DE2241670A1 - INTEGRATED VOLTAGE CONSTANT - Google Patents
INTEGRATED VOLTAGE CONSTANTInfo
- Publication number
- DE2241670A1 DE2241670A1 DE2241670A DE2241670A DE2241670A1 DE 2241670 A1 DE2241670 A1 DE 2241670A1 DE 2241670 A DE2241670 A DE 2241670A DE 2241670 A DE2241670 A DE 2241670A DE 2241670 A1 DE2241670 A1 DE 2241670A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- transistor
- resistor
- stabilizer
- base
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
- G05F1/567—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
Italien; Nr. 27840 A/71Italy; No. 27840 A / 71
Die Erfindung betrifft einen als integrierte Schaltung ausge«· bildeten Spannungskonstanthalter für niedrige Ausgangsspannungen, bei dem ein als Regelwiderstand wirkender Transistor in Reihe zu einer der Zuführungsleitungen geschaltet ist und vom Ausgangssignal eines Regelkreises basisgesteuert wird. Unter niedriger Aus gang s spannung wird dabei eine fünf YoIt nicht übersteigende Spannung verstanden.The invention relates to an integrated circuit designed formed voltage stabilizers for low output voltages, in which a transistor acting as a variable resistor is connected in series to one of the supply lines and from the output signal of a control loop is basic controlled. If the output voltage is low, it will not exceed five yoIt Understand tension.
Ein derartiger Konstanthalter findet bei der Speisung von Gleichstrommotoren Anwendung, die in Geräten des Massenkonsums zur Tonaufzeichnung und Tonwiedergabe benutzt werden, und wird besonders in den Fällen verwendet, in denen die geringste Eingangsspannung, für die eine Stabilisierung erforderlich ist, niedriger ist als sechs Volt. Die Stabilisierung von einem derart niedrigen Eingangsspannungswert an (< 6 Volt) ist mit der traditionellen Technik, die sich auf die Anwendung von Zener-Dioden als Elemente zur Festlegung der Bezugsspannung stützt, nicht möglich, da Zener-Dioden mit genügend niedriger Spannung nicht realisierbar sind.Such a stabilizer is used when feeding DC motors Application used in devices of mass consumption for sound recording and reproduction, and becomes special used in those cases where the lowest input voltage that requires stabilization is lower is than six volts. The stabilization of such a low Input voltage value at (< 6 volts) is using traditional technology, which involves the application of Zener diodes as elements to determine the reference voltage is not possible because Zener diodes with a sufficiently low voltage cannot be implemented are.
Bayerische Vereinsbank München 820993 Bayerische Vereinsbank Munich 820993
309810/0760309810/0760
Ais BezugsSpannung benutzt man daher die Spannung, die sich in stabilisierter Form an den Enden einer oder mehrerer vorgespannter Reihenschaltungen von aktiven Elementen (Dioden, Transistoren) ergibt. Diese Bezugsspannung weist jedoch den Nachteil auf, temperaturbedingten Schwankungen zu unterliegen.The voltage that is used as the reference voltage is therefore used in a stabilized form at the ends of one or more biased series connections of active elements (diodes, Transistors). However, this reference voltage has the disadvantage that it is subject to temperature-related fluctuations.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher eine integrierte Schaltung, die als Spannungskonstanthalter für niedrige Spannungen wirkt und gegen Temperaturschwankur^n kompensiert ist.The object of the present invention is therefore an integrated one Circuit acting as a voltage stabilizer for low Stress acts and compensates against temperature fluctuations is.
Ein als integrierte Schaltung ausgebildeter Spannungskonstanthalter für niedrige Ausgangsspannungen, bei dem ein als Transistor wirkender Regelwiderstand in Reihe mit einer der Zuführungsleitungen geschaltet ist und vom Aus gangs signal eines Regelkreises basisgesteuert wird, der die Ausgangsspannung des Kontstanthalters mit einer Bezugsspannung vergleicht, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dai3 die ^ezugsSpannung aus der Eingangsspannung einer Verstärkerstufe besteht, die einen in Trans istorschaltung geschalteten Endtransistor enthält, dem eine Anzahl von Spannungsstufentransistoren in Kaskade vorgeschaltet ist, von denen jeder mit seinem Emitter an die Basis des nach* folg end en Transistors angeschlossen ist, und die gewünschte Eingangs spannung sicherstellt, und daß die Ausgangsspannung des Konstanthalters an den Eingang des genannten Verstärkers über einen Widerstand geführt wird, der vom Eingangsstrom des Verstärkers und von einem weiteren Strom durchflossen wird, welcher von einer Kompensationsschaltung für den Temperaturkoeffizienten der Bezugsspannung reguliert wird.A voltage stabilizer designed as an integrated circuit for low output voltages, in which a variable resistor acting as a transistor is in series with one of the Supply lines is switched and from the output signal of a control loop is based on the output voltage compares the stabilizer with a reference voltage, is characterized according to the invention in that dai3 the pull-out voltage from the input voltage of an amplifier stage consists, which is a switched in transistor circuit End transistor containing a number of voltage step transistors is connected upstream in a cascade, each of which has its emitter connected to the base of the subsequent transistor is connected, and ensures the desired input voltage, and that the output voltage of the stabilizer on the input of said amplifier is passed through a resistor, which is from the input current of the amplifier and from another current flows through, which is of a compensation circuit for the temperature coefficient of the Reference voltage is regulated.
Als Spannungsstufentransistor wird dabei ein Transistor verstanden, dessen Basis-Emitter-Strecke dazu benutzt wird, einen Spannungssprung zwischen zwei Bereichen der integrierten Schaltung festzulegen. Als in Kaskade geschaltet werden zweiA transistor is understood as a voltage step transistor, whose base-emitter path is used to create a Voltage jump between two areas of the integrated Set circuit. When connected in cascade are two
309810/0760309810/0760
Spannungsstuf e-nendtransistoren angesehen, wenn d ie Basis-Emitter-Spannungen sich algebraisch summieren.Voltage stage end transistors viewed if the base-emitter voltages add up algebraically.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment in FIG Relation to the accompanying drawing.
Bei dem in der Figur dargestellten Konstanthalter übernimmt der Transistor Της die Punktion eines Regelwiderstandes für die Stabilisierung der Eingangsspannung Y. . Die Kontrolle der stabilisierten Spannung VQ erfolgt durch Vergleich mit der Spannung zwischen der Basis des Transistors T-,- und Erde. Diese Spannung ist gleich der Summe der Basis-Emitter-Spannung der beiden Spannungsstufentransistoren Τη . und T-, g, die auch als Verstärker des aus dem Basisstrom des Transistors T-, . bestehenden Fehlersignals wirken»In the stabilizer shown in the figure, the transistor Της takes over the puncture of a control resistor for the stabilization of the input voltage Y.. The stabilized voltage V Q is checked by comparing it with the voltage between the base of the transistor T -, - and earth. This voltage is equal to the sum of the base-emitter voltage of the two voltage step transistors Τη . and T-, g, which also act as an amplifier of the base current of the transistor T-,. existing error signal take effect »
Die Stabilisierung der Basis-Emitter-Spannung des Transistors T1C gegen BelastungsSchwankungen erhält man durch den Transistor T^7, der im Transistor Τη ^- einen fast konstanten Kollektor strom fließen läßt. Dieser Strom wird nämlich durch die Basis-Emitter-Spannung des Transistors ^17» die man in erster Näherung als konstant annehmen kann, und durch den Wert des Widerstandes Β.., „ testimmt.The stabilization of the base-emitter voltage of the transistor T 1 C against load fluctuations is obtained by the transistor T ^ 7 , which in the transistor Τη ^ - allows an almost constant collector current to flow. This current is determined by the base-emitter voltage of the transistor ^ 17 », which can be assumed to be constant in a first approximation, and by the value of the resistor Β ..,".
Der Widerstand R12 1^ die Diode "T-,,-> die zu dem Emitter des Transistors T-, . reihengeschaltet sind, bestimmen den Wert des Kollektorstromes desselben. Die Diode T-,,- hat die Aufgabe , den Spannungsabfall am Widerstand R12' 1^ daher ^e i gleichem Emitterstrom den Wert des Widerstandes zu verringern.The resistor R 12 1 ^ the diode "T - ,, -> which are connected in series to the emitter of the transistor T-, . , Determine the value of the collector current of the same. The diode T - ,, - has the task of the voltage drop across the resistor R 12 ' 1 ^ therefore ^ ei the same emitter current to reduce the value of the resistor.
Der Widerstand Rq wird vom Basisstrom des Transistors T^. und vom Kollektorstrom IcJ. 3 des Transistors T15 durchflossen; dieser Kollektorstrom wird durch die aus dem Widerstand Rg und den Spannungsstufentransistoren T^, T^, T12, T1^ bestehendeThe resistor R q is from the base current of the transistor T ^. and from the collector current IcJ. 3 of the transistor T 15 flowed through; this collector current is passed through the resistor R g and the voltage step transistors T ^, T ^, T 12 , T 1 ^ existing
309810/0 76 0309810/0 76 0
Schaltung temperaturabhängig gemacht, d. h. er kompensiert die Bezugsspannungsschwankungen zwischen der Basis des Transistors T-,. und Erde.Circuit made temperature dependent, d. H. he compensates the reference voltage fluctuations between the base of the transistor T- ,. and earth.
Im folgenden bezeichnen wirIn the following we denote
mit Vg-gy die Basis-Emitter-Spannung eines Transistors T ; mit I den Kollektorstrom eines Transistors T ; mit V den Spannungsabfall am Widerstand X;with Vg-gy the base-emitter voltage of a transistor T; with I the collector current of a transistor T; with V the voltage drop across the resistor X;
mit T den Wert der Temperatur.with T the value of the temperature.
Die A us gang s spannung V„ wird durch die folgende Beziehung ausgedrückt:The output voltage V "is given by the following relationship expressed:
V0 - VBE16 + VBE14 + VR9 (l) V 0 - V BE16 + V BE14 + V R9 (l)
Das Problem, einen festen Bezugspunkt für die Temperatur zu bekommen, besteht in der Bemessung des Temperaturkoeffizienten des Spannungsabfalls am Widerstand Rq. Es ist nämlich erforderlich, daß die Spannung Y^0 einen positiven Temperaturen The problem of getting a fixed reference point for the temperature consists in dimensioning the temperature coefficient of the voltage drop across the resistor Rq. Namely, it is necessary that the voltage Y ^ 0 have a positive temperature
koeffizienten (ca. 4mV/ C) hat, der den negativen Temperaturkoeffizienten der Ba s is-Emitter-Spannung der Transistoren T-,,- und T-.. kompensiert.coefficient (approx. 4mV / C), which has the negative temperature coefficient the base-emitter voltage of the transistors T - ,, - and T- .. compensated.
Die Spannung CRQ wird ausgeärückt durch:The voltage C RQ is expressed by:
\9 - Icl3 R ^ !ä VR8 (2) \ 9 - Icl3 R ^! Ä V R8 (2)
R8 R 8
Aus dieser Gleichung ergibt sich für V0 der Ausdruck:This equation gives the expression for V 0:
R9 R 9
V0 " VBE16 + VBül4 + ψ- VR8 (3) V 0 " V BE16 + V Bül4 + ψ- V R8 (3)
Durch eine entsprechende Bemessung des Verhältnisses Rq : ?.„ und des Temperaturkoeffizienten der Spannung VR8 kann man daher die gewünschte Kompensierung erhalten.The desired compensation can therefore be obtained by appropriately dimensioning the ratio R q :?. "And the temperature coefficient of the voltage V R8.
309810/0760309810/0760
ACE 2989ACE 2989
C _C _
Die Kompensierung stützt sich auf folgendes Prinzip:The compensation is based on the following principle:
Bei den zwei identischen Drifttransistoren T und T1.With the two identical drift transistors T and T 1 .
a baway
die nahe zueinander in dem Siliziumplättchen angeordnet sind und bei verschiedenen Stromwerten arbeiten, ist der sich dabei ergebende Unterschied in den Temperaturkoeffizienten der Basis-Emitter-Spannungen ausschließljdi eine Funktion des Verhältnisses der Ströme, da diese im wesentlichen temperaturunabhängig sind. Nennt man I und I -. die Kollektorströme dieser Transistoren, so gilt die Beziehung ·which are arranged close to one another in the silicon wafer and operate at different current values, the resulting difference in the temperature coefficients of the base-emitter voltages is exclusively a function of the ratio of the currents, since these are essentially independent of temperature. Calling I and I -. the collector currents of these transistors, then the relation applies
d VBEa d T d V BEa d T
IcIc
IcaIca
d VBEb d T d VBEb d T
Ic = leb =| logIc = leb = | log
(4)(4)
Dabei istIt is
K die Boltzmannsche Konstante;K is Boltzmann's constant;
q. die elektrische Elementar ladung;q. the elementary electric charge;
Ic = Ica der Temperaturkoeffizient der SpannungIc = Ica is the temperature coefficient of the voltage
Y bei Vorliegen des Kollektorstromes Ica; Y when the collector current Ica is present;
d 7BEa d T d 7 BEa d T
d VBEbd V BEb
Ic = leb der Temperaturkoeffizient der SpannungIc = leb the temperature coefficient of the voltage
bei Anwesenheit des Kollektorstromes leb.live in the presence of the collector current.
Wenn man den Spannungsabfall am Widerstand R1-, der einen niedrigen Wert hat, außer acht läßt, wird die Spannung V™ durch die folgende Gleichung ausgedrückt:Disregarding the voltage drop across the resistor R 1 -, which has a low value, the voltage V ™ is expressed by the following equation:
VBE5 + VBE4 " VBE12 " VBE13 V BE5 + V BE4 " V BE12" V BE13
(5)(5)
Der Temperaturkoeffizient des Ausdruckes für die folgende Gleichung ausgedrückt:The temperature coefficient of the expression expressed for the following equation:
, d , d
d VBE5 d T d V BE5 d T
Ic = Ic5Ic = Ic5
'BE4'BE4
dTdT
Ic = Io4Ic = Io4
d VBE12 d T d V BE12 d T
wird durchis through
Ic * Iol2 "Ic * Iol2 "
- d V- d V
BEI 3AT 3
d Td T
Ic = I0I3Ic = I0I3
d V.d V.
R8R8
d Td T
(6)(6)
309810/0 78 0309810/0 78 0
Da die Transistoren T. und Tp- dazu gebracht werden , bei einem höheren Stromwert zu arbeiten als die Transistoren T12 und T1-, ist der Temperaturkoeffizient der Spannung positiv und kann aufgrund der Gleichung 4 berechnet werden. Der Wert des Kollektorstromes des Transistors Τ-,ρ wird vom Wert des Widerstandes R7 bestimmt, der des Kollektorstromes des Transistors Tc vom Wert des Widerstandes Rc und der des Kollektorstromes des Transistors T. vom Wert des WiderstandesSince the transistors T. and Tp- are made to operate at a higher current value than the transistors T 12 and T 1 -, the temperature coefficient of the voltage is positive and can be calculated on the basis of equation 4. The value of the collector current of the transistor Τ-, ρ is determined by the value of the resistor R 7 , that of the collector current of the transistor T c by the value of the resistor R c and that of the collector current of the transistor T. by the value of the resistor
Der Widerstand R1- wird eingeführt, um die elektrische Wirkung eines etwaigen Unterschiedes des Widerstandes Rg vom berechneten Wert zu kompensieren. Dieser Unterschied beeinflußt den Wert des Kollektorstromes Ic5 und daher die Spannung V^r. Die Spannung VR(- verändert sich mit dem Strom Ic5 in umgekehrter Weise wie VResistance R 1 - is introduced to compensate for the electrical effect of any difference in resistance Rg from the calculated value. This difference affects the value of the collector current Ic5 and therefore the voltage V ^ r. The voltage V R ( - changes with the current Ic5 in the opposite way to V
Das Steuersignal für den Transistor Της wird vom Transistor T17 geliefert, der den Spannungsabfall am Widerstand RQ, der zwischen4en Kollektor und die Basis des Transistors Τ-,ς geschaltet ist, verändert.The control signal for the transistor Της is supplied by the transistor T 17 , which changes the voltage drop across the resistor R Q , which is connected between the collector and the base of the transistor Τ-, ς.
Der Transistor Tg wirkt als Stabilisator der Speisespannung des Kompensationskreises.The transistor Tg acts as a stabilizer for the supply voltage of the compensation circle.
Die Anzahl der Spannungsstufentransistoren, die mit dem Transistor T16 in Kaskade zu schalten sind, hängt vom Wert der Bezugsspannung ab; dieser kann auch dadurch erreicht werden, daß man Dioden in Kaskade schaltet.The number of voltage step transistors to be connected in cascade with transistor T 16 depends on the value of the reference voltage; this can also be achieved by connecting diodes in cascade.
3 OH 010/07603 OH 010/0760
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT27840/71A IT938776B (en) | 1971-08-25 | 1971-08-25 | INTEGRATED VOLTAGE STABILIZER FOR LOW OUTPUT VOLTAGES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2241670A1 true DE2241670A1 (en) | 1973-03-08 |
Family
ID=11222445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2241670A Pending DE2241670A1 (en) | 1971-08-25 | 1972-08-24 | INTEGRATED VOLTAGE CONSTANT |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS4830044A (en) |
| DE (1) | DE2241670A1 (en) |
| ES (1) | ES398782A1 (en) |
| FR (1) | FR2150271A1 (en) |
| IL (1) | IL38217A0 (en) |
| IT (1) | IT938776B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6029123B2 (en) * | 1978-08-02 | 1985-07-09 | 富士通株式会社 | electronic circuit |
-
1971
- 1971-08-25 IT IT27840/71A patent/IT938776B/en active
- 1971-11-24 IL IL38217A patent/IL38217A0/en unknown
- 1971-12-28 ES ES398782A patent/ES398782A1/en not_active Expired
-
1972
- 1972-01-17 FR FR7201451A patent/FR2150271A1/fr active Pending
- 1972-08-24 JP JP47084139A patent/JPS4830044A/ja active Pending
- 1972-08-24 DE DE2241670A patent/DE2241670A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT938776B (en) | 1973-02-10 |
| ES398782A1 (en) | 1975-05-16 |
| JPS4830044A (en) | 1973-04-20 |
| FR2150271A1 (en) | 1973-04-06 |
| IL38217A0 (en) | 1972-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1813326C3 (en) | Integrated circuit for biasing the base-emitter path of a transistor using a temperature-dependent bias | |
| DE2457753C2 (en) | Voltage regulating circuit | |
| DE69116641T2 (en) | Bandgap reference circuit | |
| DE2113630A1 (en) | Electric control circuit | |
| DE102011001346B4 (en) | Low noise bandgap references | |
| EP0046482A1 (en) | Circuit for delay normalisation of interconnected semiconductor chips | |
| DE2424812B2 (en) | Amplifier with overcurrent protection | |
| DE69423121T2 (en) | Temperature compensated voltage regulator | |
| DE102017125831A1 (en) | Temperature compensated reference voltage circuit | |
| DE2705276A1 (en) | CONSTANT CURRENT CIRCUIT | |
| DE2157755B2 (en) | Current divider circuit | |
| DE2522527C2 (en) | Stabilized transistor amplifier | |
| DE2429245A1 (en) | TRANSISTOR CONTROL CIRCUIT | |
| DE3102398C2 (en) | ||
| DE2339751B2 (en) | Circuit arrangement for supplying a stabilized DC voltage | |
| DE2356386B2 (en) | Circuit arrangement for DC voltage regulation shift for transistor amplifiers | |
| DE2241670A1 (en) | INTEGRATED VOLTAGE CONSTANT | |
| DE2204099A1 (en) | Overcurrent protection circuit for a voltage stabilizer | |
| DE2200454A1 (en) | Temperature compensated power source | |
| DE1126496B (en) | Current regulator to maintain a constant direct current | |
| DE2134774A1 (en) | Current stabilization circuit | |
| DE2349462B2 (en) | STABILIZATION CIRCUIT FOR A CONSTANT CURRENT | |
| DE2644597A1 (en) | Integrated circuit overload protection temp. sensor - uses two conducting semiconductor paths and voltage drop comparison | |
| DE69410662T2 (en) | Reference current generator circuit | |
| DE60019878T2 (en) | Low temperature corrected voltage generator device |