EP0759588A2

EP0759588A2 - Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes

Info

Publication number: EP0759588A2
Application number: EP96202306A
Authority: EP
Inventors: Holger Philips Patentverwaltung GmbH Gehrt; Wolfgang Philips Patentverwaltung GmbH Schnitt; Joachim Dr. Philips Patentverwaltung GmbH Utzig; Gert Philips Patentverwaltung GmbH Bierkarre
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH; Philips Patentverwaltung GmbH; Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Electronics NV
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1997-02-26
Also published as: TW408254B; EP0759588A3; JPH09128079A; DE19530737A1; KR970012062A; US5712557A

Abstract

Beschrieben wird eine Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes mit einer Referenzspannungsquelle zum Liefern einer konstanten Spannung, und einer von der Referenzspannungsquelle über eine Verstärkeranordnung gesteuerten Stromquelle, von der der konstante Strom abgebbar ist. Dabei wird ein einfacher, kostengünstiger und mit geringen Anforderungen an Fertigungstoleranzen versehener Aufbau auch innerhalb eines einzigen, integrierten Halbleiterkörpers erreicht durch eine Steuerstufe mit einem ersten und einem zweiten Widerstand, von denen wenigstens einer trimmbar ausgeführt ist, wobei der erste und der zweite Widerstand von der Steuerstufe mit einem ersten Steuerstrom beaufschlagbar sind, der derart steuerbar ist, daß die Differenz der an den Widerstanden auftretenden Spannungen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis zu der konstanten Spannung der Referenzspannungsquelle steht, und wobei die gesteuerte Stromquelle mit der Steuerstufe derart gekoppelt ist, daß der von der Stromquelle abgebbare konstante Strom in einem zweiten vorgebbaren Verhältnis zu dem ersten Steuerstrom steht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes mit

einer Referenzspannungsquelle zum Liefern einer konstanten Spannung
und einer von der Referenzspannungsquelle über eine Verstärkeranordnung gesteuerten Stromquelle, von der der konstante Strom abgebbar ist.

Aus dem Aufsatz "Stromstabilisierung in bipolar integrierten Schaltungen'' von Dr. Rolf Boehme, veröffentlicht in "Elektronik", Heft 5, 4.3.1988, Seiten 129 bis 133, sind Schaltungen zur Stromstabilisierung bekannt, bei denen stabile Ströme von einer Referenzspannungsquelle abgeleitet werden sollen. Als Referenzspannungsquelle wird dabei eine Bandgap-Stabilisierung verwendet, an die - vorzugsweise über einen Operationsverstärker - ein Widerstand hoher Genauigkeit angeschlossen ist. Durch diesen Widerstand fließt dann ein stabilisierter Strom. In diesem Aufsatz wird jedoch angegeben, daß die Widerstände sehr genau ausgeführt sein müssen, um geringe Fehler bei der Stromstabilisierung zu erreichen. Es zeigt sich, daß bereits geringe Widerstandsänderungen, beispielsweise durch Temperaturänderungen, zu unverhältnismäßig hohen Veränderungen des Temperaturgangs der stabilisierten Ströme führen. Daher sind mit einer einfachen, bipolaren Integration ohne Abgleichprozedur die angestrebten Stabilitäten nicht erreichbar. Ein zweiter, negativer Aspe kt bei einer bipolaren Integration ist die große Streuung der Widerstandswerte von 10 bis 20%, wie sie bei Diffusion oder Implantation integrierter Widerstände auftritt. Das bedeutet, daß die erzeugten, stabilisierten Ströme einen entsprechenden Streubereich haben. Die volle Ausschöpfung der möglichen Genauigkeit macht deshalb eine Hybrid-Technik erforderlich, bei der eine integrierter Transistorschaltung mit einem oder mehreren externen Widerstanden beschaltet werden muß. Derartige Aufbauten sind in der Herstellung und im Abgleich für viele Anwendungen zu kost spielig.
Aus der DE-PS 36 10 158 ist eine Referenzstromquelle bekannt, die auf dem Prinzip der Bandgap-Spannungsstabilisierung aufbaut. Ausgegangen wird dabei von temperaturabhängigen Strömen in zwei die Bandgap-Stabilisierung bildenden Transistoren, denen Widerstände mit umgekehrter Temperaturkennlinie parallel geschaltet werden. Durch eine sorgfältige Dimensionierung dieser Temperaturkennlinien soll dann eine Kompensation des Temperaturgangs des Stromes durch die die Bandgap-Stabilisierung bildenden Transistoren erreicht werden. Dabei sollen die den Transistoren parallel zu schaltenden Widerstände einen mit zunehmender Temperatur abnehmenden Strom führen. Bei einer Integration einer derartigen Schaltungsanordnung auf einem Halbleiterkörper ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß im Halbleitermaterial integrierte Widerstände einen mit steigender Temperatur zunehmenden Widerstandswert aufweisen und damit einen abnehmenden Strom führen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die einen konstanten, temperaturstabilen Strom liefert und vollständig auf einem Halbleiterkörper integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst durch

eine Steuerstufe mit einem ersten und einem zweiten Widerstand, von denen wenigstens einer trimmbar ausgeführt ist,
wobei der erste und der zweite Widerstand von der Steuerstufe mit einem ersten Steuerstrom beaufschlagbar sind, der derart steuerbar ist, daß die Differenz der an den Widerständen auftretenden Spannungen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis zu der konstanten Spannung der Referenzspannungsquelle steht,
und wobei die gesteuerte Stromquelle mit der Steuerstufe derart gekoppelt ist, daß der von der Stromquelle abgebbare konstante Strom in einem zweiten vorgebbaren Verhältnis zu dem ersten Steuerstrom steht.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der zu liefernde, konstante Strom ausschließlich durch vorzugebende Stromverhältnisse bzw. Widerstandsverhältnisse bestimmt, die mit herkömmlichen Halbleiter-Integrationstechniken sehr einfach und genau hergestellt werden können, wobei die Absolutwerte der ins Verhältnis gesetzten Ströme bzw. Widerstände zumindest in weiten, fertigungstechnisch leicht einzuhaltenden Grenzen unbeachtlich sind. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist somit in der Lage, bei niedrigen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit hohe Anforderungen an die Genauigkeit des zu liefernden, konstanten Stromes zu erfüllen. Als Grundlage dient dabei eine Referenzspannungsquelle, wie sie auch im Stand der Technik ("Bandgap") verwendet wird. Ein mit großer Genauigkeit reproduzierbarer Anteil der von der Referenzspannungsquelle abgegebenen, konstanten Spannung wird als Maß genommen, auf das die Differenz der an den beiden Widerständen auftretenden Spannungen eingestellt wird. Zum Einstellen wird dazu der beide Widerstände durchfließende, erste Steuerstrom geregelt. Dieser erste Steuerstrom wiederum steht im festen vorgebbaren Verhältnis zu dem zu liefernden konstanten Strom. Als zusätzliche Einstellmöglichkeit dient dabei die Trimmbarkeit wenigstens eines der beiden genannten Widerstände.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann daher in sehr einfacher Weise ein sehr konstanter Strom eingestellt werden, der ohne besondere Vorkehrungen zum Abgleich oder zur Kompensation gegenläufiger Kennlinien stabil ist. Da der zu liefernde, konstante Strom in seiner Temperaturabhängigkeit lediglich durch die konstante Spannung der Referenzspannungsquelle, die Differenz der an dem ersten und dem zweiten Widerstand auftretenden Spannungen sowie durch ein Spannungsverhältnis und ein Stromverhältnis bestimmt wird, und da ferner die konstante Spannung sowie die genannten Verhältnisse temperaturunabhängig sind, kann eine Temperaturabhängigkeit nur noch durch die genannte Spannungsdifferenz auftreten. Diese Spannungsdifferenz läßt sich jedoch bei vorgegebenen erstem Steuerstrom auf eine Differenz der Widerstandswerte zurückführen, die ebenfalls von der Temperatur unabhängig ausgeführt werden kann.
Dazu ist in einer Fortbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung von dem ersten und dem zweiten Widerstand vorzugsweise wenigstens der trimmbare dieser beiden Widerstände mit polykristallinem Silizium, d.h. als sogenannter Polysilizium-Widerstand, ausgebildet. Derartige Widerstände lassen sich als Schichten auf Halbleiterkörpern mit integrierten Schaltungsanordnungen sehr einfach und kostengünstig aufbringen. Wie im Aufsatz von Kato u.a.: "A Physical Mechanism .. ", IEEE Transactions on Electron Devices, Band ED-29, Heft 8, August 1982, Seiten 1156 bis 1161, dargestellt ist, lassen sich derartige Widerstände durch Aufprägen vorgegebener Ströme auf bestimmte Widerstandswerte trimmen. Bei dieser Trimmung wird jedoch nur der Widerstandswert bei einer vorgegebenen Bezugstemperatur verändert, nicht jedoch die absolute Änderung des Widerstandswertes mit der Temperatur. Mit anderen Worten ändert sich der Temperaturkoeffizient des getrimmten Polysilizium-Widerstands in der Weise, daß eine Widerstandsdifferenz zweier derartiger Widerstände mit übereinstimmenden geometrischen Abmessungen von der Temperatur unabhängig wird. Werden nun in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als erster und als zweiter Widerstand derartige Polysilizium-Widerstände identischer Abmessungen verwendet, kann durch sie eine einstellbare (trimmbare), temperaturunabhängige Differenz zweier Widerstandswerte vorgegeben werden, durch die der zu liefernde, konstante Strom in einfacher Weise temperaturunabhängig wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung umfaßt die Steuerstufe weiterhin

einen dritten Widerstand, dem über die Verstärkeranordnung die konstante Spannung zuleitbar ist und in dem durch diese ein zweiter Steuerstrom erzeugbar ist,
eine (erste) Stromspiegelanordnung, durch die der zweite Steuerstrom einem vierten Widerstand zuleitbar ist, und
eine Vergleichsanordnung, durch die die Summe der Spannungen am vierten und am ersten Widerstand mit der Spannung am zweiten Widerstand verglichen werden kann und durch die der erste Steuerstrom derart gesteuert wird, daß die genannten verglichenen Spannungen übeinstimmen.

Diese Ausbildung der Steuerstufe stellt eine bevorzugte, einfache Möglichkeit dar, mit geringem Schaltungsaufwand und verhältnismäßig geringen Anforderungen an Fertigungstoleranzen die geforderte, hohe Genauigkeit bzw. Konstanz des zu liefernden Stromes einzuhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß - wie bereits vorstehend erläutert - Strom - bzw. Widerstandsverhältnisse zur Bildung der Steuerströme bzw. Spannungen herangezogen werden, die nicht oder nur unbedeutend von Fertigungsstreuungen hängen.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann demzufolge vorteilhaft vollständig auf einem Halbleiterkörper integriert werden, d.h. sämtliche Schaltungselemente der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in einem Aufbau auf diesem Halbleiterkörper zusammengefaßt. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird dadurch kompakt und preiswert und kann auch mit weiteren nicht beschriebenen Schaltungsanordnungen zusammengefaßt werden, wodurch auch deren Integrationsgrad erhöht werden kann.
Die Zeichnung, in der übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind, zeigt in

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und in
Fig. 2 eine teilweise detailliertere Darstellung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 umfaßt eine Referenzspannungsquelle 1, die in bekannter Weise als Bandgap-Stabilisierung ausgebildet ist und auf die daher nicht näher eingegangen werden soll. Die Referenzspannungsquelle ist mit einem Versorgungsspannungsanschluß 2 zum Zuführen einer Versorgungsspannung und mit Masse 3 verbunden und weist einen Referenzspannungsanschluß 4 auf, an dem von ihr eine konstante, temperaturstabile Spannung geliefert werden kann. Der Referenzspannungsanschluß 4 ist mit einem Eingang 5 einer Verstärkeranordnung 6 verbunden, die vorzugsweise als Operationsverstärker ausgeführt ist und zur Energiezufuhr ebenfalls dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und Masse 3 verbunden ist. Die Verstärkeranordnung 6 weist weiterhin zwei Ausgänge 7 bzw. 8 auf und ist bevorzugt derart aufgebaut, daß sie eine Differenzverstärkerstufe als Eingangsstufe sowie einen Ausgangstransistor umfaßt, wobei der Hauptstrompfad des Ausgangstransistors zwischen den Ausgängen 7 und 8 der Verstärkeranordnung 6 angeordnet ist und ein Eingang der Differenzverstärkerstufe durch den Eingang 5 der Verstärkeranordnung 6 gebildet wird, wo hingegen ein zweiter Eingang der Differenzverstärkerstufe mit dem zweiten Ausgang 8 der Verstärkeranordnung 6 verbunden ist. Dadurch enthält die Verstärkeranordnung 6 eine (interne) Rückkopplung und weist bevorzugt eine Spannungsverstärkung zwischen ihrem Eingang 5 und ihrem zweiten Ausgang 8 von wenigstens nahezu eins auf. Außerdem stimmen die Ströme in den Ausgängen 7 und 8 wenigstens nahezu überein.
Der erste und der zweite Ausgang 7 bzw. 8 der Verstärkeranordnung 6 sind mit Eingängen 9 bzw. 10 einer Steuerstufe 11 verbunden, die außerdem mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und Masse 3 verbunden ist und einen Steuerausgang 12 aufweist, der mit einem Steuereingang 13 einer gesteuerten Stromquelle 14 verbunden ist. Die gesteuerte Stromquelle 14 ist mit einem stromführenden Anschluß 15 an den Versorgungsspannunganschluß geführt und an einem zweiten stromführenden Anschluß 16 zum Abgeben eines konstanten, temperaturstabilisierten Stromes eingerichtet. Dieser konstante Strom kann an der durch den gestrichelten Pfeil gekennzeichneten Stelle zwischen dem zweiten stromführenden Anschluß 16 und Masse 3 abgegriffen werden.
Die Steuerstufe 11 dient bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Ableiten des konstanten Stromes am stromführenden Anschluß 16 der gesteuerten Stromquelle 14 aus der von der Referenzspannungsquelle 1 am Referenzspannungsanschluß 4 gelieferten konstanten Spannung, wobei die Verstärkeranordnung 6 im wesentlichen die Funktion eines Impedanzwandlers übernimmt, an deren zweitem Ausgang 8 die genannte konstante Spannung niederohmig abgegeben werden kann. Die Steuerstufe 11 umfaßt dazu zwischen ihrem zweiten Eingang 10 und Masse 3 einen dritten Widerstand 17, durch den entsprechend der konstanten Spannung und seinem Widerstandswert ein zweiter Steuerstrom fließt. Die Temperaturabhängigkeit dieses zweiten Steuerstromes entspricht dabei derjenigen des dritten Widerstands 17.
Der erste Eingang 9 der Steuerstufe 11 bildet zugleich einen Eingang einer ersten Stromspiegelanordnung 18 in der Steuerstufe 11. Die erste Stromspiegelanordnung 18 ist weiterhin mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 verbunden und weist zwei Ausgänge 19, 20 auf, an denen Ströme derselben Größe abgegeben werden wie der Strom am Eingang 9. Da dieser wiederum dem zweiten Steuerstrom im 3. Widerstand 17 entspricht, wird dieser zweite Steuerstrom somit auch an jedem der Ausgänge 19, 20 der ersten Stromspiegelanordnung 18 abgegeben.
Die Steuerstufe 11 umfaßt weiterhin einen ersten Widerstand 21 und einen zweiten Widerstand 22, von denen jeder in Reihe mit einer steuerbaren Stromquelle 23 bzw. 24 zwischen dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und Masse 3 angeordnet ist. Eine erste Anzapfung 25 zwischen dem ersten Widerstand 21 und der ersten steuerbaren Stromquelle 23 ist mit einem Steueranschluß (Basis) eines ersten Transistors 27, eine zweite Anzapfung zwischen dem zweiten Widerstand 22 und der zweiten steuerbaren Stromquelle 24 ist mit einem Steueranschluß (Basis) eines zweiten Transistors 28 verbunden. Im Beispiel nach Fig. 1 sind diese Transistoren 27, 28 als pnp-Transistoren ausgeführt, deren Kollektoranschlüsse mit Masse 3 verbunden sind. Der Emitteranschluß des ersten Transistors 27 ist über einen vierten Widerstand 29 mit dem zweiten Ausgang 20 der ersten Stromspiegelanordnung 18 verbunden, wo hingegen zwischen dem Emitteranschluß des zweiten Transistors 28 und dem ersten Ausgang 19 der ersten Stromspiegelanordnung 18 eine unmittelbare Verbindung besteht. Außerdem sind die Ausgänge 19 bzw. 20 der ersten Stromspiegelanordnung 18 mit je einem Eingang 30, 31 einer Vergleichsanordnung 32 verbunden, die vorzugsweise ähnlich der Verstärkeranordnung 6 als Operationsverstärker mit einer Differenzverstärkerstufe als Eingangsstufe und einem Ausgangstransistor als Ausgangsstufe aufgebaut sein kann, jedoch zum Erzielen einer höheren Verstärkung vorzugsweise nicht intern rückgekoppelt ist. Von dieser Vergleichsanordnung 32 ist über ihren Ausgang 33 eine Steuerverbindung an Steuereingänge 34 bzw. 35 der ersten bzw. zweiten steuerbaren Stromquelle 23 bzw. 24 sowie an den damit verbundenen Steuereingang 13 der gesteuerten Stromquelle 14 geführt. Der Ausgang 33 der Vergleichsanordnung 32 bildet somit den Steuerausgang 12 der Steuerstufe 11.
Im Betrieb der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird von der ersten und der zweiten steuerbaren Stromquelle 23,24 übereinstimmend ein erster Steuerstrom durch den ersten und den zweiten Widerstand 21 und 22 geführt. Dieser den Widerständen 21, 22 übereinstimmend beaufschlagte erste Steuerstrom ist durch die Vergleichsanordnung 32 steuerbar. Durch ihn treten an dem ersten und dem zweiten Widerstand 21 und 22 Spannungen auf. Die Spannung am ersten Widerstand 21 wird mit der Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors 27 und der durch den zweiten Steuerstrom im vierten Widerstand 29 an diesem hervorgerufenen Spannung addiert dem ersten Eingang 30 der Vergleichsanordnung 32 zugeleitet, wo hingegen am zweiten Eingang 31 der Vergleichsanordnung 32 die Summe der Spannungen am zweiten Widerstand 22 und am Basis-Emitter-Übergang des zweiten Transistors 28 ansteht. Die Transistoren 27, 28 sind nun durch die Spannungen an den Widerständen 21, 22 sowie durch den zweiten Steuerstrom von den Ausgängen 19, 20 der ersten Stromspiegelanordnung 18 derart ausgesteuert, daß sie einen Arbeitspunkt im Flußbereich einnehmen und ihre Basis-Emitter-Spannungen wenigstens weitgehend übereinstimmen. Durch die Vergleichsanordnung 32 wird somit die Summe der Spannungen am vierten Widerstand 29 und am ersten Widerstand 21 mit der Spannung am zweiten Widerstand 22 verglichen. Die Vergleichsanordnung 32 steuert über ihren Ausgang 33 die steuerbaren Stromquellen 23, 24 gleichsinnig in der Weise nach, daß die vorstehend aufgeführten Spannungen, d.h. die Spannungen an den Eingängen 30 und 31, übereinstimmen.
Andererseits werden der dritte Widerstand 17 und der vierte Widerstand 29 übereinstimmend vom zweiten Steuerstrom durchflossen. Die an ihnen auftretenden Spannungen stehen damit im selben Verhältnis wie ihre Widerstandswerte, ohne daß die absoluten Größen dieser Widerstandswerte von Bedeutung sind. Vielmehr ist hier lediglich das Verhältnis der Widerstände maßgebend, welches auch bei größeren Streuungen der Absolutwerte durch Fertigungstoleranzen sehr stabil eingehalten werden kann. Somit stellt die Spannung am vierten Widerstand 29 ein sehr stabiles, genaues Abbild der von der Referenzspannungsquelle 1 abgegebenen konstanten Spannung dar; diese Spannungen stehen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis zueinander. Die Vergleichsanordnung 32 steuert andererseits den ersten Steuerstrom derart, daß die Differenz der Spannungen am ersten Widerstand 21 und am zweiten Widerstand 22 der Spannung am vierten Widerstand 29 entspricht, d.h. einem vorgegebenen Anteil der konstanten Spannung von der Referenzspannungsquelle 1. Die Differenz der Spannungen am ersten Widerstand 21 und am zweiten Widerstand 22 entspricht jedoch der Differenz der Widerstandswerte des ersten und des zweiten Widerstands 21 und 22, multipliziert mit dem ersten Steuerstrom durch diese Widerstände. Andererseits steht der von der gesteuerten Stromquelle 14 abgegebene konstante Strom (am zweiten stromführenden Anschluß 16) - gesteuert über den Steuerausgang 12 der Steuerstufe 11 - in einem festen (zweiten) Verhältnis zum ersten Steuerstrom. Damit ergibt sich insgesamt, daß der zu liefernde konstante Strom am zweiten stromführenden Anschluß 16 eine Funktion des Stromverhältnisses des ersten Steuerstromes der steuerbaren Stromquellen 23, 24 zum Strom der gesteuerten Stromquelle 14, des Widerstandsverhältnisses zwischen dem vierten Widerstand 29 und dem dritten Widerstand 17, der konstanten Spannung der Referenzspannungsquelle 1 und der Differenz der Widerstandswerte des ersten und des zweiten Widerstands 21 und 22 ist. Wird nun die Differenz der Widerstandswerte des ersten und des zweiten Widerstand 21 und 22 temperaturunabhängig ausgebildet, ergibt sich insgesamt ein temperaturunabhängiger, auch durch Fertigungstoleranzen nicht beeinflußter konstanter Strom.
Für die Ausbildung einer temperaturunabhängigen Differenz zweier Widerstandswette macht sich die Erfindung die Erkenntnis zu Nutze, daß ein aus polykristallinem Silizium gebildeter ohmscher Widerstand (Polysilizium-Widerstand) durch Beaufschlagen mit einem definierten Stromstoß in seinem absoluten Widerstandswert ausgehend von einem Anfangswert derart verändert werden kann, daß ein niedrigerer absoluter Widerstandswert entsteht, wobei jedoch die absolute Widerstandsänderung mit der Temperatur bei diesem Widerstand vor und nach der Beaufschlagung mit dem Stromstoß dieselbe bleibt. Bei Temperaturschwankungen ändert sich somit der Widerstandswert eines derartigen Polysilizium-Widerstands vor und nach der Beaufschlagung mit dem Stromstoß, die auch als "Programmierung" bezeichnet wird, um dieselbe absolute Widerstandswert-Differenz, und zwar unabhängig vom absoluten Widerstandswert. Die Differenz der Widerstandswerte zweier derartiger Widerstände, aber auch die Differenz der Widerstandswerte eines programmierten und eines unprogrammierten Widerstands, wird damit temperaturunabhängig. Werden der erste und der zweite 'Widerstand 21, 22 in dieser Weise ausgebildet, erreicht man die gewünschte Temperaturunabhängigkeit des zu liefernden konstanten Stromes.
Erfindungsgemäß wird somit wenigstens der erste oder der zweite Widerstand 21 oder 22, bevorzugt aber der erste Widerstand 21, trimmbar, d.h. programmierbar, ausgeführt. Durch dieses Trimmen bzw. Programmieren kann bevorzugt ausgehend von zwei Widerständen 21, 22 mit gleichem Widerstandswert übereinstimmender Temperaturabhängigkeit ein Widerstand, bevorzugt der erste Widerstand 21, in seinem Absolutwert um einen definierten Betrag verringert werden, ohne daß sich die Temperaturabhängigkeit, d.h. die absolute Änderung des Widerstandswertes mit der Temperatur, ändert. Dazu muß wenigstens der zu trimmende Widerstand (der erste Widerstand 21) als trimmbarer, d. h. programmierbarer Polysilizium-Widerstand ausgeführt sein; vorzugsweise sind aber der erste und der zweite Widerstand 21 und 22 identisch ausgebildet. Grundsätzlich kann dann auch der zweite Widerstand 22 getrimmt werden, so daß für den Abgleich der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ein Freiheitsgrad mehr geschaffen wird.
Fig. 2 zeigt gegenüber Fig. 1 eine etwas detailliertere Darstellung der Stromquellen 14, 23, 24 sowie der Vergleichsanordnung 32. Die Stromquellen 23, 24 sowie 14 umfassen je einen pnp-Transistor, deren Emitter-Anschlüsse über je einen Emitter-Widerstand mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 und deren Basisanschlüsse, die die entsprechenden Steuereingänge 13, 34 bzw. 35 bilden, gemeinsam mit dem Ausgang 33 der Vergleichsanordnung 32 verbunden sind. Der Kollektoranschluß des Transistors der ersten steuerbaren Stromquelle 23 ist mit der ersten Anzapfung 25, der Kollektoranschluß des Transistors der zweiten steuerbaren Stromquelle 24 ist mit der zweiten Anzapfung 26 verbunden und der Kollektoranschluß des Transistors der gesteuerten Stromquelle 14 bildet deren zweiten stromführenden Anschluß 16. Die Anordnung der Transistoren der Stromquellen 14, 23, 24 bilden zusammen eine zweite Stromspiegelanordnung.
Die Vergleichsanordnung 32 umfaßt eine von einer Stromquelle 36 gespeiste, emittergekoppelte Differenzverstärkerstufe aus zwei Transistoren 37,38, wobei der Basisanschluß des (dritten) Transistors 37 den ersten Eingang und der Basisanschluß des (vierten) Transistors 38 den zweiten Eingang 31 der Vergleichsanordnung 32 bildet. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren 37,38 sind über eine Stromspiegelanordnung aus zwei pnp-Transistoren 39,40 und zwei Emitter-Widerständen 41,42, die mit dem Versorgungsspannungsanschluß 2 verbunden sind, miteinander verbunden; der Kollektoranschluß des (dritten) Transistors 37 ist außer mit dem zugehörigen Anschluß der dritten Stromspiegelanordnung 39,40,41,42 auch mit dem Basisanschluß eines kollektorseitig gegen Masse 3 geschalteten pnp-Ausgangstransistors 43 verbunden, dessen Emitteranschluß den Ausgang 33 der Vergleichsanordnung 32 bildet.
Den Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2 sind gesondert herausgeführte Anzapfungen 25,26 gemeinsam. Über diese können wahlweise die genannten Stromstöße zur Trimmung des ersten bzw. des zweiten Widerstands 21 bzw. 22 eingespeist werden.

Claims

Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes mit
- einer Referenzspannungsquelle zum Liefern einer konstanten Spannung

- und einer von der Referenzspannungsquelle über eine Verstärkeranordnung gesteuerten Stromquelle, von der der konstante Strom abgebbar ist,
gekennzeichnet durch,
- eine Steuerstufe mit einem ersten und einem zweiten Widerstand, von denen wenigstens einer trimmbar ausgeführt ist,

- wobei der erste und der zweite Widerstand von der Steuerstufe mit einem ersten Steuerstrom beaufschlagbar sind, der derart steuerbar ist, daß die Differenz der an den Widerständen auftretenden Spannungen in einem ersten vorgebbaren Verhältnis zu der konstanten Spannung der Referenzspannungsquelle steht,

- und wobei die gesteuerte Stromquelle mit der Steuerstufe derart gekoppelt ist, daß der von der Stromquelle abgebbare konstante Strom in einem zweiten vorgebbaren Verhältnis zu dem ersten Steuerstrom steht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß von dem ersten und dem zweiten Widerstand wenigstens der trimmbare mit polykristallinem Silizium (Polysilizium-Widerstand) ausgebildet ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe weiterhin umfaßt:
- einen dritten Widerstand, dem über die Verstärkeranordnung die konstante Spannung zuleitbar ist und in dem durch diese ein zweiter Steuerstrom erzeugbar ist,

- eine (erste) Stromspiegelanordnung, durch die der zweite Steuerstrom einem vierten Widerstand zuleitbar ist, und

- eine Vergleichsanordnung, durch die die Summe der Spannungen am vierten und am ersten Widerstand mit der Spannung am zweiten Widerstand verglichen werden kann und durch die der erste Steuerstrom derart gesteuert wird, daß die genannten verglichenen Spannungen übeinstimmen.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen vollständig auf einem Halbleiterkörper zusammengefaßten Aufbau.