und einen zweiten Strompfad, wel che durch eine Verbindung mit einem der Konstantspannungsver sorgungs-Ausgangsanschlüsse gebildet werden, um den durch den ersten Strompfad fließenden Strom und den durch den zweiten Strompfad fließenden Strom auf Gleichheit zu steuern,
einen ersten Transistor (Q20), dessen Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß der Konstantspannungsversorgung verschaltet ist,
einen zweiten Transistor (Q21), dessen Basis mit der Basis und dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist,
einen ersten Widerstand (R23), der zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem anderen Ausgangs anschluß verschaltet ist, einen dritten Transistor (Q22), dessen Kollektor mit dem ersten Strompfad verbunden ist und bei dem ein zwei ter Widerstand (R24) zwischen dem Emitter und dem anderen Ausgangsanschluß verschaltet ist,
einen vierten Transistor (Q28), dessen Kollektor mit dem zweiten Strompfad und dessen Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß verbunden ist,
einen fünften Transistor (Q25), dessen Basis mit dem Kollektor des vierten Transistors, dessen Emitter mit der Basis des dritten Transistors und dessen Kollektor mit einem der Ausgangsanschlüsse verbunden ist,
einen dritten Widerstand, der zwischen dem Emitter des fünften Transistors und dem Kollektor des ersten Transistors verschaltet ist,
einen vierten Widerstand, der zwischen dem Emitter des fünften Transistors und dem Kollektor des zweiten Transistors verschaltet ist, und
sechste Transistoren (Q31 bis Q3m), deren Basen je weils mit dem Emitter des fünften Transistors, deren Emitter mit dem anderen Ausgangsanschluß und deren Kol lektoren mit jedem Spannungsteilerknoten der Widerstands- Spannungsteilerknoten verbunden sind,
wobei ein zu dem Wert des ersten Widerstands umge kehrt proportionaler und zu der Temperatur proportionaler Strom aus dem Spannungsteilerknoten entnommen wird.
5. Bezugsspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 4,
wobei der Emitter des fünften Transistors eine Normspan
nung bereitstellt, deren Temperaturcharakteristik Null
ist.
6. Bezugsspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 5,
bei der die Konstantspannungsversorgung (1) umfaßt:
einen Operationsverstärker (5) und
einen Rückkopplungswiderstand (R31), der mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, um die Änderung an diesem Ausgang zu der Eingangsseite des Ope rationsverstärkers zurückzukoppeln,
wobei die Konstantstromquelle und die Spannungstei lerschaltungen mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden sind, und
die durch die Konstantstromquelle abgegebene Norm spannung mit dem Eingang des Operationsverstärkers ver bunden wird.
einen Operationsverstärker (5) und
einen Rückkopplungswiderstand (R31), der mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, um die Änderung an diesem Ausgang zu der Eingangsseite des Ope rationsverstärkers zurückzukoppeln,
wobei die Konstantstromquelle und die Spannungstei lerschaltungen mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden sind, und
die durch die Konstantstromquelle abgegebene Norm spannung mit dem Eingang des Operationsverstärkers ver bunden wird.
7. Bezugsspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 1
oder 6, wobei die Konstantstromquelle als integrierte
Schaltung ausgeführt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7071779A JPH08272468A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 基準電圧発生回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19545160A1 DE19545160A1 (de) | 1996-10-10 |
DE19545160C2 true DE19545160C2 (de) | 1998-06-18 |
Family
ID=13470404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19545160A Expired - Fee Related DE19545160C2 (de) | 1995-03-29 | 1995-12-04 | Bezugsspannungs-Generatorschaltung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6201381B1 (de) |
JP (1) | JPH08272468A (de) |
DE (1) | DE19545160C2 (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3417891B2 (ja) * | 1999-10-27 | 2003-06-16 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電流検出装置 |
FR2856207A1 (fr) * | 2003-06-12 | 2004-12-17 | St Microelectronics Sa | Commutateur en technologie bipolaire |
US6958597B1 (en) * | 2004-05-07 | 2005-10-25 | Ememory Technology Inc. | Voltage generating apparatus with a fine-tune current module |
JP4766605B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2011-09-07 | 能美防災株式会社 | 煙感知器 |
US20080122413A1 (en) * | 2006-06-12 | 2008-05-29 | Boon-Aik Ang | Method and apparatus for versatile high voltage level detection with relative noise immunity |
KR100799836B1 (ko) | 2006-09-11 | 2008-01-31 | 삼성전기주식회사 | 온도 변화에 둔감한 출력 보상 회로 |
US7724075B2 (en) * | 2006-12-06 | 2010-05-25 | Spansion Llc | Method to provide a higher reference voltage at a lower power supply in flash memory devices |
US7652524B2 (en) * | 2008-01-23 | 2010-01-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Voltage source for gate oxide protection |
US8575998B2 (en) * | 2009-07-02 | 2013-11-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Voltage reference circuit with temperature compensation |
JP5285627B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2013-09-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 電圧処理回路 |
US8536855B2 (en) * | 2010-05-24 | 2013-09-17 | Supertex, Inc. | Adjustable shunt regulator circuit without error amplifier |
US8659348B2 (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Current mirrors |
KR20160072703A (ko) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 기준전압 생성회로 |
CN105739586B (zh) * | 2016-04-01 | 2017-09-22 | 深圳还是威健康科技有限公司 | 一种电流基准源电路 |
CN106443134B (zh) * | 2016-10-26 | 2023-11-03 | 深圳青铜剑技术有限公司 | 一种开环型霍尔电流传感器及电路 |
TWI654509B (zh) * | 2018-01-03 | 2019-03-21 | 立積電子股份有限公司 | 參考電壓產生器 |
TWI699963B (zh) | 2019-04-23 | 2020-07-21 | 立積電子股份有限公司 | 功率放大器及其溫度補償方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334918A1 (de) * | 1992-10-15 | 1994-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Spannungsversorgungsschaltung und Halbleitervorrichtung mit einer solchen Schaltung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4990846A (en) * | 1990-03-26 | 1991-02-05 | Delco Electronics Corporation | Temperature compensated voltage reference circuit |
JP3322685B2 (ja) * | 1992-03-02 | 2002-09-09 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 定電圧回路および定電流回路 |
US5327028A (en) * | 1992-06-22 | 1994-07-05 | Linfinity Microelectronics, Inc. | Voltage reference circuit with breakpoint compensation |
US5352973A (en) * | 1993-01-13 | 1994-10-04 | Analog Devices, Inc. | Temperature compensation bandgap voltage reference and method |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP7071779A patent/JPH08272468A/ja active Pending
- 1995-10-17 US US08/543,933 patent/US6201381B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-04 DE DE19545160A patent/DE19545160C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334918A1 (de) * | 1992-10-15 | 1994-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Spannungsversorgungsschaltung und Halbleitervorrichtung mit einer solchen Schaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6201381B1 (en) | 2001-03-13 |
DE19545160A1 (de) | 1996-10-10 |
JPH08272468A (ja) | 1996-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19545160C2 (de) | Bezugsspannungs-Generatorschaltung | |
DE69026625T2 (de) | Stabilisierte gabelstromversorgung | |
DE2412393C3 (de) | Stromstabilisierungsschaltung | |
DE3336434C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Bezugsspannung | |
DE2423478B2 (de) | Stromquellenschaltung | |
DE102011001346A1 (de) | Rauscharme Bandlückenreferenzen | |
DE2531208C2 (de) | Gegentaktverstärker | |
DE2923360C2 (de) | Konstantstromquellenschaltung | |
EP0952508B1 (de) | Referenzspannung-Erzeugungsschaltung | |
DE68909966T2 (de) | Stabilisierte Strom- und Spannungsquellen. | |
DE2260405B2 (de) | Bezugsspannungsgeneratorschaltung | |
DE2831065C2 (de) | Pegelregelschaltung | |
DE3210644C2 (de) | ||
DE112017006858T5 (de) | Referenzspannungserzeugungsschaltung | |
DE3013172C2 (de) | Transistor-Vergleicherschaltung | |
DE4427052B4 (de) | Referenzspannungsgenerator | |
DE2250625A1 (de) | Stromregler | |
EP0238903B1 (de) | Referenzstromquelle | |
DE3102398C2 (de) | ||
DE3600823C2 (de) | Schaltung zur Erzeugung einer Referenzspannung | |
DE69205522T2 (de) | Eingangspufferschaltung. | |
DE3824105C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung | |
DE1903913C3 (de) | Breitband-Verstärkerschaltung | |
DE69216323T2 (de) | Impedanzvervielfacher | |
US4025842A (en) | Current divider provided temperature-dependent bias potential from current regulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |