DE3508221A1 - Schaltungsanordnung zur temperaturstabilisierung - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilisierung
• Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilisierung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
• Eine derartige Temperaturstabilisierung ist vor allem für solche Schatugselemente wichtig, deren nichtlineare Charakteristik eine wesentliche Rolle bei der SignaE rarbeitung spielt. Insbesondere bei der Videosignalverarbeitung wird De ffichtlineare Kennlinie einer Diodenstrecke zur Erzeugung der Gammake-nnlinie ausgenutzt. Da die Arbeitsspannungen hierbei im Übergangsgebiet zwischen Sperren und Leiten der Diode liegen, sind geringe Temperaturdifferenzen mit zum Teil erheblichen Pegel-, Schwarzwert- und Kurvenformänderungen verbunden.
• Da eine gleichzeitige Kompensation aller dieser Parameter nicht möglich ist, kann eine wirkungsvolle Stabilisierung der Gammakennlinie nur durch Temperaturkonstanz der Diode erreicht werden. Im Zuge der Miniaturisierung der elektronischen Schaltungen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, mindestens einzelne Schaltungselemente oder auch Schaltungsteile in Form von integrierten Schaltungen, wie z.B. Dickfilm- oder Dünnfilmschaltungen, auszuführen.
• Aus der DE-OS 23 54 719 ist bereits eine Anordnung zur Temperaturstbllisierung von auf einem nichtleitenden Träger nach Art einer Dickfilm-oder Dünnfilmtechnik aufgebrachten elektrischen Bauelementen bekannt bei welcher auf der den Bauelementen abgewandten Seite des Trägers ein Heizkörper angeordnet ist, dessen Erwärmung regelbar ist. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß dazu eine relativ große Heizleistung mit entsprechendem Stromverbrauch notwendig ist. Außerdem ist diese Ar der Temperaturstabilisierung für manche Anwendungszwecke nicht ausreichend.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnang der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher eine ausreichende Temperaturkonstanz für sämtliche in einer integrierten Schaltung befindlichen Bauelemente möglich ist, insbesondere für die an einem belieliebigen Arbeitspunkt betriebenen nichtlinearen Halbleiterbauelemente.
• Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß eine gute Temperaturkonstanz aller integrierten Bauelemente bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch erreicht wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die gleichmäßige Erwärmung der integrierten Halbleiterschaltung auch andere auf die Schaltung einwirkende Störgrößen, wie z.B. irgendwelche negativen Langzeiteinflüsse, eliminiert werden können.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn bei einer monolithisch-integrierten "Fünf-Transistor-Schaltung" die drei übrigen Transistoren als Dioden geschaltet und für die Erzeugung der Gammakennlinie für die drei Farbkanäle einer Farbfernsehkamera genutzt werden.
• Zeichnung Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeiehnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Die Figur zeigt eine handelsübliche monolithisch-integrierte "Fünf-Transistor-Schaltung1, 1, von welcher die Transistoren 2 und 3 zur erfindungsgemäßen Temperaturstabilisierung für die weiteren drei Trancistoren 4, 5 und 6 benutzt werden. Letztere können beispielsweise als Dioden geschaltet zur Erzeugung der Gammafunktion in den drei Farbkanälen einer Farbfernsehkamera genutzt werden.
• Der Transistor 2 dient hierbei als Heizelement zur Aufheizung der integrierten Schaltung I auf eine wesentlich über der normalen Zimmertemperatur liegenden Temperatur von z.B. +80 Grad Celsius. Dazu ist dessen Emitter-Kollektor-Strecke zwischen den positiven Pol 8 der Betriebsspannung +Ug über einen Kollektorwiderstand 7 und Bezugspotential angeschlossen, wodurch der Transistor 2 im leitenden Zustand stromdurchflossen ist und sich entsprechend erwärmt.
• Zur Stabilisierung der gewünschten Temperatur der integrierten Schaltung 1 dient der Transistor 3 als Temperaturmeßfühler sowie der an diesen angeschlossene Regelverstärker 9. Zur Einstellung der gewünschten Temperatur der integrierten Schaltung 1 ist ein zwischen dem positiven Pol 10 der Betriebsspannungsquelle und Bezugspotential angeordneter, aus drei Widerständen 11, 12, 13 bestehender Spannungsteiler vorgesehen.
• Mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes 12, dessen Einsteller mit der Basiselektrode des Transistors 3 verbunden ist, kann die gewünschte Temperatur eingestellt werden. Am Kollektor des Transistors 3, welcher über einen Widerstand 14 mit dem positiven Pol 10 der Betriebsspannungsquelle verbunden ist, entsteht somit ein entsprechendes Signal. Dieses wird über einen Widerstand 15 dem nichtinvertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 16 zugeführt, dessen invertierender Eingang an einer durch den Spannungsteiler 17, 18 von der Betriebsspannung +Ut abgeleiteten Referenzspannung liegt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 16 ist einerseits über einen Kondensator 19 mit dem invertierenden Eingang und andererseits über einen aus zwei Widerständen 21, 22 bestehenden Spannungsteiler mit Bezugspotential verbunden.
• Am Spannungsteilerabgriff 23 ist die Basiselektrode des Heiztransistors 2 angeschlossen, wodurch der Stromfluß durch den Transistor 2 und somit die Temperatur der integrierten Schaltung t im Sinne einer Stabilisierung geregelt wird.

Claims (4)

1. Ansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilisierung von in einer integrleften Schaltung befindlichen Halbleiterbauelementen mit nichtlitle@@@@ C.harakteistik, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Halbleiterbauel.emenge (2) als Heizelement für die integrierte Schaltung (1) dient und daß in ein zweites Halbleiterbauelement (3) als Temperaturmeßfühler dient, dC3se: sangssignal den Betriebsstrom für das als Heizelement dienende HaSLbleiterelement über einen Regelverstärker (9) so beeinflußt, daß die Temperatur er integrierten Schaltung (t) konstant gehalten wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbleiterbauelemente (2, 3)Transistoren sind, daß der erste Transistor (2) mit seiner Emitterkollektorstrecke an der Betriebsspanung (+UB, Masse) und mit seiner Basiselektrode an den Ausgang des Regelverstärkers (9) angeschlossen ist, daß der zweite Transistor (3) mit seiner Rasiselektrode an den einstellbaren Abgriff eines an der Betriebsspannung (+LTi3, Masse) liegenden Spannungsteiler (11, 12, 13) und mit seinem Kollektor an dem einen Eingang eines den Regelverstärker (9) darstellenden Differenzverstärkers (16) angeschlossen ist, dessen anderer Eingang an einer Referenzspannung liegt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Schaltung (1) eine monolithisch integrierte "Funf-Transistor-Schaltung" ist, welche außer den beiden Transistoren (2.3) drei weitere Transistoren (4,5,6) enthält.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gek eichnet, daß drei weiteren Transistoren (4,5,6) als Dioden geschalt- d für de @@@@@@ gung der Gammakennlinie in den drei Farbkanälen einer Fa@@@@ernsehkamers genutzt werden.