JPH06282340A - 電圧安定化回路 - Google Patents
電圧安定化回路Info
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- JPH06282340A JPH06282340A JP21888193A JP21888193A JPH06282340A JP H06282340 A JPH06282340 A JP H06282340A JP 21888193 A JP21888193 A JP 21888193A JP 21888193 A JP21888193 A JP 21888193A JP H06282340 A JPH06282340 A JP H06282340A
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- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-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
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/22—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
- G05F3/222—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
- G05F3/225—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the temperature
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な設計でありながら、特性の屈折部が比
較的急峻でしかもダイナミック出力抵抗が一定であり同
時に温度補償も行われる電圧安定化回路を提供する。 【構成】 電圧安定化回路において、少くとも１個の順
方向に接続されたダイオード（Ｑ1 〜ＱN ）および結果
として生じるダイオード温度係数ＴＣN を補償するよう
に機能する第１の抵抗（Ｒ１）を含む温度補償直列回路
（ＳＫ）の両端間電圧降下ＵSKに依存して安定化出力電
圧ＵLIM が発生される。直列回路ＳＫの出力はベース−
エミッタ経路Ｂ−Ｅを有するトランジスタ（Ｔ）に接続
され、その温度係数ＹＣBEは第２の抵抗（Ｒ２）により
補償される。
較的急峻でしかもダイナミック出力抵抗が一定であり同
時に温度補償も行われる電圧安定化回路を提供する。 【構成】 電圧安定化回路において、少くとも１個の順
方向に接続されたダイオード（Ｑ1 〜ＱN ）および結果
として生じるダイオード温度係数ＴＣN を補償するよう
に機能する第１の抵抗（Ｒ１）を含む温度補償直列回路
（ＳＫ）の両端間電圧降下ＵSKに依存して安定化出力電
圧ＵLIM が発生される。直列回路ＳＫの出力はベース−
エミッタ経路Ｂ−Ｅを有するトランジスタ（Ｔ）に接続
され、その温度係数ＹＣBEは第２の抵抗（Ｒ２）により
補償される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は少くとも１個の順方向に
接続されたダイオードおよび結果として生じるダイオー
ド温度係数を補償するように機能する第１の抵抗を具備
し、温度補償直列回路両端間の電圧降下に依存して安定
化出力電圧を発生する電圧安定化回路に関する。
接続されたダイオードおよび結果として生じるダイオー
ド温度係数を補償するように機能する第１の抵抗を具備
し、温度補償直列回路両端間の電圧降下に依存して安定
化出力電圧を発生する電圧安定化回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電圧を安定化させるのにツェナーダ
イオードがしばしば使用されるが、それは主として逆電
流が急速に増大する降伏電圧が厳密に明示される点にお
いて他のダイオードとは異っている。このようなツェナ
ーダイオードの安定化作用は電流が大きく変化しても電
圧の変化は小さいという事実によるものである。電流／
電圧曲線が急峻であるほど、すなわち内部抵抗差が小さ
いほど、良好な安定化が行われる。
イオードがしばしば使用されるが、それは主として逆電
流が急速に増大する降伏電圧が厳密に明示される点にお
いて他のダイオードとは異っている。このようなツェナ
ーダイオードの安定化作用は電流が大きく変化しても電
圧の変化は小さいという事実によるものである。電流／
電圧曲線が急峻であるほど、すなわち内部抵抗差が小さ
いほど、良好な安定化が行われる。
【０００３】バイポーラ技術により製造される半導体部
品の場合には、通常アバランシェ効果を使用してこのよ
うなツェナーダイオードが設計される。アバランシェ効
果に基づいた正の温度係数を有するこのようなツェナー
ダイオードの降伏電圧は一般的に６〜８．５Ｖである。
品の場合には、通常アバランシェ効果を使用してこのよ
うなツェナーダイオードが設計される。アバランシェ効
果に基づいた正の温度係数を有するこのようなツェナー
ダイオードの降伏電圧は一般的に６〜８．５Ｖである。
【０００４】しかしながら、実際には相当低い降伏電圧
を必要とする場合が多い。このような低い降伏電圧を得
るために、順方向に作動する適切な個数のダイオードを
直列に設けてこれらのダイオードの結果として生じる負
の温度係数をダイオードと直列接続された抵抗により補
償する方法が既に提案されている。
を必要とする場合が多い。このような低い降伏電圧を得
るために、順方向に作動する適切な個数のダイオードを
直列に設けてこれらのダイオードの結果として生じる負
の温度係数をダイオードと直列接続された抵抗により補
償する方法が既に提案されている。
【０００５】このような直列回路により１種の降伏電圧
の低い温度補償されたツェナーダイオードが得られる
が、このような電圧安定化回路には特に高温において電
流／電圧曲線の屈折部の変化が鈍く曲線の上向き勾配が
動作温度に著しく依存するという欠点が伴う。しかしな
がら、比較的鈍い変化はエミュレートされたツェナーダ
イオードのダイナミック出力抵抗が比較的高いことと同
等であり、それも各動作温度に依存している。さらに、
完全な温度補償はダイオードの個数および抵抗の温度係
数値に依存する所与の電圧値でしか行われない。
の低い温度補償されたツェナーダイオードが得られる
が、このような電圧安定化回路には特に高温において電
流／電圧曲線の屈折部の変化が鈍く曲線の上向き勾配が
動作温度に著しく依存するという欠点が伴う。しかしな
がら、比較的鈍い変化はエミュレートされたツェナーダ
イオードのダイナミック出力抵抗が比較的高いことと同
等であり、それも各動作温度に依存している。さらに、
完全な温度補償はダイオードの個数および抵抗の温度係
数値に依存する所与の電圧値でしか行われない。
【０００６】電流／電圧曲線の勾配を急峻とするため
に、このような直列回路を出力側のトランジスタのコレ
クタとベース間に配置しコレクタおよびエミッタ間に安
定化出力電圧を供給することが提案されている。
に、このような直列回路を出力側のトランジスタのコレ
クタとベース間に配置しコレクタおよびエミッタ間に安
定化出力電圧を供給することが提案されている。
【０００７】このような場合には降伏電流すなわち、各
順方向電流の小部分しか直流回路の抵抗を通過しないた
め、温度補償といえるようなものはもはや行われない。
各電流／電圧曲線の勾配は比較的一定ではあるが、降伏
電圧が相当程度各温度に依存するという欠点がある。
順方向電流の小部分しか直流回路の抵抗を通過しないた
め、温度補償といえるようなものはもはや行われない。
各電流／電圧曲線の勾配は比較的一定ではあるが、降伏
電圧が相当程度各温度に依存するという欠点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、簡単な設計でありながら、特性の屈折部が比較的急
峻でしかもダイナミック出力抵抗が一定であり同時に温
度補償も行われるような前記したタイプの電圧安定化回
路を提供することである。
は、簡単な設計でありながら、特性の屈折部が比較的急
峻でしかもダイナミック出力抵抗が一定であり同時に温
度補償も行われるような前記したタイプの電圧安定化回
路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明ではトランジスタ出力段が温度補償直列回路
の出力に接続され、入力にはベース−エミッタ経路が構
成されてその温度係数が第２の抵抗により補償される。
に、本発明ではトランジスタ出力段が温度補償直列回路
の出力に接続され、入力にはベース−エミッタ経路が構
成されてその温度係数が第２の抵抗により補償される。
【００１０】このような設計により出力抵抗差が低くな
り広い範囲にわたって実質的に一定となって安定化効果
が向上されるだけでなく、最適かつ広範な温度補償が保
証されさらに降伏すなわち、各順方向電圧を実際上各動
作温度とは無関係にすることができる。特に任意適切な
個数のダイオードを直列に配置することができかつ第１
の抵抗の温度係数が適切に選定されるため、各降伏電圧
を広い限界内で変化させることができる。各降伏電圧は
ダイオードの個数およびこの温度係数の両方に依存す
る。
り広い範囲にわたって実質的に一定となって安定化効果
が向上されるだけでなく、最適かつ広範な温度補償が保
証されさらに降伏すなわち、各順方向電圧を実際上各動
作温度とは無関係にすることができる。特に任意適切な
個数のダイオードを直列に配置することができかつ第１
の抵抗の温度係数が適切に選定されるため、各降伏電圧
を広い限界内で変化させることができる。各降伏電圧は
ダイオードの個数およびこの温度係数の両方に依存す
る。
【００１１】好ましくは、第２の抵抗がトランジスタ出
力段のベース−エミッタ経路に並列に配置される。この
点について、この抵抗の電圧降下の温度係数は各トラン
ジスタのベース−エミッタ電圧の温度係数と等しくなる
ように選定される。
力段のベース−エミッタ経路に並列に配置される。この
点について、この抵抗の電圧降下の温度係数は各トラン
ジスタのベース−エミッタ電圧の温度係数と等しくなる
ように選定される。
【００１２】ダイオードはそれぞれコレクタ−ベース経
路を短絡させたトランジスタの形状とすることができ
る。
路を短絡させたトランジスタの形状とすることができ
る。
【００１３】少くとも温度補償直列回路に付随するトラ
ンジスタは好ましくは複数個の異種の抵抗により構成さ
れ、異なる抵抗を一緒に接続することにより最大および
最小値の範囲内で任意所望の温度係数を提供できるよう
にされる。
ンジスタは好ましくは複数個の異種の抵抗により構成さ
れ、異なる抵抗を一緒に接続することにより最大および
最小値の範囲内で任意所望の温度係数を提供できるよう
にされる。
【００１４】
【実施例】図５に示す本発明による電圧安定化回路の実
施例は１個以上のダイオードＱ1〜ＱN および図１に従
った第１抵抗Ｒ１からなる少くとも一つの直列回路ＳＫ
を含む温度補償直列回路を具備している。各ダイオード
Ｑ1 〜ＱN はコレクタ−ベース経路が短絡されたバイポ
ーラトランジスタにより構成される。しかしながら、基
本的には通常のダイオードを使用することができる。
施例は１個以上のダイオードＱ1〜ＱN および図１に従
った第１抵抗Ｒ１からなる少くとも一つの直列回路ＳＫ
を含む温度補償直列回路を具備している。各ダイオード
Ｑ1 〜ＱN はコレクタ−ベース経路が短絡されたバイポ
ーラトランジスタにより構成される。しかしながら、基
本的には通常のダイオードを使用することができる。
【００１５】図１において、タンデム配置された３個の
ダイオードＱ1 〜ＱN が直列接続された抵抗Ｒ１と共に
使用される。しかしながら、この直列回路ＳＫは任意所
望数のダイオードおよび複数個の抵抗により構成するこ
とができる。
ダイオードＱ1 〜ＱN が直列接続された抵抗Ｒ１と共に
使用される。しかしながら、この直列回路ＳＫは任意所
望数のダイオードおよび複数個の抵抗により構成するこ
とができる。
【００１６】順方向に接続されたダイオードＱ1 〜ＱN
の順方向電圧ＵD の温度係数ＴＣDはそれぞれ負であり
およそ−２ｍＶ／Ｋに等しい。これに対して、結果とし
て生じるダイオード温度係数ＴＣN を補償する抵抗Ｒ１
の温度係数ＴＣR1は正である。
の順方向電圧ＵD の温度係数ＴＣDはそれぞれ負であり
およそ−２ｍＶ／Ｋに等しい。これに対して、結果とし
て生じるダイオード温度係数ＴＣN を補償する抵抗Ｒ１
の温度係数ＴＣR1は正である。
【００１７】結果として生じるダイオード温度係数ＴＣ
N は次の関係から引き出すことができる。
N は次の関係から引き出すことができる。
【００１８】
【数１】 ＴＣN −Ｎ・ＴＣD [1] ここに、 Ｎ＝直列接続されたダイオードＱ1 〜ＱN の個数 ＴＣD ＝各ダイオードの順方向電圧ＵD の温度係数（≒
−２ｍＶ／Ｋ） ＴＣN ＝結果として生じるダイオード温度係数
−２ｍＶ／Ｋ） ＴＣN ＝結果として生じるダイオード温度係数
【００１９】抵抗Ｒ１によりこの結果として生じるダイ
オード温度係数の温度補償を行うには、次の条件に従わ
なければならない。
オード温度係数の温度補償を行うには、次の条件に従わ
なければならない。
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】 ここに、 Ｔ＝温度
【外１】 ＴＣR1＝抵抗Ｒ１の温度係数 Ｉopt ＝温度補償直列回路ＳＫの最適動作電流
【００２２】関係［２ａ］から例えば抵抗Ｒ１の所与の
温度係数ＴＣR1について所望の温度補償が行われるのは
直列回路ＳＫのある最適動作電流Ｉopt に対してだけで
あることが判る。これは３つの異なる温度（−４０℃、
２５℃および８５℃）に対してそれぞれ電流／電圧特性
（ＩLIM およびＵLIM ）を描いた図２のグラフを見れば
はっきり判る。
温度係数ＴＣR1について所望の温度補償が行われるのは
直列回路ＳＫのある最適動作電流Ｉopt に対してだけで
あることが判る。これは３つの異なる温度（−４０℃、
２５℃および８５℃）に対してそれぞれ電流／電圧特性
（ＩLIM およびＵLIM ）を描いた図２のグラフを見れば
はっきり判る。
【００２３】直列回路ＳＫの最適動作電流Ｉopt に対応
する、直列回路ＳＫ両端間の最適動作電圧は次のように
なる。
する、直列回路ＳＫ両端間の最適動作電圧は次のように
なる。
【００２４】
【数４】
【００２５】
【数５】 ここに、 Ｕopt ＝直列回路ＳＫ両端間の最適動作電圧
【外２】
【外３】
【００２６】図５の電圧安定化回路の例と同じである図
１の直列回路の例では、 Ｎ＝３
１の直列回路の例では、 Ｎ＝３
【外４】 ＴＣR1＝６０００ppm ／Ｋ であり、したがって直列回路ＳＫの理論的な最適動作値
は次のようになる。 Ｉopt ＝１０μＡ （［２Ａ］参照） Ｕopt ＝３．１Ｖ （［２Ａ］参照）
は次のようになる。 Ｉopt ＝１０μＡ （［２Ａ］参照） Ｕopt ＝３．１Ｖ （［２Ａ］参照）
【００２７】このような直列回路ＳＫに対する図２の特
性に基づいて、所与の動作点Ｉopt、Ｕopt について温
度補償は行われるが特に８５℃の高温では屈折部の曲線
の急峻度は中程度にすぎないことが判る。さらに、−４
０℃におけるＩLIM ／ＵLIM特性は８５℃におけるもの
よりも急峻となる。したがって、直列回路ＳＫにおいて
直接得られる電圧を安定化出力電圧ＵLIM として使用す
る場合には、温度補償が行われることになるが、これは
やはり温度に依存する比較的大きいダイナミック出力抵
抗の犠牲によって行われる。
性に基づいて、所与の動作点Ｉopt、Ｕopt について温
度補償は行われるが特に８５℃の高温では屈折部の曲線
の急峻度は中程度にすぎないことが判る。さらに、−４
０℃におけるＩLIM ／ＵLIM特性は８５℃におけるもの
よりも急峻となる。したがって、直列回路ＳＫにおいて
直接得られる電圧を安定化出力電圧ＵLIM として使用す
る場合には、温度補償が行われることになるが、これは
やはり温度に依存する比較的大きいダイナミック出力抵
抗の犠牲によって行われる。
【００２８】図３に示す回路では、図１に従った直列回
路ＳＫがコレクタおよびエミッタ間に安定化出力電圧Ｕ
LIM を供給するトランジスタＴのコレクタ−ベース経路
に並列に接続されている。
路ＳＫがコレクタおよびエミッタ間に安定化出力電圧Ｕ
LIM を供給するトランジスタＴのコレクタ−ベース経路
に並列に接続されている。
【００２９】図４に示すように、この回路のＩLIM ／Ｕ
LIM 特性はこの方策により屈折部の弯曲を急峻にして実
質的に一定のダイナミック出力抵抗とすることができる
が、補償抵抗Ｒ１を流れるのは降伏すなわち各順方向電
流の一部にすぎないため、回路の所望の温度補償はもは
や保証できないようなものとなる。さらに、降伏電圧は
常に温度と共に変化する。
LIM 特性はこの方策により屈折部の弯曲を急峻にして実
質的に一定のダイナミック出力抵抗とすることができる
が、補償抵抗Ｒ１を流れるのは降伏すなわち各順方向電
流の一部にすぎないため、回路の所望の温度補償はもは
や保証できないようなものとなる。さらに、降伏電圧は
常に温度と共に変化する。
【００３０】図５に本発明による安定化回路の実施例を
示し、ここでも安定化出力電圧ＵLI M は図１の温度補償
回路ＳＫの電圧降下ＵSKに依存して発生される。
示し、ここでも安定化出力電圧ＵLI M は図１の温度補償
回路ＳＫの電圧降下ＵSKに依存して発生される。
【００３１】直列回路ＳＫは少くとも１個の順方向に接
続されたダイオードＱ1 〜ＱN および結果として生じる
ダイオード温度係数ＴＣN を補償するように機能する第
１の抵抗Ｒ１を具備している。次に図１に示す同じ直列
回路ＳＫについて説明したのと同様に直列回路ＳＫの温
度補償さらには個別部品の値が選定される。特に、ダイ
オードＱ1 〜ＱN の個数Ｎはそれぞれ所望の順方向電圧
に基づいて選定することができる。基本的には複数個の
ダイオードの替りに１個のダイオードとすることができ
る。
続されたダイオードＱ1 〜ＱN および結果として生じる
ダイオード温度係数ＴＣN を補償するように機能する第
１の抵抗Ｒ１を具備している。次に図１に示す同じ直列
回路ＳＫについて説明したのと同様に直列回路ＳＫの温
度補償さらには個別部品の値が選定される。特に、ダイ
オードＱ1 〜ＱN の個数Ｎはそれぞれ所望の順方向電圧
に基づいて選定することができる。基本的には複数個の
ダイオードの替りに１個のダイオードとすることができ
る。
【００３２】温度補償回路ＳＫの出力端子はトランジス
タＴを有するトランジスタ出力段に接続され、トランジ
スタＴの入力側にはベース−エミッタ経路ＢＥが構成さ
れその温度係数ＴＣBEが第２の抵抗Ｒ２により補償され
る。この第２の抵抗Ｒ２はトランジスタＴのベース−エ
ミッタ経路ＢＥに並列に接続されている。一方、温度補
償直列回路ＳＫはトランジスタのコレクタ−ベース経路
Ｃ−Ｂに並列接続されている。したがって、温度補償直
列回路ＳＫとトランジスタＴのベース−エミッタ電圧Ｕ
BEの温度係数ＴＣBEを補償するように機能する抵抗Ｒ２
により分圧器ＳＫおよびＲ２が構成され、直列回路ＳＫ
と第２の抵抗Ｒ２との間の中央タップＭは後続トランジ
スタＴのベースに接続されている。安定化電圧ＵLIM は
トランジスタＴのコレクタおよびエミッタＥ間に存在す
る。
タＴを有するトランジスタ出力段に接続され、トランジ
スタＴの入力側にはベース−エミッタ経路ＢＥが構成さ
れその温度係数ＴＣBEが第２の抵抗Ｒ２により補償され
る。この第２の抵抗Ｒ２はトランジスタＴのベース−エ
ミッタ経路ＢＥに並列に接続されている。一方、温度補
償直列回路ＳＫはトランジスタのコレクタ−ベース経路
Ｃ−Ｂに並列接続されている。したがって、温度補償直
列回路ＳＫとトランジスタＴのベース−エミッタ電圧Ｕ
BEの温度係数ＴＣBEを補償するように機能する抵抗Ｒ２
により分圧器ＳＫおよびＲ２が構成され、直列回路ＳＫ
と第２の抵抗Ｒ２との間の中央タップＭは後続トランジ
スタＴのベースに接続されている。安定化電圧ＵLIM は
トランジスタＴのコレクタおよびエミッタＥ間に存在す
る。
【００３３】図５の実施例でも直列回路ＳＫには３個の
ダイオードＱ1 〜ＱN が含まれ、それぞれコレクタ−エ
ミッタ経路が短絡されたバイポーラトランジスタにより
構成されている。好ましくは後続トランジスタＴはバイ
ポーラトランジスタである。
ダイオードＱ1 〜ＱN が含まれ、それぞれコレクタ−エ
ミッタ経路が短絡されたバイポーラトランジスタにより
構成されている。好ましくは後続トランジスタＴはバイ
ポーラトランジスタである。
【００３４】少くとも第１の抵抗Ｒ１は好ましくは異種
の複数個の抵抗部品Ｒ１’；Ｒ１”により構成すること
ができる。したがって例えばＬＢＣ２工程（Ｌin−Ｂi
ＣＭＯＳ２）を使用して異種の抵抗（ポリ、ベース、Ｎ
ウエル）を製造することができ、２個以上の異種の抵抗
を直列接続することにより最大値と最小値の範囲内で任
意所望の温度係数を作り出すことができる。
の複数個の抵抗部品Ｒ１’；Ｒ１”により構成すること
ができる。したがって例えばＬＢＣ２工程（Ｌin−Ｂi
ＣＭＯＳ２）を使用して異種の抵抗（ポリ、ベース、Ｎ
ウエル）を製造することができ、２個以上の異種の抵抗
を直列接続することにより最大値と最小値の範囲内で任
意所望の温度係数を作り出すことができる。
【００３５】導通トランジスタＴのベース−エミッタ電
圧ＵBEの温度係数ＴＣBEは負でありここではおよそ−２
ｍＶ／Ｋとなる。第２の抵抗Ｒ２を流れる所定の電流Ｉ
R2において、抵抗Ｒ２両端間の電圧降下ＵR2はトランジ
スタＴのベース−エミッタ電圧ＵBEと同じ温度係数を有
している。したがって、トランジスタＴのベース−エミ
ッタ電圧の温度変化による変動が補償される。
圧ＵBEの温度係数ＴＣBEは負でありここではおよそ−２
ｍＶ／Ｋとなる。第２の抵抗Ｒ２を流れる所定の電流Ｉ
R2において、抵抗Ｒ２両端間の電圧降下ＵR2はトランジ
スタＴのベース−エミッタ電圧ＵBEと同じ温度係数を有
している。したがって、トランジスタＴのベース−エミ
ッタ電圧の温度変化による変動が補償される。
【００３６】出力トランジスタＴのベース電流は無視で
きるため、第２の抵抗Ｒ２を流れる電流ＩR2は実際上温
度補償直列回路ＳＫを流れる電流Ｉopt と等しくするこ
とができる（［２Ａ］参照）。
きるため、第２の抵抗Ｒ２を流れる電流ＩR2は実際上温
度補償直列回路ＳＫを流れる電流Ｉopt と等しくするこ
とができる（［２Ａ］参照）。
【００３７】直列回路ＳＫの温度補償だけでなく同時に
導通トランジスタＴのベース−エミッタ電圧ＵBEの温度
係数ＴＣBEの補償も保証するためには、次の条件に従わ
なければならない。
導通トランジスタＴのベース−エミッタ電圧ＵBEの温度
係数ＴＣBEの補償も保証するためには、次の条件に従わ
なければならない。
【００３８】
【数６】
【００３９】
【数７】 ここに、
【外５】 ＴＣR2＝第２の抵抗Ｒ２の温度係数 ＩR2＝第２の抵抗Ｒ２を流れる電流
【００４０】素子Ｒ１およびＱ1 〜ＱN を含む直列回路
ＳＫは前記したように温度補償しなければならず
（［２］および［２Ａ］式参照）かつトランジスタＴの
ベース電流は実際上無視できるため、次の関係が適用さ
れる。
ＳＫは前記したように温度補償しなければならず
（［２］および［２Ａ］式参照）かつトランジスタＴの
ベース電流は実際上無視できるため、次の関係が適用さ
れる。
【００４１】
【数８】 ＩR2＝Ｉopt [5] ここに、Ｉopt ＝直列回路の温度補償に関して最適であ
る直流回路ＳＫを流れる電流
る直流回路ＳＫを流れる電流
【００４２】［４Ａ］式に［５］式を代入すれば次の結
果が得られる。
果が得られる。
【００４３】
【数９】
【００４４】２５℃の温度では後続トランジスタＴのベ
ース−エミッタ電圧は次のようになる。
ース−エミッタ電圧は次のようになる。
【００４５】
【数１０】
【００４６】第２の抵抗Ｒ２はトランジスタＴのベース
−エミッタダイオードに並列接続されるため、これらの
素子の電圧降下は同じ大きさでなければならず、したが
って次式が成り立つ。
−エミッタダイオードに並列接続されるため、これらの
素子の電圧降下は同じ大きさでなければならず、したが
って次式が成り立つ。
【００４７】
【数１１】
【００４８】
【数１２】
【００４９】［８］式を［６］式に代入すれば、次の結
果が得られる。
果が得られる。
【００５０】
【数１３】
【００５１】したがって、第２の抵抗Ｒ２の値は次式で
与えられる。
与えられる。
【００５２】
【数１４】
【００５３】［１０］式および［６］式の関係から抵抗
Ｒ２の温度係数ＴＣR2について次の値を計算することが
できる。
Ｒ２の温度係数ＴＣR2について次の値を計算することが
できる。
【数１５】ＴＣR2＝−２８５０ppm ／Ｋ
【００５４】抵抗Ｒ２のこのような温度係数により図５
に示す本発明に従った電圧安定化回路は後続トランジス
タの出力段についても温度補償される。
に示す本発明に従った電圧安定化回路は後続トランジス
タの出力段についても温度補償される。
【００５５】第２の抵抗Ｒ２の値は次式により計算する
ことができる。
ことができる。
【００５６】
【数１６】
【００５７】図５の本発明による電圧安定回路の場合、
トランジスタＴのコレクタおよびエミッタ間に存在する
安定化出力電圧ＵLIM は直列回路ＳＫの電圧降下ＵSKと
トランジスタＴのベース−エミッタ電圧ＵBEにより構成
される。したがって、図１の回路と較べた場合さらにベ
ース−エミッタ電圧ＵBEを考慮しなければならなず、そ
れは例えば各ダイオードＱ1 〜ＱN の順方向電圧ＵD と
同じ０．７Ｖに設定することができる。したがって、図
５の本発明による電圧安定化回路ではトランジスタＴの
コレクタとエミッタ間の安定化電圧ＵLIM に対して直列
回路ＳＫの最良温度補償を考慮した次のような最適値が
ある。
トランジスタＴのコレクタおよびエミッタ間に存在する
安定化出力電圧ＵLIM は直列回路ＳＫの電圧降下ＵSKと
トランジスタＴのベース−エミッタ電圧ＵBEにより構成
される。したがって、図１の回路と較べた場合さらにベ
ース−エミッタ電圧ＵBEを考慮しなければならなず、そ
れは例えば各ダイオードＱ1 〜ＱN の順方向電圧ＵD と
同じ０．７Ｖに設定することができる。したがって、図
５の本発明による電圧安定化回路ではトランジスタＴの
コレクタとエミッタ間の安定化電圧ＵLIM に対して直列
回路ＳＫの最良温度補償を考慮した次のような最適値が
ある。
【００５８】
【数１７】
【００５９】したがって、直列回路ＳＫに含まれるダイ
オードＱ1 〜ＱN の個数および温度係数ＴＣR1を適切に
変えることにより、降伏電圧Ｕopt を任意所望の値に設
定することができる。
オードＱ1 〜ＱN の個数および温度係数ＴＣR1を適切に
変えることにより、降伏電圧Ｕopt を任意所望の値に設
定することができる。
【００６０】３個のダイオードＱ1 〜ＱN （Ｎ＝３）を
有しかつトランジスタＴの付加ベース−エミッタ経路を
有する図５に示す回路をシミュレーション構成でテスト
した。直列回路ＳＫの素子は図１について述べたのとち
ょうど同じ値であった。第２の抵抗Ｒ２の値は７０ＫΩ
であった。この抵抗の温度係数ＴＣR2は−２８００ppm
／Ｋに設定された。
有しかつトランジスタＴの付加ベース−エミッタ経路を
有する図５に示す回路をシミュレーション構成でテスト
した。直列回路ＳＫの素子は図１について述べたのとち
ょうど同じ値であった。第２の抵抗Ｒ２の値は７０ＫΩ
であった。この抵抗の温度係数ＴＣR2は−２８００ppm
／Ｋに設定された。
【００６１】−４０℃、２５℃および８５℃の温度に対
して図６に示す特性から判るように、屈折部の弯曲は全
て急峻となっている。いずれの場合についても比較的急
峻な勾配の特性が得られ、これは安定化効果を向上させ
る小さな出力抵抗差γ2 と同じであり、その２５℃にお
ける値はおよそ１．４ＫΩであった。さらに、この出力
抵抗差γ2 は実際上一定に維持される。最後に最適動作
点ＯＡの場合には所望する温度補償が行われる。したが
って降伏すなわち各順方向電圧はさまざまな温度におい
て常に同じままとされる。
して図６に示す特性から判るように、屈折部の弯曲は全
て急峻となっている。いずれの場合についても比較的急
峻な勾配の特性が得られ、これは安定化効果を向上させ
る小さな出力抵抗差γ2 と同じであり、その２５℃にお
ける値はおよそ１．４ＫΩであった。さらに、この出力
抵抗差γ2 は実際上一定に維持される。最後に最適動作
点ＯＡの場合には所望する温度補償が行われる。したが
って降伏すなわち各順方向電圧はさまざまな温度におい
て常に同じままとされる。
【００６２】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） 温度補償直列回路ＳＫ両端間の電圧降下ＵSKに
依存して安定化出力電圧ＵLIM が発生される電圧安定化
回路において、該回路は少くとも１個の順方向に接続さ
れたダイオードＱ1 〜ＱN と結果として生じるダイオー
ド温度係数ＴＣNを補償するように機能する第１の抵抗
Ｒ１とを具備し、トランジスタ出力段が温度補償直列回
路ＳＫの出力に接続されていて入力にはベース−エミッ
タ経路Ｂ−Ｅが構成され、その温度係数ＴＣBEが第２の
抵抗Ｒ２により補償されることを特徴とする電圧安定化
回路。
る。 （１） 温度補償直列回路ＳＫ両端間の電圧降下ＵSKに
依存して安定化出力電圧ＵLIM が発生される電圧安定化
回路において、該回路は少くとも１個の順方向に接続さ
れたダイオードＱ1 〜ＱN と結果として生じるダイオー
ド温度係数ＴＣNを補償するように機能する第１の抵抗
Ｒ１とを具備し、トランジスタ出力段が温度補償直列回
路ＳＫの出力に接続されていて入力にはベース−エミッ
タ経路Ｂ−Ｅが構成され、その温度係数ＴＣBEが第２の
抵抗Ｒ２により補償されることを特徴とする電圧安定化
回路。
【００６３】（２） 第１項記載の電圧安定回路におい
て、第２の抵抗Ｒ２がトランジスタ出力段Ｔのベース−
エミッタ経路Ｂ−Ｅに並列接続されていることを特徴と
する電圧安定化回路。 （３） 第１項もしくは第２項記載の電圧安定化回路に
おいて、温度補償直列回路ＳＫがトランジスタ出力段Ｔ
のコレクタ−ベース経路Ｃ−Ｂに並列接続されているこ
とを特徴とする電圧安定化回路。
て、第２の抵抗Ｒ２がトランジスタ出力段Ｔのベース−
エミッタ経路Ｂ−Ｅに並列接続されていることを特徴と
する電圧安定化回路。 （３） 第１項もしくは第２項記載の電圧安定化回路に
おいて、温度補償直列回路ＳＫがトランジスタ出力段Ｔ
のコレクタ−ベース経路Ｃ−Ｂに並列接続されているこ
とを特徴とする電圧安定化回路。
【００６４】（４） 前記いずれか一項記載の電圧安定
化回路において、温度補償直列回路ＳＫは第２の抵抗Ｒ
２と直列に分圧器Ｑ1 〜ＱN ，Ｒ１を形成するように接
続されており、分圧器タップから取り外された電圧がト
ランジスタ出力段Ｔの供給されることを特徴とする電圧
安定化回路。 （５） 前記いずれか一項記載の電圧安定化回路におい
て、トランジスタ出力段はコレクタＣおよびエミッタＥ
間に安定化出力電圧ＵLIM を供給するトランジスタＴに
より構成されることを特徴とする電圧安定化回路。
化回路において、温度補償直列回路ＳＫは第２の抵抗Ｒ
２と直列に分圧器Ｑ1 〜ＱN ，Ｒ１を形成するように接
続されており、分圧器タップから取り外された電圧がト
ランジスタ出力段Ｔの供給されることを特徴とする電圧
安定化回路。 （５） 前記いずれか一項記載の電圧安定化回路におい
て、トランジスタ出力段はコレクタＣおよびエミッタＥ
間に安定化出力電圧ＵLIM を供給するトランジスタＴに
より構成されることを特徴とする電圧安定化回路。
【００６５】（６） 前記いずれか一項記載の電圧安定
化回路において、各ダイオードはコレクタ−ベース経路
が短絡されたトランジスタＱ1 〜ＱN により構成される
ことを特徴とする電圧安定化回路。 （７） 前記いずれか一項記載の電圧安定化回路におい
て、少くとも第１の抵抗Ｒ１が好ましくは異種の複数個
の抵抗部品Ｒ１’，Ｒ１”により構成されることを特徴
とする電圧安定化回路。 （８）電圧安定化回路において、少くとも１個の順方向
に接続されたダイオードＱ1 〜ＱN および結果として生
じるダイオード温度係数ＴＣN を補償するように機能す
る第１の抵抗Ｒ１を含む温度補償直列回路ＳＫの両端間
電圧降下ＵSKに依存して安定化出力電圧ＵLIM が発生さ
れる。直列回路ＳＫの出力はベース−エミッタ経路Ｂ−
Ｅを有するトランジスタＴに接続され、その温度係数Ｙ
ＣBEは第２の抵抗Ｒ２により補償される。
化回路において、各ダイオードはコレクタ−ベース経路
が短絡されたトランジスタＱ1 〜ＱN により構成される
ことを特徴とする電圧安定化回路。 （７） 前記いずれか一項記載の電圧安定化回路におい
て、少くとも第１の抵抗Ｒ１が好ましくは異種の複数個
の抵抗部品Ｒ１’，Ｒ１”により構成されることを特徴
とする電圧安定化回路。 （８）電圧安定化回路において、少くとも１個の順方向
に接続されたダイオードＱ1 〜ＱN および結果として生
じるダイオード温度係数ＴＣN を補償するように機能す
る第１の抵抗Ｒ１を含む温度補償直列回路ＳＫの両端間
電圧降下ＵSKに依存して安定化出力電圧ＵLIM が発生さ
れる。直列回路ＳＫの出力はベース−エミッタ経路Ｂ−
Ｅを有するトランジスタＴに接続され、その温度係数Ｙ
ＣBEは第２の抵抗Ｒ２により補償される。
【図１】図５に示す本発明による電圧安定化回路の一部
としてダイオードを具備する温度補償直列回路を示す
図。
としてダイオードを具備する温度補償直列回路を示す
図。
【図２】図１に示す温度補償直列回路においてさまざま
な温度に対する電流／電圧特性を示す図。
な温度に対する電流／電圧特性を示す図。
【図３】温度補償されない出力トランジスタを有する図
１の直列回路を示す図。
１の直列回路を示す図。
【図４】図３に示す回路に対するさまざまな温度におけ
る電流／電圧特性を示す図。
る電流／電圧特性を示す図。
【図５】図１に従って直列回路および温度補償出力トラ
ンジスタを具備する電圧安定化回路の実施例を示す図。
ンジスタを具備する電圧安定化回路の実施例を示す図。
【図６】図５に示す本発明による電圧安定化回路のさま
ざまな温度に対する電流／電圧特性を示す図。
ざまな温度に対する電流／電圧特性を示す図。
【符号の説明】 Ｑ1 ダイオード Ｑ2 ダイオード ＱN ダイオード Ｔ トランジスタ Ｒ１ 第１の抵抗 Ｒ２ 第２の抵抗 Ｒ１’ 抵抗部品 Ｒ１” 抵抗部品 ＳＫ 温度補償直列回路
Claims (1)
- 【請求項１】 温度補償直列回路（ＳＫ）両端間の電圧
降下（ＵSK）に依存して安定化出力電圧（ＵLIM ）を発
生する電圧安定化回路において、温度補償直列回路は少
くとも１個の順方向に接続されたダイオード（Ｑ1 〜Ｑ
N ）と結果として生じるダイオード温度係数（ＴＣN ）
を補償とするように機能する第１の抵抗（Ｒ１）とを具
備し、かつトランジスタ出力段が前記温度補償直列回路
（ＳＫ）の出力に接続されていて入力にはベース−エミ
ッタ経路（Ｂ−Ｅ）が構成され、その温度係数（Ｔ
ＣBE）が第２の抵抗（Ｒ２）により補償されることを特
徴とする電圧安定化回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE42293294 | 1992-09-02 | ||
| DE19924229329 DE4229329C1 (de) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Spannungsstabilisierungsschaltung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06282340A true JPH06282340A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=6467078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21888193A Pending JPH06282340A (ja) | 1992-09-02 | 1993-09-02 | 電圧安定化回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0585918A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06282340A (ja) |
| DE (1) | DE4229329C1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263667A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 応力測定装置 |
| JP2009230232A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路装置 |
| JP2013187716A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | 電圧制御発振器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433828B2 (ja) * | 1973-09-27 | 1979-10-23 | ||
| US3956661A (en) * | 1973-11-20 | 1976-05-11 | Tokyo Sanyo Electric Co., Ltd. | D.C. power source with temperature compensation |
| JPS5482647A (en) * | 1977-12-14 | 1979-07-02 | Sony Corp | Transistor circuit |
-
1992
- 1992-09-02 DE DE19924229329 patent/DE4229329C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-02 EP EP93114044A patent/EP0585918A1/en not_active Withdrawn
- 1993-09-02 JP JP21888193A patent/JPH06282340A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263667A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 応力測定装置 |
| JP4578427B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2010-11-10 | 株式会社豊田中央研究所 | 応力温度測定装置 |
| JP2009230232A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路装置 |
| JP2013187716A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | 電圧制御発振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4229329C1 (de) | 1994-03-24 |
| EP0585918A1 (en) | 1994-03-09 |
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