DE2615848C2 - Halbleiter-Schaltungsanordnung für eine Konstantstromquelle - Google Patents

Halbleiter-Schaltungsanordnung für eine Konstantstromquelle

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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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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
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Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Schaltungsanordnung für eine Konstantstromquelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1; mit solchen Stromquellen lassen sich Ströme in der Größenordnung von 10-12 bis ΙΟ"3 Ampere bei einer Genauigkeit von ±0,5% erzeugen.
Ströme der obengenannten Art werden für Zwecke der Kernphysik und zum Eichen schneller, automatischer Elektrometerverstärker benötigt.
Bekannte und z. B. im Buch »Halbleiter-Schaltungstechnik« von U. Tietze und Ch. Schenk (Springer-Verlag 1974, Seiten 132 bis 137) beschriebene Schaltungen der eingangs genannten Art weisen einen Feldeffekttransistor als Arbeitstransistor auf, der zweite Transistor dient zur Erhöhung des Innenwiderstands der Stromquelle. Insbesondere zur Erzeugung von Strömen im Pico-Amperebereich sind vergleichbare Schaltungen mit derartigen Transistoren aufgrund der Transistoreigenschaften ungeeignet. Andere bekannte Schaltungen zur Erzeugung von Strömen im Pico-Amperebereich erfordern ein aufwendiges Netzwerk aus Hochohmwiderständen und Feldeffekttransistorschaltern und haben den Nachteil relativ langer Einschwingzeiten bei
Änderung der Stromwerte. Geräte dieser Art sind im Handel.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung für eine Konstantstromquelle der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei Änderungen einer zugeführten Steuer-Spannung mit relativ kürzen Einschwingzeiten entsprechende konstante Ströme in einem relativ weiten und niedrigen Strombereich liefert.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
Eine Weiterbildung der beschriebenen Erfindung dient dazu, an einer gemeinsamen Ausgangsklemme Konstantströme unterschiedlicher Richtung zu erzeugen. Diese Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Zuordnung einer analog der vorherstehenden aufgebauten weiteren Schaltung mit Transistoren Γ5 und Tb, deren Durchlaßrichtung umgekehrt zu den entsprechenden Transistoren 7*3 und Tu der Schaltung nach Anspruch 1 ist und bei der ein gemeinsamer, mit den Gate-Anschiüssen G ihrer beiden Eingangstransistoren Tiund T5 verbundener Anschluß E für eine Steuerspsnnung Uit wechselnder Polarität vorgesehen ist sowie ein gemeinsamer, mit den beiden Drainanschlüssen Dder Ausgangstransistoren T4 und Tb verbundener Anschluß A zur Entnahme des in Größe und Richtung der Eingangsspannung entsprechenden Konstantstromes /, wobei die Drainanschlüsse D der beiden Eingangstransistoren T3 und Ti an einer zur Masse C symmetrischen positiven bzw. negativen Betriebsspannung t/sangeschlossensind.
Durch die Verwendung von MOS-Fet-Typen hoher Steilheit läßt sich bei der beschriebenen Schaltungsanordnung die Konstanz der erzeugten Ströme günstig beeinflussen. Zur Erlagung kurzer Einschwingzeiten sind zweckmäßig die zwischen den Source- und dem Gate-Anschluß des Ausgangstransistors angeordneten Widerstände gleich oder kleiner 1 Megohm zu wählen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend
anhand der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Strömen unipolarer Richtung;
Fig. 2 eine ergänzte Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zur Erzeugung von Strömen unterschiedlicher Richtung.
Die in der Fig. 1 gezeigte Schaltung ist mit den Transistoren Ti und T2 aufgebaut. Beide Transistoren sind MOS-Feldeffekttransistoren des selbstsperrenden
(Enhancement- oder Anreicherungs-)Typs, welche die Eigenschaft haben, bei einer Gatespannung von 0 Volt durch Anlegen einer Steuerspannung an Substratenanschluß B in den selbstleitenden Zustand gebracht werden zu können. Der Transistor T- ist ein P-Ieitender und der Transistor T2 ein N-leitender Transistor, wobei am Drainanschluß Di des Eingarigstransistors Ti der negative Pol und am Drainanschluß D2 des Aus?angstransistors T2 der positive Pol einer Betriebsspannung Ub anliegt und beide Source-Anschlüsse Si bzw. S2 der Transistoren Ti und T2 miteinander verbunden sind. Die Substratanschlüsse B\ bzw. S2 beider Transistoren und der Gateanschluß G2 des Ausgangstransistors T2 liegen an Masse C Ein konstanter Strom / mit der durch Pfeil gekennzeichneten Richtung stellt sich in der Drainleitung des Ausgangstransistors T2 dann ein, wenn dem Gateanschluß d des Eingangstransistors Γι eine negative Steuerspannung — Us, zugefüh.t wird, die mit ihrem positiven Pol an Masse C üegt, wobei dieser konstante Strom Jproportional der Steuerspannung Uu ist und abhängig von der Größe eines Widerstandes R, über den die Source-Anschlüsse S\ bzw. S2 der beiden Transistoren Ti und T2 an Masse C liegen. Die Größe des genannten Widerstandes Af ist ferner maßgebend für die Einschwingzeit der Schaltungsanordnung. Für Ströme / im Pico-Amperebereich und für kurze Einschwingzeiten in der Größenordnung von z. B. 100 μ sec sind Widerstandswerte R von etwa 1 Megohm und niedrigere Werte zu verwenden.
Durch vertauschte Anordnung der Transistoren Ti und T2 und eine Umpolung der Betriebsspannung Ub sowie der Steuerspannung Ust ist auch eine Richtungs umkehr des Konstantstromes / in der Drainleitung des Ausgangstransistors T2 gegeben.
Das sich aus Obigem ergebende Verhalten der Schaltung ist vorteilhaft genutzt durch eine in der F i g. 2 dargestellte Schaltung, bei der die Transistoren Γ3 und Ti entsprechend den Transistoren Ti und Ti nach F i g. 1 geschaltet sind und bei der ferner die Transistoren Tj und Tt — wie oben beschrieben — vertauscht angeordnet sind. Die DrainfDj bis D6)- und SourcefSj bis .ÜJ-Anschlüsse sämtlicher Transistoren Tj bis T6 liegen dabei im Stromkreis einer gegenüber Masse C symmetrischen Betriebsspannung Uo, die mit ihrem negativen Pol am Drain Dj des Transistors Tj und mit
ίο ihrem positiven Pol am Drain D-, des Transistors Γ-, anliegt. An einer Eingangsklemme E die mit den Gateanschlüssen Gs bzw. G, der Eingangstransistoren Γι und Ti verbunden ist. wird der Schaltungsanordnung eine gegenüber Masse C negative oder positive
ΐϊ Steuerspannung Us, zugeführt, wobei entweder die oberen beiden Transistoren Ti und Tj oder die beiden unteren Transistoren T? und T6 leitend werden und am gemeinsamen Ausgang A, der mit den Drainanschlüssen Di bzw. D6 der Ausgangstransistoren Tt und T6 verbunden ist, ein Konstantstrom / in Richtung des Strompfeiles bzw. der mit unterbrochenen Linien dargestellten Gegenrichtung zur Verfügung steht. Zum Schütze der Transistoren Ti bis T6 vor Überlastung und zum Abbau von evtl. auftretenden Spannungsspitzen
2-5 einer umschaltbaren Steuerspannung £Λ, sind in den DrainfDj und Ds)- und GatefG3 und Gs)-Leitungen der Eingangstransistoren T\ und Ts Siebketten eingefügt, bestehend aus Längswiderständen Afi, Querwiderständen Rq und Siebkondensatoren C5.
)» Wie im vorherbeschrhibenen Ausführungsbeispiel ist durch die Auswahl von Transistoren hoher Steilheit und die Wahl relativ niedriger Steuerspannungen mit kleinem Spannungshub sowie Gate-Source-Widerständen gleich oder kleiner 1 Megohm eine hohe
μ Stromkonstanz selbst kleinster Ströme bei kurzen Einschwingzeiten erreichbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Halbleiter-Schahungsanordnung für eine Konstantstromquelle gebildet aus zwei hintereinandergeschalteten MOS-Feldeffekttransistoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Tu T2) vom Anreicherungstyp und von unterschiedlichem Leitfähigkeitstyp sind (P-Typ, N-Typ) und daß deren Source-Anschlüsse (Si, SO miteinander und ferner über einen ohmschen Widerstand (R) mit dem Gateanschluß (G2) des Ausgangstransistors (T2) und den Substratanschlüssen (Bu B2) beider Transistoren (Tu T2) verbunden sind, während dem Gateanschluß (Gi) des Eingangstransistors (Ti) eine seinem Leitfähigkeitstyp entsprechende Steuerspannung (-Us,) zugeführt ist und an den Drainanschlüssen (Du D2) beider Transistoren (Tu T2) die Betriebsspannung (Ub) mit der dem Leilfähigkeilstyp der in Reihe geschalteten Transistoren (Tu T2) entsprechender Polung anliegt, wobei der Drainstrom (J) des Ausgangstransistors (T2) der der Steuerspannung (— Usl) proportionale Konstantstrom ist (F i g. 1).
2. Halbleiter-Schaltungsanordnung nach Anspruch !,gekennzeichnetdurch die Zuordnung einer gemäß Anspruch 1 aufgebauten zweiten Schaltungsanordnung mit Transistoren (Ti, T6), deren Leitfähigkeitstyp umgekehrt zu den entsprechenden Transistoren (Ti, Ti) der ersten Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 ist, wobei ein gemeinsamer mit den Gateanschlüssen (Gj, Gi) ihrer beiden Eingangstransistoren (Ti, T5) verbundener Anschluß (E) für die Steuerspannung (±ίΛ,), deren Polarität wechselt, vorgesehen ist, sowie ein gemeinsamer mit den beiden Drainanschlüssen (Dt,, Dt) der Ausgangstransistoren (Ta, Tb) verbundener Anschluß (A) zur Entnahme des in Größe und Richtung der Steuerspannung (±L/j,) entsprechenden Konstantstromes (J), wobei die Drainanschlüsse (Di, Di) der beiden Eingangstransistoren (Tz, Ti) an der zur Masse (C) symmetrischen positiven bzw. negativen Betriebsspannung (Ub) angeschlossen sind (F i g. 2).
3. Halbleiter-Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Drain- (D\; Dj, Di) und/oder der Gate- (Gy, G3, Gi) Leitung der Eingangstransistoren (T1; T3, Ti) ein Längswiderstand (Rl) sowie ein eingangsseitig davor angeordneter Querwiderstand (Rq) und ein dahinter angeordneter Siebkondensator (Cj) angeordnet sind.
4. Halbleiter-Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Transistoren (T\ bis 7e) ausgewählte Exemplare hoher Steilheit verwendet sind.
5. Halbleiter-Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Gate- (G2; G4, G6) und dem Source- (S2; S4, S6) Anschluß eines Ausgangstransistors (T2, T*, T6) geschaltete Widerstand (R) gleich oder kleiner ein Megohm ist.
DE2615848A 1976-04-10 1976-04-10 Halbleiter-Schaltungsanordnung für eine Konstantstromquelle Expired DE2615848C2 (de)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4379591A (en) * 1976-12-21 1983-04-12 Occidental Oil Shale, Inc. Two-stage oil shale retorting process and disposal of spent oil shale
US4345200A (en) * 1981-03-11 1982-08-17 General Electric Company Load output level control circuit
US4471326A (en) * 1981-04-30 1984-09-11 Rca Corporation Current supplying circuit as for an oscillator
DE3427498C2 (de) * 1984-07-26 1986-08-07 Ifm Electronic Gmbh, 4300 Essen Elektronisches, vorzugsweise berührungslos arbeitendes Schaltgerät
US4680535A (en) * 1985-10-17 1987-07-14 Harris Corporation Stable current source
IL80707A (en) * 1985-12-23 1991-03-10 Hughes Aircraft Co Gaseous discharge device simmering circuit
US5930171A (en) * 1995-05-22 1999-07-27 Siemens Aktiengesellschaft Constant-current source with an EEPROM cell
DE19518728C2 (de) * 1995-05-22 1998-12-24 Siemens Ag Konstantstromquelle mit einer EEPROM-Zelle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832644A (en) * 1970-11-30 1974-08-27 Hitachi Ltd Semiconductor electronic circuit with semiconductor bias circuit
JPS5249139B2 (de) * 1974-09-04 1977-12-15
DE2448827B1 (de) * 1974-10-14 1976-04-08 Unisel Gmbh & Co Geraete Kg Konstantspannungsquelle
JPS51138848A (en) * 1975-05-28 1976-11-30 Hitachi Ltd Steady current circuit

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IT1075826B (it) 1985-04-22
US4104575A (en) 1978-08-01

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