DE69203169T2

DE69203169T2 - Konstantstromquelle.

Info

Publication number: DE69203169T2
Application number: DE69203169T
Authority: DE
Inventors: Norihito Takahashi
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2012-07-10
Also published as: EP0524498B1; EP0524498A2; EP0524498A3; US5293112A; JPH0535350A; DE69203169D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Feld der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Konstant-Gleichstromquelle, und insbesondere eine Konstant-Gleichstromquelle, die Fehler in dem Ausgangsstrom aufgrund von Änderungen der Ausgangsspannung einer Gleichstrom-Leistungsversorgung kompensieren kann.

Beschreibung der bekannten Technik

Verschiedene Arten von Schaltungen für eine Konstantstromquelle wurden nach Bedarf entwickelt. Beispielsweise beschreibt die US-A-4 525 683 eine Konstantstromquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Figuren 1 und 2 zeigen Schaltungen einer ersten bzw. einer zweiten bekannten Konstantstromquelle, die uns hier interessieren.
Die Schaltung gemäß Figur 1 umfaßt eine Gleichstromversorgung 2, eine Ausgangsstrom-Einstellschaltung 13, eine Stromregelschaltung 14 aus einem pnp-Transistor Q&sub4; und einem Widerstand R&sub4;, einen Stromdifferenzverstärker aus einem pnp-Transistor Q&sub8; und einem Widerstand R&sub8; und eine Konstantstrom-Ausgangsschaltung 5.
Die Konstantstrom-Ausgangsschaltung 5 (im folgenden als Ausgangsschaltung 5 bezeichnet) ist aus einer Anzahl von pnp-Transistoren Q&sub1;&sub6;, --- Qn-1, Qn derselben Charakteristika aufgebaut, wobei die Basen über eine Basisleitung verbunden sind und die Emitter mit der positiven Elektrode der Gleichstromversorgung 2 über Emitterwiderstände R&sub1;&sub6;, ---, Rn-1, Rn des selben Widerstandswertes verbunden sind.
Die von der Gleichstromversorgung 2 getriebene Ausgangsstrom-Einstellschaltung 13 erzeugt ein Stromsignal IC2 (den Kollektorstrom des Transistors Q&sub2;) . Die Stromausgabe der Ausgangsschaltung 5 wird auf einen Wert geregelt, der dem Bezugsstrom IC2 entspricht, wie später beschrieben werden wird.
Die Schaltung 13 umfaßt eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R3A, einem temperaturkompensierten npn-Transistor Q&sub1; und einer Konstantspannungscuelle 1, die in Reihe zwischen die positive und die geerdete negative Elektrode der Gleichstromversorgung 2 geschaltet sind. Die Konstantspannungsquelle 1 versorgt den Transistor Q&sub1; mit einem konstanten Emitterpotential V&sub1; bezüglich des Massepotentials. Der Transistor Q&sub1; dient der Lieferung eines Basispotentials VB1 zum Vorspannen der Basis des Transistors Q&sub2;, wobei VB1 durch V&sub1; + VBE1 gegeben ist und VBE1 die Basis-Emitter- Spannung des Transistors Q&sub1; ist. Der Widerstand R3A ist zur näherungsweisen Erfüllung der Gleichung R3A = (V&sub2; - V&sub1;)/I3A ausgelegt, wobei V&sub2; und I3A die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung 3 bzw. einen vorgegebenen Strom, der durch den Widerstand R3A fließt, bezeichnen. Der npn-Transistor Q&sub9; liefert einen Anteil seiner Stromausgabe an den Transistor Q&sub1; als Basisstrom IB1, um eine Abweichung des Kollektorstroms IC1 des Transistors Q&sub1; von dem Strom I3A zu rninimieren, d.h. den Basisstrom IB9 = I3A - IC1 des Transistors Q&sub9; zu minimieren. Dies ermöglicht es, die Abweichung auf I3A/(f.hFE1.hFE9) zu regeln, in der Größenordnung von 10&supmin;&sup4;. I3A wobei hFE1 und hFE9 die Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren 1 und 9 angeben und f den Anteil des Emitterstroms des Transistors Q&sub9;, der der Basis des Transistors Q&sub1; zugeführt wird.
Der Emitter des Transistors Q&sub2; ist über einen Widerstand R&sub2; geerdet, und der Transistor ist mit demselben Basispotential wie der Transistor Q&sub1; vorgespannt. Dies bewirkt, daß das Emitterpotential des Transistors Q&sub2; gleich dem des Transistors Q&sub1; ist, vorausgesetzt die Differenz der Basis- Emitter-Spannungen der beiden Transistoren, ΔBBE, wird vernachlässigt. Als Ergebnis wird der Emitterstrom IE2 des Transistoren Q&sub2;, und somit der Kollektorstrom IC2, näherungsweise zu V&sub1;/R&sub2;. In dieser Weise wird der Kollektorstrom IC2, der die Ausgabe der Ausgangsstrom-Einstellschaltung 13 ist, durch Einstellen des Widerstandes R&sub2; auf einen gewünschten Wert eingestellt. Der Transistor Q&sub2; ist ebenfalls temperaturkompensiert, so daß eine Änderung des Kollektorstroms IC2 aufgrund einer Temperaturänderung im Transistor Q&sub1; kompensiert wird. Der Vorteil der Ausgangsstromeinstellschaltung 13 besteht darin, daß sie einen Strom gegebener Stärke mit einer vekleinerten Schaltung erreichen kann.
Der Transistor Q&sub4; und der Emitterwiderstand R&sub4; bilden einen Verstärker, der mit jedem der Parallelverstärker identisch ist, die durch die Transistoren Q&sub1;&sub6;, Q&sub1;&sub7;, ---, Qn und ihre Emitterwiderstände R&sub1;&sub6;, R&sub1;&sub7;, ---, Rn gebildet werden. Die Basis des Transistors Q&sub4; ist sowohl mit den Basen der Transistorgruppe Q&sub1;&sub6;, ---, Qn-1, Qn als auch mit dem Kollektor des Transistors Q&sub4; mittels des Transistors Q&sub8; verbunden, um eine Stromspiegelschaltung zu bilden, wobei der Transistor Q&sub4; der Eingangstransistor ist und die Transistorgruppe Q&sub1;&sub6;, ---, Qn-1, Qn die Ausgangstransistoren sind. Der Kollektor des Transistors Q&sub4; ist ferner mit dem Kollektor des Transistors Q&sub2; über einen Verzweigungspunkt verbunden, an dem der Differenzstrom IB8 = IC2 - IC4 abgezweigt wird, der der Abweichung des Kollektorstroms IC4 des Transistor Q&sub4; vom Kollektorstrom IC2 entspricht.
Der dem Widerstand R&sub8; zugeordnete Transistor Q&sub8; liefert einen Weg für die Basisströme der Transistorgruppe Q&sub1;&sub6;, --- , Qn-1, Qn und des Transistors Q&sub4;. Der Transistor Q&sub8; arbeitet des weiteren zur Steuerung des Emitterstroms IE4 des Transistor Q&sub4;, um den Differenzstrom IB8 durch dieselbe Operation wie der Transistor 9 zu minimieren.
Wenn der Ausgangsstrom der Ausgangsschaltung 5 abnimmt, steigt das Basispotential VBG der Transistorgruppe Q&sub1;&sub6;, ---, Qn-1, Qn an. Da die Basis des Transistors Q&sub4; durch das Basispotential VBG vorgespannt ist, verursacht der Anstieg des Basispotentials VBG eine Abnahme des Emitterstroms IE4 des Transistors Q&sub4;, was zu einem Anstieg des Basisstroms IB8 des Transistors Q&sub8; führt. Der Transistor Q&sub8; arbeitet zur Aufnahme eines größeren Basisstroms IC8, was bewirkt, daß das Basispotential VBG gesenkt wird, wodurch der Emitterstrom IE4 ansteigt und den Basisstrom IE8 minimiert, d.h. die Abweichung von IC4 von IC2 minimiert. Da der Emitterstrom IE4 die Eingabe der Stromspiegelschaltung ist, bewirkt der Anstieg von IE4 den Ausgangsstrom der Stromspiegelschaltung, d.h. den Ausgangsstrom Io der Ausgangsschaltung 5. Auf diese Weise wird der Ausgangsstrom Io auf den dem Kollektorstrom IC2 entsprechenden Wert geregelt. In dieser Weise dient der Kollektorstrom IC2 als Bezugsstrom, auf den der Kollektorstrom IC4 Bezug nimmt.
Bezugnehmend auf die Figur 2 wird eine zweite bekannte Konstantstromquelle erläutert. Der wesentliche Teil der Konstantstromquelle ist identisch mit dem der ersten Konstantstromquelle, die in Figur 1 dargestellt ist. Der Unterschied besteht in der Ausgangsstrom-Einstellschaltung 10. Bei der Konstantstrom-Einstellschaltung 10 wird durch Anlegung einer konstanten Spannung V&sub1; über den Widerstand R&sub1; über den Negativrückkopplungsverstärker 11 mit Spannungsverstärkungsfaktor 1 (einen Spannungsfolger), der als Pufferschaltung dient, ein Bezugsstrom Ir erzeugt. Der Bezugsstrom Ir ist aus der Gleichung Ir = V&sub1;/R&sub1; bestimmt, wie es bei der ersten Konstantstromquelle der Fall ist.
Der Betrieb der in Figur 2 dargestellten Schaltung zum Stabilisieren des Ausgangsstroms Io entspricht dem gemäß Figur 1.
Ein Problem der ersten Konstantstromquelle besteht darin, daß sie anfällig gegen Änderungen der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung 2 ist. Wenn AΔ&sub2; die Änderung ist und gm1, gm2 die Leitfähigkeitswerte der Transistoren Q&sub1; bzw. Q&sub2; sind, dann wird die durch δl&epsi; ΔV2 bewirkte Änderung ΔIC2 des Kollektorstroms IC2 zu (ΔV&sub2;/R3A) (gm2/gm1), was eine Änderung des Ausgangsstroms Io der Konstantstromquelle bewirkt. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, daß, während die Transistoren Q&sub1; und Q&sub2; temperaturkompensiert sind, die Ausgangsstrom-Einstellschaltung 13 als Ganzes gegen Temperaturänderungen empfindlich ist.
Ein Problem der zweiten Konstantstromquelle besteht darin, daß der Pufferverstärker, d.h. der Negativrückkopplungsverstärker 11, eine beträchtliche Größe erfordert.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Konstantstromquelle zu schaffen, die Änderungen des Ausgangsstroms der Konstantstromquelle aufgrund von Änderungen der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kompensieren kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer kleindimensionierten Konstantstromquelle, die Änderungen des Ausgangsstroms der Konstansstromquelle aufgrund sowohl von Änderungen der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung als auch Änderungen der Temperatur der Schaltung kompensieren kann.
Zur Lösung der ersten oben genannten Aufgabe umfaßt die erfindungsgemäße Konstantstromquelle eine Konstantstrom-Ausgansschaltung zur Zuführung eines Konstantstromes, die einen oder mehrere Transistoren aufweist, deren Basen mit demselben Basispotential vorgespannt sind, eine erste Schaltung, die ein erstes Stromsignal zum Einstellen der Stärke des von der Konstantstrom-Ausgangsschaltung zu liefernden Konstantstroms liefert, eine zweite Schaltung, die ein zweites Stromsignal erzeugt und dasselbe Basispotential in Abhängigkeit von dem zweiten Stromsignal liefert, eine dritte Schaltung, die das zweite Stromsignal steuert, um eine Abweichung des zweiten Stromsignals von dem ersten Stromsignal zu minimieren, und eine Gleichstromversorgung zum Speisen zumindestens der ersten, der zweiten oder der dritten Schaltung, wobei
der Gegenwirkleitwert der ersten Schaltung, der das Verhältnis einer Änderung des ersten Stromsignals zu einer Änderung der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung wiedergibt, gleich dem Gegenwirkleitwert der zweiten Schaltung ist, der das Verhältnis einer Änderung des zweiten Stromsignals zu einer Änderung der Ausgangs spannung der Gleichstromversorgung wiedergibt.
Da die beiden Gegenwirkleitwerte einander gleich sind, sind Änderungen des ersten und des zweiten Stromsignals aufgrund von Ausgangsspannungsänderungen der Gleichstromversorgung einander gleich. Aufgrund dessen hat die Ausgangsspannungsänderung keinen Effekt auf die Steuerung des zweiten Stromsignals durch die ditte Schaltung, wodurch der Ausgangsstrom der Stromausgangsschaltung durch die Ausgangsspannungsänderung der Gleichstromversorgung nicht beeinflußt wird.
Die erste Schaltung umfaßt vorzugsweise einen ersten Widerstand, der mit seinem einen Ende mit einer ersten Elektrode der Gleichstromversorgung verbunden ist, einen ersten Transistor eines ersten Leitfähigkeitstyps, dessen Emitter mit dem anderen Ende des ersten Widerstandes verbunden ist und dessen Basisschaltung derart angeordnet ist, daß sie gegen eine Änderung der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung unempfindlich ist, eine Konstantspannungsquelle, deren zweite Elektrode mit der zweiten Elektrode der Gleichstromversorgung verbunden ist, einen zweiten Transistor eines zweiten Leitfähigkeittyps, dessen Emitter mit der ersten Elektrode der Konstantspannungsquelle verbunden ist und dessen Kollektor mit dem Kollektor des ersten Transistors über einen Verzweigungspunkt verbunden ist, an dem ein Differenzstrom entsprechend einer Abweichung des Kollektorstroms des zweiten Transistors von dem Kollektorstrom des ersten Transistors abgezweigt wird, eine Regelschaltung, die einen Basisstrom an den zweiten Transistor liefert, um die Abweichung zu minimieren, einen zweiten Widerstand, der mit seinem einen Ende mit der zweiten Elektrode der Konstantspannungsquelle verbunden ist, und einen dritten Transistor des zweiten Leitfähigkeittyps, dessen Emitter mit dem anderen Ende des zweiten Widerstandes verbunden ist, wobei die Basis mit der Basis des zweiten Transistors und der Kollektor mit der zweiten Schaltung verbunden ist, wobei die zweite Schaltung einen dritten Widerstand aufweist, der mit der ersten Elektrode der Gleichstromversorgung verbunden ist, und einen vierten Transistor des ersten Leitfähigkeittyps, dessen Emitter mit dem anderen Ende des dritten Widerstandes verbunden ist, wobei die Basis mit der Basis jeden Transistors in der Konstantstrom-Ausgangsschaltung verbunden ist und der Kollektor mit dem Kollektor des dritten Transistors über einen Verzweigungspunkt verbunden ist, an dem ein Differenzstrom entsprechend der Abweichung des Kollektorstroms des vierten Transistors von dem Kollektorstrom des dritten Transistors abgezweigt wird und der dritten Schaltung zugeführt wird, wobei der erste Widerstand derart bestimmt ist, daß das Verhältnis des ersten Widerstandes zum dritten Widerstandes gleich dem Reziproken des Verhältnisses des Kollektorstroms des ersten Transistors zum Kollektorstrom des dritten Transistors ist, und wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte Transistor Gegenwirkleitwerte derart aufweisen, daß das Verhältnis des Gegenwirkleitwertes des vierten Transistors zu dem des ersten Transistors gleich dem Verhältnis des Gegenwirkleitwertes des dritten Transistors zu dem des zweiten Transistors ist.
Um die Temperaturkompensation des Verhältnisses des Gegenleitwertes des vierten Transistors zu dem des ersten Transistors und des Verhältnisses des Gegenwirkleitwertes des dritten Transistors zu dem des zweiten Transistors zu erreichen ist es vorteilhaft, daß die Stromdichten der Emitterströme, die von dem ersten und vierten Transistor aufgenommen werden, gleich sind und daß die Stromdichten der Emitterströme, die von dem zweiten und dritten Transistor aufgenommen werden, ebenso gleich sind.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, die ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine Schaltung einer ersten bekannten Konstantstromquelle.
Figur 2 zeigt eine Schaltung einer zweiten bekannten Konstantstromquelle.
Figur 3 zeigt eine Schaltung einer erfindungsgemäßen Konstantstromquelle.

Detailierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Figur 3 wird eine Ausführungsform der Erfindung im Folgenden erläutert. Wie die Schaltung gemäß Figur 1 umfaßt die Schaltung der erfindungsgemäßen Konstantstromquelle eine Gleichstromversorgung 2, eine Ausgangsstromeinstellschaltung 3, eine Konstantstromausgangsschaltung 5 (im folgenden als Ausgangsschaltung 5 bezeichnet), eine Stromregelschaltung 4 aus einem pnp-Transistor Q&sub4; und einem Widerstand R&sub4;, einen Differenzstromverstärker aus einem pnp-Transistor Q&sub8; und einem Widerstand R&sub8; und eine Starterschaltung 6. Von diesen Schaltungen sind die Stromregelschaltung, der Differenzstromverstärker und die Ausgangsschaltung 5 identisch zu denen der Schaltung gemäß der Figur 1. Dementsprechend haben der Transistor Q&sub4; und jeder der Transistoren Q&sub1;&sub6;, ---, Qn-1, Qn identische Charakteristika, und der Emitterwiderstand R&sub4; und jeder der Emitterwiderstände R&sub1;&sub6;, ---, Rn-1, Rn haben denselben Widerstandswert, so daß der Transistor Q&sub4; und jeder der Transistoren Q&sub1;&sub6;, ---, Qn-1, Qn Ströme mit der gleichen Stromdichte aufnehmen, wodurch eine Stromspiegelschaltung gebildet wird.
Die Unterschiede zwischen den Ausgangsstromeinstellschaltungen 3 und 13 bestehen abgesehen davon, daß der Widerstand R3A in der Ausgangsstromeinstellschaltung 13, der Transistor Q&sub3; und der Emitterwiderstand R&sub3; in der Ausgangsstromeinstellschaltung 3 angeordnet sind, darin, daß das Verhältnis des Widerstandwertes R&sub3; zu dem Widerstand R&sub4; gleich dem Reziproken des Verhältnisses eines vorgegebenen Wertes des Emitterstroms IE3 des Transistors Q&sub3; zu einem vorgegebenen Wert des Emitterstroms IE6 des Transistors Q&sub6; ist und daß sowohl das Verhältnis der Emitterfläche S&sub3; des Transistors Q&sub3; zur Emitterfläche S&sub4; des Transistors Q&sub4; als auch das Verhältnis der Emitterfläche S&sub5; des Transistors Q&sub5; zur Emitterfläche S&sub6; des Transistors Q&sub6; gleich dem Verhältnis des Emitterstrorns IE3 zum Emitterstrom IE6 ist. Die Basisschaltung des Transistors 3 ist derart angeordnet, daß jede Ausgangsspannungsänderung der Gleichstromversorgung 2 das Basispotential nicht beeinflußt. In der Ausführungsform ist die Basis des Transistors Q&sub3; mit der Basis des Transistors Q&sub4; verbunden.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird im wesentlichen dieselbe Spannung wie die Spannung über dem Widerstand R&sub4; über den Widerstand R&sub3; angelegt, was bewirkt, daß das Emitterpotential des Transistors Q&sub3; bezüglich der positiven Elektrode der Gleichstromversorgung 2 das gleiche ist wie das Emitterpotential des Transistors Q&sub4;. Da desweiteren die Kollektorströme IC5 und IC4 der Transistoren Q&sub5; und Q&sub4; so geregelt sind, daß sie sich dem Kollektorstrom IC3 und IC6 der Transistoren Q&sub3; bzw. Q&sub6; nähern, sind die Stromdichten der Emitterströme in den Transistoren Q&sub3;, Q&sub5; im stabilen Zustand der Konstantstromquelle im wesentlichen gleich denen der Transistoren Q&sub4;, Q&sub6;.
Es ist allgemein bekannt, daß, wenn zwei Transistoren, beispielsweise Q&sub3; und Q&sub4;, in einen monolithischen IC Emitterströme der gleichen Stromdichte aufnehmen, der Unterschied zwischen den Basis-Emitter-Spannungen, ΔVBE = VBE3 - VBE4, und ihr Temperaturkoeffizient δΔVBE/δT verschwinden (dies ergibt sich daraus, daß alle Faktoren mit Ausnahme der Emitterflächen bei den Rücksättigungsströmen in den Transistoren gleich sind, die in einer vorgegebenen monolithischen IC-Schaltung vorgesehen sind, und daß somit der Rücksättigungsstrom eine Funktion der einzelnen Emitterflächen ist). Da das Verhältnis des Gegenwirkleitwertes gm3 des Transistors Q&sub3; zu dem Gegenwirkleitwert gm4 des Transistors Q&sub4; gegeben ist durch
und da VBE3 - VBE4 = 0 unter der Bedingung gleicher Stromdichten ist, folgt aus den Gleichungen (1) und (2), daß
Wie oben beschrieben wurde, da
S&sub3;/S&sub4; = S&sub5;/S&sub6; , (5)
ist, folgt, daß
gm3/gm4 = gm5/gm6 . (6)
Die Argumente gemäß denen in Gleichung (1), (2) und (4) sind auch für gm5/gm6 gültig. Aufgrund dessen ist Gleichung (6) in dem Sinne temperaturkompensiert, daß die Gleichung (6) auch für den Fall gültig ist, daß Temperaturänderungen auftreten.
Angenommen sei, daß sich aufgrund einer Ausgangsspannungsänderung der Gleichstromversorgung 2 VBE3 und VBE4 sich um ΔVBE3 bzw. ΔVBE4 ändern. Unter einer solchen Bedingung mit gleicher Stromdichte gilt
Für die Transistoren Q&sub5; und Q&sub6; gilt in gleicher Weise
ΔIC6 = (gm6/gm5) ΔIC5 = gm5/gm6) ΔIC3 . (10)
Aus den Gleichungen (9), (10) und (6) folgt
ΔIB8 = Δ(IC6 - IC4) = 0 .
Somit übt eine Änderung der Ausgangs spannung der Gleichstromversorgung 2 keinen Effekt auf den Basisstrom IB8 des Transistors Q&sub8; aus. Folglich unterliegen die Basisströme der Transistoren Q16, ---, Qn-1, Qn und somit der Ausgangsstrom der Konstantstromquelle keinem nachteiligen Effekt aufgrund einer Ausgangsänderung der Gleichstromversorgung.
Es soll angemerkt werden, daß, da die Temperaturkoeffizienten beider Seiten der Gleichung (6) unter der Bedingung gleicher Stromdichten verschwinden, wie oben beschrieben wurden, die in Figur 3 dargestellte Schaltung temperaturkompensiert ist und daß diese Schaltung in verminderter Größe realisiert werden kann.
Die Starterschaltung 6 umfaßt einen Widerstand R&sub6;, Dioden D&sub1; und D&sub2;, die in Reihe zwischen die Elektroden der Gleichstromversorgung 2 geschaltet sind, und einen npn-Transistor Q&sub7;, dessen Basis zwischen die Dioden D&sub1; und D&sub2; geschaltet ist, wobei der Emitter und der Kollektor mit dem Emitter bzw. dem Kollektor des Transistors Q&sub6; verbunden sind.
Zum Startzeitpunkt, wenn das Basispotential des Transistors Q&sub7; über das des Transistors Q&sub6; ansteigt, schaltet der Transistor Q&sub7; ein, wodurch die Kollektor-Emitter-Spannung VCE4 des Transistors Q&sub4; errichtet wird. Die Kollektor-Emitter- Spannung VCE4 ermöglicht eine Vorwärtsvorspannung der Emitter-Basis-Übergänge in den Transistoren Q&sub4; und Q&sub8; in Reihe, wodurch die Basispotentiale der Transistoren Q&sub4; und Q&sub3; errichtet werden, was dem Transistor Q&sub3; erlaubt, einzuschalten. Das Einschalten des Transistors Q&sub3; ermöglicht eine Vorwärtsvorspannung der Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren Q&sub9; und Q&sub5; in Reihe, wodurch die Basispotentiale der Transistoren Q&sub5; und Q&sub6; errichtet werden. Wenn das Basispotential des Transistors Q&sub6; über das des Transistors Q&sub7; steigt, wird der Transistor Q&sub7; abgeschnitten, und die gesamte Schaltung der Konstantstromquelle beginnt zu arbeiten. Nach dem Starten arbeitet der Transistor Q&sub8; zur Minimierung von IC6 - IC4. Da der Transistor Q&sub4; und die Transistorengruppe Q&sub1;&sub6;, ---, Qn-1, Qn eine Stromspiegelschaltung bilden, ist der Ausgangsstrom Io der Ausgangsschaltung 5 derart geregelt, daß der Kollektorstrom jedes Transistors Q16, ---, Qn-1, Qn gleich dem Kollektorstrom IC6, dem Bezugsstrom, wird.
Bei der oben stehenden Ausführungsform ist die Basis des Transistors Q&sub3; mit der des Transistors Q&sub4; verbunden, um das Grundkonzept der Erfindung zu verdeutlichen.
Dies ist jedoch nicht immer erforderlich. Was hier bemerkt werden soll ist, daß die Basisschaltung des Transistors Q&sub3; derart angeordnet ist, daß sie nicht direkt von irgendeiner Änderung der Ausgangs spannung der Gleichstromversorgung beeinflußt wird. Beispielsweise können bei dem Transistor Q&sub3; der Kollektor zur Basis kurzgeschlossen sein, oder er kann diodengeschaltet sein.
Für den Fall, daß eine Kompensation gegen Änderungen des Ausgangsstroms aufgrund von Änderungen nur der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erforderlich ist, kann jede Schaltung verwendet werden, bei der der Gegenwirkleitwert, der das Verhältnis der Änderung des Ausgangs der Ausgangsstromeinstellschaltung zur Änderung der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung wiedergibt, gleich dem Gegenwirkleitwert wird, der das Verhältnis der Änderung der Ausgabe der Stromregelschaltung zu der Änderung der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung wiedergibt.
Obwohl die Charakteristika und Vorteile der Erfindung in der vorstehenden Beschreibung dargelegt wurden, soll es so verstanden werden, daß die Offenbarung lediglich erläuternd ist und Änderungen hinsichtlich der Anordnung von Teilen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche möglich sind.

Claims

1. Konstantstromquelle mit:

einer Konstantstrom-Ausgangsschaltung (5) zur Zuführung eines Konstantstroms (I&sub0;), die mit einem oder mehreren Transistoren (Q&sub1;&sub6;-Qn) versehen ist, deren Basen mit demselben Basispotential (VBG) vorgespannt sind;

einer ersten Schaltung (3), die ein erstes Stromsignal (IC6) liefert, zum Einstellen des von der Konstantstrom- Ausgangsschaltung (5) zu liefernden Konstantstromes (I&sub0;); einer zweiten Schaltung (4), die ein zweites Stromsignal (IC4) erzeugt und dasselbe Basispotential (VBG) in Abhängigkeit von dem zweiten Stromsignal (ICA) liefert;

einer dritten Schaltung (Q&sub8;,R&sub8;), die das zweite Stromsignal (ICA) steuert, um irgendeine Abweichung des zweiten Stromsignals (ICA) von dem ersten Stromsignal (IC6) zu minimieren;

einer Gleichspannungsversorgung (2) zum Speisen zumindest der ersten, der zweiten und der dritten Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß:

der Gegenwirkleitwert der ersten Schaltung (3), der das Verhältnis einer Änderung des ersten Stromsignals (IC6) zu einer Änderung der Ausgangsspannung der Gleichspannungsversorgung (2) wiedergibt, gleich dem Gegenwirkleitwert der zweiten Schaltung (4), der das Verhältnis einer Änderung des zweiten Stromsignals (IC4) zu einer Änderung der Ausgangsspannung der Gleichspannungsversorgung (2) wiedergibt, eingestellt wird.

2. Konstantstromquelle nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltung (3) einen ersten Widerstand (R&sub3; ) aufweist, der mit einer ersten Elektrode der Gleichspannungsversorgung (2) an seinem einen Ende verbunden ist, einen ersten Transistor (Q&sub3;) eines ersten Leitfähigkeitstyps, dessen Emitter mit dem anderen Ende des ersten Widerstandes (R&sub3;) verbunden ist und dessen Basisschaltung so angeordnet ist, daß sie unempfindlich gegen eine Änderung der Ausgangsspannung (V&sub2;) der Gleichstromversorgung (2) ist, einer Konstantspannungsquelle (1) mit einer zweiten Elektrode, die mit der zweiten Elektrode der Gleichspannungsversorgung (2) verbunden ist, einen zweiten Transistor (Q5) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, dessen Emitter mit einer ersten Elektrode der Konstantspannungsquelle (1) verbunden ist und dessen Kollektor mit dem Kollektor des ersten Transistors (Q&sub3;) über einen Verzweigungspunkt verbunden ist, wobei ein Differenzstrom (IB9), der der Abweichung des Kollektorstroms des zweiten Transistors (IC5) von dem Kollektorstrom des ersten Transistors (IC3) entspricht, verzweigt wird, ein Regulatorschaltung (Q&sub9;,R&sub9;), die einen Basisstrom dem zweiten Transistor derart zuführt, daß die Abweichung minimiert wird, einen zweiten Widerstand (R&sub6;), der mit der zweiten Elektrode der Konstantspannungsquelle (1) an seinem einen Ende verbunden ist, und einen dritten Transistor (Q&sub6;) des zweiten Leitfähigkeitstyps, dessen Emitter mit dem anderen Ende des zweiten Widerstandes (R&sub6;) verbunden ist, dessen Basis mit der Basis des zweiten Transistors (Q&sub5;) verbunden ist und dessen Kollektor mit der zweiten Schaltung (4) verbunden ist,

wobei die zweite Schaltung (4) einen dritten Widerstand (R&sub4;) aufweist, der mit der ersten Elektrode der Gleichspannungsversorgung (2) verbunden ist, und einen vierten Transistor (Q&sub4;) des ersten Leitfähigkeitstyps, dessen Emitter mit dem anderen Ende des dritten Widerstandes (R&sub4;) verbunden ist, dessen Basis mit der Basis jedes Transistors in der Konstantstrom-Ausgangsschaltung (Q&sub6;-Qn) verbunden ist und dessen Kollektor mit dem Kollektor des dritten Transistors (Q&sub6;) über einen Verzweigungspunkt verbunden ist, bei dem ein Differenzstrom (IB8), entsprechend einer Abweichung des Kollektorstroms des vierten Transistors (IC4) von dem Kollektorstrom des dritten Transistors (IC6) verzweigt wird, um der dritten Schaltung (Q&sub8;,R&sub8;) zugeführt zu werden, wobei der erste Widerstand (R&sub3;) so bestimmt ist, daß das Verhältnis des ersten Widerstandes (R&sub3;) zum dritten Widerstand (R&sub4;) gleich dem reziproken des Verhältnisses des Kollektorstroms des ersten Transistors (QC3) zum Kollektorstrom des dritten Transistors (IC6) ist, und wobei der erste (Q&sub3;), der zweite (Q&sub5;), der dritte (Q&sub6;) und der vierte (Q&sub4;) Transistor solche Gegenwirkleitwerte aufweist, daß das Verhältnis des Gegenwirkleitwertes des vierten Transistors (gm4) zu dem des ersten Transistors (gm3) gleich dem Verhältnis des Gegenwirkleitwertes des dritten Transistors (gm6) zu dem des zweiten Transistors (gm5) ist.

3. Konstantstromquelle nach Anspruch 2, wobei die Stromdichten der Emitterströme in dem ersten (Q&sub3;) und in dem vierten (Q&sub4;) Transistor gleich sind und wobei die Stromdichten der Emitterströme in dem zweiten (Q&sub5;) und in dem dritten (Q&sub6;) Transistor gleich sind.

4. Konstantstromquelle nach Anspruch 2, wobei die Konstantstromquelle mit einer Starterschaltung (6) versehen ist, um die Konstantstromquelle zu starten, die einem Stromweg parallel zu einem der ersten (Q&sub3;), zweiten (Q&sub5;), dritten (Q&sub6;) und vierten (Q&sub4;) Transistoren nur zur Startbeginnzeit der Konstantstromquelle errichtet.