DE2260405A1 - Bezugsspannungsgeneratorschaltung - Google Patents
BezugsspannungsgeneratorschaltungInfo
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Description
ADVANCED MEMORY SYSTEMS7INCo
Sunnyvale, Bezirk Santa Clara, Kalifornien
Bezugsspannungsgeneratorsehaltung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bezugsspannungsgeneratorschaltung
mit einem Versorgungsspannungseingangsanschluß, einem BezugsspannungsausgangsanschluiJ
und einem gemeinsamen Eingangs—Ausgangsanschluß$ die
mit mehreren Transistoren eines Leitungstyps und Widerständen
aufgebaut ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Bezugsspannungsschaltungen für bipolare
integrierte Schaltungen
Elektronische Spannungskonstantregler sind in verschiedenen Ausführungen bekannte Die meisten"dieser
Spannungskonstantregler bzw» -halter sind jedoeh für
die Herstellung als integrierte Schaltung ungeeignet„
zumindest in einer vollständig integrierten Form» Es besteht jedoeh ein Bedarf an derartigen Spannungskonstantreglern
bsws -haltern, die praktisch unempfindlich
gegenüber der Versorgungsspannung bzt-Jo Versorgungs-
Z/be
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tC
Spannungsänderungen sind und einen solchen Aufbau haben, daß sie eine vorgegebene Temperaturempfindlichkeit aufweisen»
In den letzten Jahren wurden beispielsweise Prinzipien für den Aufbau einer eine Stromquelle bildenden
Emitter-gekoppelten Logik (ECL) für die Herstellung von
bipolaren integrierten Schaltungen bekannte Die Anwendung dieser-Techniken gibt dem Schaltungskonstrukteur beträchtlich größere Konstruktionsfreiheit, da sie ihm die Möglichkeit bietet, einen größeren Prozentsatz der Versorgungsvor—
spannung zu Schaltzwecken auszunutzen« Der Ausdruck '''Stromquelle"
wird hier in allgemeinstem Sinne verwendet und soll sowohl Stromquellen als auch Stromsenken, d.h. Stromaufnahmeeinrichtungen
umfassen» So kann eine typische Stromsenke beispielsweise einen npn-Transistor aufweisen,, dessen Kollektor
den Stromsenkenanschluß bildet, dessen Emitter mit der negativen Stromversorgungsleitung über einen festen Widerstand
verbunden ist und dessen Basis an eine Bezugsspannung9 2<,ΒΛ
eine gegenüber dem negativen Anschluß festen Spannung angelegt isto Daher ist der Stromwert der Stromsenke gleich der
Bezugsspannung minus der Basis—Emitter—Spannung, beide Werte
geteilt durch den Wert des festen Widerstandes α Wenn also
eine von der Versorgungsspannung und der Temperatur unabhängige Stromsenke angestrebt wird, so reiuß die Bezugsspannung i.m
wesentlichen unabhängig von der Versorgungsspannung sein und sich angenähert entsprechend der Temperaturänderung der Basis-Emitter-Spannung
ändern»
Eine bekannte Bezugsspannungsschaltung, welche nur eine relativ
geringe Temperaturempfindlichkeit besitzt» ist aus zwei Transistoren
und zwei Widerständen aufgebaut * Der Kollektor des
ersten Transistors ist mit einem Anschluß der Versorgungsspannungsquelle
über einen der beiden Widerstände verbunden, wobei
der Emitter desselben Transistors über den zweiten Widerstand an den anderen Anschluß der Versorgungsspannungsquelle ange— ■
koppelt ist. Wenn diesem TransJ stör daher ein geeigneter Basis-
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BAD
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strom zugeführt wird, so wird die Kollektorspannung des Transistors in erster Linie von den Werten der beiden Widerstände bestimmte Der zweite Transistor ist mit seinem
Kollektor an einen Versorgungsspannungsanschluß angelegts
über seine Basis mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden und mit seinem Emitter an die Basis des ersten.
Transistors sowie den BezugsSpannungsanschluß angeschlossen
und liefert die Ausgangs spannung und den Aus gangs strom·,
Diese Schaltung ist relativ temperatur"-unempfindlich, da die
1 die Ausgangsbezugsspannung hervorrufenden Spannungsabfälle
an der Basis-Emitter-Diode im 'Vergleich zur Versorgungsspannung generell klein sindo Wie jedoch zuvor erwähnt, ist
die Bezugsspannung .grundsätzlich von der Kollektorspannung
des ersten Transistors abhängig, die ihrerseits grundsatzlich
proportional zur Versorgungsspannung isto Demgemäß ist die von solchen Schaltungen entwickelte Bezugsspanmang in hohem
Maße versorgungsspannungsabhängig und kann daher nur dann verwendet werden, wenn die Versorgungs- bzw« Speisespannung
innerhalb enger Schwankungsgrenzen gehalten wirdo
Eine andere bekannte Bezugsgeneratorschaltung benutzt die Basis-Emitter-Spannung eines ersten Transistors als Bezugsspannung,
welche proportional verstärkt wird,um den gewünschten festen Bezug zu schaffeno Die Basis-Emitter-Spannung
eines Transistors ist relativ unabhängig von der Versorgungsbzw ο Speisespannung, so daß derartige Schaltungen über einen
weiten Schwankungsbereich der Eingangsspannung betrieben werden
können» Dagegen ist die Basis-Endtter-Spannung in hohem
Maße temperaturabhängig, so daß bei diesen bekannten Schaltungen eine Unempfindlichkeit gegenüber Versorgungsspannungsschwankungen
zu Lasten einer hohen Temperaturempfindlichkeit
erreicht wirdo
Es ist außerdem zu beachten, daß Schaltungen, welche die BezugsSpannungen der angestrebten eingangsspannungs- und
temperatur unempfindlichen Bezugsspannungsquelle benutzen«, selbst
häufig temperaturabhängige Eigenschaften haben und daher
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zweckmäßigerweise mit einer in vorgegebener Weise temperatur«-
abhängigen Bezugsspannung arbeiten. So kann es beispielsweise erwünscht sein, eine Bezugsspannung zur Verfügung zu
stellen, welche sich mit der Temperatur in einer vorgegebenen und steuerbaren Weise so ändert, daß sie den Schaltungseigenschaften,
z.B. temperaturabhängigen Änderungen der Widerstandswerte,
der Dioden-Spannungsabfälle usw., in geeigneter Weise angepaßt ist» Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung«
einen von der Versorgungsspannung im wesentlichen unabhängigen Bezugsspannungsgenerator anzugeben, der im wesentlichen
temperaturunempfindlich ist und vorzugsweise auf eine verge-»
gebene Temperaturabhängigkeit einstellbar ist, welche an die Erfordernisse der an den Generator anzuschließenden Schaltung
angepaßt ist.
Ausgehend von einer Bezugsspannungsgeneratorschaltung der eingangs
angegebenen Art, schlägt die Erfindung zu diesem Zweck vor, daß ein erster Transistor mit seinem Emitter an den gemeinsamen Eingangs-Ausgangsanschluß angeschaltet, mit setiem
Kollektor über ein erstes Stromzufuhrglied mit dem Versorgungsspannungseingangsanschluß
gekoppelt und mit seiner Basis über einen ersten Widerstand mit seinem Emitter verbunden ist, daß
ein von der Kollektorspannung des ersten Transistors abhängiges zweites Stromzufuhrglied über einen zweiten Widerstand mit
der Basis des ersten Transistors gekoppelt ist, daß ferner ein
Diodenglied zwischen ein drittes Stromzufuhrglied und dem gemeinsamen
Eingangs-Ausgangsanschluß eingeschaltet ist, daß ein zweiter Transistor mit seinem Emitter über einen dritten Widerstand
an den gemeinsamen Eingangs-Ausgangsanschluß angekoppelt, mit seiner Basis an das dritte Stromzufuhrglied angeschaltet
und mit seinem Kollektor mit dem Verbindungspunkt zwischen dem und dem zwei ten Widerstand verbunden ist,und daß zwischen dejn
zweiten Stromzufuhrglied und dem Ausgangsanschluß eine Ausgangseinheit angeordnet ist, die eine von der Spannung am zweiten
Widerstand abhängige Ausgangsspannung entwickelt» Die erfindungsgemäße
Generatorschaltung weist also eine Bezugsspannungsschaltung
mit niedriger Eingangsspannungsabhängigkeit und relativ hoher Temperaturempfindlichkeit auf, wobei eine zusätzlich·
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S_
Rückkopplungsschaltung vorgesehen ist, welche ein temperaturabhängiges
!Compensationssignal zurückführt, um eine extrem
niedrige Gesamtempfindlichkeit herbeizuführen» Die Temperaturempfindlichkeit des Bezugsgenerators geht in erster Linie
auf die Temperaturabhängigkeit des Spannungsabfalls an einer
Basis-Emitter-Diode zurück, wobei diese Temperaturabhängigkeit
selektiv gesteuert oder im wesentlichen beseitigt werden kann, indem die Widerstände in der Rückkopplungsschaltung geeignet
gewählt werden, um eine vorgegebene, temperaturabhängige Komponente zurückzuführen» Der für die Bezugsspannung am Ausgang
der Schaltung in erster Linie bestimmenden Faktor ist der Spannungsabfall über die Basis~Emitter~Diode eines besonderen
Transistprso Dieser Spannungsabfall wird multipliziert durch
das Verhältnis von Widerständen., die so gewählt sind,- daß die
gewünschte Bezugsspannung erzielbar isto Das Rüekkopplungssignal
hängt von der Differenz des Basis»Emitter«Spannungsabfall
s in den beiden, unterschiedliche Ströme führenden Transistoren ab und wird proportional zu einem zweiten Verhältnis
von Widerständen so verstärkt, daß eine Steuerung oder Besei™
tigung der Abhängigkeit der vom Generator gelieferten Bezmgs-=
spannung entsprechend der .Wahl der .in der Schalteng verwendeten verschiedenen Widerstände möglich ist«. Wenn daher ein
vorgegebenes Verhältnis der Widerstände aufrecht-erhalten wirds
was bei der Herstellung integrierter Schaltungen ohne i-jeiteres
möglich ist, kann die gewünschte TemperaturabhUngigkeit der
Bezugsspannung erreicht werdenβ Die erfindungsgemäße Schaltung
zeigt keine Abhängigkeit von der primären Versorgungsspannung, wobei die Versorgungsspannung die erzeugte Bez-ugsspanmmg nur
indirekt als Ergebnis der Änderung der Basis-Emitter«Spannungsabfall e beeinflußt, welche durch eine Stromlnderung über die
verschiedenen Transistoren in Abhängigkeit von der Versorgmngs-Spannungsschwankung
hervorgerufen werden o
In der Zeichnung zeigts
Fig„ 1 ein Schaltbild einer typischen-Stromquelle für
bipolare Schaltungen? und
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Fig. 2 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bezugsspannungsgenerator
s.
In Fig.. 1 ist ein schematisches Schaltbild typischer Stromquellen
für stromgesteuerte bipolare Schaltungen gezeigt» (Das Wort "Quelle" wird im folgenden im allgemeinen Sinne
gebraucht und bedeutet sowohl Quellen als auch Senken? die in Fig» 1 gezeigte Schaltung stellt vielleicht typischere
Stromsenken dar.) Jede Stromquelle besteht aus einem Transistor mit einem Widerstand in dem Emitterkreis. Eine Bezugsspannung liegt zwischen den Anschlüssen 20 und 22, wobei
der Anschluß 22 mit dem Basiselektroden der Transistoren» z«B<,
Q6 und Q7 jeder Stromquelle verbunden ist. Jeder der Transistoren
Q6 und Q7 weist Widerstände R6 bzw. R7 auf, welche zwischen den zugehörigen Emittern und dem Anschluß 20 liegeru
Der Kollektor jedes Transistors bildet den Stromquellenanschluß für die übrige Schaltung, in der die Stromquellen verwendet
werden (nicht dargestellt)„ Es ist zu sehen, daß die
Spannung an jedem Widerstand gleich der Spannung am Anschluß 22 (VREF) minus der Basis-Emitter-Spannung im zugehörigen
Transistor (VBE) ist« Der Strom in jedem Widerstand ist gleich (VREF-VBE)/R, wobei R der Wert des zugehörigen Widerstands
istο Der Basisstrom jedes Transistors ist generell relativ
gering, so daß der Kollektorstrom angenähert gleich dem Emitterstrom
ist« Demgemäß ist, als Beispiel, der Kollektorstrom der ersten Stromquelle 16 gleich (VREF-VBE6)/R6.
Es wird daher deutlich, daß der aufgrund der an Anschluß anstehenden Bezugsspannung erzeugte Strom eine Funktion des
Einitterwiderstandes einer speziellen Stromquelle und außerdem stark von der an der Schaltung anstehenden Bezugsspannung
abhängig ist» In Bezug auf Änderungen bei Temperaturschwankungen ist klar, daß der Strom beträchtliche Änderungen bei Änderungen
der Widerstände mit der Temperatur und bei Änderungen des Spannungsabfalls über die Basis-Emitterstrecke des Transistors
erfährt. ■
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Seife rf
Die Schaltung gemäß Figo 2 stellt ein bevorsugtes
beispiel der Erfindung daro Die dargestellte Schaltung 1st
grundsätzlich eine dreipolige bst-jo Dreianschluß-Schalttasagr,
wobei der Anschluß 20 mit der Miederspannungs-Versorgangs—
klemme ¥EE verbunden ists t-jelche beispielsweise an Erde liegen
kann« Dieser Anschluß bildet auch eine Yesrbindung ssu
den Stromquellen und ist daher mit demselben Bezugszeichen
wie der entsprechende Anschluß in -Pigo 1 bezeichnet« lsi
ähnlicher Weise ist der Anschluß 22 der AusgangsansetslpB des
Bez-ugsgenerators und ist entsprechend dem VREF Anschluß der
Schaltung nach Fig. 1"bezeichnetο Der Anschluß 24 liegt" as der
positiven Ver sor gungs spannung slel emme und wird auf einer mit VCC bezeichneten Spannung gehalten»
Bei der nachfolgenden Erläuterung und Analyse der Schaltunq
sei angenommenj daß der Basisstrora jedes der Transistoren
im Vergleich zu den Emitter- und Kollektorströmen klein ist,
und daher werden die Basisstr6me vernachlässigt und die
Kollektor— und Emitterströme jedes Transistors als gleich angenommenο Ferner wird bei der folgenden Analyse der Einfluß der Transistoren Q4 und Q5 sunächst außeracht gelassen
und danach ihr Einfluß auf VREF als Korrektur hierzu hinzugefügt.,
Ein Widerstand R2 liegt zwischen der Basis und dem Emitter"
des Transistors Ql, so daß die Spannung a® Widerstand R2
gleich der Spannung der Basis-Emitter»Diode des Transsistors
Ql ist. Der Strom 12 im Widerstand R2 ist daher VBEQ1/R2O
Vernachlässigt man zunächst den Strom. 14«, so ist der Strcea Il
im Widerstand Rl zwischen dem Emitter des Transistors Q2 und der Basis des Transistors Ql gleich 12„ Daher ist die
Spannung am Emitter des Transistors Q2 gleich 12 (Rl * Η2)9
was gleich (Rl + R2) VBEQ1/R2 istβ
Über einen Widerstand R3 tvird der Basisstrom au dan Tran—
sistoren Q2 und Q3 und außerdem der Kollektor strom für den
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Transistor Ql zugeführt. Die Transistoren Q2 und Q3 sind daher leitend, und der Bezugsspannungsausgang am Anschluß
22 ist gleich der Spannung am Emitter des Transistors Q2 plus dem Basis-Emitter-Abfall des Transistors Q2 minus dem
Basis-Emitter-Abfall des Transistors Q3. Daher ist VREF gleich (Rl + R2) VBEQ1/R2 + VBEQ2 - VBEQ3. Obwohl die Basis-Emitter-Spannungsempfindlichkelt
des Transistors Q2 im wesentlichen durch die äquivalente Empfindlichkeit des Transistors Q3 in
der obigen Gleichung aufgehoben wird, ist zu sehen, daß die Bezugsspannung im wesentlichen direkt proportional zur Spannung
an der Basis-Emitter-Diode des Transistors Ql ist, und daß daher ohne eine Beeinflussung durch die Transistoren Q4
und Q5 im wesentlichen die gesamte Temperaturabhängigkeit dieser Basis-Emitter-Spannung in die Bezugsspannung eingeht.
Im folgenden sei auf die Einflüsse der Transistoren Q4 und Q5 in der Schaltung gemäß Fig. 2 eingegangen. Es ist zu sehen,
daß Q5 eine mit seinem Kollektor gekoppelte Basis hat und, ausgehend von der Basis-Kollektor-Verbindung über einen Widerstand
R5 an dem Emitter des Transistors Q3 angeschaltet ist*
Der Emitter von Q5 liegt an Erde. Daher wirkt Q5 als Diode, deren Spannungsabfall in Durchlaßrichtung gleich dem Basis-Emitter-Spannungsabfall
des Transistors ist. Auch die Basis des Transistors Q4 ist mit der Basis des Transistors Q5 verbunden.
Der Emitter des Transistors Q5 ist über einen Widerstand R4 mit dem Erdanschluß gekoppelt. Der Widerstand R4
hat einen relativ niedrigen Wert und ist insbesondere so gewählt, daß er die Kollektor- und Emitterströme des Transistors
Q4 begrenzt. Wie zu sehen ist, ist die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q5 gleich der Basis-Emitter-Spannung des
Transistors Q4 plus dem Spannungsabfall über dem Widerstand R4, oder, anders ausgedrückt, die Spannung am Widerstand R4
ist gleich der Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q5 minus der Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q4. Es gilt also:
14 « (VBEQ5 ,—'-- VBEQ4)/R4.
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Der Strom 14 fließt durch den Transistor Q2 und den Widerstand
Rl, so daß die Emitterspannung des Transistors Q2 aufgrund der die Transistoren Q4 und Q5 enthaltenden Schaltung um einen Betrag von angenähert 14 mal Rl vergrößert
wirdο Dies erhöht die Emitterspannung des Transistors Q3
um einen ähnlichen Betrag (wobei zunächst die Änderung von VBEQ2 als Ergebnis des zunehmenden Stromes durch den Transistor Q2 vernachlässigt wird)o Daher ist die Endgleichung
für die Bezugsspannung am Anschluß 22 durch die folgende Naherungsgleichung
gegebens
VREF ^ (Rl + R2) YBEQ1/R2 + VBEQ2 - VBEQ3 ψ (VBEQ5 ~ VBBQ4)R1/R4<
VREF ^ (Rl + R2) YBEQ1/R2 + VBEQ2 - VBEQ3 ψ (VBEQ5 ~ VBBQ4)R1/R4<
Es ist zu beachten, daß der Wert des Teroperaturkoeffizienten einer in Durchlaßrichtung betriebenen Flächendiode, Z0B0 einer
Silizium- oder Germaniumdiode stromabhängig ist» (Integrierte
Schaltungen bestehen aus Siliziumtransistoren, so daß die Basis-Emitter-Spannung
derartiger Transistoren den charakteristischen Siliziumdioden-Temperaturkoeffizienten zeigt») Da der Dioden-Durchlaßstrom
größer wird, wird der absolute Betrag dieses Koeffizienten kleinero (Das Torzeichen des Koeffizienten von VBE
- ist tatsächlich negativ.,) Da der Emitterstrom in Q4 kleiner als
derjenige von Q5 ist, nimmt die Spannung am Widerstand R4 daher rasch mit steigender Temperatur zu„ Daher hat der Stroia 14
einen positiven Temperaturkoeffizienten bei einem von den Widerstandswerten der Widerstände R4 und R5 abhängigen Wert« Aufgrund der zuvor angegebenen Gleichung für die Bezugsspannung
bestimmt die Wahl der Widerstände R4 und R5 die Differenz zwischen VBEQ4 und VBEQ5* In ähnlicher Weise bestimmt die Bemessung von R4 relativ zu Rl und R2 den Multiplifeationsfaktor
für diese Differenz im Emitter-Basis-Spannungs-Temperaturkoeffizienten
und ruft eine Temperaturempfindlichkeit in einem
der aufgrund von VBEQl vorherrschenden Temperaturempfindlichkeit bzw« -abhängigkeit entgegengesetzten Sinne hervorο Obwohl
der die Bezugsspannung bestimmende primäre Term von VBEQl abhängig
ist, sollte beachtet werden, daß der die Kozasktur der Temperaturempfindlichkeit ermöglichende Term proportional zur
Differenz der beiden Basis-Emitter-Spannungen ist? obwohl die
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Temperaturempfindlichkeit der Basis-Emitter-Spannungen in
hohem Maße stromabhängig ist, ist der Absolut-Betrag der Basis-Emitter-Spannung charakteristisch nur leicht stromabhängig.
Das heißt, VBEQ4 - VBEQ5 ist in der Regel ein sehr kleiner Wert im Vergleich zu VBEQl, obwohl er die sehr
erwünschte Temperaturempfindlichkeit zeigt. Demgemäß macht die Einbeziehung der den Transistor Q4y den Transistor Q5
und dieWiderstände R4 und R5 umfassenden Schaltung nur eine mittlere Änderung der Widerstände Rl und/oder R2 erforderlich,
um die gewünschte Bezugsspannung zu erzielen; jedoch ermöglicht die geeignete Bemessung der Widerstände R4 und R5
im richtigen gegenseitigen Verhältnis und in Bezug auf den Widerstand Rl je nach gewünschtem Verhalten die Verringerung,
Beseitigung oder sogar die Umkehr der Temperatürabhängigkeit
der Bezugsspannung. Mit anderen Worten, während die Bezugsspannung normaler Weise eine Temperaturabhängigkeit bzw.
-empfindlichkeit besitzt, die angenähert gleich der Temperaturabhängigkeit des Spannungsabfalls an der Basis-Emitter-Diode,
multipliziert mit dem Wert von (Rl + R2)/R2 ist, kann diese Temperatürempfindlichkeit bzw. -abhängigkeit auf angenähert
diejenige des Spannungsabfalls an nur einer Basis-Emitter-Diode reduziert werden, so daß der Spannungsabfall der Basis-Emitter
strecke in den Stromquellen gemäß Fig. 1 kompensiert wird| es kann auch eine solche einstellbare und vorgegebene
Temperatürabhängigkeit der Bezugsspannung geschaffen werden,
wie sie zur Verbesserung der Funktionsweise der an den Bezugsspannungsgenerator
angeschlossenen Schaltung erforderlich ist, oder es kann ein breiterer Temperaturbereich eingestellt
werden. Es sollte außerdem beachtet werden, daß die von der neuen Schaltung gelieferte Bezugsspannung von der primären
Versorgungsspannung unabhängig arbeitet. Daher ist di· Bezugsspannung im wesentlichen versorgungsspannungsunabhängig und
ändert sich nur geringfügig als Ergebnis einer Schwankung In erster Linie der Basis-Emitter-Spannungen der verschiedenen
Tranaistoren infolge einer durch die Änderung der Versorgungs-
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spannung hervorgerufenen Schwankung des Stroms.
Aufgrund der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Bezugsspannungsgenerators sowie dessen Betriebsweise
ist leicht einzusehen, daß verschiedene Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich sind. So ist
die neue Schaltung beispielsweise ideal zur Herstellung als integrierte Schaltung geeignet,kann in Form von Einzelkomponenten
und/oder Halbleiterbauelementen hergestellt werden, die ohne weiteres auch den entgegengesetzten Leitungstyp (z.B. pnp-Transistoren) haben können, und kann mit anderen
Kopplungsschaltungen aufgebaut werden.
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Claims (7)
1. IBezugsspannungsgeneratorschaltung mit einem Versorgungs-
spannungseingangsanschluß, einem Bezugsspannungsausgangsanschluß
und einem Eingangs-Ausgangsanschluß, die mit mehreren Transistoren eines ersten Leitungstyps und Widerständen
aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet} daß ein erster Transistor (Ql) mit seinem Emitter an den gemeinsamen
Eingangs-Ausgangsanschluß angeschaltet, mit seinem Kollektor über ein erstes Stromzufuhrglied (R3) mit dem Versorgungsspannungseingangsanschluß
(24)geicoppelt und mit seiner Basis über einen ersten Widerstand (R2) mit seinem Emitter
verbunden ist, daß ein von der Kollektorspannung des ersten
Transistors abhängig gesteuertes zweites Stromzufuhrglied (Q2)
über einen zweiten Widerstand (Rl) mit der Basis des ersten Transistors (Ql) gekoppelt ist, daß ferner ein Diodenglied
(Q5) zwischen ein drittes Stromzufuhrglied (R5) und den gemeinsamen
Eingangs-Ausgangsanschluß eingeschaltet ist, daß ein zweiter Transistor (Q4) mit seinem Emitter über einen
dritten Widerstand (R4) an dem gemeinsamen Eingangs-Ausgangsanschluß angekoppelt, mit seiner Basis an das dritte Stromzufuhrglied
(R5) angeschaltet und mit seinem Kollektor mit dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten (R2) und dem zweiten
(Rl) Widerstand verbunden ist, und daß zwischen dem zweiten Stromzufuhrglied (Q2) und dem Ausgangsanschluß (22) eine
Ausgangseinheit (Q3) angeordnet ist, die eine von der Spannung am zweiten Widerstand (Rl) abhängige Ausgangsspannung entwickelt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Diodenglied durch einen dritten Transistor (Q5) des ersten
Leitungstyps gebildet ist, dessen Emitter an dem gemeinsamen Eingangs-Ausgangsanschluß (20) angeschaltet, dessen Kollektor
mit dem dritten Stromzufuhrglied (R5) und dessen Basis mit
dem Kollektor gekoppelt ist.
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3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Stromzufuhrglied einen vierten Widerstand (R5)
aufweist, der zwischen dem Bezugsspannungsausgangsanschluß
(22) und dem Kollektor des dritten Transistors (Q5) eingeschaltet jsb.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Stromzufuhrglied einen zwischen dem Versorgungsspannungseingangsanschluß
(.24) und dem Kollektor des ersten Transistors (Ql) eingeschalteten Widerstand (R3) aufweist»
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stromzufuhrglied einen vierten Transistor (Q2)
des ersten Leitungstyps aufweist, dessen Emitter an den zweiten Widerstand (Rl) angeschaltet, dessen Kollektor mit
dem Versorgungsspannungseingangsanschluß (24) gekoppelt und dessen Basis mit dem Kollektor des ersten Transistors (Ql)
verbunden ist.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangseinheit: einen fünften Transistor (Q3) des ersten
Leitungstyps enthält, dessen Basis mit der Basis des vierten Transistors.(Q2) gekoppelt, dessen Kollektor mit dem Versorgungsspannungseinganganschluß
(24) verbunden und dessen Emitter an den Bezugsspannungsausgangsanschluß angelegt ist.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
alle Transistoren (Ql bis Q5) efsten Leitungstyps npn—Transistoren
sind-und daß der Versorgungsspannungseingangsanschluß (24) der positive Anschluß ist.
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Leerseite
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3886435A (en) * | 1973-08-03 | 1975-05-27 | Rca Corp | V' be 'voltage voltage source temperature compensation network |
US3893018A (en) * | 1973-12-20 | 1975-07-01 | Motorola Inc | Compensated electronic voltage source |
US3908162A (en) * | 1974-03-01 | 1975-09-23 | Motorola Inc | Voltage and temperature compensating source |
US4058760A (en) * | 1976-08-16 | 1977-11-15 | Rca Corporation | Reference potential generators |
US4059793A (en) * | 1976-08-16 | 1977-11-22 | Rca Corporation | Semiconductor circuits for generating reference potentials with predictable temperature coefficients |
US4061959A (en) * | 1976-10-05 | 1977-12-06 | Rca Corporation | Voltage standard based on semiconductor junction offset potentials |
US4100477A (en) * | 1976-11-29 | 1978-07-11 | Burroughs Corporation | Fully regulated temperature compensated voltage regulator |
US4100478A (en) * | 1977-02-28 | 1978-07-11 | Burroughs Corporation | Monolithic regulator for CML devices |
US4263519A (en) * | 1979-06-28 | 1981-04-21 | Rca Corporation | Bandgap reference |
US4280090A (en) * | 1980-03-17 | 1981-07-21 | Silicon General, Inc. | Temperature compensated bipolar reference voltage circuit |
JPS56147212A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-16 | Fujitsu Ltd | Integrated circuit for generation of reference voltage |
US4346343A (en) * | 1980-05-16 | 1982-08-24 | International Business Machines Corporation | Power control means for eliminating circuit to circuit delay differences and providing a desired circuit delay |
US4383216A (en) * | 1981-01-29 | 1983-05-10 | International Business Machines Corporation | AC Measurement means for use with power control means for eliminating circuit to circuit delay differences |
US4362984A (en) * | 1981-03-16 | 1982-12-07 | Texas Instruments Incorporated | Circuit to correct non-linear terms in bandgap voltage references |
US4590419A (en) * | 1984-11-05 | 1986-05-20 | General Motors Corporation | Circuit for generating a temperature-stabilized reference voltage |
US4734593A (en) * | 1986-10-29 | 1988-03-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | CML bias generator |
JP2575702B2 (ja) * | 1987-05-09 | 1997-01-29 | 富士通 株式会社 | シンセサイザ・チュ−ナ |
US4810962A (en) * | 1987-10-23 | 1989-03-07 | International Business Machines Corporation | Voltage regulator capable of sinking current |
US4945260A (en) * | 1989-04-17 | 1990-07-31 | Advanced Micro Devices, Inc. | Temperature and supply compensated ECL bandgap reference voltage generator |
CN102541133A (zh) * | 2011-05-11 | 2012-07-04 | 电子科技大学 | 一种全温度范围补偿的电压基准源 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3286124A (en) * | 1962-10-29 | 1966-11-15 | Sony Corp | Stabilized voltage source for transistorized circuits |
US3286151A (en) * | 1963-09-20 | 1966-11-15 | Gen Electric | Controlled rectifier current limit for d. c. motor |
US3402303A (en) * | 1964-08-17 | 1968-09-17 | Rca Corp | Level sensitive switching circuit utilizing a zener diode for determining switching points and switching sensitivity |
US3519842A (en) * | 1964-12-17 | 1970-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Voltage switching device |
US3320439A (en) * | 1965-05-26 | 1967-05-16 | Fairchild Camera Instr Co | Low-value current source for integrated circuits |
US3421102A (en) * | 1965-06-10 | 1969-01-07 | Tektronix Inc | Direct coupled temperature compensated amplifier |
US3401274A (en) * | 1965-09-10 | 1968-09-10 | Westinghouse Air Brake Co | Fail-safe standard amplitude signal sources |
US3529178A (en) * | 1966-06-22 | 1970-09-15 | Johnson Service Co | Variable signal detecting circuit |
US3643151A (en) * | 1969-09-17 | 1972-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Overcurrent proof constant voltage |
US3659121A (en) * | 1970-11-16 | 1972-04-25 | Motorola Inc | Constant current source |
US3657572A (en) * | 1970-11-20 | 1972-04-18 | Trw Inc | Power converter with self-synchronization and bias |
-
1972
- 1972-01-28 US US00221731A patent/US3794861A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-12-09 DE DE2260405A patent/DE2260405B2/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2260405B2 (de) | 1979-04-12 |
US3794861A (en) | 1974-02-26 |
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