DE2457753A1 - Temperaturkompensierte elektronische spannungsquelle - Google Patents
Temperaturkompensierte elektronische spannungsquelleInfo
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Description
O F(i.n!-'u.·; -..-j [Vj8Jn JQ ■ .
hr. -.-'.h. Ϊ7 . foi.5-)
5. Dezember 1974 Gzs/goe
MOTOROLA, INC.
Temperaturkonpensierte elektronische Spannungsquelle.
Die Erfindung betrifft einen als monolithisch integrierten
Schaltkreis aufgebauten Spannungsregler, der lediglich Transistoren
verwendet und in der Lage ist, eine geregelte Ausgangsspannung zu liefern, die einen Teraperaturkoeffizienten von Null
aufweist» Ein derartiger Regler ist eine Einrichtung mit drei Anschlüssen und kann in ein standardisiertes Transistorgehäuse
mit drei Anschlüssen eingebaut werden.
Es wurde auch eine andere Ausführungsform dieses Schaltkreises
hergestellt, um zwei Ausgangsspannungen zu erzeugen, wie sie gewöhnlich
für emittergekoppelte logische Transistorschaltkreise benötigt werden. Die zwei für derartige Schaltkreise benötigten
Ausgangsspannungen werden verwendet, um eine Vorspannung (VßB)
für die Steuerelektrode sowie eine Vorspannung (V00) für die
Stromquelle der Schaltkreise zu liefern. Eine dieser Spannungen, nämlich die Vorspannung für die Stromquelle, wird gewöhnlich mit
Bezug zu den? für diese Schaltkreise verwendeten negativen Versor- ■
gungsspannung·gewählt. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung eines
derartig, modifizierten Reglerschaltkreises zur Lieferung dieser Vorspannungen die Vorspannung für die Stromquelle erheblichen
f ■ . i.. , ♦
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Veränderungen ausgesetzt ist, wenn Veränderungen in der nichtgeregelten negativen Spannungsversorgung auftreten« Dies ist für
logische Systeme, die hohe Regelgenauigkeit erfordern, von Nachteil.
Weiterhin liefern die bekannten Regler, die bei logischen Schaltkreisen
verwendet werden, keine Ausgangsspannungen, die sich mJt
den Temperatureigenschaften der logischen Schaltkreise selbst verändern« Da die logischen Schaltkreise eine vor-bestimmte Temperaturcharakteristik
aufweisen, ist es bei einigen Anwendungen von Vorteil, daß der Schaltkreis,der die Vorspannungen liefert,
eine angepaßte Temperaturcharakteristik aufweist, um sicherzustellen,
daß die Betriebseigenschaften der logischen Schaltkreise über einen weiten Bereich von Umgebungstemperaturen unverändert
bleiben.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spannungsregler zu liefern,
der über einen weiten Temperaturbereich eine von Versorgüngsspannung-Schwankungen
weitgehend unabhängige Ausgangsspannung liefert. Vorzugsweise sollte dabei noch erreicht werden, daß der Spannungsregler
zwei geregelte Spannungen liefert und als integrierter Baustein hergestellt werden kann. Dabei sollte mindestens die eine
Ausgangsspannung, die im wesentlichen unabhängig- ist von Veränderungen
der dem Regler zugeführten Versorgungsspannung, einen
vorbestimmten Temperaturkoeffizienten aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spannungsregler-Schaltkreis
erste und zweite Spannungseingangsanschlüsse aufweist, die direkt mit einer nichtgeregelten Stromspannungsquelle
verbunden werden können. Mit dem ersten und zweiten Eingangsanschluß ist ein erster transistorisierter Schaltkreis verbunden,
dessen Ausgangsanschluß eine Spannung mit einem positiven Temperaturkoeffizienten liefert. An den Ausgangsanschluß des ersten
transistorisierten Sehaltkreises ist ein Nebenschlußreglertransistor
mit seiner Basis angeschlossen» Der Emitter des Neben— schlußreglertransistors ist mit dem zweiten Eingangsanschluß ver-.bunden,
und sein Kollektor ist über einen Kompensationsschaltkreis mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden. Der Kompensationssehaltkrels
gleicht Veränderungen der Spannung über dem Basis-Emitterübergang des Nebenschlußregeltransistors aus, wobei Spannungsveränderungen· an dem.zweiten Eingangsanschluß erscheinen."
Weiterhin ist ein Emitter-Folgerschaltkreis vorgesehen, der einen Ausgangstransistor umfaßt, dessen Basis mit dem Kollektor
des Nebenschlußreglertransistors verbunden ist, während dessen Kollektor mit dem ersten Eingangsanschluß und dessen Emitter
mit dem zweiten Eingangsanschluß über einen ersten transistorisierten
Schaltkreis verbunden ist* Die Verbindungen des Nebenschlußregeltransistors
und des Kompensationsschaltkreises in Zusammenarbeit mit dem Basis-Emitterübergang des Emitter-Folgerausgangstransistors
arbeiten in Verbindung mit dem ersten transistorisierten Schaltkreis, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen,
'■'·. £. · . '
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die im wesentlichen unabhängig ist von Veränderungen der über den ersten und zweiten Eingangsanschlüssen liegenden Versorgungsspannung,
wobei ein vorbestimmter Temperaturkoeffizient erreicht wird,
Im folgenden wird daher ein spannungs- und temperaturstabiler integrierter Spannungsregler-Schaltkreis beschrieben, der den
negativen Temperaturkoeffizienten der Basis-Emitterspannung eines Transistors durch einen positiven Temperaturkoeffizienten
ausgleicht, der von dem Basis-Emitterspannungsdifferential AVßE
abgeleitet wird, das zwischen einem Paar von zusätzlichen Transistoren
auftritt. Es werden noch andere Transistoren verwendet, um zwei geregelte stabile Ausgangsspannungen zu erzeugen, wobei
jede Spannung eine vor be stimmte Höhe bezüglich jevieils eines der
zwei Spannungseingangsanschlüsse aufweist, an die der Reglerschaltkreis angeschlossen ist. Weiterhin sind Schaltkreiskomponenten
vorgesehen, um die zwei Ausgangsspannungen zu veranlassen,
spannungs- wie temperaturstabil zu sein, oder einen vorbestimmten steuerbaren Temperaturkoeffizienten aufzuweisen*
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.
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Es zeigt:
Fig. 1 ein Sehaltdiagramm eines bekannten Schaltkreises; und
Fig. 2, 3 und 4 Schaltdiagramme von Vorzugsweisen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Bauteile durch gleiche Bezugzahlen gekennzeichnet. In Fig. 1 ist ein bekannter Spannungsregler
dargestellt, der als Vorspannungsantrieb für ein digitales, emittergekoppeltes Logiksystem ( im folgenden auch
ECL = emitter coupled logic abgekürzt ) verwendet wird. Für derartige Systeme ist es wünschenswert, zwei geregelte Ausgangsspannungen
zu liefern, die in Fig. 1 als Vl und V2 bezeichnet sind. Die Spannung Vl wird hinsichtlich Erdpotential· oder einem Bezugspotential erzeugt, während die Spannung V2 hinsichtlich eines
negativen Gleichstrom-Versorgungspotentials -V erzeugt wird, wie es in Fig.l dargestellt ist. Das Bezugspotential und das negative
Versorgungspotential -V werden an den Eingangsanschluß 10 bzw* 11 angelegt, wobei diese Anschlüsse die Spannungseingangsanschlüsse
des Schaltkreises darstellen*
Der untere Teil des Schaltkreises umfaßt, einen ersten und einen
zweiten npn-Transistor Tl bzw» T2, die so miteinander verbunden sind, daß sie mit unterschiedlichen Stromdichten arbeiten, so
da& ein positiver Temperaturkoeffizient der Basis-EmitterrDiffer
röntialspannung AVBE zwischen ihnen erzeugt wird. Dies wird da-
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durch erreicht, daß man Kollektor und Basis des Transistors Tl miteinander verbindet, so daß dieser Transistor als eine Diode
arbeitet, wobei sein Emitter direkt mit dem -V-Eingang des Spannungsversorgungsanschlusses 11 verbunden ist. Die unterschiedlichen
Stromdichten werden dadurch erreicht, daß ein Widerstand R2 zwirnen dem Emitter des Transistors T2 und dem Anschluß 11
angeordnet wird, während die Basis des Transistors T2 direkt mit dem Kollektor des Transistors Tl verbunden ist.
Wenn die Emittergebiete der Transistoren Tl und T2 gleich wären,
hätten die Ströme 1(1) und 1(2), die durch diese Transistoren
fließen, eine solche Größe, daß der Strom 1(2) geringer wäre als der Strom 1(1). Aus noch darzustellenden Gründen ist es jedoci>
wünschenswert, daß diese zwei Ströme gleich groß sind, wobei aber trotzdem ein positiver Temperaturkoeffizient der Basis-Emitter-Differentialspannung
AVgg zwischen den Transistoren Tl
und T2 aufrechterhalten wird. Um dies zu erreichen, wird die gesamte Emitterfläche des Transistors T2 größer gemacht als die
entsprechende Fläche der Transistordiode Tl. Dies wird in Pig. I dadurch dargestellt, daß der Transistor T2 mit einem doppelten
oder dualen Emitter dargestellt ist. Das genaue Verhältnis der Emittergebiete der Transistoren Tl und T2 muß in Verbindung mit
dem Widerstandswert des Widerstandes R2 festgelegt werden, um ein Verhältnis zu erreichen, das zu einer Beziehung von 1(1)=1(2)
führt."
'■'·■ t.. ...
'■'·■ t.. ...
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Da die Transistoren Tl und T2 mit verschiedenen Stromdichten arbeiten, ist der Spannungaabfall über dem Widerstand R2 proportional
zur Basis-Emitter-Differentialspannung ^VßE· Die Stromverstärkungen
der Transistoren sind hoch-gewählt, so daß der
Spannungsabfall über dem Kollekt'orwiderstand Rl des Transistors
T2 ebenfalls proportional zuAL ist. -
Br»
Der Strom 1(2) wird einem Widerstand Rl über dem Kollektor-Emitter-Pfad
eines dritten npn-Transistors T3 und-einem Las^widerstand
R3 zugeführt, der an den Eingangsansehluß 10 angeschlossen ist. In ähnlicher Weise wird der Strom 1(1) für die Transistordiode
Tl über die Kollektor-Emitter-Pfade eines Paares von npn-Transistoren
T4 und T5 und einem Widerstand R*J zugeführt.
Der Kollektor des Transistors T2 ist mit- der Basis eines npn-Nebenschlußregeltransistors
To verbunden, dessen Emitter mit dem Eingangsanschluß 11 und dessen Kollektor über einen Lastwiderst and
R5 mit dem Anschluß 10 verbunden ist. Der positive Temperaturkoeffizient der Spannung, die von dem Kollektor des Transistors
T2 der Basis des Transistors Ίβ zugeführt wird, wird durch die
Einstellung der Qifferentialstromdichten der Transistoren Tl und
T2 so eingestellt, daß ein Spannungsabfall über dem Widerstand Rl erzeugt wird,^ der bei seiner Addition zu.dem Spannungsabfall über
dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors T6 zu einer Spannung
am Kollektor des Transistors T6 führt, die proportional ist zu
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dem Energiebandsprung des Halbleitermaterials des Transistors. Diese Spannung besitzt einen Temperaturkoeffizienten von Null
und ist mit den Basen der zwei Emitter-Polgertransistoren T3 und T5 verbunden.
Die Emitter der Transistoren T3 und T5 sind an entsprechende Widerstände Rl und Rk in den Strompfaden angeschlossen, die die
Ströme 1(2) und 1(1) an die Transistoren T2 und Tl liefern* Der
Kollektor des Transistors T3 ist auch mit der Basis des Transistors T^} verbunden, was zu einer Bezugsspannung Vl führt, die
sich wie folgt ausdrücken läßt:
vi = 0n + Vco (1)
wobei 0jj die Basis-Emitterspannung des Transistors T1I und R-z^/« \
die Spannung über R, darstellt. Die Ströme L.i und L·^ sind
spannungsunabhängig aufgrund der Eigenart der Schaltkreisverbindungen.
Somit ist die Spannung V^ ebenfalls im wesentlichen spannungsunabhängig.
Jedoch wird der Strom 1(3) von dem Nebenschlußregeltransistor
Τ6 erzeugt und verändert sich deutlich mit Änderungen der negativen Vorspannung (-V), die dem Eingangsanschluß 11 zugeführt xfird.
Wegen der verhältnismäßig großen Stromveränderungen des Stromes 1(3) aufgrund des Nebenschlußregelbetriebes des Transistors T6,
ändert sich die Emitter-Basis-Vorwärtsspannung 06 des Transistors T6 ebenfalls beachtlich. Dieser Ausdruck erscheint in der Ausgangsspannung
V2, die von dem in Fig. 1 dargestellten Rege !schaltkreis
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geliefert wird« Die Spannung V2 kann auf folgende Weise abgeleitet
werden:
V2 a H + 11I
wobei R.I^pV der Spannungsabfall über dem Widerstand Rl ist,
03 die Emitter-Basisspannung des Transistors T3 und 05 die Basis-Emitterspannung
des Transistors T5.
Die Betriebsbedingungen des Schaltkreises werden so eingestellt, daß die ströme 1(O und 1(2) gleich sind, so daß 03 = 05 ist,
wenn die Transistoren T3 und T5 einander, angepaßt sind. Die Gleichung kann dann folgendermaßen ausgedrückt werden:
V2 ' K * V(I) <»
Aus dem vorangegangenen ist zu ersehen, daß, obwohl die Spannung
Vl im wesentlichen unabhängig von VersorgungsspannungsSchwankungen
ist, die Spannung V2 nicht unabhängig ist, sondern sich deutlich im gleichen Ausmaß ändert, wie der Ausdruck 06, die Emitter-Basis-Vorwärtsspannung
des Transistors T6, sich mit Veränderungen der dem Anschluß 11 zugeführten negativen Spannung verändert.
Wenn sowohl die Spannung Vl und V2 im wesentlichen unabhängig .von Temperaturveränderungen und Versorgungsspannungsschwankungen
gemacht werden, kann eine größere Systemgeräuschfestigkeit bei Computersystemen erreicht werden, die derartige Vorspannungserzeugerschaltkreise
verwenden, um die Betriebspotentiale für die logischen Schaltkreise des Systems, wie z.B. ECL-Schaltkreise,
verwenden* ■
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Um die Nachteile des in Pig« 1 dargestellten Schaltkreises zu
vermeiden, wurden die Schaltkreise der Fig.2 und 3 entwickelt.
Der Schaltkreis der Fig. 2 sei zuerst behandelt, und soweit die
Bauteile des Schaltkreises der Fig. 2 die gleichen sind wie die des Schaltkreises der Fig. 1, brauchen diese Komponenten nicht
weiter beschrieben zu werden. Die Spannung Vl in Fig. 2 wird auf die gleiche Weise erzeugt, wie es beim Schaltkreis der Fig.
der Fall ist. Die Spannung V2 wird in Fig. 2 jedoch durch einen modifizierten Schaltkreis erzeugt, der eine Transistordiode T7
aufweist, die zwischen dem Emitter des Transistors T3 und dem Widerstand Rl angeschlossen ist. Zusätzlich ist eine zweite Transistordlode
T8 in Serie zwischen dem unteren Anschluß des Widerstandes R5 und dem Kollektor des Transistors Τβ angeschlossen.
Der Basis-Kollektorübergang der Transistordiode T8 ist mit der Basis des Transistors T3 verbunden, um einen Spannungsantrieb
für diesen Transistor zu schaffen, während die Basis des Transistors T5 weiterhin mit dem Kollektor des Transistors T6 verbunden
ist. Das Hinzufügen der zwei Transistordioden T7 und T8 verändert die Beziehung der Aus gangs spannung V2 gemäß de-r folgenden
Gleichung:
V2 " 06 + V<2) + ß7 + 0J - 0B - S
<">
wobei 07 die Emitter-Basisspannung des Transistors T7 und 0g die
Basis-Emitterspannung des Transistors T8 ist.
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Die Transistordiode T7 ist dem Transistor T3 angepaßt, so daß
beide Transistoren den gleichen Emitter~Basis-Spa_nnungsabfall
aufweisen» Somit ist 03 = 07. Wie schon in Verbindung mit der Ableitung
der Gleichungen für die Spannung V2 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellt wurde, werden die Ströme 1(1) und 1(2) gleich
groß gewählt, so daß 03 = 0 5 ist. Die Transistor diode T8 ist dem
Transistor T6 angepaßt, so daß 08 = 0 6 ist. Zusätzlich sind die Transistoren T4 und T5 einander angepaßt, so daß 04 = 05 ist.
Die Gleichung kann dann folgendermaßen ausgedrückt werden:
V2 S V(I) + \ (5)
Wenn weiterhin Rl gleich R3 ist, wird die Gleichung für V2 die gleiche wie sie für Vl besteht, nämlich:
V2 = R3Ij1)-+ 0J1 (6)
Mit dem Hinzufügen der zwei Transistordioden T7 und T8 wurden somit die nicht gewünschten spannungsabhängigen Komponenten von
der Ausgangsspannung V2 entfernt und die zwei Ausgangsspannungen
Vl und V2 sind bezüglich der zwei unterschiedlichen Eingangsanschlüsse 10 bzw» 11 die gleichen«
Ein Transistor Basis-Emitterspannungsterm (0j.) verbleibt in jeder
Ausgangsspannung, weil ein solcher Term bei ECL-Schaltkreisen
wünschenswert ist, um die Eigenschaften der ECL-Schaltkreise,
die mit diesen zwei Vorspannungen versorgt werden sollen,ange-
'■'■'. I.
' ■
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paßt werden sollen. Die Transistordiode T7 ist erforderlich, um einen ausreichend großen Spannungsabfall an RH zu erzeugen, und
die Transistordiode Tl ist erforderlich ,um den Transistor Tl
einzuschalten, wenn die Transistordiode T8 dem Schaltkreis hinzugefügt
wird, um die Effekte des Transistors T6 zu beseitigen.
In Fig. 3 1st eine andere Version des Schaltkreises zur Erzeugung von V2 mit einem steuerbaren Temperaturkoeffizienten für
beide Ausgangsspannungen Vl und V2 dargestellt. Es wird keine zusätzliche Beschreibung für die Schaltkreiskomponenten gegeben, die
bereits beschrieben wurden.
Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 2 dadurch, daß die Transistordiode
T7 beseitigt und durch einen Transistor T9 ersetzt wurde, dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt der Basis des Transistors
T3 und dem Kollektor der Transistordiode T8 verbunden ist. Seine Basis ist mit dem Kollektor des. Transistors T2 verbunden.
Die Basis des Nebenschlußregeltransistors T6 ist nicht mehr direkt mit dem Kollektor des Transistors T2 verbunden, sondern die
Basis des Transistors Τ6 mit dem zum Emitter des Transistors T9
führenden Verbindungspunkt verbunden. Ein Widerstand R6 mit großem
Widerstandswert arbeitet als eine stromunabhängige Leistungsversorgung für den Transistor T9, und ein Widerstand R7 ist zwi-
<
sehen Basis und Emitter des Transistors T9 angeschlossen.
sehen Basis und Emitter des Transistors T9 angeschlossen.
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Die Transistordiode Τ8 der Fig» 3 beseitigt die Basis -'Emitter-Spannungseffekte
des Transistors Τβ aus der Ausgangsspannung V2
in der gleichen Weise, wie es witer oben in Verbindung mit Fig.2
beschrieben wurde. Die Schaltungsanordnung der Fig. 3 arbeitet jedoch so, daß eine Temperaturabhängigkeit ausgewählt werden
kann, die sich von einem Temperaturkoeffizienten von Null bis zu einem negativen Temperaturkoeffizienten von ungefähr -2,7 Millivolt
pro 0C für die zwei Ausgangsspannungen Vl und V2 (bei nominellen
Ausgangsspannungen von 1,3 Volt) verändern läßt. Dies liefert
eine größtmögliche Flexibilität für den Schaltkreis bei seiner Anwendung als Vorspannungslieferant für logische Schaltkreise,
die ihrerseits positive oder negative Temperaturkoeffizienten beim Betrieb zeigen. Es ist wünschenswert, einen Vorspannungsoder
Reglerschaltkreis zu haben, der den Schaltkreisen folgt, mit denen er verwendet wird, um auf diese Weise die Temperatureffekte
möglichst klein zu machen.
Der Betrieb des in Fig* 3 gezeigten Schaltkreises- ist derart, daß
die Transistorkombination aus den Transistoren Tl und T2 weiterhin einen kleinen Spannungsabfall.am Widerstand R2 erzeugt, der
einen positiven Temperaturkoeffizienten aufgrund der Differenz in den Stromdichten der Transistoren Tl und T2 aufweist.
Wie schon gesagt, verstärkt das Verstärkungsverhältnis der Widerstände
Rl und R3 diese Spannung soweit, wfe es für den Schaltkreis
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-Ik-
erforderlich ist. Da der Widerstand R6 und die Emitter-Basisspannung
06 des Transistors T6 den Strom des Transistors T9 festlegen, ist die Spannung VßE des Transistors T9 im wesentlichen
ebenso temperaturabhängig. Der Widerstand R7, der über dieser Spannung V„E angeschlossen ist, erzeugt somit einen Strom, der
über dem Widerstand Rl eine Spannung mit negativen Temperaturkoeffizienten
erzeugt. Durch Einstellung der relativen Werte der Widerstände Rl, R2, R7 und R3 kann der Temperaturkoeffizient der
Spannung über den Widerständen Rl und R'3 so gewählt werden, daß sie sich von einem positiven Wert zu einem negativen Wert ändert,
so daß eine Anpassung an den Temperaturkoeffizienten des JSchaltkreises
in einem weiten Bereich möglich ist. Diese Variation kann größtenteils dadurch erreicht werden, daß der Widerstand R7 als
veränderlicher Widerstand ausgeführt wird.
Wenn die Ausgangsspannungen Vl und V2 einander gleichen sollen, ist es notwendig, daß die Widerstände Rl und R3 gleich groß sind.
Wenn Vl und V2 nicht gleich sein müssen, können diese Widerstände unterschiedliche Werte aufweisen» Die Erzeugung der Gleichungen
für die Spannungen Vl und V2 für den Schaltkreis der Fig. 3 wird auf die gleiche Weise erreicht, wie es in Verbindung mit den Pig·
1 und 2 beschrieben wurde«
In PIg* k ist eine andere Ausführungsform gezeigt, bei der die
Empfindlichkeit des Nebenschlußregeltransistors T6 gegenüber
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Änderungen der Spannungsversorgung (-V) kompensiert wird, ohne daß eine separate Transistordiode T8 hinzugefügt wird, wie es in
den-Fig. 2 und 3 gezeigt ist. In dem Schaltkreis der Pig. 1I ist
der Kollektor des Transistors T2 direkt mit der Basis des Nebenschlußregeltransistors
T6 in der gleichen Weise.wie in Fig. 1 verbunden. Der Kollektor des Nebenschlußregeltransistors T6 ist
jedoch nicht direkt mit dem Widerstand R5 verbunden, sondern
stattdessen mit der Basis eines Substrat-pnp-Transistors TlO und über einen Widerstand R8 mit einem Verbindungspunkt, der den
Emitter des Transistors TiO mit dem Widerstand R5 verbindet» Der Kollektor des Transistors TlO ist direkt mit dem Spannungsversorgungsanschluß
11 verbunden.-
Diese Anordnung veranlaßt den pnp-Transistor TlO, den überschüssigen Stromfluß in dem Nebenschlußregelpfad abzuleiten und zwingt
den Strom in dem Transistor T6, im wesentlichen unabhängig von der Spannung und nur abhängig von der Temperatur zu sein. Dies
ergibt sich, da die Spannung über dem Widerstand R8 durch die
Emitter-Basisspannung des Transistors TlO erzeugt wird, die im wesentlichen eine konstante Spannung ist. Die anderen in Fig. 1J
gezeigten Schaltkreisteile arbeiten in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit Fig» I dargestellt wurde.
Wenn der Schaltkreis der Fig. 4 einen von Null abweichenden Temperaturkoeffizienten
aufweisen soll, kann ein Paar von Widerstän-
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den R9 und RIO zwischen die Kollektorenr der Transistoren Tl
bzw. T2 und dem negativen Versorgungsanschluß 11 geschaltet werden.
Das Verhältnis der Widerstandswerte R9 und RIO kann in Verbindung
mit dem Wert des Widerstandes Rl so verändert werden,
daß die von dem Schaltkreis der Fig. 4 erzeugte Ausgangsspannung
sich von einer Spannung mit einem positiven Tempa?aturkoeffizienten
zu einer Spannung mit einem negativen Temperaturkoeffizienten über einen weiten Bereich verändert. Die Widerstände R9 und RIO
können auch in ihrem absoluten Wert verändert werden, um riie
Spannungspegel an den Ausgängen für Vl und V2 zu ändern* Wenn dieses Merkmal nicht gwünscht wird, können die Widerstände R9
und RIO beseitigt werden, und der Schaltkreis arbeitet dann im wesentlichen wie ein Schaltkreis mit einem Temperaturkoeffizienten
von Null.
Der Schaltkreis der Fig. k erfordert nicht den zusätzlichen Diodenübergang
der Transistoren T7 oder T9 der Fig. 2 und 3. Auf diese Weise ist ein Betrieb mit minimaler Versorgungsspannung
möglich, die um einen VßE-Spannungsabfall niedriger ist als bei
den Schaltkreisen der Fig. 2 und 3« Dies ist bei Anwendungen mit niedriger Spannung günstig. Die Anordnung des Transistors TlO
beim Schaltkßis der Fig. k führt zu einem ausgezeichneten Hochfrequenzabfall,
so daß die Schwingneigung des Schaltkreises sehr klein gemacht wird. Dies wäre nicht der Fall, wenn eine pnp-Transiätorstromquelle
zwischen dem Eingangsanschluß 10 und dem Kollektor: des Transistors T6 anstdle des Widerstandes R5 angeschlossen
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Die in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Schaltkreise zeigen
ausgezeichnete Unempfindlichkeit gegenüber Veränderungen in der Versorgungsspannung (-V), die dem Eingangsanschluß 11 zugeführt
wird, im Gegensatz zu dem Schaltkreis der Fig. 1. Zusätzlich ermöglichen
die Schaltkreise der Fig. 3 und 4 eine Auswahl einer gewünschten Temperaturabhängigkeit in einem weiten Bereich zwischen
negativen und positiven Temperaturkoeffizienten,· während die Schaltkreise der Fig. 2 und 2I Ausführungsformen für vollkompensierte
Vorspannungsantriebe oder Spannungsreglerschaltkreise
sind*
Die Schaltkreise der Fig. 2 und 3 verwenden eine Ausgleichsdiode,
um die Empfindlichkeit des Sehaltkreises gegenüber Veränderungen in der Versorgungsspannung (-V) zu bewirken, während der in Fig.2!
gezeigte Schaltkreis dies dadurch erreicht, daß er eine Strom-stabilisierung verwendet. Das Endergebnis für den Betrieb beider
Schaltkreise ist in beiden Fällen gleich: Das Problem der Beeinflussung
der von den Schaltkreisen erzeugten Ausgangsspannungen durch Veränderungen der Versor$ngsspannung (-V) wird beseitigt.
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Claims (1)
- - 18 Pate η t an s ρ rü c he\ 1. Spannungsreglerschaltkreis mit einem ersten und einem zweiten Spannungseingangsanschluß zum Anschluß an eine nichtgeregelte Gleichstromspannungsquelle, mit einer ersten Transistorschaltung, die mit dem ersten und dem zweiten Spannungseingangsanschluß verbunden ist und einen Ausgangsanschluß aufweist, der eine Spannung mit einem vorbestimmten positiven Temperaturkoeffizienten liefert; mit einem' Nebenschlußregeltransistor mit Emitter-Basis- und Kollektor-Elektroden, wobei seine Emitterelektrode mit dem zweiten Eingangsanschluß und seine Basiselektrode mit (fern Ausgangsanschluß der ersten Transistorschaltung verbunden ist; gekennze i chne t durch erste Diodeneinrichtungenj erste Widerstandseinrichtungen (R5), die mit den ersten Diodeneinrichtungen an einer ersten Verbindung in einem Serienschaltkreis in der genannten Reihenfolge zwischen dem ersten Eingangsanschluß (10) und deni Aus gangs anschluß (Kollektor von T2) der ersten Transistorsch-alteinrichtung angeschlossen ist; durch Kompe-nsationsschalteinrichtungen (T8 oder TlO, R8), die zwischen der ersten Verbindung und dem Kollektor des Nebenschlußregeltransistors angeschlossen sind, um Veränderungen der Spannung über den BasispEmitterübergang des Nebenschlußregeltransistors bei Veränderungen der an dem zweiten Eingangsanschluß er-6 0 9826/0704scheinenden Spannung auszugleichen; und durch Ausgangssehalteinrichtungen, einschließlich eines Ausgangstransistors (T5), ' der Basis-Kollektor- und Emitterelektroden aufweist, wobei seine Basiselektrode mit dem Kollektor des Nebenschlußregeltransistors, sein Kollektor mit dem ersten Spannüngseingangsanschluß (über T4) und sein Emitter mit dem zweiten Spannungseingangsanschluß (über Tl) angeschlossen ist«2. Regelschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch geke- nnzeichnet, daß der Emitter des Ausgangstransistors (T5) an den zweiten Spannungseingangsanschlüß über mindestens einen Teil der ersten Transistorschaltung-(über Tl) angeschlossen ist, wodurch die Verbindung der ersten Transistorschaltung mit dem ersten Eingangsanschluß umfant wird«3« Rege !schaltkreis nach Anspruch 1 oder'2, gekennzeichnet durch zweite Widerstandseinrichtungen (Rl), die mit der ersten Diodeneinrichtung in Serie zwischen der-ersten Verbindung und der Basis des Nebenschlußregeltransistors angeschlossen sind.^i * Regelschaltkreis nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u. r c h gekennzeichnet, daß die KompensationseinrJchtungen eine zweite Diodeneinrichtung (T8 oder TlO) umfassen.509 8 2 6/07045» Regelschaltkreis nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch dritte Diodeneinrichtungen (Baäs-Emitter von T9), die in Serie mit der ersten Diodeneinrichtung zwischen der ersten Verbindung und der Basis des Nebenschlußregeltransistors angeschlossen sind, wobei die erste Transistorschaltung im wesentlichen den gleichen Stromfluß durch die erste und durch die dritte Diodeneinrichtung und durch den Ausgangstransistor in der Ausgangsschalteinrichtung verursacht.6. Regelschaltkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Diodeneinrichtung und die Basis-Emitterübergänge des Nebenschlußregeltransistors und der Ausgangstransistor alle zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluß in Vorwärts stromleitrichtung angeschlossen sind.7» Regelschaltkreis nach Anspruch 5 oder 6, dadu-rch gekennzeichnet, daß die dritte Diodeneinrichtung einen Basis-Emitterübergang eines dritten Transistors (T9) umfaßt, wobei eine Nebenschlußwiderstandseinrichtung (R7) parallel zu dem Basis-Emitterübergang geschaltet ist.509826/0704Leerseite
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