DE2532397A1

DE2532397A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von mehreren konstanten stroemen zur versorgung einer integrierten schaltung

Info

Publication number: DE2532397A1
Application number: DE19752532397
Authority: DE
Inventors: Sebastian Van Dipl Ing Nooten; Karl Dipl Ing Nutz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-07-19
Filing date: 1975-07-19
Publication date: 1977-02-10

Description

"Schaltungsanordnung zur Erzeugung von mehreren konstanten Strömen zur Versorgung einer integrierten Schaltung" Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von mehreren konstanten Strömen zur Versorgung einer integrierten Schaltung, bei der ein Multikollektortransistor mit mehreren Kollektoren entsprechend der Anzahl der gewünschten konstanten Ströme vorgesehen ist.
In den Ausgängen von Verstärkerstufen werden in vielen Fällen hochohmige Arbeitswiderstände benötigt. Da hochohmige Widerstände bei einer Realisierung in integrierter Schaltungstech nik relativ viel Fläche des Halbleiterkörpers benötigen, ist man dazu übergegangen, diese hochohmigen Arbeitswiderstände durch Konstantstromquellen zu ersetzen. Dazu verwendet man im allgemeinen Konstantstromquellen mit einem sogenannten Multikollektortransistor, der soviele Kollektoren aufweist, wie Konstantströme benötigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Konstantstromquelle anzugeben, die über einen weiten Betriebsspannungsbereich konstante Arbeitsströme zur Verfügung stellt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der MultiZollektortransistor mindestens einen zusätzlichen Steuerkollektor aufweist, dessen Strom zur Steuerung des Speisestromes des Multikollektortransistors dient.
Der Multikollektortransistor weist einen weiteren zusätzlichen Kollektor auf, der mit der Basis des Multikollektors verbunden ist. Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist vorzugsweise ein Steuertransistor vorgesehen, der gesperrt wird, wenn der Kollektorstrom des Steuerkollektors des ultikollektortransistors zu groß wird. Um diesen Steuertransistor sperren zu können, wenn der Kollektorstrom des Steuerkollektors des Multikollektortransistors zu groß wird, ist ein Regeltransistor vorgesehen, dessen Kollektorstrom durch den Kollektorstrom des Steuerkollektors des Multikollektortransistors gesteuert wird. Die Steuerung des Kollektorstroms des Regeltransistors erfolgt durch eine Spannung zwl schen Emitter und Basis des Regeltransistors, die durch einen Spannungsabfall des Kollektorstromes des Steuerkollektors des Multikollektortransistors an einem Widerstand erzeugt wird.
Die Basis des Steuertransistors ist mit dem Kollektor des Regel transistors verbunden. Der Speisestrom für den Steuertransistor wird über einen Widerstand oder über einen Feldeffekttransistor zugeführt. Ist ein Widerstand vorhanden, so ist dieser Widerstand zwischen die Basis des Steuertransistors und das Pluspotential der Spannungsquelle geschaltet. Ist anstelle eines Widerstandes ein Feldeffekttransistor vorgesehen, so legt man dessen Steuerelektrode auf Bezugspotential und verbindet seine Drainelektrode mit der Spannungsquelle. Die Sourceelektrode des- Feldeffekttransistors wird mit der Basis des Steuertransistors verbunden.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Bei der Konstantstromquelle der Figur 1 ist ein Multikollektortransistor T1 vorgesehen, der so viele Kollektoren (K1 Kn) aufweist, wie Konstantströme (1i ... In) benötigt werden.
Außer diesen Kollektoren K1 ... Kn weist der Multikollektortransistor T1 noch einen weiteren Kollektor Ks auf, der mit der Basis des Multikollektortransistors T1 verbunden ist.
Zusätzlich zu den Kollektoren K1 ... Kn und dem Kollektor K5 hat der Multikollektortransistor T1 noch mindestens einen Steuerkollektor Kst, dessen Strom zur Steuerung des Speisestromes des Multikollektortransistors T1 dient.
Der Steuerkollektor Kst liefert einen Strom, der durch einen Widerstand R1 fließt. Dadurch entsteht an dem Wi-Crstnd R1 eine Spannung, die der Basis eines Reeltransistors T2 zugeführt wird. Der Emitter des Regeltransistors T2 ist mit dem Bezugspunkt (O) verbunden.
Zusätzlich zu dem Mu Iti kollek tortransistor T1 und dem Regeltransistor T2 ist noch ein Steuertransistor T3 vorgesehen, dessen Emitter mit dem Bezugspunkt (0) und dessen Kollektor mit der Basis des Multikollektortransistors T1 verbunden ist.
Zwischen der Basis des Steuertransistors T3 und dem posi tiven Potential (+ UB) der Spannungsquelle liegt ein chmscher Widerstand R2.
Die Schaltungsanordnung der Figur 1 funktioniert wie folgt.
Über den Widerstand R2 wird dem Steuertransistor T3 ein Basisstrom zugeführt. Der Steuertransistor T3 verstärkt diesen Strom und führt den verstärkten Strom der Basis des Multikollektortransistors T1 zu. Der Multikollektortransistor T1 funktioniert als sogenannter Stromspiegel, weil der Spiegelkollektor K5 mit der Basis des Multikollektortransistors T1 verbunden ist. Der Strom des Steuerkollektors Kst erzeugt am Widerstand R1 eine Spannung, die andie Basis des Regeltransistors T2 geführt wird. Wird der Steuerstrom des Kollektors Kst des Multikollektortransistors so groß, daß an dem Widerstand R1 eine so große Spannung abfällt, daß der Regeltransistor T1 in den leitenden Zustand über geht, d.h. die Emitter-Kollektorstrecke leitend wird,dann übernimmt der Regeltransistor T2 einen Teil des Basisstroms des Steuertransistors T3. Dadurch wird dem Multikollektortransistor T1 nur noch so viel Strom zugeführt, daß der Steuerstron des Steuerkollektors Kst einen solchen Wert behält, daß der Spannungsabfall am Widerstand R1 gerade so groß: ist, daß der Regeltransistor T2 im leitenden Zustand bleibt. Dadurch ist gewährleistet, daß auch die Kollektor ströme I1 ... In konstante Werte annehmen, die weitgehend unabhängig von Betriebsspannungsschwankungen sind.
Der Wert des Widerstandes R1 bestimmt zusammen mit der Größe der Basis-Emitterspannung des Regeltransistors T2 den Strom des Steuerkollektors Kst und damit auch den Wert der Kollektorströme I1 -. 1n Die Anordnung der Figur 2 unterscheidet sicn von der Anordnung der Figur 1 dadurch, daß anstelle des Widerstandes R2 der Sperrschichtfeldeffekttransistor T4 vorgesehen ist. Der Sperrschichtfeldeffekttransistor T4 liefert ebenso wie der Widerstand R2 bei der Anordnung der Figur 1 den Basisstrom für den Steuertransistor T3. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors T4 liegt bei der Anordnung der Figur 2 auf Bezugspotential (0), während die Drainelektrode mit der Spannungsquelle (+UB) und die Sourceelektrode mit der Basis des Steuertransistorstors T3 verbunden sind.

Claims

p a t e n t a n 5 p r ü c h e

1) )Schaltungsanord nung zur Erzeugung von mehreren konstanten Strömen, insbesondere zur Versorgung einer integrierten Schaltung, bei der ein Multikollektortransstor mit mehreren Kollektoren entsprechend der Anzahl der gewünschten konstanten Ströme vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Multikollektortransistor mindestens einen zusätzlichen Steuerkollektor aufweist, dessen Strom zur Steuerung des Speisestromes des Multikollektortransistors dient.

2) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lilultikollektortransistor einen weiteren zusätzlichen Kollektor aufweist, der mit der Basis des Multikollektors verbunden ist.

3) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuertrans-istor vorgesehen ist, der gesperrt wird, wenn der Kollektorstrom des Steuerkollektors des Multikollektortransistors zu groß wird.

4) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß ein Regeltransistor vorgesehen ist, dessen Kollektorstrom durch den Kollektorstrom des Steuerkollektors des Multikollektortransistors gesteuert wird.

5) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Kollektorstromes des Regel transistors durch eine Spannung zwischen Emitter und Basis des Regel transistors erfolgt2 die durch eine7 Spannungsabfall des Kollektorstromes des Steuerkollektors des Multikollektortransistors an einem Widerstand erzeugt wird.

6) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Steuertransistors mit dem Kollektor des Regeltransistors verbunden ist.

7) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom für den Steuertransistor über einen Widerstand oder über einen Feldeffekttransistor zugeführt wird.

8) Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand zwischen die Basis des Steuertransistors und die Spannungsquelle. geschaltet ist.

9) Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors auf Bezugspotential liegt, daß die Drainelektrode des Feldeffekttransistors mit der Spannungsquelle verbunden ist und daß die Sourceelektrode des Feldeffekttransistors mit der Basis des Steuertransistors verbunden ist.

L e e r s e i t e