DE2457753C2 - Spannungsregelschaltung - Google Patents
SpannungsregelschaltungInfo
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- 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
- G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
Description
Die Erfindung betrifft eine Spannungsregelschaltun? nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, des Patentanspruches
2 oder des Patentanspruchs 3.
Derartige Spannungsregelschaltungen sind aus dem älteren Recht DE-PS 24 00 516 bekannt. Dieser älteren
Schaltung ist jedoch der Nachteil eigen, daß nicht beide Ausgangsspannungen von Schwankungen der Versorgungsspannung
unabhängig sind. Weiterhin liefert die ältere Schaltung auch keine Ausgangsspannungen, die
sich den Temperatureigenschaften logischer Schaltkreise anpassen.
Die aus der DE-OS 21 13 630 bekannte Spannungsregelschaltung liefert Spannungen, die nicht von Schwankungen
der Versorgungsspannung und Temperaturveränderungen unabhängig sind.
Auch aus der Zeitschrift »IEEE Journal of solid-state
circuits«, Vol.SC-6, No. 1, Febr. 1971, Seiten 2—7, sind Spannungsregelschaltungen der eingangs genannten
Art bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spannungsregelschaltung der eingangs näher genannten Art
zu schaffen, welche zwei stabilisierte Ausgangsspannungen liefern können, die beide von Schwankungen der
Versorgungsspannung unabhängig sind und von denen die eine Ausgangsspannung einen vorbestimmten Temperaturkoeffizienten
aufweist.
Lösungen dieser Aufgabe sind in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1,2 bzw. 3 angegeben.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, mit jeder Spannungsregelschaltung, die leicht
als integrierte Schaltung ausgebildet werden kann, den negativen Temperaturkoeffizienten der Basis-Emitter-Spannung
eines Transistors durch einen positiven Temperaturkoeffizienten auszugleichen.
Weiterhin erweisen sich die erfindungsgemäßen Schaltungen dadurch als besonders vorteilhaft, daß ein
vorgebbarer Temperaturkoeffizient ermöglicht wird.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spannungsregelschaltung
werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt bzw. zeigen
Es zeigt bzw. zeigen
F i g. 1 ein Schaltdiagramm eines bekannten Schaltkreises; und
F i g. 2, 3 und 4 Schaltdiagramme von Ausführungsformen erfindungsgemäßer Spannungsregelschaltungen.
In Fig. 1 ist eine aus der DE-OS 24 OO 516 (Fig. 2)
bekannte Spannungsregelschaltung dargestellt, welche als Vorspannungsantrieb für ein digitales, emittergekoppeltes
Logiksystem (ECL) verwendet wird Für derartige Systeme ist es wünschenswert, zwei geregelte
Ausgangsspannungen zu liefern, die in F i g. 1 als Vl
und V2 bezeichnet sind. Die Spannung Vl wird hinsichtlich Erdpotential oder einem Bezugspotential erzeugt,
während die Spannung V 2 hinsichtlich eines negativen Gleichstrom-Versorgungspotentials — V erzeugt
wird, wie es in F i g. 1 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 T1 bzw. 72, die so
miteinander verbunden sind, daß sie mit unterschiedlichen Stromdichten arbeiten, so daß ein positiver Temperaturkoeffizient
der Basis-Emitter-Differentialspannung AVbe zwischen ihnen erzeugt wird. Dies wird dadurch
erreicht, daß man Kollektor und Basis des Transistors 7*1 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
R 2 zwischen dem Emitter des Transistors Γ2 und dem Anschluß 11 angeordnet wird, während die Basis
des Transistors T2 direkt mit dem Kollektor des Transistors TX verbunden ist.
Wenn die Emittergebiete der Transistoren 7*1 und 7*2 gleich wären, hätten die Ströme /(1) und /(2), die durch diese Transistoren fließen, eine solche Größe, daß . der Strom /(2) geringer wäre als der Strom /(1). Aus noch darzustellenden Gründen ist es jedoch wünschenswert, daß diese zwei Ströme gleich groß sind, wobei aber trotzdem ein positiver Temperaturkoeffizient der Basis-Emitter-Differenzspannung AVbe zwischen den Transistoren Π und T2 aufrechterhalten wird. Um dies zu erreichen, wird die gesamte Emitterfläche des Transistors T2 größer gemacht als die entsprechende Fläche der Transistordiode 7*1. Dies wird in Fig. 1 dadurch dargestellt, daß der Transistor Γ2 mit einem doppelten oder dualen Emitter dargestellt ist. Das genaue Verhältnis der Ermittergebiete der Transistoren Tl und T2 muß in Verbindung mit dem Widerstandswert des Widerstandes R 2 festgelegt werden, um ein Verhältnis zu erreichen, das zu einer Beziehung von/(1) = /(2) führt.
Wenn die Emittergebiete der Transistoren 7*1 und 7*2 gleich wären, hätten die Ströme /(1) und /(2), die durch diese Transistoren fließen, eine solche Größe, daß . der Strom /(2) geringer wäre als der Strom /(1). Aus noch darzustellenden Gründen ist es jedoch wünschenswert, daß diese zwei Ströme gleich groß sind, wobei aber trotzdem ein positiver Temperaturkoeffizient der Basis-Emitter-Differenzspannung AVbe zwischen den Transistoren Π und T2 aufrechterhalten wird. Um dies zu erreichen, wird die gesamte Emitterfläche des Transistors T2 größer gemacht als die entsprechende Fläche der Transistordiode 7*1. Dies wird in Fig. 1 dadurch dargestellt, daß der Transistor Γ2 mit einem doppelten oder dualen Emitter dargestellt ist. Das genaue Verhältnis der Ermittergebiete der Transistoren Tl und T2 muß in Verbindung mit dem Widerstandswert des Widerstandes R 2 festgelegt werden, um ein Verhältnis zu erreichen, das zu einer Beziehung von/(1) = /(2) führt.
Da die Transistoren Π und T2 mit verschiedenen
Stromdichten arbeiten, ist der Spannungsabfall über dem Widerstand R2 proportional zur Basis-Emitter-Differenzspannung
AVbb Die Stromverstärkungen der
Transistoren sind hoch gewählt, so daß der Spannungsabfall über dem Kollektorwiderstand R 1 des Transistors
T2 ebenfalls proportional zu Δ Vbe ist.
Der Strom /(2) wird dem Widerstand R 1 über den Kollektor-Emitter-Pfad eines dritten npn-Transistors Γ3 und einen Lastwiderstand R 3 zugeführt, der an den Eingangsanschluß 10 angeschlossen ist. In ähnlicher Weise wird der Strom /(I) für die Transistordiode Ti
Der Strom /(2) wird dem Widerstand R 1 über den Kollektor-Emitter-Pfad eines dritten npn-Transistors Γ3 und einen Lastwiderstand R 3 zugeführt, der an den Eingangsanschluß 10 angeschlossen ist. In ähnlicher Weise wird der Strom /(I) für die Transistordiode Ti
über die Kollektor-Emitter-Pfade eines Paares von npn-Transistoren
74 und 75 und einen Widerstand R 4 zugeführt
Der Kollektor des Transistors 72 ist mit der Basis eines npn-Nebenschlußregeltransistors 76 verbunden,
dessen Emitter mit dem Eingangsanschluß 11 und dessen Kollektor über einen Lastwiderstand R 5 mit dem
Anschluß 10 verbunden ist. Der positive Temperaturkoeffizient der Spannung, die von dem Kollektor des Transistors
72 der Basis des Transistors 76 zugeführt wird, wird durch die Einstellung der Differenzstromdichten
der Transistoren Π und 72 so eingestellt, daß ein Spannungsabfall über dem Widerstand R1 erzeugt
wird, der bei seiner Addition zu dem Spannungsabfall über dem. Basis-Emitter-Übergang des Transistors 76 is
zu einer Spannung am Kollektor des Transistors 76 führt, die proportional ist zu dem Energiebandsprung
des Halbleitermaterials des Transistors. Diese Spannung besitzt einen Temperaturkoeffizienten von Null
und ist mit den Basen der zwei Emitterfolgertransistoren 73 und 75 verbunden.
Die Emitter der Transistoren 73 und 75 sind an die Widerstände R 1 und R 4 in den Strompfaden angeschlossen,
die die Ströme /(1) und /(2) an die Transistoren 72 und Π liefern. Der Kollektor des Transistors
7"3 ist auch mit der Basis des Transistors 74 verbunden, was zu einer Bezugsspannung Vl führt, die sich wie
folgt ausdrücken läßt:
V1 = Φ<
(1)
wobei Φ* die Basis-Emitterspannung des Transistors TA
und RiI(T1 die Spannung über Ri darstellt. Die Ströme /(i)
und /(2) sind spannungsabhängig aufgrund der Eigenart
der Schaltkreisverbindungen. Somit ist die Spannung Vi
ebenfalls im wesentlichen spannungsunabhängig.
Jedoch wird der Strom /(3) von dem Nebenschlußregeltransistor 76 erzeugt und verändert sich deutlich mit
Änderungen der negativen Vorspannung (— V), die dem Eingangsanschluß 11 zugeführt wird. Wegen der verhältnismäßig
großen Stromveränderungen des Stromes /(3) aufgrund des Nebenschlußregelbetriebes des Transistors
76 ändert sich die Emitter-Basis-Vorwärtsspannung Φί des Transistors 76 ebenfalls beachtlich. Dieser
Audruck erscheint in der Ausgangsspannung V 2, die von dem in F i g. 1 dargestellten Regelschaltkreis geliegert
wird.
Die Spannung V 2 kann auf folgende Weise abgeleitet werden:
50
V2
T Al 1(2
V-)
wobei Äi/(2) der Spannungsabfall über dem Widerstand
R1 ist, Φ3 die Emitter-Basisspannung des Transistors
TZ und Φ5 die Basis-Emitterspannung des Transistors
T5.
Die Betriebsbedingungen des Schaltkreises werden so eingestellt daß die Ströme /(1) und /(2) gleich sind,
so daß Φ 3 = Φ 5 ist, wenn die Transistoren T3 und 75
einander angepaßt sind. Die Gleichung kann dann fol- ω
gendermaßen ausgedrückt werden:
Φ6 +
chen Ausmaß ändert, wie der Ausdruck Φ 6, die Emitter-Basis-Vorwärtsspannung
des Transistors 76, sich mit Veränderungen der dem Anschluß 11 zugeführten negativen
Spannung verändert. Wenn beide Spannungen V1 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.
Um die Nachteile des in F i g. 1 dargestellten Schaltkreises zu vermeiden, wurden die Schaltkreise der
F i g. 2 und 3 entwickelt Der Schaltkreis der F i g. 2 sei zuerst behandelt, und soweit die Bauteile des Schaltkreises
der F i g. 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 Schahkreis der Fi g. 1 der Fall ist. Die Spannung V 2 wird in
F i g. 2 jedoch durch einen modifzierten Schaltkreis erzeugt, der eine Transistordiode 77 aufweist, die zwischen
dem Emitter des Transistors 73 und dem Widerstand R 1 angeschlossen ist. Zusätzlich ist eine zweite
Transistordiode 78 in Serie zwischen dem unteren Anschluß des Widerstandes RS und dem Kollektor des
Transistors 76 angeschlossen. Der Basis-Kollektorübergang der Transistordiode 78 ist mit der Basis des
Transistors 73 verbunden, um einen Spannungsantrieb für diesen Transistor zu schaffen, während die Basis des
Transistors 75 weiterhin mit dem Kollektor des Transistors 76 verbunden ist. Das Hinzufügen der zwei Transistordioden
77 und 78 verändert die Beziehung der Ausgangsspannung V2 gemäß der folgenden Gleichung:
V2 — Φ(, + R\I{2) + Φι + Φι — Φ» — Φί (4)
wobei Φι die Emitter-Basisspannung des Transistors 77
und Φ» die Basis-Emitterspannung des Transistors 78
ist
Die Transistordiode 77 ist dem Transistor 73 angepaßt so daß beide Transistoren den gleichen Emitter-Basis-Spannungsabfall
aufweisen. Somit ist Φ3 =- ΦΙ.
Wie schon in Verbindung mit der Ableitung der Gleichungen für die Spannung V2 in Verbindung mit F i g. 1
dargestellt wurde, werden die Ströme /(1) und /(2) gleich groß gewählt, so daß Φ 3 = Φ 5 ist Die Transistordiode
78 ist dem Transistor 76 angepaßt so daß Φ S = Φ 6 ist Zusätzlich sind die Transistoren 74 und
75 einander angepaßt so daß ΦΑ = Φ5 ist Die Gleichung
kann dann folgendermaßen ausgedrückt werden:
(3)
Aus dem Vorangegangenen ist zu ersehen, daß, obwohl die Spannung V1 im wesentlichen unabhängig von
Versorgungsspannungsschwankungen ist die Spannung V2 nicht unabhängig ist sondern sich deutlich im glei-
Wenn weiterhin R 1 gleich R 3 ist, wird die Gleichung
für V2 die gleiche wie sie für V1 besteht, nämlich:
V2
Φα
Mit dem Hinzufügen der zwei Transistordioden 77 und 78 wurden somit die nicht gewünschten spannungsabhängigen
Komponenten von der Ausgangsspannung V2 entfernt und die zwei Ausgangsspannungen
Vi und V2 sind bezüglich der zwei unterschiedlichen
Eingangsanschlüsse 10 bzw. 11 die gleichen. .
Ein Transistor Basis-Emitterspannungsierm (#4) ver-
bleibt 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, angepaßt werden
sollen. Die Transistordiode 77 ist erforderlich, um einen ausreichend großen Spannungsabfall an Λ 4 zu
erzeugen, und die Transistordiode 71 ist erforderlich, um den Transistor 71 einzuschalten, wenn die Transistordiode
TS dem Schaltkreis hinzugefügt wird, um die Effekte des Transistors 76 zu beseitigen.
In F i g. 3 ist eine andere Version des Schaltkreises zur
Erzeugung von V 2 mit einem steuerbaren Temperaturkoeffizienten für beide Ausgangsspannungen Vl und
V2 dargestellt. Es wird keine zusätzliche Beschreibung für die Schaltkreiskomponenten gegeben, die bereits
beschrieben wurden.
F i g. 3 unterscheidet sich von F i g. 2 dadurch, daß die Transistordiode Tl beseitigt und durch einen Transistor
79 ersetzt wurde, dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt der Basis des Transistors 73 und dem
Kollektor der Transistordiode 78 verbunden ist. Seine Basis ist mit dem Kollektor des Transistors 72 verbunden.
Die Basis des Nebenschlußregeltransistors 76 ist nicht mehr direkt mit dem Kollektor des Transistors T2
verbunden, sondern die Basis des Transistors 76 mit dem zum Emitter des Transistors 79 führenden Verbindungspunkt
verbunden. Ein Widerstand R 6 mit großem Widerstandswert arbeitet als eine stromunabhängige
Leistungsversorgung für den Transistor 79, und ein Widerstand R 7 ist zwischen Basis und Emitter des Transistors
T9 angeschlossen.
Die Transistordiode Ti der F i g. 3 beseitigt die Basis-Emitter-Spannungseffekte
des Transistors 76 aus der Ausgangsspannung V 2 in der gleichen Weise, wie es weiter oben in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben wurde.
Die Schaltungsanordnung der F i g. 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 °C für die zwei Ausgangsspannungen V1 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 Vorspannungs- oder 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 F i g. 3 gezeigten Schaltkreises Ist
derart, daß die Transistorkombination aus den Transistoren Tl und T2 weiterhin einen kleinen Spannungsabfall
am Widerstand R 2 erzeugt, der einen positiven
Temperaturkoeffizienten aufgrund der Differenz in den Stromdtchten der Transistoren Π und T2 aufweist
Wie schon gesagt, verstärkt das Verstärkungsverhältnis
der Widerstände R1 und R 3 diese Spannung soweit,
wie es für den Schaltkreis erforderlich ist Da der Widerstand R 6 un die Emitter-Basisspannung Φ 6 des Transistors
76 den Strom des Transistors 79 festlegen, ist die Spannung Vbe des Transistors 79 im wesentlichen
ebenso temperaturabhängig. Der Widerstand R 7, der über dieser Spannung Vbe angeschlossen ist, erzeugt somit
einen Strom, der über dem Widerstand R1 eine Spannung mit negativen Temperaturkoeffizienten erzeugt
Durch Einstellung der relativen Werte der Widerstände Ri, R 2, Rl und R 3 kann der Temperaturkoeffizient
der Spannung über den Widerständen R 1 und Λ 3 so gewählt werden, daß sie sich von einem positiven
Wert zu einem negativen Wert ändert, so daß eine Anpassung an den Temperaturkoeffizienten des Schaltkreises
in einem weiten Bereich möglich ist. Diese Variation kann größtenteils dadurch erreicht werden, daß
der Widerstand R1 als veränderlicher Widerstand ausgeführt wird.
Wenn die Ausgangsspannungen Vl und V2 einander
Wenn die Ausgangsspannungen Vl und V2 einander
ίο gleichen sollen, ist es notwendig, daß die Widerstände
R 1 und A3 gleich groß sind. Wenn Vl und V2 nicht
gleich sein müssen, können diese Widerstände unterschiedliche Werte aufweisen. Die Erzeugung der Gleichungen
für die Spannungen V1 und V 2 für den Schaltkreis der F i g. 3 wird auf die gleiche Weise erreicht, wie
es in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschrieben wurde.
In Fig.4 ist eine andere Ausführungsform gezeigt,
bei der die Empfindlichkeit des Nebenschlußregeltransi-
stors 76 gegenüber Änderungen der Spannungsversorgung (— V) kompensiert wird, ohne daß eine separate
Transistordiode TS hinzugefügt wird, wie es in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist In dem Schaltkreis der F i g. 4 ist
der Kollektor des Transistors 7"2 direkt mit der Basis des Nebenschlußregeltransistors 76 in der gleichen
Weise wie in F i g. 1 verbunden. Der Kollektor des Nebenschlußregeltransistors 76 ist jedoch nicht direkt mit
dem Widerstand RS verbunden, sondern stattdessen
mit der Basis eines Substrat-pnp-Transistors Γ10 und
über einen Widerstand R9 mit einem Verbindungspunkt der den Emitter des Transistors Γ10 mit dem
Widerstand R 5 verbindet. Der Kollektor des Transistors Γ10 ist direkt mit dem Spannungsversorgungsanschlußll
verbunden.
Diese Anordnung veranlaßt den pnp-Transistor Γ10,
den überschüssigen Stromfluß in dem Nebenschlußregelpfad abzuleiten und zwingt den Strom in dem Transistor
76, im wesentlichen unabhängig von der Spannung und nur abhängig von der Temperatur zu sein. Dies
ergibt sich, da die Spannung über dem Widerstand R 8 durch die Emitter-Basisspannung des Transistors Γ10
erzeugt wird, die im wesentlichen eine konstante Spannung ist. Die anderen in F i g. 4 gezeigten Schaltkreisteile
arbeiten in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit F i g. 1 dargestellt wurde.
Wenn der Schaltkreis der Fig.4 einen von Null abweichenden
Temperaturkoeffizienten aufweisen soll, kann ein Paar von Widerständen R 9 und R 10 zwischen
die Kollektoren der Transistoren 71 bzw. 72 und dem negativen Versorgungsanschluß 11 geschaltet werden.
Das Verhältnis der Widerstandswerte Ä9 und R 10
kann in Verbindung mit dem Wert des Widerstandes R1 so verändert werden, daß die von dem Schaltkreis
der F i g. 4 erzeugte Ausgangsspannung sich von einer Spannung mit einem positiven Temperaturkoeffizienten
zu einer Spannung mit einem negativen Temperaturkoeffizienten über einen weiten Bereich verändert Die
Widerstände R 9 und R10 können auch in ihrem absoluten
Wert verändert werden, um die Spannungspegel an den Ausgängen für Vl und V2 zu ändern. Wenn dieses
Merkmal nicht gewünscht wird, können die Widerstände R 9 und R10 beseitigt werden, und der Schaltkreis
arbeitet dann im wesentlichen wie ein Schaltkreis mit einem Temperaturkoeffizienten von Null.
Der Schaltkreis der F i g. 4 erfordert nicht den zusätzlichen Diodenübergang der Transistoren Γ7 oder 79
der F i g. 2 und 3. Auf diese Weise ist ein Betrieb mit minimaler Versorgungsspannung möglich, die um einen
VW-Spannungsabfall niedriger ist als bei den Schaltkreisen
der Fig. 2 und 3. Dies ist bei Anwendungen mit niedriger Spannung günstig. Die Anordnung des Transistors
Γ10 beim Schaltkreis der Fig.4 führt zu einem
ausgezeichneten Hochfrequenzabfall, so daß die Schwingneigung des Schaltkreises sehr klein gemacht
wird. Dies wäre nicht der Fall, wenn eine pnp-Transistorstromquelle zwischen dem Eingangsanschluß 10 und
dem Kollektor des Transistors T6 anstelle des Widerstandes R 5 angeschlossen wäre.
Die in den F i g. 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 F i g. 3 und 4 eine Auswahl einer
gewünschten Temperaturabhängigkeit in einem weiten Bereich zwischen negativen und positiven Temperaturkoeffizienten,
während die Schaltkreise der F i g. 2 und 4 Ausführungsformen für vollkompensierte Vorspannungsantriebe
oder Spannungsreglerschaltkreise sind.
Die Schaltkreise der F i g. 2 und 3 verwenden eine Ausgleichsdiode, um die Empfindlichkeit des Schaltkreises
gegenüber Veränderungen in der Versorgungsspannung (— V)zu bewirken, während der in F i g. 4 gezeigte
Schaltkreis dies dadurch erreicht, daß er eine Stromstabilisierung 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 Versorgungsspannung (— V) wird beseitigt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
35
40
45
50
55
60
65
Claims (3)
1. Spannungsregelschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang für eine ungeregelte Gleichspannung
und mit einem ersten und einem zweiten Ausgang für stabilisierte Spannungen, bei welcher
ein erster Strompfad vorgesehen ist, der aus einem als Diode geschalteten ersten Transistor
(Tl), einem an dessen Kollektor angeschlossenen ersten Widerstand (R 4) und einer an diesen
angeschlossenen Serienschaltung eines zweiten (TS) und eines dritten (T4) Transistors besteht
und ein zweiter Strompfad vorgesehen ist, der aus einem zweiten Widerstand (R 2), einem daran
mit seinem Emitter angeschlossenen vierten Transistor (T2\ einem an dessen Kollektor angeschlossenen
dritten Widerstand (R X), einem mit seinem Emitter daran angeschlossenen fünften
Transistor (T3) und einem an dessen Kollektor angeschlossenen vierten Widerstand
(R 3) besteht und
ein dritter Strompfad vorgesehen ist, der aus einem als Regeltransistor arbeitenden sechsten
Transistor (TS) und einem an dessen Kollektor angeschlossenen fünften Widerstand (R S) besteht,
30
wobei die Basis des vierten Transistors (T2) mit dem Kollektor des ersten Transistors (Ti) und die Basis
des dritten Transistors (T4) mit dem Kollektor des fünften Transistors (T3) und die Basis des fünften
Transistors (T3) mit dem Kollektor des sechsten Transistors (TS) verbunden ist und zwischen dem
Kollektor des zweiten Transistors und der ersten Versorgungsklemme (tO) eine erste stabilisierte
Spannung und zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und der zweiten Versorgungsklemme
(11) eine zweite stabilisierte Spannung abgreifbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) zwischen dem Emitter des fünften Transistors (T3) und dem dritten Widerstand (R 1) ein siebenter
Transistor (T 7) vorgesehen ist, dessen Basis und Kollektor mit dem Emitter des fünften
Transistors (T3) verbunden sind und dessen Emitter mit dem dritten Widerstand (R 1) verbunden
ist, und
b) zwischen dem Kollektor des sechsten Transistors (T6) und dem fünften Widerstand (R S) ein
achter Transistor (TS) vorgesehen ist, dessen Basis und Kollektor mit dem fünften Widerstand
(R S) verbunden sind und dessen Emitter mit dem Kollektor des sechsten Transistors
(TS) und der Basis des zweiten Transistors (TS) verbunden ist.
2. Spannungsregelschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang für eine ungeregelte Gleichspannung
und mit einem ersten und einem zweiten Ausgang für stabilisierte Spannungen, bei welcher
ein erster Strompfad vorgesehen ist, der aus einem als Diode geschalteten ersten Transistor
(Tl), einem an dessen Kollektor angeschlossenen ersten Widerstand (R 4) und einer an diesen
angeschlossenen Serienschaltung eines zweiten (TS) und eines dritten (TA) Transistor besteht
und
ein zweiter Strompfad vorgesehen ist, der aus einem zweiten Widerstand (R 2), einem daran
mit seinem Emitter angeschlossenen vierten Transistor (T2), einem an dessen Kollektor angeschlossenen
dritten Widerstand (R 1), einem mit seinem Emitter daran angeschlossenen fünften
Transistor (T3) und einem an dessen Kollektor angeschlossenen vierten Widerstand
(R 3) besteht, und
ein dritter Strompfad vorgesehen ist, der aus einem als Regeltransistor arbeitenden sechsten
Transistor (TS) und einem an dessen Kollektor angeschlossenen fünften Widerstand (R S) besteht,
wobei die Basis des vierten Transistors (T2) mit dem Kollektor des ersten Transistors (Ti) und die Basis
des dritten Transistors (T4) mit dem Kollektor des fünften Transistors (T3) und die Basis des zweiten
(TS) UKd des fünften Transistors (T3) miteinander
und mit dem Kollektor des sechsten Transistors (T6) verbunden sind und zwischen dem Kollektor des
zweiten Transistors (TS) und der ersten Versorgungsktemme
(10) eine erste stabilisierte Spannung und zwischen dem Emitter des zweiten Transistors
und der zweiten Versorgungsklemme (11) eine zweite stabilisierte Spannung abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein neunter Transistor (TiO) vorgesehen ist, dessen Emitter mit dem fünften Widerstand
(R S) und der Basis des zweiten Transistors (TS), dessen Basis über einen sechsten Widerstand
(R 8) mit seinem Emitter und direkt mit dem Kollektor des sechsten Transistors (TS) und dessen Kollektor
mit dem Emitter des sechsten Transistors (TS) verbunden sind.
3. Spannungsregelschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang für eine ungeregelte Gleichspannung
und mit einem ersten und einem zweiten Ausgang für stabilisierte Spannungen, bei welcher
ein erster Strompfad vorgesehen ist, der aus einem als Diode geschalteten ersten Transistor
(Ti), einem an dessen Kollektor angeschlossenen ersten Widerstand (4) und einer an diesen
angeschlossenen Serienschaltung eines zweiten (TS) und eines dritten (T4) Transistor besteht
und
ein zweiter Strompfad vorgesehen ist, der aus einem zweiten Widerstand (R 2), einem daran
mit seinem Emitter angeschlossenen vierten Transistor (T2), einem an dessen Kollektor angeschlossenen
dritten Widerstand (R 1), einem mit seinem Emitter daran angeschlossenen fünften
Transistor (T3) und einem an dessen Kollektor angeschlossenen vierten Widerstand
(R 3) besteht und
ein dritter Strompfad vorgesehen ist, der aus einem als Regeltransistor arbeitenden sechsten
Transistor (TS) und einem an dessen Kollektor angeschlossenen fünften Widerstand (R 5) besteht,
wobei die Basis des vierten Transistors (T2) mit dem
Kollektor des ersten Transistors (Tl) und die Basis
des dritten Transistors (T4) mit dem Kollektor des
fünften Transistors (TS) und die Basis des fünften
Transistors (T3>) mit dem Kollektor des sechsten Transistors verbunden ist und zwischen dem Kollektor
des zweiten Transistors und der erste a Versorgungsklemme (10) eine erste stabilisierte Spannung
und zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und der zweiten Versorgungsklemme (11) eine zweite
stabilisierte Spannung abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zehnter Transistor (T9) vorgesehen
ist dessen Kollektor mit der Basis des fünften Transistors (T3) und dessen Basis mit dem Kollektor
des vierten Transistors (T2) verbunden ist, während sein Emitter mit der Basis des sechsten
Transistors (T6) verbunden ist, daß zwischen dem
Kollektor des sechsten Transistor (T6) und dem fünften Widerstand (R S) ein achter Transistor (T8)
vorgesehen ist, dessen Basis und Kollektor mit dem fünften Widerstand (R S) verbunden sind und dessen
Emitter mit dem Kollektor des sechsten Transistors (T6) verbunden ist, und daß ein sechster Widerstand
(R 6) zwischen der Basis des sechsten Transistors (T6) und der zweiten Versorgungsklemme (11) und
ein siebenter Widerstand (R 7) zwischen der Basis und dem Emitter des zehnten Transistors (T9) vorgesehen
sind.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US426968A US3893018A (en) | 1973-12-20 | 1973-12-20 | Compensated electronic voltage source |
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