DE3610158C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3610158C2
DE3610158C2 DE3610158A DE3610158A DE3610158C2 DE 3610158 C2 DE3610158 C2 DE 3610158C2 DE 3610158 A DE3610158 A DE 3610158A DE 3610158 A DE3610158 A DE 3610158A DE 3610158 C2 DE3610158 C2 DE 3610158C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
base
current source
collector
resistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3610158A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3610158A1 (de
Inventor
Rolf Dr. 7107 Bad Friedrichshall De Boehme
Juergen 7100 Heilbronn De Sieber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atmel Germany GmbH
Original Assignee
Telefunken Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Electronic GmbH filed Critical Telefunken Electronic GmbH
Priority to DE19863610158 priority Critical patent/DE3610158A1/de
Priority to EP87103064A priority patent/EP0238903B1/de
Priority to US07/029,908 priority patent/US4785231A/en
Publication of DE3610158A1 publication Critical patent/DE3610158A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3610158C2 publication Critical patent/DE3610158C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26Current mirrors
    • G05F3/265Current mirrors using bipolar transistors only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Referenzstromquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 32 38 301).
Während die Stabilisierung von Spannungen viel Aufmerk­ samkeit gefunden hat, wurde die Stabilisierung von Strö­ men bisher weniger beachtet. In einer Reihe von Anwen­ dungen, z. B. bei der Versorgung aus Stromquellen inner­ halb einer bipolaren integrierten Schaltung und bei ge­ wissen Typen von DA- und AD-Umsetzern, ist aber primär ein stabiler Strom erforderlich. Zwar ist es möglich, stabile Ströme von einer Referenzspannungsquelle abzu­ leiten. Dies ist aber stets mit Mehraufwand und Genauig­ keitsverlust verbunden. Deshalb besteht ein erhebliches technisches Interesse auch für Mittel und Methoden zur Stabilisierung von Strömen.
Die auf R. J. Widlar zurückgehende Bandgap-Stabilisie­ rung (IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-6, No. 1, 1971, S. 2-4) betrifft die Spannungsstabilisierung. Sie erreicht ähnlich gute Parameter wie die bis dahin vor­ wiegend verwendete Zener-Dioden-Stabilisierung, kommt mit kleineren Versorgungsspannungen aus und kann vor­ teilhaft innerhalb einer bipolaren Halbleiterschaltung implementiert werden. Der Kern der Schaltung besteht aus zwei Transistoren, deren Stromdichten durch einen schaltungstechnischen Kunstgriff in einem bestimmten Verhältnis gehalten werden. Der sich daraus ergebende Spannungsunterschied der Basisemitterdioden ist propor­ tional zur absoluten Temperatur. Er wird einem Wider­ stand zugeführt, der am Emitter des Transistors mit der kleineren Strom­ dichte angeordnet ist. Dadurch ergibt sich, daß die Stromaufnahme der beiden Transistoren proportional zur absoluten Temperatur wird. In der US-PS 40 59 793 ist aufgezeigt, daß dieser Widerstand auch zwischen Basis und Kollektor des Transistors mit der höheren Stromdichte vorteil­ haft angeordnet werden kann. Einen Hinweis, daß innerhalb dieser Grund­ anordnung ein Strom mit frei einstellbarem Temperaturkoeffizienten erzeugt werden kann, gibt J. E. Hanna in der US-PS 40 91 321. Dies wird dadurch erreicht, daß einem Transistor der Bandgap-Schaltung, der einen zur absoluten Temperatur proportionalen Strom führt, ein Wider­ stand parallel geschaltet wird. Dieser Widerstand zeigt eine Stromaufnahme proportional zur Basisemitterspannung, die einen negativen Temperatur­ koeffizienten besitzt. Die Summe der beiden Ströme besteht somit aus einem temperaturabhängig ansteigenden und einem abfallenden Strom. Durch Wichtung kann eine Temperaturunabhängigkeit erreicht werden. Da sich die US-PS 40 91 321 mit der Erzeugung temperaturstabiler Spannungen beschäftigt, sind keine Hinweise auf eine Ausnutzung dieses Effektes zur Schaffung temperaturstabiler Stromquellen enthalten.
Aus der DE-OS 32 38 301 ist eine Referenzstromquelle mit zwei Tran­ sistoren und zwei gesteuerten Stromquellen bekannt, bei der die Basis des zweiten Transistors am Kollektor des ersten Transistors angeschlossen ist und bei der der Emitter des ersten Transistors mit einem Bezugspunkt verbunden ist. Bei der bekannten Referenzstromquelle ist die erste gesteuerte Stromquelle mit der Basis des ersten Transistors verbunden, während die zweite gesteuerte Stromquelle mit dem Kollektor des zwei­ ten Transistors verbunden ist. Bei der bekannten Referenzstromquelle ist außerdem ein Widerstand zwischen dem Emitter des zweiten Transistors und dem Bezugspunkt eingefügt und die Basis und der Kollektor des ersten Transistors sind miteinander verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anzugeben, die einen oder mehrere möglichst stabile Ausgangsströme liefert, die sich für eine bipolare Integration eignet und bei der der oder die Aus­ gangsströme weder von der Temperatur noch von der Versorgungsspannung abhängig sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Referenzstromquelle der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 bekannte Formen der Spannungsstabilisierung,
Fig. 2 das Grundprinzip der Stromstabilisierung,
Fig. 3 die Ausführung der gesteuerten Stromquellen,
Fig. 4 eine erste Verstärkeranordnung,
Fig. 5 eine zweite Verstärkeranordnung mit pnp-Strom­ quellen,
Fig. 6 eine Anordnung mit npn-Stromquellen.
In Fig. 1 ist die bekannte Bandgap-Spannungsstabilisie­ rung in prinzipieller Form dargestellt. Fig. 1a zeigt die erste Form der Stabilisierung, die sich an die ge­ nannte Veröffentlichung von Widlar anlehnt. Die zweite Form entstammt der ebenfalls genannten US-PS von Ahmed, sie ist unabhängiger gegenüber Bauelementschwankungen und hat eine höhere innere Verstärkung.
Die an sich bekannte Wirkungsweise dieser Schaltung be­ ruht darauf, daß den beiden Transistoren über die Wi­ derstände R 2, R 3 Ströme I 1, I 2 zugeführt werden, die zueinander im umgekehrten Verhältnis dieser Widerstän­ de stehen: I 2/I 1 = R 2/R 3. Mittels dieses Stromverhält­ nisses und weiter mittels des Verhältnisses der Emit­ terbasisfläche der beiden Transistoren wird ein bestimm­ tes Verhältnis der Stromdichten der Emitterbasissperr­ schicht der Transistoren Q 1, Q 2 festgelegt. In den Schaltungen der Fig. 1 ist angenommen, daß der zweite Transistor Q 2 die kleinere Stromdichte erhalten hat. Seine Basis-Emitter-Spannung ist deshalb kleiner. Der Spannungsunterschied wird in beiden Varianten als Span­ nungsabfall über dem Widerstand R 1 wirksam. Da, wie die Beschreibung des bipolaren Transistors zeigt, der Span­ nungsunterschied proportional zur absoluten Temperatur ist, wird der Strom durch R 1 ebenfalls proportional zur absoluten Temperatur. Weiter ist in der Schaltung der Fig. 1a der Strom durch R 1 dem Strom I 2 nahezu gleich, in der Schaltung der Fig. 1b dem Strom I 1. Also wird der Spannungsabfall über den Widerständen R 2, R 3 eben­ falls proportional zur absoluten Temperatur. Der Kom­ pensationseffekt hinsichtlich der erzeugten Spannung Vr besteht darin, daß der mit der Temperatur zunehmende Spannungsabfall über R 2 zu dem mit der Temperatur ab­ nehmenden Spannungsabfall über der Emitterbasisdiode des ersten Transistors Q 1 addiert wird.
Um zu einem von der Temperatur unabhängigen Strom zu kommen, ist nach Fig. 2 vorgesehen, den durch Transi­ stor Q 1 und Transistor Q 2 fließenden, mit der Tempera­ tur zunehmenden Strömen je einen abnehmenden Strom hin­ zuzufügen. Dies erfolgt gemäß der Erfindung durch Pa­ rallelschaltung von Widerständen R 4, R 5, da, wie gesagt, der Spannungsabfall über dem Transistor einen negativen Temperaturgang aufweist. Durch geeignete Wahl dieser Widerstände erreicht man, daß der Temperaturkoeffizient der Ströme I 1, I 2 in Fig. 2 null wird. Es hat sich ge­ zeigt, daß man bei der Wahl der Widerstände nicht auf das Verhältnis der in den Transistoren Q 1, Q 2 fließen­ den Ströme Rücksicht zu nehmen braucht. Es ist also nicht erforderlich, daß der durch den Widerstand R 4 fließen­ de Strom zu dem Strom durch den Widerstand R 5 im selben Verhältnis steht wie der durch den Transistor Q 1 flie­ ßende Strom zu dem durch den Transistor Q 2 fließenden Strom. Insbesondere ist es möglich, einen der Widerstän­ de R 4, R 5 wegzulassen und trotzdem den Punkt der Tempe­ raturunabhängigkeit der Ströme I 1, I 2 einzustellen. Die­ ser Umstand erleichtert die Ausführung der Verstärker­ schaltung besonders hinsichtlich des Startverhaltens.
Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung mit Differenzverstär­ ker OA und Widerständen R 2, R 3 bezieht sich auf die Er­ zeugung temperaturstabiler Spannungen. Für die Errei­ chung der Temperaturkompensation des Stromes kommt es auf die Ausführung der Verstärkerschaltung nicht an. Wesentlich ist nur, daß das Verhältnis der beiden Strö­ me I 1, I 2 unabhängig von ihrer Größe gewahrt bleibt und daß die Spannungsdifferenz zwischen Basis und Transi­ stor Q 1 und Kollektor und Transistor Q 2 gegen null geht. Es soll also gelten I 1 = Rt 1 × Uab und I 2 = Rt 2 × Uab, wobei Uab die Spannung zwischen den Knoten A und B in der Schaltung der Fig. 2 bedeutet und wobei Rt 1 und Rt 2 Übertragungswiderstände sind, die einen möglichst hohen Wert aufweisen sollen, aber in einem festen Verhältnis zueinander stehen. Diese Modellvorstellung wird mit "ge­ steuerte Doppelstromquelle" bezeichnet. Eine bevorzugte Ausführungsform der gesteuerten Doppel­ stromquelle wird in Fig. 3 gezeigt. Sie besteht aus ei­ nem Differenzverstärker OA 1, dessen Eingang an den Kno­ ten A, B angeschlossen ist, und zwei Transistoren Q 3, Q 4 mit gegenüber den Transistoren Q 1, Q 2 komplementärer Leitfähigkeit. Die Basen der Transistoren Q 3, Q 4 sind mit dem Ausgang des Differenzverstärkers OA 1 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q 3, Q 4 sind gegebenenfalls über Widerstände R 6, R 7 mit einer Versorgungsspannung Vs verbunden. Der Kollektor des Transistors Q 3 ist am Knoten A und der Kollektor des Transistors Q 4 ist am Knoten B angeschlossen. Wenn man die Eingangsströme des Differenzverstärkers OA 1 vernachlässigen kann, sind die Kollektorströme der Transistoren Q 3, Q 4 mit den in Fig. 2 eingetragenen Strömen I 1, I 2 identisch. Durch die Ausführung der Transistoren Q 3, Q 4 wird das Verhält­ nis der Ströme I 1, I 2 festgelegt. Dabei kann durch zu­ sätzlich eingefügte Emitterwiderstände R 6, R 7 der Ef­ fekt von Toleranzen sowie der Rauschbeitrag der Transi­ storen Q 3, Q 4 reduziert werden. Die Fig. 3 zeigt einen weiteren Transistor Qp, dessen Basis ebenfalls mit dem Ausgang des Differenzverstärkers OA 1 verbunden ist und dessen Emitter ebenfalls, gegebenenfalls über einen Emit­ terwiderstand Rp, mit der Versorgungsspannung Vs verbun­ den ist. Er fügt der gesteuerten Doppelstromquelle einen dritten Ausgang hinzu, der den gleichen oder verhältnis­ gleichen Ausgangsstrom Ir führt und in einem symbolisch als Lastwiderstand R 1 dargestellten Verbraucher genutzt wird.
In Fig. 4 ist eine erste Ausführungsform des in Fig. 3 eingeführten Differenzverstärkers OA 1 dargestellt. Sie besteht aus dem Differenzverstärker mit den Transisto­ ren Q 5, Q 6, deren Basen an den Knoten A, B angeschlos­ sen sind und deren Emitter mit dem Bezugspunkt verbun­ den sind, wobei zwischen den Emittern und dem Bezugs­ punkt auch ein Widerstand eingefügt sein kann, um die Arbeitsströme zu beeinflussen oder einen Gleichtaktein­ fluß zu vermindern. Die Differenzstufe arbeitet auf ei­ nem Stromspiegel aus den zu den Transistoren Q 5 und Q 6 komplementären Transistoren Q 7 und Q 8, deren Emitter an der Versorgungsspannung angeschlossen sind. Dabei ist der Kollektor des Transistors Q 6 mit Kollektor und Ba­ sis des Transistors Q 8 und der Basis des Tranistors Q 7 verbunden und die Verbindung der Kollektoren der Tran­ sistoren Q 5 und Q 7 bildet den Ausgang des Differenzver­ stärkers OA 1. Die Schaltung Fig. 4 zeigt auch das erwähnte Startpro­ blem, wenn keine spezielle Startschaltung mit den Tran­ sistoren Qs 1 und Qs 2 und den Widerständen Rs 1, Rs 2, Rs 3 vorhanden ist. Da die Knoten A und B über die Widerstän­ de R 4, R 5 mit dem Bezugspunkt verbunden sind, bleibt die Basis der Transistoren Q 1, Q 2 auch nach dem Einschal­ ten der Versorgungsspannung auf Nullpotential und die Schaltung stromlos. Entfernt man jedoch den Widerstand R 4, so kann sich am Knoten A durch Restströme ein Anfangs­ potential aufbauen, das zu einem ersten Strom im Transi­ stor Q 5 führt. Dieser Strom kehrt durch die Stromver­ stärkung des Transistors Q 3 mit mehrfachem Wert zum Knoten A zurück und führt zum lawinenartigen Anwachsen des Gesamtstromes, bis infolge zunehmenden Spannungsab­ falls am Widerstand R 1 der Strom des Transistors Q 2 ge­ drosselt wird, das Potential am Knoten B ansteigt, der Transistor Q 6 stromführend wird und über den Stromspie­ gel Q 8, Q 7 die weitere Stromzunahme verhindert, womit die Schaltung in den erwünschten Arbeitspunkt eingetre­ ten ist. Für diese Art des Starts ist also entscheidend, daß die Temperaturkompensation einseitig mit dem Wider­ stand R 5 ausgeführt werden kann.
Eine wesentlich andere Ausführung des Differenzverstär­ kers OA 1 ist in Fig. 5 dargestellt. Bei ihr wird das Potential der Knoten A, B nicht direkt einem Differenz­ eingang zugeführt. Die Wirkungsweise beruht hier darauf, daß dem am Knoten B angeschlossenen Transistor Q 6 der gleiche Arbeitspunkt aufgeprägt wird wie dem Transistor Q 1, so daß auch die Potentiale der Knoten A und B un­ tereinander gleich werden müssen. Zu diesem Zweck ist die Stromquelle mit dem Transistor Q 10 vorgesehen, des­ sen Basis mit der Basis der übrigen Stromquellentransi­ storen Q 3, Q 4 verbunden ist und dessen Emitter ebenfalls wie bei den Stromquellentransistoren mit der Versor­ gungsspannung Vs verbunden ist. Über die Verbindung der Kollektoren der Transistoren Q 6, Q 10 bestimmt der Tran­ sistor Q 10 den Strom im Transistor Q 6. Der nachgeschal­ tete Verstärkungstransistor Q 9 bildet den Ausgang des Verstärkers und steuert die miteinander verbundenen Ba­ sen der Stromquellentransistoren. In dieser Konfigura­ tion kommt man mit drei Transistoren für den Verstärker OA 1 aus. Weiterhin ist es ohne Nachteile möglich, auch eine größere Anzahl Transistoren Qp 1 . . . Qpi als Aus­ gangsstromquellen vorzusehen, da die hohe Schleifenver­ stärkung über die Transistoren Q 6, Q 9 eine größere Be­ lastung zuläßt. Die Transistoren Q 9 und Q 10 bilden ei­ nen wirksamen Startkreis dieser Schaltung, so daß beide Kompensationswiderstände R 4, R 5 angeschlossen sein dür­ fen.
Schließlich zeigt Fig. 6 eine Konfiguration, bei der die Stromquellentransistoren Qn 1 . . . Qni vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind wie die Transistoren Q 1, Q 2 der inneren Bandgap-Zelle. Sie gleicht der Schaltung von Fig. 5 bis auf einen als Diode geschalteten Transistor Q 11, der der Basis-Emitter-Strecke der übrigen Transi­ storstromquellen mit einem entsprechenden Emitterwider­ stand R 10 parallel geschaltet ist. Der Diodentransistor nimmt infolgedessen einen zu den übrigen Stromquellen gleichen oder verhältnisgleichen Strom auf. Vom Transi­ stor Q 9 muß dieser Strom zusammen mit den Basisströmen der Stromquellentransistoren zugeführt werden. Somit erstreckt sich der Stabilisierungseffekt nunmehr auch auf den Strom durch Transistor Q 9. Weitere, zum Transi­ stor Q 9 analog angeordnete Transistoren Qn 1 . . . Qni dienen als stabilisierte Ausgangsstromquellen. Aus den schon erwähnten Gründen sind im Normalfall eingefügte Emitterwiderstände R 9, Rn 1 . . . Rni zweckmäßig.
In Fig. 4 und Fig. 5 sind noch Maßnahmen zur Absiche­ rung eines zuverlässigen Schaltungsstarts dargestellt. Eine Starthilfe, die einen Startstrom liefert, der nur wenig von der Versorgungsspannung Vs abhängt, zeigt Fig. 4. Sie besteht aus zwei Transistoren Qs 1, Qs 2 und drei Widerständen Rs 1, Rs 2, Rs 3. Der erste Transistor Qs 1 bildet mit den Widerständen Rs 1 und Rs 2 eine ein­ fache Spannungsstabilisierung, indem der erste Wider­ stand Rs 1 zwischen Versorgungsspannung und Basis und der zweite Widerstand Rs 2 zwischen Basis und Kollektor des Transistors Qs 1 angeschlossen ist. Der Widerstand Rs 2 ist verhältnismäßig klein gegenüber Rs 1 und wird so ausgelegt, daß sich die Kollektorspannung des Tran­ sistors Qs 1 im vorgesehenen Bereich der Versorgungs­ spannung möglichst wenig ändert. Der zweite Transistor Qs 2 empfängt diese stabilisierte Kollektorspannung zwi­ schen Basis und Emitter, wobei vor dem Emitter noch ein weiterer Scherungswiderstand Rs 3 geschaltet sein kann. Der vom Transistor Qs 2 entwickelte Strom fließt in die Basen der Stromquellentransistoren Q 3, Q 4. Die Schal­ tung tritt in den Betriebszustand ein, wenn der vom Transistor Qs 2 gelieferte Strom so groß ist, daß der im Transistor Q 3 fließende, verstärkte Strom einen aus­ reichenden Spannungsabfall über dem Widerstand R 4 er­ zeugt, um den Transistor Q 5 leitend zu machen.
Eine weitere Methode der Starthilfe ist in Fig. 5 dar­ gestellt. Dabei ist ein Starttransistor Qs vorgesehen, dessen Basis über einen Kondensator Cs mit der Versor­ gungsspannung Vs, dessen Emitter mit dem Bezugspunkt und dessen Kollektor mit den Basen der Stromquellen­ transistoren Q 3, Q 4 verbunden ist. Die Wirkungsweise beruht darauf, daß der Ladestromstoß bei Einschalten der Versorgungsspannung vom Transistor Qs verstärkt auf die Basen der Stromquellentransistoren geleitet wird, die damit den Stromfluß der Schaltung eröffnen. Nach der Aufladung des Kondensators Cs wird Qs strom­ los.
Die stationäre Zündschaltung nach Fig. 4 hält den Ar­ beitspunkt der Stabilisierungsschaltung in allen Be­ triebszuständen aufrecht, benötigt aber einen Zusatz­ strom. Die dynamische Zündschaltung nach Fig. 5 benö­ tigt keinen Betriebsstrom. Kommt es jedoch bei angeleg­ ter Spannung aus irgendeinem Grunde zum Abbruch des Stromflusses, so bleibt die Schaltung im Aus-Zustand.
In allen Schaltungen Fig. 3 bis Fig. 6 sind nicht mehr als zwei Transistorsysteme galvanisch in Reihe geschal­ tet. Das bedeutet, daß bei Verwendung von Silizium- Transistoren etwa 1 V Betriebsspannung für die Funk­ tionsfähigkeit ausreicht.

Claims (12)

1. Referenzstromquelle mit zwei Transistoren und zwei gesteuerten Stromquellen, bei der die Basis des zweiten Transistors (Q 2) am Kollek­ tor des ersten Transistors (Q 1) angeschlossen ist, der Emitter des ersten Transistors (Q 1) mit einem Bezugspunkt (M) verbunden ist, die erste gesteuerte Stromquelle mit der Basis des ersten Transistors (Q 1) verbun­ ist, die zweite gesteuerte Stromquelle mit dem Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) verbunden ist, und bei der entweder ein erster Wider­ stand (R 1) zwischen der Basis und dem Kollektor des ersten Transistors (Q 1) eingefügt ist und der Emitter des zweiten Transistors (Q 2) mit dem Bezugspunkt (M) verbunden ist oder der erste Widerstand (R 1) zwischen dem Emitter des zweiten Transistors (Q 2) und dem Bezugspunkt (M) eingefügt ist und die Basis und der Kollektor des ersten Transistors (Q 1) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gesteuerten Stromquellen von der Spannungsdifferenz zwischen der Basis des ersten Transistors (Q 1) und dem Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) gesteuert werden und daß zwischen der Basis des ersten Transistors (Q 1) und dem Bezugspunkt (M) ein Widerstand (R 4) und/oder zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) und dem Bezugspunkt (M) ein Widerstand (R 5) angeschlossen ist.
2. Referenzstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R 4) zwischen der Basis des ersten Transistors (Q 1) und dem Bezugspunkt (M) und/oder der Widerstand (R 5) zwischen dem Kollek­ tor des zweiten Transistors (Q 2) und dem Bezugspunkt (M) so be­ messen ist, daß die Ströme (I 1, I 2) der gesteuerten Stromquellen (CDCS) möglichst wenig von der Umgebungs­ temperatur abhängen.
3. Referenzstromquelle nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im vorgesehenen Bereich der Umgebungstem­ peratur mindestens ein Wert der Temperatur existiert, in dessen Umgebung die Temperaturabhängigkeit der Strö­ me (I 1, I 2) der gesteuerten Stromquellen (CDCS) verschwindet.
4. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Stromquellen aus zwei Transistoren (Q 3, Q 4) bestehen, die einen zum er­ sten und zweiten Transistor (Q 1, Q 2) komplementären Leitungstyp aufweisen, deren Emitter direkt oder über Widerstände (R 6, R 7) mit einer Versorgungsspannung (Vs) verbunden und deren Basen mit dem Ausgang einer Ver­ stärkeranordnung (OA 1) verbunden sind. 5. Referenzstromquelle nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkeranordnung (OA 1) ein Diffe­ renzverstärker ist, dessen erster Eingang mit der Basis des ersten Transistors (Q 1) und dessen zweiter Eingang mit dem Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) verbun­ den ist.
6. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung (OA 1) aus einer Differenzstufe aus zwei Transistoren (Q 5, Q 6) besteht, die auf einem Stromspiegel aus zwei Tran­ sistoren (Q 7, Q 8) komplementärer Leitfähigkeit arbeitet, wobei die Basen der Differenzstufe die Eingänge bilden, die Emitter der Differenzstufe direkt über einen Wider­ stand mit dem Bezugspunkt verbunden sind, die Ausgänge der Differenzstufe mit Eingang und Ausgang des Strom­ spiegels verbunden sind und der Ausgang des Stromspie­ gels den Ausgang der Verstärkeranordnung (OA 1) bildet. 7. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung (OA 1) einen Eingangstransistor (Q 6) aufweist, dessen Ba­ sis am Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) und des­ sen Emitter am Bezugspunkt (M) angeschlossen ist.
8. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Ein­ gangstransistors (Q 6) mit dem Kollektor eines als Strom­ quelle geschalteten Transistors (Q 10) verbunden ist, wo­ bei die Basis mit den Basen der Transistoren (Q 3, Q 4) der gesteuerten Stromquellen verbunden und der Emitter direkt oder über einen Widerstand (R 8) mit der Versorgungsspan­ nung (Vs) verbunden ist.
9. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Kollektor des Eingangs­ transistors (Q 6) die Basis eines Ausgangstransistors (Q 9) angeschlossen ist, dessen Emitter gegebenenfalls über einen Widerstand (R 9) mit dem Referenzpunkt ver­ bunden ist und dessen Kollektor den Ausgang der Verstär­ keranordnung (OA 1) bildet und mit der Basis der Strom­ quellentransistoren (Q 3, Q 4, Q 10) verbunden ist.
10. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis der Stromquel­ lentransistoren (Q 3, Q 4, Q 10) über einen als Diode ge­ schalteten Transistor (Q 11) direkt oder über einen Wi­ derstand (R 10) mit der Versorgungsspannung (Vs) verbun­ den ist.
11. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weite­ rer Transistor (Qp 1), der als Ausgangsstromquelle dient, angeschlossen ist, wobei seine Basis mit der Basis der Stromquellentransistoren (Q 3, Q 4) und sein Emitter di­ rekt oder über einen Widerstand (Rp 1) mit einem Anschluß der Versorgungsspannung (Vs) verbunden ist.
12. Referenzstromquelle nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens ein weiterer Transistor (Qn 1), der als Ausgangsstromquelle dient, angeschlossen ist, wobei seine Basis mit der Basis des Ausgangstran­ sistors (Q 9) und sein Emitter direkt oder über einen Widerstand (Rn 1) mit dem Bezugspunkt (M) verbunden ist.
13. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis der Stromquel­ lentransistoren (Q 3, Q 4) mit dem Kollektor eines Start­ transistors (Qs) verbunden ist, dessen Emitter mit dem Referenzpunkt und dessen Basis über einen Kondensator (Cs) mit der Versorgungsspannung (Vs) verbunden ist.
14. Referenzstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor eines zweiten Starttransistors (Qs 2) mit der Basis der Strom­ quellentransistoren (Q 3, Q 4) verbunden ist, daß die Ba­ sis des zweiten Starttransistors (Qs 2) mit dem Kollek­ tor eines ersten Starttransistors (Qs 1) verbunden ist, daß ein Vorwiderstand (Rs 1) von der Versorgungsspannung (Vs) zur Basis des ersten Starttransistors (Qs 1) führt, daß ein weiterer Widerstand (Rs 2) an die Basis und an den Kollektor des ersten Starttransistors (Qs 1) ange­ schlossen ist und daß der Emitter des ersten Starttran­ sistors (Qs 1) mit dem Referenzpunkt und der Emitter des zweiten Starttransistors (Qs 2) direkt oder über einen Widerstand (Rs 3) ebenfalls mit dem Referenzpunkt ver­ bunden ist.
DE19863610158 1986-03-26 1986-03-26 Referenzstromquelle Granted DE3610158A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863610158 DE3610158A1 (de) 1986-03-26 1986-03-26 Referenzstromquelle
EP87103064A EP0238903B1 (de) 1986-03-26 1987-03-04 Referenzstromquelle
US07/029,908 US4785231A (en) 1986-03-26 1987-03-25 Reference current source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863610158 DE3610158A1 (de) 1986-03-26 1986-03-26 Referenzstromquelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3610158A1 DE3610158A1 (de) 1987-10-01
DE3610158C2 true DE3610158C2 (de) 1990-01-25

Family

ID=6297301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863610158 Granted DE3610158A1 (de) 1986-03-26 1986-03-26 Referenzstromquelle

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4785231A (de)
EP (1) EP0238903B1 (de)
DE (1) DE3610158A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4344447A1 (de) * 1993-12-24 1995-06-29 Telefunken Microelectron Konstantstromquelle
DE10231175A1 (de) * 2002-07-10 2004-01-29 Infineon Technologies Ag Temperaturstabile Stromquellenanordnung

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1246598B (it) * 1991-04-12 1994-11-24 Sgs Thomson Microelectronics Circuito di riferimento di tensione a band-gap campionato
IT1252324B (it) * 1991-07-18 1995-06-08 Sgs Thomson Microelectronics Circuito integrato regolatore di tensione ad elevata stabilita' e basso consumo di corrente.
GB2262675A (en) * 1991-12-20 1993-06-23 Codex Corp Comparator start-up arrangement
DE19530737A1 (de) * 1995-08-22 1997-02-27 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes
DE19609831A1 (de) * 1996-03-13 1997-09-18 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zum Liefern eines Gleichstromes
DE10033933B4 (de) * 2000-07-05 2005-12-01 Samsung SDI Co., Ltd., Suwon Konstantstromquelle zur Bereitstellung kleiner Ströme und Mehrkanalstromquelle
US6433621B1 (en) * 2001-04-09 2002-08-13 National Semiconductor Corporation Bias current source with high power supply rejection
US11714444B2 (en) * 2021-10-18 2023-08-01 Texas Instruments Incorporated Bandgap current reference

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059793A (en) * 1976-08-16 1977-11-22 Rca Corporation Semiconductor circuits for generating reference potentials with predictable temperature coefficients
US4091321A (en) * 1976-12-08 1978-05-23 Motorola Inc. Low voltage reference
JPS5659321A (en) * 1979-08-09 1981-05-22 Toshiba Corp Constant-current regulated power circuit
US4350904A (en) * 1980-09-22 1982-09-21 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Current source with modified temperature coefficient
NL8103813A (nl) * 1981-08-14 1983-03-01 Philips Nv Stroomstabilisatieschakeling.
JPS5866129A (ja) * 1981-10-15 1983-04-20 Toshiba Corp 定電流源回路
US4399399A (en) * 1981-12-21 1983-08-16 Motorola, Inc. Precision current source
US4490670A (en) * 1982-10-25 1984-12-25 Advanced Micro Devices, Inc. Voltage generator
NL8301138A (nl) * 1983-03-31 1984-10-16 Philips Nv Stroombronschakeling.
DE3321556A1 (de) * 1983-06-15 1984-12-20 Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn Bandgap-schaltung
NL8302458A (nl) * 1983-07-11 1985-02-01 Philips Nv Stroomstabilisatieschakeling.

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4344447A1 (de) * 1993-12-24 1995-06-29 Telefunken Microelectron Konstantstromquelle
DE4344447B4 (de) * 1993-12-24 2009-04-02 Atmel Germany Gmbh Konstantstromquelle
DE10231175A1 (de) * 2002-07-10 2004-01-29 Infineon Technologies Ag Temperaturstabile Stromquellenanordnung
DE10231175B4 (de) * 2002-07-10 2004-08-12 Infineon Technologies Ag Temperaturstabile Stromquellenanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
US4785231A (en) 1988-11-15
EP0238903A1 (de) 1987-09-30
DE3610158A1 (de) 1987-10-01
EP0238903B1 (de) 1991-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3328082C2 (de) Spannungsreferenzschaltung
DE2423478C3 (de) Stromquellenschaltung
DE2457753C2 (de) Spannungsregelschaltung
DE2736915C2 (de) Bezugsspannungsgenerator
DE3713107C2 (de) Schaltung zur Erzeugung von konstanten Spannungen in CMOS-Technologie
DE3336434C2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Bezugsspannung
DE1948850A1 (de) Differenzverstaerker
DE3250026C2 (de)
DE3610158C2 (de)
DE3210644C2 (de)
DE3335379A1 (de) Monolithisch integrierbare konstantstromquellenschaltung mit niedriger speisespannung
DE2207233B2 (de) Elektronischer Signal verstärker
DE3101675A1 (de) Klasse "b" verstaerker
DE3048041A1 (de) Elektrisch veraenderliche impedanzschaltung mit rueckkopplungsausgleich
DE3824556C2 (de) Symmetrische Eingangsschaltung für Hochfrequenzverstärker
DE2636198B2 (de) Schaltungsanordnung zum Konstanthalten einer Spannung zwischen einer Eingangsund einer Ausgangsklemme
DE2157756A1 (de)
DE69838973T2 (de) Schwachstromüberwachung durch "low-side" getriebenen DMOS mittels Modulierung seines inneren Widerstands
DE3230429C2 (de)
DE3102398C2 (de)
DE10237122B4 (de) Schaltung und Verfahren zur Einstellung des Arbeitspunkts einer BGR-Schaltung
DE3824105C2 (de) Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung
DE19855870B4 (de) Flußsensor der wärmeempfindlichen Art
DE3731130C2 (de) Spannungs/Strom-Wandleranordnung
EP0700157B1 (de) Hysteresebehafteter Komparator in Bipolar-Technik

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: TEMIC TELEFUNKEN MICROELECTRONIC GMBH, 7100 HEILBR

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: TEMIC SEMICONDUCTOR GMBH, 74072 HEILBRONN, DE

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ATMEL GERMANY GMBH, 74072 HEILBRONN, DE