DE2325552C3 - Zweipolige monolithisch integrierte Schaltung mit Z-Diodenkennlinie - Google Patents
Zweipolige monolithisch integrierte Schaltung mit Z-DiodenkennlinieInfo
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- DE2325552C3 DE2325552C3 DE19732325552 DE2325552A DE2325552C3 DE 2325552 C3 DE2325552 C3 DE 2325552C3 DE 19732325552 DE19732325552 DE 19732325552 DE 2325552 A DE2325552 A DE 2325552A DE 2325552 C3 DE2325552 C3 DE 2325552C3
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- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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- 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
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Description
Aus der schweizerischen Patentschrift 4 66 409 ist bereits eine auf den Erfinder zurückgehende Schaltung
bekannt, die das Verhalten einer Zener-Diode, im folgenden kurz als »Z«-Diode bezeichnet, aufweist und
insbesondere für Arbeitsspannungen oberhalb von 10 V
geeignet ist. Sie besteht aus einem ohmschen Spannungsteiler, einer Z-Diode und mehreren Transistoren
gleicher Leitungsart, wobei die Z-Diode und die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren in beliebiger
Reihenfolge in Serie geschaltet sind.
Bekanntlich sind Z-Dioden mit einer Arbeitsspannung unterhalb von etwa 4 bis 5 V aus technologischen
Gründen schwer realisierbar bzw. weisen ungünstige elektrische Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich
ihres differentiellen Widerstandes auf. Zur Lösung dieses Problems bietet sich daher die Technik der
monolithisch integrierten Schaltungen an, d. h. anstatt ·><>
einer einzelnen Z-Diode dienen aus mehreren Einzelbauelementen bestehende Schaltungen, deren Verhalten
dem einer einzelnen Z-Diode entspricht.
Aus der DE-OS 16 38 144 ist eine Schaltungsanordnung zur Nachbildung der Strom-Spannungs-Charakte- "
> ristik einer Zener-Diode bekannt, in der die Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors über einen Widerstand
an eine Spannungsquelle angeschlossen ist und in der die stabilisierte Spannung an der Emitter-Kollektorstrecke
abgenommen wird.
Die DE-AS 16 39 173 wiederum hat eine temperaturkompensierte Z-Diodenanordnung in Form einer
Halbleiterschaltung zum Inhalt, die aus mehreren nichtlinearen und ggf. linearen, in einem gemeinsamen
Halbleiterkörper des einen Leitungstyps angeordneten, durch aufgebrachte Metallisierungen untereinander
verbundenen einzelnen Elementen besteht und die mit zwei äußeren Anschlüssen versehen ist
Bei diesen beiden bekannten Schaltungen mit einer Z-Diodenkennlinie ist einer der verwendeten Transistoren
mit seiner Basis am Abgriff eines ohmschen Spannungsteilers und mit seinem Kollektor zusammen
mit dem einen Ende des Spannungsteilers am ersten äußeren Pol der Schaltung angeschlossen.
Aus der DE-OS 1955 272 ist ein monolithischer Spannungsregler mit zwei Anschlüssen bekannt, der das
elektrische Äquivalent einer Durchbruchdiode darstellt
Die DE-OS 19 19 203 gibt ebenfalls eine Schaltung mit Zener-Dioden-Charakteristik an, die zwei komplementäre
Silicium-Transistoren enthält, deren Basen in an sich bekannter Weise mit dem Kollektor des jeweils
anderen Transistors unmittelbar verbunden und durch einen ohmschen Widerstand miteinander in Verbindung
gebracht sind. Diese Schaltung ist jedoch aufgrund ihrer Kennlinien zur Integration wenig geeignet
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine zweipolige monolithisch integrierte Schaltung
mit Z-Dioden Kennlinie niedriger Arbeitsspannung von insbesondere einigen Volt anzugeben. Diese
Aufgabe wird von der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst
Der Vorteil der Schaltung nach der vorliegenden Erfindung gegenüber den Schaltungen nach dem Stand
der Technik liegt in einem sehr niedrigen differentiellen Widerstand und geringen Temperaturkoeffizienten.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Schaltung nach der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nun in Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten
Figuren näher erläutert:
F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung und
F i g. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung.
Das der Erfindung zugrundeliegende Schaltungsprinzip ist in den F i g. 1 und 2 jeweils rechts von der
gestrichelten Linie gezeigt Die beiden zueinander komplementären Transistoren Ti und T2 biEden mit
der Differenz ihrer Basis-Emitter-Schwellspannungen die interne Referenzspannung der integrierten Schaltung.
In den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 und 2 handelt es sich beim Transistor Ti um einen
pnp-Flächentransistor, dessen Kollektor mit dem ersten äußeren Pol, nämlich dem Minuspol, verbunden ist, an
dem auch das eine Ende des aus den Widerständen R i und R 2 bestehenden ohmschen Spannungsteilers
angeschlossen ist Am Abgriff dieses Spannungsteilers liegt die Basis des Transistors 71, während an dessen
Emitter die Basis des npn-Flächentransistors 72 angeschlossen ist, dessen Emitter am ersten äußeren Pol
liegt.
Das andere Ende des ohmschen Spannungsteilers, also das eine Ende des Widerstandes R 2, ist über die
Basis-Emitter-Strecke des mehrere Kollektoren aufweisenden pnp-Flächentransistors 73 mit dem zweiten
äußeren Anschluß, also mit dem Pluspol, verbunden.
Von den an sich in beliebiger Anzahl möglichen Kollektoren des Transistors 7"3 sind in den Ausfuhrungsbeispielen
nach den Fig. 1 und 2 lediglich drei gezeigt, die für die erfindungsgemäße Schaltung
benötigt werden. EKe weiteren nicht gezeigten Kollektoren
können in einer größeren integrierten Schaltung auch noch zu anderen Schaltungsteilen führen.
Einer der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Kollektoren
des Transistors Γ3 ist mit dessen Basis verbunden. Oie
beiden anderen führen jeweils zum Emitter des Transistors 7*1 bzw. zum Kollektor des Transistors TZ
Diese werden vom Transistor 7*3 mit konstantem Strom gespeist, wobei das Verhältnis dieser beiden
Ströme zueinander von den Flächen dieser Kollektoren bestimmt wird.
Die Basis-Emitter-Schwellspannungen der beiden Transistoren Ti und T2, die die interne Referenzspannung
bestimmen, werden zweckmäßigerweise durch entsprechende Flächenbemessung des zugehörigen
Basis-Emitter-pn-Übergangs so gewählt, daS der Betrag
der Basis-Emitter-Schweflspannung des ersten Transistors TX kleiner ist als der Betrag der Basis-Emitter-Schwellspannung
des zweiten Transistors 7*2.
ist jeweils links von der gestrichelten Linie ein Verstärker gezeigt, dessen letzter Transistor mit seiner
Kollektor-Emitter-Strecke zu den beiden äußeren Polen parallelgeschaltet ist In F i g. 1 handelt es sich hierbei
um dm pnp-Flächen transistor 7"4 und in F i g. 2 um den
npn-Flächerttransistor TA'.
In den F i g. 1 und 2 ist ferner gezeigt, daß dieser
Verstärker auch aus mehr als einem Transistor bestehen kann, d. h. in den F i g. 1 und 2 ist den Transistoren TA
ίο bzw. TA' der pnp-FIächentransistor 7"5 vorgeschaltet,
wobei dessen Eingang, also in den Ausführungsbeispielen die Basis des Transistors TS, mit dem Kollektor des
Transistors 7*2 verbunden ist Nach F i g. 1 liegt der
Kollektor des Transistors T5 am ersten äußeren Pol und dessen Emitter an der Basis des Transistors TA.
zweiten äußeren Pol und dessen Kollektor an der Basis
des Transistors TA.
Fig. 1 ausgeführten Schaltung, wobei der Widerstand
Kl einen Wert von 1 kOhm und der Widerstand R 2
einen Wert von 15kOhm aufwies, konnte eine
Z-Spannung von 2 V mit einem differentiellen Innenwiderstand von etwa 1 Ohm erreicht werden.
Claims (3)
1. Zweipolige monolithisch integrierte Schaltung mit Z-Diodenkennlinie niedriger Arbeitsspannung
von einigen Volt, die aus einem ohmschen Spannungsteiler und mehreren Transistoren besteht,
von denen der erste mit seiner Basis am Abgriff des ohmschen Spannungsteilers und mit seinem Kollektor
zusammen mit dem einen Ende des Spannungsteilers am ersten äußeren Pol liegt, dadurch
gekennzeichnet, daß ein zweiter, zum ersten (Ti) komplementärer Transistor (T2) vorgesehen
ist, dessen Basis mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist und dessen Emitter am
ersten äußeren Pol (—) liegt, derart daß die Differenz der Basis-Emitter-Schwellspannungen der
beiden Transistoren (Ti, 72) als interne Referenzspannung dient, und daß das andere Ende des
Spannungsteilers (R 1, R 2) am zweiten äußeren Pol (+) über die Basis-Emitterstrecke eines mehrere
Kollektoren gleicher oder unterschiedlicher Fläche aufweisenden dritten Transistors (T3) des zum
ersten Transistor (Ti) gleichen Leitungstyps angeschlossen
ist, von denen einer mit der Basis des dritten Transistors und je ein weiterer mit dem
Emitter des ersten bzw. dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Basis-Emitter-Schwellspannung
des ersten Transistors (Ti) kleiner ist als der Betrag der Basis-Emitter-Schwellspannung des
zweiten Transistors (T2).
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kollektor des zweiten
Transistors (T2) ein mindestens einstufiger Verstärker (T4, 75; 74', TS) angeschlossen ist, dessen
letzter Transistor (74; TA') mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke
zu den beiden äußeren Polen (+, —) parallelgeschaltet ist.
40
Priority Applications (3)
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DE19732325552 DE2325552C3 (de) | 1973-05-19 | 1973-05-19 | Zweipolige monolithisch integrierte Schaltung mit Z-Diodenkennlinie |
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FR7417177A FR2230011B1 (de) | 1973-05-19 | 1974-05-17 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19732325552 DE2325552C3 (de) | 1973-05-19 | 1973-05-19 | Zweipolige monolithisch integrierte Schaltung mit Z-Diodenkennlinie |
Publications (3)
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DE2325552B2 DE2325552B2 (de) | 1978-12-14 |
DE2325552C3 true DE2325552C3 (de) | 1979-08-16 |
Family
ID=5881514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19732325552 Expired DE2325552C3 (de) | 1973-05-19 | 1973-05-19 | Zweipolige monolithisch integrierte Schaltung mit Z-Diodenkennlinie |
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Families Citing this family (1)
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-
1973
- 1973-05-19 DE DE19732325552 patent/DE2325552C3/de not_active Expired
-
1974
- 1974-05-16 IT IT2280774A patent/IT1012436B/it active
- 1974-05-17 FR FR7417177A patent/FR2230011B1/fr not_active Expired
Also Published As
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DE2325552A1 (de) | 1974-12-05 |
FR2230011A1 (de) | 1974-12-13 |
DE2325552B2 (de) | 1978-12-14 |
IT1012436B (it) | 1977-03-10 |
FR2230011B1 (de) | 1978-10-13 |
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Legal Events
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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