DE69511923T2

DE69511923T2 - Regelschaltung zur Erzeugung einer temperatur- und versorgungsspannungsunabhängigen Referenzspannung

Info

Publication number: DE69511923T2
Application number: DE69511923T
Authority: DE
Inventors: Timothy Ridgers
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2015-03-23
Also published as: JPH07271461A; FR2718259A1; EP0675422B1; DE69511923D1; TW255073B; CN1118461A; US5576616A; EP0675422A1; KR950033755A

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung zum Erzeugen einer stabilisierten Spannung, wobei diese Regelschaltung zwischen einer Speiseklemme und einer Bezugsklemme angeschlossen ist und insbesondere vier Transistoren gleicher Polarität mit je einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor enthält, der Emitter eines ersten Transistors mit der Bezugsklemme über einen ersten Widerstand verbunden ist, der Emitter eines zweiten Transistors mit der Bezugsklemme verbunden ist, die Basen und Kollektoren der ersten und zweiten Transistoren in Kreuzkopplung verbunden sind, der Emitter eines dritten Transistors mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, seine Basis und sein · Kollektor zusammen mit einem der Ausläufer eines zweiten Widerstandes verbunden sind, der Emitter eines vierten Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, und die Basis mit der Basis und mit dem Kollektor des dritten Transistors verbunden ist, und die Emitteroberfläche des ersten Transistors der Regelschaltung viel größer ist als die des dritten Transistors.
Eine derartige Regelschaltung auf der Basis einer derartigen Zelle mit vier Transistoren gleicher Polarität ist aus dem Dokument EP-A-0 329 232 bekannt. In diesem Dokument ist angegeben, daß diese Zelle auf der Basis von vier Transistoren eine Anzahl stabilisierter Stromquellen oder noch eine von der Speisespannung und von der Temperatur unabhängige Spannungsquelle für Speisespannung ergeben kann. Auch können, wie in diesem Dokument angegeben, derartige stabilisierte Quellen für Strom oder Spannung mit Hilfe von Bipolartransistoren alle vom npn-Typ verwirklicht werden. Es folgt daraus, daß eine derartige Schaltung schnell auf Änderungen in der Speisespannung oder auf Änderungen im verbrauchten Ausgangsstrom einspielen kann.
Jedoch berücksichtigt die bekannte Regelschaltung nicht den Basisstrom der Transistoren derart, daß die Genauigkeit der erhaltenen stabilisierten Spannung nach wie vor von Fehlern beeinflußt wird, die als Fehler zweiter Ordnung betrachtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung in einem Regler anzubringen, der eine stabilisierte Spannung erzeugt, die noch weniger empfindlich ist für den Wert der Speisespannung beiderseits einer Nennspannung, die eine größere Ge räuschreduktion der Speisespannung bietet und in Bezug auf Temperaturänderungen stabil bleibt.
Faktisch ist erfindungsgemäß eine Regelschaltung eingangs erwähnter Art dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung außerdem einen fünften Bipolartransistor derselben Polarität enthält, wie die der bereits erwähnten Transistoren, von denen ein Emitter mit dem Kollektor des vierten Transistors verbunden ist, eine Basis mit seinem Kollektor über einen Basiswiderstand mit einem Wert wenigstens gleich dem doppelten Wert des zweiten Widerstands verbunden ist, und daß der Knotenpunkt, der diesen Basiswiderstand mit dem Kollektor dieses fünften Transistors verbindet, einerseits mit dem anderen Ausläufer des zweiten Widerstands und andererseits mit der Speiseklemme über eine Stromquelle gekoppelt ist.
Wie im Weiteren näher erläutert wird, sorgt der fünfte Transistor für einen Ausgleich bestimmter Basisströme, der in der bekannten Schaltung vernachlässigt wurde. Zu diesem Zweck wird der Wert des Basiswiderstands des fünften Transistors derart gewählt, daß dieser Wert zum Wert des zweiten Widerstands im Verhältnis steht.
Nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel bildet die Verbindung zwischen dem Emitter des fünften Transistors und dem Kollektor des vierten Transistors einen Ausgang für die stabilisierte Spannung.
Der Wert dieser stabilisierten Spannung ist insbesondere unabhängig von der Speisespannung und bietet eine höhere Unterdrückungsrate des in der Speisespannung enthaltenen Geräusches.
Vorteilhaft ist, daß der zweite, der vierte und der fünfte Transistor eine gleiche Emitteroberfläche haben. Hinsichtlich des dritten Transistors ist bekannt, daß seine Emitteroberfläche derart vorgesehen werden muß, daß sie ein Faktor der Emitteroberfläche des ersten Transistors ist, der in der Praxis aus der Zusammensetzung einer Anzahl gleicher Transistoren in Parallelschaltung besteht, von denen jeder den gleichen Aufbau hat und paarig steht mit dem dritten Transistor.
Der Vereinfachung halber kann der dritte Transistor auch eine Emitteroberfläche gleich der des zweiten, des vierten und des fünften Transistors haben.
Nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Regelschaltung dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen sechsten und einen siebten Transistor derselben Polarität wie die der vorangehenden Transistoren enthält, wobei der sechste Transistor in Diodenschaltung direkt zwischen dem anderen Ausläufer des zweiten Widerstands und der Stromquelle eingeschaltet ist, während der siebte Transistor mit der Basis an den Emitter des vierten Transistors angeschlossen, mit seinem Kollektor an die Speiseklemme gekoppelt und über einen Emitterwiderstand an die Bezugsklemme gekoppelt sind.
Diese Ausführung weist eine schwächere Ausgangsimpedanz der stabilisierten Spannung auf und gewährleistet einen höheren Ausgangsstromverbrauch im Vergleich zum vorangehenden Ausführungsbeispiel. Eine andere vorteilhafte Besonderheit ist, daß der Kollektor des siebten Transistors ebenfalls einen anderen Ausgang der Regelschaltung bildet und einen stabilisierten Bezugsstrom in Bezug auf die Speisespannung und die Temperatur erzeugt.
Davon ausgehend, daß die erfindungsgemäße Regelschaltung nur mit Hilfe von npn-Bipolartransistoren verwirklichbar ist, eignet sie sich zum Ansprechen auf Hochfrequenz, insbesondere zum Unterdrücken der Speisespannungsschwankungen am Ausgang auf hoher Frequenz. Zum weiteren Vergrößern dieser Unterdrückungskapazität in Bezug auf das Geräusch der Speisespannung wird die erfindungsgemäße Regelschaltung vorteilhaft mit einer Kapazität erweitert, die zwischen den Basen des fünften und des zweiten Transistors parallelgeschaltet ist.
Die betreffende Kapazität kann dabei einen geringen Wert haben (wenige pF zum Beispiel) zum Integrieren mit der Regelschaltung, wobei ihre Wirkung mittels der Verstärkung des zweiten Transistors multipliziert wird. Festgestellt wurde, daß die Unterdrückungskapazität in Bezug auf das Geräusch der Speisespannung abhängig von der Frequenz dieses Geräusches mit der Frequenz ansteigt, ausgehend von einem bestimmten Frequenzwert in der Größenordnung von 1 MHz. Diese Eigenschaft steht im Gegensatz zum Verhalten der Regelschaltungen nach dem Stand der Technik unter Verwendung eines Fehlerverstärkers mit höherer Verstärkung, der in der Frequenz stabilisiert werden muß. Derartige Regelschaltungen bieten dagegen eine Geräuschunterdrückungskapazität, die vorbei einer begrenzten Frequenz abnimmt entsprechend der Frequenz, auf die der Fehlerverstärker nach Belieben verstärkungsbegrenzt ist.
Nach einem vereinfachten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelschaltung wird die Stromquelle zum Speisen der Regelschaltung aus der Speiseklemme auf einen Widerstand reduziert. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen bezüglich des Speisestroms, insbesondere in den batteriegespeisten Anwendungen, kann es vorteilhaft sein, die Möglichkeit zum vollständigen Entaktivieren der Regelschaltung zu haben, was sich verwirklichen läßt, wenn die Stromquelle mit Hilfe eines Widerstandes in Reihenschaltung mit einem Unterbrechertransistor vom Typ eines MOS-Feldeffekttransistors verwirklicht wird.
Andere Typen von Stromquellen sind ebenfalls herstellbar, insbesondere Quellen, die eine Stromvorregelung zum Speisen der Regelschaltung gewährleisten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Schaltplan der Regelschaltung nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein Diagramm der Unterdrückung des Speisespannungsgeräusches am Ausgang der Regelschaltung abhängig von der Frequenz dieses Geräusches,
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer bestimmten Art einer bekannten Regelschaltung und Fig. 4 ein von der Frequenz abhängiges Verstärkungsdiagramm für einen Fehlerverstärker in einer derartigen bekannten Schaltung,
Fig. 5 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Regelschaltung,
Fig. 6, 7 und 8 die Beispielschaltbilder von Stromquellen, die in der erfindungsgemäßen Regelschaltung verwendbar sind.
Die Regelschaltung nach Fig. 1 wird zwischen einer positiven Speisespannungsklemme 1 mit einer Spannung Vcc und einer Bezugsklemme 2 mit einer Spannung VEE (Masse) gespeist. Diese Schaltung enthält einen ersten Transistor T1, dessen Emitter mit der Bezugsklemme 2 über einen Emitterwiderstand R1 gekoppelt ist, und einen zweiten Transistor T2, dessen Emitter ebenfalls mit der Bezugsklemme 2 verbunden ist, wobei die Basen und Kollektoren der Transistoren T1 und T2 in Kreuzkopplung miteinander verbunden sind. Ein dritter Transistor T3 ist mit seinem Emitter mit dem Kollektor des ersten Transistors T1 verbunden, wobei seine Basis und sein Kollektor zusammen zur Bildung einer Diodenkonfiguration einerseits mit einem ersten Ausläufer eines zweiten Widerstandes R2 sowie mit der Basis eines vierten Transistors T4 verbunden sind, dessen Emitter mit dem Kollektor des zweiten Transistors T2 verbunden ist. Die vier Transistoren T1...T4 haben dieselbe Polarität, hier vom npn-Typ, und die Emitteroberfläche des ersten Transistors T1 ist um das n-Fache größer als die des dritten Transistors T3. Die Transistoren T2 und T4 haben vorzugsweise eine gleiche Emitteroberfläche, die auch gleich der des Transistors T3 sein kann. Der andere Ausläufer des zweiten Widerstands R2 ist mit der positiven Speise klemme 1 über eine Stromquelle 11 verbunden, die hier in diesem Fall einfach aus einem Widerstand besteht. Die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Widerstand R2 bildet eine Leitung 12, an die ein Widerstand RS zum Speisen der Basis eines fünften Transistors T5 angeschlossen ist, der mit seinem Kollektor an die Leitung 12 und mit seinem Emitter an den Kollektor des vierten Transistors T4 angeschlossen ist.
Der Knotenpunkt zum Verbinden des Emitters des Transistors T5 mit dem Kollektor des Transistors T4 besteht hier aus dem Ausgang der Regelschaltung und erzeugt eine stabilisierte Spannung Vref.
In einer ersten groben Betriebsanalyse werden die Basisströme aller Transistoren außer Acht gelassen. Auf diese Weise läßt sich feststellen, daß in dem aus den Stromwegen der Transistoren T1 und T3 und den Widerständen R1 und R2 bestehenden Abzweig ein Strom 11 fließt. Ebenso durchfließt den aus den Stromwegen der Transistoren T2, T4 und T5 gebildeten Abzweig ein anderer Strom 12. Außerdem ist bekannt, daß das Anbringen der vier Transistoren T1...T4 einen Strom 11 erzeugt, dessen Wert der absoluten Temperatur proportional ist, und nur vom Wert des Widerstands R1 und vom Verhältnis der Emitteroberfläche zwischen dem Transistor T1 und dem Transistor T3 abhängig ist. Diese Eigenschaft wird nachstehend mit Auswertung des Wertes der Basisspannung der Transistoren T3 und T4 auf zwei Weisen kurz beschrieben. Angenommen sei, daß Vy folgende Spannung ist:
Vy = VBE(T4) + VBE(T1) + R1.11
Vy = VsE(T3) + VsE(T2),
worin VBE(Tx) die Basis/Emitterspannung eines Transistors Tx ist. Das Ergebnis ist
R1.11 = VBE(T3) + VBE(T2) - VBE(T4) - VBE(T1)
Da die Transistoren T2 und T4 gleich sind und in erster Anlage vom selben Strom 12 durchflossen werden, gleichen die Terme VsE(T2) und VsE(4) sie aus. Es bleibt übrig:
R1.11 = VBE(T3) - VBE(T1) oder auch beim Einsetzen von:
VBE(T3) - VBE(T1) = kT/qLn(J(T&sub3;)/(T&sub1;)),
worin J(T3) und J(T1) die Stromdichten in den Emittern von T3 und T1 sind, k die Boltzmannsche Konstante, T die absolute Temperatur und q die Ladung des Elektrons ist.
I1 = kT/qR1Ln(J(T3)/J(T1)) (1)
Wenn n das Verhältnis der Emitteroberflächen dieser vom selben Strom 11 durchflossenen Transistoren ist, läßt sich die Beziehung (1) wie folgt schreiben:
I1 = kT/qR1Ln(n) (2)
Die Gleichung (2) überprüft die Proportionalität zwischen 11 und der absoluten Temperatur T.
Die Stromquelle 11 stellt eine sehr unzulängliche Stromquelle dar, in der ein Strom fließt, der sich mit der Speisespannung Vcc ändert. Wenn nunmehr die Leitungsspannung 12 von der um den Spannungsabfall im Widerstand R2 infolge des Stroms 11 erhöhten Summe der Basis/Emitterspannungen der Transistoren T2 und T3 mehr oder weniger fixiert ist, ergibt der Strom 12 einfach den Unterschied zwischen dem von der Stromquelle 11 ausgegebenen Strom und dem Strom 11. Immer noch in derselben Hypothese, in der die Basisströme vernachlässigt werden, bietet der Transistor T5 an seinem Emitter eine von der Spannung Vx durch Subtraktion einer vom Strom 12 abgeleiteten Basis/Emitterspannung dieses Transistors abgeleiteten Spannung.
Also wird der Transistor T5 mit einer Emitteroberfläche gleich den Emitteroberflächen der Transistoren T2 oder T4 derart gewählt, daß der Basis/- Emitterspannungsabfall im Transistor T5 den Spannungsabfall im Transistor T2 ausgleicht. Es folgt daraus, daß die Ausgangsspannung Vref der Schaltung wesentlich gleich der Summe eines Spannungsabfalls I1.R2, der einen positiven Temperaturkoeffizienten enthält, und einer Basis/Emitterspannung des von einem Strom 11 durchflossenen Transistors T3 ist, wobei die Basis/Emitterspannung einen negativen Temperaturkoeffizienten enthält. Der Wert des Widerstands R2 wird derart gewählt, daß die zwei Komponenten der Summe der Spannungen Temperaturkoeffizienten enthalten, die sich ausgleichen. In der Praxis ist es üblich, einen Spannungsabfall 11.R2 zu benutzen, dessen Wert in der Größenordnung von 500 mV liegt.
Diese grobe erste Analyse ergibt, daß die Ausgangsspannung Vref der Regelschaltung von der Temperatur und vom Wert des Stroms 12 unabhängig ist, d. h. unabhängig vom Wert der Speisespannung Vcc. In einer genaueren Analyse, die Basisströme der verschiedenen Transistoren berücksichtigt, wird festgestellt, daß der Strom durch den Widerstand R2 ungefähr gleich dem Strom 11 durch den Transistor T4 ist, wobei dieser Strom um den Basisstrom des Transistors T2 und den Basisstrom des Transistors erhöht wird, und diese Basisströme einen Anstieg des anfangs berechneten Spannungsabfalls im Widerstand R2 herbeiführen.
Wenn der Basisstrom des Transistors T5 in erster Annäherung wesentlich gleich dem Basisstrom des Transistors T4 oder dem Basisstrom des Transistors T2 ist, kann ein Ausgleich des vorgenannten Effekts auf die Spannung Vx der Leitung 12 erhalten werden, wenn der in die Basis des Transistors T5 aufgenommene Widerstand R5 gleich den zweifachen Wert des Widerstands R2 ist. Auf diese Weise kann die Erhöhung der Spannung Vx am Ausgang der Regelschaltung ausgeglichen werden.
Es zeigt sich in der Praxis, daß dieser Ausgleich insbesondere deshalb unzulänglich ist; daß eine Änderung im Basisstroms es Transistors eine ganz leichte Änderung in der Basis/Emitterspannung des Transistors T3 herbeiführt, und diese Änderung in den vorangehenden Berechnungen vernachlässigt wurde. Eine Vergrößerung der Unempfindlichkeit der Ausgangsspannung Vref gegen Änderungen in der Speisespannung Vcc kann durch Erhöhen des Wertes des Widerstands RS erhalten werden, dessen Wert also zwischen dem 2- und 4-Fachen des Werts des Widerstandes R2 liegt. Der optimale Wert kann in einer geeigneten und besseren Berechnung wiederum mit Hilfe eines Simulators bestimmt werden.
Aus Symmetriegründen für den Betrieb der Schaltung wird ein Wert der Stromquelle I1 derart gewählt, daß für eine Speise-Nennspannung Vcc die Ströme I1 und I2 im Wesentlichen gleich sind. Für die Werte der Speisespannung Vcc, die vom Nennwert und auf einer vorgegebenen Temperatur abweichen schwankt der Strom I2, aber wie bereits beschrieben, ist die erhaltene stabilisierte Spannung Vref nur geringfügig nachteilig beeinflußt.
Wie alle benutzten Transistoren in der als Beispiel beschriebenen Schaltung sind die Transistoren vom npn-Typ, und kann die Regelschaltung auf Schwankungen in der Speisespannung auch dann ansprechen, wenn diese Schwankungen eine höhere Frequenz haben.
Die Beseitigung des in der Speisespannung Vcc enthaltenen Geräusches läßt sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weiter verbessern, wenn die Basis des Transistors T5 mit Hilfe einer Kapazität C mit der Basis des Transistors T2 gekoppelt wird. Diese Kapazität läßt sich ganz einfach deshalb integrieren, daß ein geringer Wert ausreicht. Ihr Effekt wird in erster Annäherung von der Verstärkung des Transistors T2 vervielfachen.
Nach diesem Ausführungsbeispiel wird der Beseitigungsprozentsatz R des Ausgangsgeräusches der Regelschaltung ausgehend vom Geräusch in der Speisespannung Vcc in Fig. 2 mit der Kurve A abhängig von der Frequenz F dieses Geräusches dargestellt. Gefunden wurde eine interessante Besonderheit der erfindungsgemäßen Regelschaltung, die darin besteht, daß der Beseitigungsprozentsatz vorbei einer bestimmten Grenzfrequenz größer wird. Diese besondere Eigenschaft ist besonders interessant, wenn die Regelschaltung in Anwendungen eingesetzt wird, in denen sie zusammen in Hf-geschaltete Kreisen integriert wird, beispielsweise mit Frequenzteilern, die in die Speisespannung Störelemente auf höheren Frequenzen einführen.
In Fig. 3 ist sehr schematisch das Prinzip auf der Basis zahlreicher bekannter Regelschaltungen dargestellt. Es enthält einerseits eine Einheit 30 mit zwei Transistoren, deren Emitteroberflächen ungleich sind und die zum Liefern eines Stroms proportional der Temperatur an einem Ausgleichswiderstand R dienen. Die Kollektoren der Transistoren liefern paarweise Ladungen und sind mit einer Einheit 31 dargestellt. Die Schaltung enthält andererseits einen Differenzverstärker 32 mit höherer Verstärkung, dessen Ausgang die gekoppelten Basen der zwei Transistoren versorgt, wobei das Ganze derart arbeitet, daß die Kollektorströme der Transistoren gleich sind. Der Verstärker 32 ist also ein Fehlerverstärker und daher ist die Referenzspannung Vref am Ausgang dieses Verstärkers soviel genauer als die Verstärkung des Verstärkers höher ist. Außerdem ist bekannt, daß ein derartiger Verstärker eine Frequenzstabilisierung erfordert und deswegen eine Verstärkungskurve G aufweist, deren Verlauf in Fig. 4 dargestellt ist.
Wechselseitig zeigt die Unterdrückungskapazität R für das Speisespannungsgeräusch in einer Regelschaltung dieses Typs einen umgekehrten Verlauf zu dem der Verstärkung entsprechend der gestrichelten Kurve B nach Fig. 2. Es ist klar, daß es im Hinblick auf die Unterdrückung des Geräusches die erfindungsgemäße Schaltung besonders vorteilhaft ist in Anwendungen, in denen ein Geräusch auf hoher Frequenz vorhanden ist. In Fig. 5 ist das Schaltbild eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dargestellt.
In dieser Figur sind dieselben Bauteile wie die der Schaltung nach Fig. 1 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Die Schaltung nach Fig. 5 enthält alle Bauteile der Schaltung nach Fig. 1, und ist dazu mit einem sechsten Transistor T6 und einem siebten Transistor T7 derselben Polarität wie die der Transistoren T1 bis T5 ergänzt. Der Transistor T6 ist in Diodenschaltung angeordnet, und seine Emitter-Kollektorstrecke ist zwischen dem Widerstand R2 und der Leitung 12 angeschlossen. Die Spannung Vx der Leitung 12 wird auf diese Weise in Bezug auf das oben beschriebene Beispiel um den Wert einer VBE erhöht.
Der Transistor T7 ist mit seiner Basis an den Knotenpunkt angeschlossen, der den Emitter des Transistors T5 mit dem Kollektor des Transistors T4 verbindet. Sein Emitter ist mit der Bezugsklemme 2 über einen Emitterladungswiderstand R7 gekoppelt. Der Transistor T7 ist also als Folge-Emitter angeordnet und versorgt seinen Emitter mit der stabilisierten Spannung Vref. Der Basis/Emitter-Spannungsabfall von T7 gleicht in erster Annäherung den Spannungsabfall im Transistor T6 derart aus, daß die Spannung Vref erneut nahezu gleich der zuvor mit der Schaltung nach Fig. 1 erhaltenen Spannung ist.
Nach diesem Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsimpedanz der Schaltung schwächer als zuvor, und es kann am Ausgang ein größerer Strom abgenommen werden.
Der Kollektor des Transistors ist derart dargestellt, daß er aus einer Klemme 17 gespeist wird. Diese Klemme kann mit der Leitung 12 oder auch mit der Speiseklemme 1 direkt verbunden werden. Jedoch kann die dargestellte Schaltung ebenfalls einen stabilisierten Bezugsstrom Io liefern, der vom Kollektor des Transistors T7 absorbiert wird. Die Klemme 17 bildet also einen solchen Ausgang der Regelschaltung.
Es ist klar, daß der Strom Io von der Speisespannung und von der Temperatur unabhängig ist, da er vom Emitterstrom des Transistors T7 abgeleitet wird, was im Widerstand R7 einen stabilen Spannungsabfall Vref ergibt. Der Kollektorstrom des npn- Transistors T7 mit höherer Verstärkung weicht nur geringfügig vom Emitterstrom ab und wird hierdurch nur wenig von temperaturabhängigen Änderungen in der Verstärkung beeinflußt.
Selbstverständlich ist die Stromquelle 11 in Form eines in Fig. 1 dargestellten sog. Begrenzungswiderstands nur ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel, und es könnte genauso gut jede andere Stromquelle verwenden werden, die mit Mitteln ausgerüstet ist, die beispielsweise eine selbst grobe Vorregelung des Stroms zum Speisen der zwei Abzweige der Regelschaltung gewährleisten. In den Anwendungen, in denen die Regelschaltung für Spannungen nicht dauernd in Betrieb ist, ist es erwünscht, die Regelschaltung zur Verringerung des Stromverbrauchs entaktivieren zu können, wenn ihr Einsatz nicht erforderlich ist.
In Fig. 6 ist ein Ersatzbeispiel der Stromquelle 11 nach Fig. 1 in Form einer Widerstandseinheit 21 und eines MOS-Feldeffekttransistors 22 dargestellt. Mit einer geeigneten Instruktion zur Klemme 23 in Verbindung mit dem Gitter des Transistors 22 läßt sich eine schaltbare Stromquelle verwirklichen, die im leitenden Zustand einen Widerstand gleich der Summe des Werts des Widerstands 21 und des Innenwiderstands des Transistors 22 bietet.
In Fig. 7 ist ein anderes Beispiel einer Stromquelle 11 dargestellt, die mit Mitteln zum Gewährleisten einer Vorregelung des Strom zum Speisen der ganzen Regelschaltung ausgerüstet ist.
Zwei Widerstände 31 und 32 sind zwischen der Speiseklemme 1 und der Leitung 12 in Reihe geschaltet. Die Spannung VD des gemeinsamen Punktes zwischen diesen Widerständen wird mittels der vier Dioden D...D4 in Reihenschaltung zwischen diesem Punkt und der Bezugsklemme 2 geregelt.
Obgleich die Gleichspannung dieser Dioden abhängig von der Temperatur und abhängig von dem sie durchfließenden Strom variiert, bleibt diese Variation so schwach, daß der von der Stromquelle 11 gelieferte Strom hauptsächlich vom Widerstand · 31 und vom Spannungsunterschied VD-Vx kontrolliert wird, der abhängig von den Änderungen der Vcc etwas variiert.
In Fig. 8 ist noch ein anderes Beispiel einer Stromquelle 11 dargestellt, die wenigstens einen pnp-Transistor enthält, der mit allen bekannten Mitteln eine Vorregelung des Stroms über seine Emitter/Kollektor-Strecke gewährleistet.
Die Verwendung eines pnp-Transistors hat den Nachteil, daß die Streukapazität eines derartigen Transistors im Allgemeinen wichtig ist, was im Hinblick auf die Unterdrückung des Geräusches der Speisespannung unvorteilhaft ist. Zum Verringern dieses Effekts wird ein Widerstand 41 zwischen dem Kollektor des Transistors T8 und der Leitung 12 zum Abschwächen des Effekts der Streukapazität des Transistors T8 angeschlossen.
Es ist klar, daß die beschriebenen Stromquellen im Zusammenhang mit Fig. 6, 7 und 8 nur als Beispiele herangezogen sind, und daß dem Fachmann andere Kombinationen bekannt sein werden, insbesondere im vorteilhaften Fall die Kombinationen mit dem Unterbrechertransistor 22 nach Fig. 6. Die Ausführungsbeispiele der Regelschaltungen nach Fig. 1 und 5 können abgewandelt werden, ohne aus dem Rahmen der Erfindung entsprechend den Patentansprüchen herauszutreten.

Claims

1. Regelschaltung zum Erzeugen einer stabilisierten Spannung (Vref), wobei diese Regelschaltung zwischen einer Speiseklemme (1) und einer Bezugsklemme (2) angeschlossen ist, insbesondere vier Transistoren gleicher Polarität mit je einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor enthält, wobei der Emitter eines ersten Transistors (T1) mit der Bezugsklemme (2) über einen ersten Widerstand (R1) verbunden ist, der Emitter eines zweiten Transistors (T2) mit der Bezugsklemme (2) verbunden ist, und die Basen und Kollektoren der ersten und zweiten Transistoren in Kreuzkopplung verbunden sind, der Emitter eines dritten Transistors (T3) mit dem Kollektor des ersten Transistors (T1) verbunden ist, und seine Basis und sein Kollektor zusammen mit einem der Ausläufer eines zweiten Widerstands (R2) verbunden sind, der andere Ausläufer dieses Widerstands mit der Speiseklemme (1) verbunden ist, und der Emitter eines vierten Transistors (T4) mit dem Kollektor des zweiten Transistors (T2) verbunden ist, die Basis mit der Basis und mit dem Kollektor des dritten Transistors (T3) verbunden ist, und die Emitteroberfläche des ersten Transistors der Regelschaltung viel größer ist als die des dritten Transistors, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung außerdem einen fünften Bipolartransistor (T5) derselben Polarität enthält, wie die der bereits erwähnten Transistoren, von dem ein Emitter mit dem Kollektor des vierten Transistors (T4) verbunden ist, eine Basis mit seinem Kollektor über einen Basiswiderstand (R5) mit einem Wert wenigstens gleich dem doppelten Wert des zweiten Widerstands (R5) verbunden ist, und daß der Knotenpunkt (12), der diesen Basiswiderstand mit dem Kollektor des fünften Transistors verbindet, einerseits mit dem anderen Ausläufer des zweiten Widerstands (R2) und andererseits mit der Speiseklemme (1) über eine Stromquelle (11) gekoppelt ist.

2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, der vierte und der fünfte Transistor gleiche Emitteroberflächen haben.

3. Regelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Emitter des fünften Transistors (T5) und dem Kollektor des vierten Transistors (T4) einen Ausgang für die stabilisierte Spannung (Vref) bildet.

4. Regelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen sechsten Transistor (T6) und einen siebten Transistor (T7) mit derselben Polarität wie die der vorangehenden Transistoren enthält, wobei der sechste Transistor (T6) in Diodenschaltung direkt zwischen dem anderen Ausläufer des zweiten Widerstands (R2) und der Stromquelle (11) eingeschaltet ist, während der siebte Transistor (T7) mit der Basis an den Emitter des fünften Transistors (T5) angeschlossen ist, mit seinem Kollektor an die Speiseklemme (1) gekoppelt ist, und mit seinem Emitter, der einen Ausgang für die stabilisierte Spannung (Vref) bildet, über einen Emitterwiderstand (R7) an die Bezugsklemme gekoppelt ist.

5. Regelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des siebten Transistors (T7) außerdem einen Ausgang der Regelschaltung bildet und einen stabilisierten Bezugsstrom (Io) liefert.

6. Regelschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch · gekennzeichnet, daß eine Kapazität (C) außerdem zwischen der Basis des fünften Transistors (T5) und der Basis des zweiten Transistors (T2) angeschlossen ist.

7. Regelschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (11) einen sog Begrenzungswiderstand (21), (31), (41) enthält.

8. Regelschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Begrenzungswiderstand (21) und der Speiseklemme (1) ein MOS-Feldeffekt- Unterbrechertransistor (22) angeordnet ist.

9. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle außerdem mit Mitteln zum Gewährleisten einer Vorregelung des die Regelschaltung speisenden Stroms versehen ist.