DE1963341A1

DE1963341A1 - Constant current source

Info

Publication number: DE1963341A1
Application number: DE19691963341
Authority: DE
Inventors: Perlman Dadiv Eric
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1970-07-02
Also published as: US3536986A; GB1289485A; FR2026456A1

Description

Eastman Kodak Company, Rochester/ Staat New York, Vereinigte Staaten von AmerikaEastman Kodak Company, Rochester / New York State, United States of America

KonstantstromquelleConstant current source

Die Erfindung betrifft eine Konstantstromquelle, Lnsbesondere für Ströme von weniger als ein Mikroampere, mit eine Gleichrichterwirkung besitzenden Bauteilen, die je einen Emitter und einen Kollektor aufweisen und von denen mindestens ein Teil eine Steuerelektrode hat, mindestens einem Widerstand, einem Ausgang und einem an eine Energiequelle anschließbaren Eingang.The invention relates to a constant current source, especially for currents of less than one microampere, with components that have a rectifier effect, each with an emitter and a collector and at least a part of which has a control electrode, at least one resistor, an output and an input that can be connected to an energy source.

Hei den bekannten Konstantstromquellen für niedrige Ströme ist die Fertigung Ln Form von integrierten Schaltungen mit sehr hohen Kosten verbunden, weil die in den Schaltungen benötigten Widerstände sii hohe ϊ J iderstandswerte aufweisen. Konstantstromquellen mit Widerständen, deren Wid«u*standswertt3 niedrig genug :sind, um eLne wirtschaftliche Purtigung in Form von integrierton Schaltungen zu geütattsn, Llafern ent" •./filier nicht fjtmüijond kleine f-Jbröniö oder weisen eineHei the well-known constant current sources for low currents is the manufacture Ln form of integrated Circuits are associated with very high costs because the resistances required in the circuits are high ϊ J have resistance values. Constant current sources with Resistances whose resistance value is low enough : are in order to eLne economic purification in the form of integrated circuits to be checked, removed •. / Filier not fjtmüijond small f-Jbröniö or have a

0098 2 7/1350098 2 7/135

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schlechte Regelwirkung auf.bad control effect.

Aufgabe der Erfindung ist as, eine KonstantstromquelLe zu schaffen, die auch für niedrige Ströme eine gute Regelwirkung aufweist und wirtschaftlich in Form oiner integrierten Schaltung hergestellt v/erden kann, weil ihre Widerstände niedrige Widers"tandwerte besitzen.The object of the invention is as a constant current source to create a good control effect even for low currents and economically integrated in the form of oiner Circuit can be established because its resistors have low resistance values.

Diese Aufgabe ist, ausgehend von einer Konstantstromquelle der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingang mit der Steuerelektrode aina.-.* ersten der · eine Gleiohrichberv/irkinuj besitzenden Bauteile und über ein viertes dieser Bauteile mit einer '/arbindungsklerame verbunden ist, daß der Kollektor des ersten Bauteils mit der Steuerelektrode iimss 3weiten der eine Gleichrichter-Wirkung basitüsiidöii BrHifcjila und der Euittar den ersten Bauteils mit, άβια Emitt.-jr eines dritten dieser Bauteile verbunden und iibar dan v/iäorstand an dia 7arbindungsklemme angeschlo;\3nn ist, und daß dar Emitter ilas a^eitan Bauteils mit der Auagangsklerame, seiner Kollektor rsiifc der Steuerelektrode de 3 dritten Bau ta ils und der KoI la!: tor des dritten Bnut-äils mit dam 3 inen Pol der Energiaquölle verbunden sind» Dar durch den CJegenkopplimysv/i-Jtirfitand fliessenden Strom v;ird in diaser Schaltung sov/ait verstärkt, daß sich auch bei einem verhältnismäßig garin/en Widerstandsv;ert des GegsnkuppLungsviidarstandas darnalbe SpannungsabfaLL araieisn läßt, >;ie er bisher nuf irsib einom hohem i7iderstandswert 3u eeeeichen vwr,Based on a constant current source of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the input is connected to the control electrode aina .-. * First of the components having a Gleiohrichichberv / irkinuj and a fourth of these components with a linkage that the collector of the first component is connected to the control electrode with a rectifier effect and the first component is connected to the first component with a third of these components and then connected to the connecting terminal and that the emitter of the third component is connected to the output terminal, its collector rsiifc of the control electrode of the third component and the gate of the third component are connected to the third pole of the energy source The current flowing through the counter coupling is amplified in this circuit so that, even with a relatively high degree of water The resistance of the countercoupling can be seen as a voltage drop,>; it has so far only been a high resistance value 3u eeeeichen vwr,

rm folgenden ist die Erfindung onhand iinar :iuf der Ze Leimung dargestellten AusEührungsfoLiks .Vsr -^ ff induncjsgemäßun KonHtanti3troinrju*iillti im ?ίί.η^;}!.».-^ιη erläutert. Dia l'-ja t^!l jvir ^ei-jfc das i'S'jhaitbiUl iUn' iiU'5i:äiii:muj3form»rm The invention is onhand iinar: IUF of Ze sizing shown AusEührungsfoLiks .Vsr - ^ ff induncjsgemäßun KonHtanti3troinrju * iillti in ίί.η ^;} !. ».- ^{ι η} explained?. Dia l'-yes t ^! l jvir ^ ei-jfc das i'S'jhaitbiUl iUn ' iiU'5i: äiii: muj3form »

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

O O 9 O 1 Ί / 1 -J 5 9OO 9 O 1 Ί / 1 -J 5 9

Ein Bauelement mit Gleichrichterwirkung in Form eines npn-Transistors Q₄ besitzt eine durch eine äußere Verbindung zwischen der Basis 1 und dem Kollektor 2 kurzgeschlossene Basis-Kollektor-Strecke, so daß der Transistor Q. im wesentlichen als Diode wirkt. Der Emitter des Transistors Q4 ist an eine geerdete Verbindungsklemme 4 gelegt. Der Kollektor ist einerseits über einen Widerstand 3 an den Pluspol einer Gleichspannungsquelle S angeschlossen und andererseits mit der Basis eines ein Bauelement mit Gleichrichterwirkung bildenden npn-Transistors Q. verbunden. Der bisher beschriebene Schaltungsteil hält bei SpannungsSchwankungen der Spannungsquelle S die Spannung an der Basis des Transistors Q, im wesentlichen konstant, da der Spannungsabfall über den als Diode geschalteten Transistor Q- im wesentlichen über einen weiten Stromstärkenbereich konstant bleibt.A component with rectifier action in the form of an npn transistor Q ₄ has a base-collector path short-circuited by an external connection between the base 1 and the collector 2, so that the transistor Q. essentially acts as a diode. The emitter of the transistor Q4 is connected to a connection terminal 4 which is grounded. The collector is connected on the one hand to the positive pole of a DC voltage source S via a resistor 3 and on the other hand to the base of an npn transistor Q. which forms a component with a rectifying effect. The circuit part described so far keeps the voltage at the base of the transistor Q essentially constant in the event of voltage fluctuations in the voltage source S, since the voltage drop across the diode-connected transistor Q remains essentially constant over a wide current range.

Der Kollektor 6 des Transistors Q₁ ist mit der Basis 7 eines ebenfalls ein Bauelement mit Gleichrichterwirkung bildenden pnp-Transistors Q₂ verbunden. Der Emitter 8 des Transistors Q₂ liegt am Ausgang I der Konstantstromquelle, während der Kollektor 9 des Transistors Q₂ an die Basis 10 eines weiteren Bauelementes mit Gleichrichterwirkung in Form eines npn-Transistors Q₃ angeschlossen ist. Der Emitter 11 des Transistors Q₃ und der Emitter 12 des Transistors Q, sind beide an einen Widerstand 5 angeschlossen, so daß durch diesen die Summe der Emitterströme der Transistoren Q. und Q₃ fließt. Ebenfalls an den Pluspol der Spannungsquelle S ist der Kollektor 13 des Transistors Q₃ angeschlossen.The collector 6 of the transistor Q ₁ is connected to the base 7 of a pnp transistor Q ₂ which also forms a component with a rectifying effect. The emitter 8 of the transistor Q ₂ is connected to the output I of the constant current source, while the collector 9 of the transistor Q _{2 is connected} to the base 10 of a further component with a rectifier effect in the form of an npn transistor Q ₃ . The emitter 11 of the transistor Q ₃ and the emitter 12 of the transistor Q are both connected to a resistor 5, so that the sum of the emitter currents of the transistors Q and Q ₃ flows through this. _{The collector 13 of the transistor Q 3 is also} connected to the positive pole of the voltage source S.

Der dem Ausgang I entnehmbare Strom ist konstant, da bei zunehmendem Ausgangsstrom der Basisstrom des Transistors Q₃ ebenfalls zunimmt und den Spannungsabfall am Widerstand vergrößert, wodurch die Basisspaimung am Transistor Q, wirk-The current that can be taken from output I is constant, since with increasing output current the base current of transistor Q ₃ also increases and the voltage drop across the resistor increases, whereby the base pairing at transistor Q, is effective.

Π 09 H ?7/ 13 5 9Π 09 H ? 7/13 5 9

sam herabgesetzt wird, was wiederum eine Verringerung des Basisstroms des Transistors Q₂ bewirkt, so daß der Ausgangsstrom auf seinen konstanten Wert zurückgeht.sam is decreased, which in turn causes a decrease in the base current of the transistor Q ₂ , so that the output current goes back to its constant value.

Zum Verändern des dem Ausgang I_Q entnehmbaren Stroms braucht lediglich der Widerstandswert des Widerstandes 5 verändert zu werden.To change the current that can be drawn from the output I _Q , only the resistance value of the resistor 5 needs to be changed.

Wird die vorstehend beschriebene Schaltung in Form einer monolithisch-integrierten Schaltung hergestellt, so weisen alle Halbleiter nahezu gleiche Temperaturkoeffizienten auf, wodurch sich ein Temperaturgleichlauf ergibt, der beim Auftreten von Temperaturschwankungen ausgleichend wirkt. If the circuit described above is produced in the form of a monolithically integrated circuit, then all semiconductors have almost the same temperature coefficients, which results in temperature synchronization which has a compensating effect when temperature fluctuations occur.

Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, daß diese Schaltung als monolithisch-integrierte Schaltung leicht und kostensparend hergestellt werden kann. Es versteht sich jedoch, daß zu ihrer Herstellung auch einzelne Bau·^ teile verwendet werden könnten, um eine KonstantStromquelle von hoher Genauigkeit zu schaffen. Another particular advantage is that this circuit can be produced easily and economically as a monolithic integrated circuit. It goes without saying, however, that individual components could also be used for their manufacture in order to create a constant current source of high accuracy.

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Claims

/ 1.) Constant current source, especially for small currents, ^ - ^ with a rectifying effect possessing components that each have an emitter and a collector and of which at least one part has a control electrode, at least one resistor, one output and one that can be connected to an energy source Input, characterized in that the input is connected to the control electrode of a first (Q.) of the components (Q ₁ to Q-) having a rectifying effect and via a fourth (Q ^) of these components to a connecting terminal (4) that the Collector (6) of the first component (Q,) with the control electrode (7) of a second (Q2) of the components having a rectifying effect and the emitter (12) of the first component (Q,) with the emitter (11) of a third (Q ₃ ) of these components and connected via the resistor (5) to the connecting terminal (4), and that the emitter (8) of the second component (Q ₃ ) with the output (I), its · collector (9) with the Ste The outer electrode (10) of the third component and the collector (13) of the third component (Q ₃ ) are connected to one pole of the energy source (S) .

2. Constant current source according to claim 1, characterized in that the first and third components (Q. or Q ₃ ) each have an npn transistor and the second component (Q ₃ ) is a pnp transistor .

3. KonstantetromquelIe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung als integrierte Schaltung.3. KonstantetromquelIe according to claim 1 or 2, characterized by the design as an integrated circuit.

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4. Konstant.stromquelle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fourth component is an npn transistor (Q.), the base (1) of which with the Collector (2) is connected.

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