DE2339751B2

DE2339751B2 - Schaltungsanordnung zur Lieferung einer stabilisierten Gleichspannung

Info

Publication number: DE2339751B2
Application number: DE19732339751
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Tokio Horichi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1973-08-06
Publication date: 1980-01-24
Also published as: CA986997A; JPS5323936B2; IT992866B; FR2195809B1; DE2339751A1; GB1432027A; FR2195809A1; JPS4935843A; NL7310858A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

ίο Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 34 30 155 bekannt Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist der Emitter des ersten Transistors an den zweiten Anschluß der Gleichspannungsquelle angeschlossen, und der zweite Transistor ist vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der erste Transistor. Der erste Strompfad enthält ausschließlich den ersten Transistor und den ersten Widerstand. Dei Kollektor des zweiten Transistors ist unmittelbar an den ersten Anschluß der Gleichspannungsquelle angeschlossen. Bei dieser Schaltungsanordnung ist die Qualität der Spannungsstabilisierung nicht sehr groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art die Qualität der Spannungsstabilisierung zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kernzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspriichen.

Die Verbesserung der Spannungsstabilisierung wird aufgrund der vorgeschlagenen Ausbildung dadurch erreicht, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des dritten Transistors, die Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors und die Basis-Kollektor-Strecke des zweiten

Transistors eine negative Stromrückkopplung bilden.

Aus »Electronic Design«, Band 16, I. Februar 1968, Nr. 3, Seite 134, ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines stabilisierten Stromes an sich bekannt, die zwei Transistoren aufweist, die entsprechend dem dritten und vierten Transistor der Schaltungsanordnung der Erfindung geschaltet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 6 beispielsweise erläutert, die Schaltbilder verschiedener Ausführungsformen der Erfindung zeigt.

Die Ausführungsform der F i g. 1 hat Transistoren 1,2 und 3 des gleichen Leitungstyps und einen Transistor 4 des entgegengesetzten Leitungstyps. Der Emitter des Transistors 1 ist mit dem einen Anschluß 11 einer Gleichspannungsquelle mit der Spannung + Vcc ver bunden. während der Kollektor und die Basis mit der Basis bzw. dem Emitter des Transistors 2 verbunden ist. Die Basis des Transistors 1 ist ferner über einen Widerstand 21 mit dein Anschluß 11 und sein Kollektor ist über einen Widerstand 22 mit dem anderen Anschluß

■>■> 13 der Spannungsquclle bzw. Masse verbunden, der mit einem der beiden Ausgangsanschlüsse der Schaltungsanordnung identisch ist. Der Kollektor des Transistors 2 ist mit dem anderen Ausgangsanschluß 12 und auch mit dem Emitter des Transistors 3 verbunden, dessen Kollektor mit dem Ausgangsanschluß 13 und dessen Basis mit der Basis des Transistors 4 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 4 ist mit dem Ausgangsanschluß 13 und der Kollektor ist mit der Basis des Transistors I verbunden. Zwischen die Ausgangsanschlüsse 12 und 13 ist eine Last 30 geschaltet.

Im Betrieb wirken die Transistoren 1 und 2 als Konstantstromquelle; da eine negative Rückkopplung vom Kollektor zur Basis des Transistors 1 über die

Basis-Emitter-Strecke des Transistors 2 gebildet ist, werden die Kollektorströme, d. h. die Ausgangsströme /1 und /2 in Bezug auf die Spannung Vcc und die Temperatur geregelt, & h, daß Änderungen der Ströme /1 und /2 in einem bestimmten Ausmaß unterdrückt werden, wenn sich die Spannung Vcc oder die Temperatur ändert

Die Regelung der Transistoren I und 2 ist jedoch nicht ausreichend, da sich die Ströme /1 und /2 mit der Spannung Vcc oder der Temperatur in der gleichen Richtung ändern. Wenn die Spannung Vcc oder die Temperatur steigt und damit der Kollektorstrom /1 des Transistors 1 zunimmt, wird die Basis-Emitter-Spannung Vl des Transistors 1 hoch, wodurch der Strom V MR 21 durch den Widerstand 21 zunimmt (wobei R 21 der Widerstandswert des Widerstandes 21 ist). Daher steigen die Kollektorströme der Transistoren 2 und 3 und damit auch deren Basisströme. Da jedoch vom Kollektor des Transistors 2 über die Emitter-Basis-Sirecke des Transistors 3 und die Basis-Koüektor-Strck ke des Transistors 4 eine negative Stromr^ckkopplung gebildet ist, nimmt der Basisstrom des Transistors 4 zu, wenn der Basisstrom des Transistors 3 zunimmt, so daß der Strom ansteigt, der vom Widerstand 21 in dem Kollektor des Transistors 4 fließt, so daß die Zunahme des Kollektorstroms /2 des Transistors 2 aufgrund des Anstiegs der Spannung Vcc oder der Temperatur dadurch verhindert wird, und dadurch der Kollektorstrom /2 unabhängig von der Spannung Vcc oder der Temperatur auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird.

Wenn auf diese Weise der KollektorMrom /2 im wesentlichen konstant gehalten wird, sind die Basis-Emitter-Spannungen V3und V4derTransistoren3und 4 bei einer festen Temperatur konstant, so daß die Ausgangsspannung V3 + V4 an den Ausgangsanschluß 12 und 13 unabhängig von der zugeführten Spannung Vcckonstant ist.

Die Aui_b'angsspannung V3 + V 4 hat eine Temperaturcharakteristik, die der von zwei PN-Halbleiter-Übergangen entspricht, so daß, wenn z. B. di° Last 30 ein Verstärker mit zwei in Darlington-Schaltung angeordnete Transistoren ist, die Ausgangsspannung V3 + K 4 als Vorspannung für dessen Basis-Emitter-Spannung verwendet werden kann, so daß der Verstärker gegen Temperaturschwankungen stabilisiert werden kann. Außerdem ist Jie Gleichspannung in der Last 30 gegen Änderungen der Spannung Vcc konstant, da der Strom /2 konstant ist.

Die von der Schaltungsanordnung der F i g. 1 gelieferte Ausgangsspannung V3 + V4 betiägt etwa 1,4 V. Bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind η Dioden 5|, 5j... 5„ zwischen die Basen der Transistoren 3 und 4 geschaltet, so daß eine Ausgangsspannung von V3 + VA + π Vd erhalten wird, wenn Va die Spannung der Dioden ist. Die Ausführungsform der F i g. 2 hat eine Temperaturcharakteristik entsprechend η + 2 PN-Übergängen. Die gleiche Wirkung kann erhalten werden, wenn die Dioden zwischen den AusgangsanschluB 12 und den Emitter des Transistors 3 oder zwischen den Emitter des Tr?.^: vistors 4 und den Ausgangsanscmüß 13 geschaltet weiJe-·.

Bei der Ausführungsform in Fig. 3 sind statt der Dioden als Dioden geschaltete Transistoren 6a, ... 6/? zwischen die Transistoren 3 und 4 geschaltet.

Be- der Ausführungsform der Fig.4 ist ein als Emitterfolger geschalteter Transistor 7 zur Erzeugung eines großen Ausgangsstroms vorgesehen. In diesem Falle kann die Ausgangsspannung im Vergleich zu der der Schaltung der Fig. 1 aufgrund der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 7 klein gemacht werden; außerdem ergibt sich eine Temperaturcharakteristik entsprechend der eines PN-Überganges.

Bei der Ausführungsform der F i g. 5 sind Dioden Sa bis 8n und ein Widerstand 9 zusätzlich vorgesehen, um den Kollektorstrom des Transistors 1 und damit des Transistors 2 in Bezug auf Änderungen der Spannung Vcc weiter zu stabilisieren.

Bei der Ausführungsform der F i g. 6 sHd zwei Transistoren 31 und 32, die ähnlich wie die Transistoren 1 und 2 geschaltet sind, und ein Widerstand 33 ν ,rgesehen, um den Kollektorstrom des Transistors 1 und damit des Transistors 2 in Bezug auf Änderungen der Spannung Vcc weiter zu stabilisieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Lieferung einer stabilisierten, jedoch temperaturabhängigen Gleichspannung, die gleich dem Spannungsabfall an der Reihenschaltung von mindestens zwei in Durchlaßrichtung vorgespannten PN-Halbleiter-Übergängen ist, mit einem ersten Transistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke parallel zum Ausgang geschaltet ist und zugleich in einem ersten, an den ersten und zweiten Anschluß einer Gleichspannungsquelle angeschlossenen Strompfad in Reihe mit einem ersten Widerstand liegt, wobei der erste Widerstand an den ersten Anschluß der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und der zweite Anschluß der Gleichspannungsquelle mit dem einen der beiden Ausgangsanschlüsse identisch ist, und mit einem zweiten Transistor, dessen Basis-Emitter-Strecke allein oder in Reihe mit einem oder mehreren zusätzlichen PN-Halbleiterübergängen zur Kollektor-Basis-Strecke des ersten Transistors parallelgeschaltet ist, derart, daß die Basis-Emitter-Strecken des ersten und zweiten Transistors und ggf. die weiteren mit diesen in Reihe liegenden PN-Halbleiter-Übergänge von der stabilisierten Spannung in Durchlaßrichtung vorgespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des ersten Transistors (3) an den zweiten Anschluß (13) der Gleichspannungsquelle angeschlossen und der zweite Transistor (4) vom entgegengesetzten Leitungstyp wie der erste Transistor (3) mit seiner Kollektor-Emitter-Üitrecke .n den ersten Strompfad zwischen den ersten Widerstand (21) und den ersten Transistor (3) geschaltet ist, .obei der Emitter des dritten Transistors (2) an den ersten Widerstand (21) angeschlossen ist und an diesen Verbindungspunkt außerdem der Kollektor des zweiten Transistors (4) angeschlossen ist, und daß ein vierter Transistor (1) vom gleichen Leitungstyp wie der erste Transistor (3) mit seinem Emitter an den ersten Anschluß (11) der Gleichspannungsquelle und mit seiner Basis an den Emitter des dritten Transistors (2) angeschlossen ist und sein Kollektor über einen zweiten Strompfad, der einen zweiten Widerstand (22) enthält, mit dem zweiten Anschluß (13) der Gleichspannungsquelle verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Emitterfolger geschalteter Transistor (7) als Ausgangsstufe vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe geschaltete Dioden (8a bis Sn) zwischen den ersten Anschluß (11) der Gleichspannungsquelle und den Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes (22) und eines zwischen den zweiten Anschluß (13) der Gleichspannungsquelle und den zweiten Widerstand (22) geschalteten weiteren Widerstandes (9)geschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektor des vierten Transistors (1) und den zweiten Widerstand (22) die Kollektor-Emitter-Strecke eines fünften Transistors (31) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der erste Transistor (3) geschaltet ist, daß zwischen die beiden Anschlüsse der Spannungsquelle die Kollektor-Emitter-Strecke eines sechsten Transistors (32) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der erste Transistor (3) geschaltet ist, und daß die Basis des fünften Transistors (31) mit dem Kollektor des sechsten Transistors (32) und dessen Basis mit dem Emitter des fünften Transistors (31) verbunden ist