NL8401706A

NL8401706A - Stroomspiegelschakeling.

Info

Publication number: NL8401706A
Application number: NL8401706A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1984-05-28
Publication date: 1984-12-17
Also published as: GB8413498D0; JPH069326B2; US4567444A; DE3419664C2; FR2546687B1; FR2546687A1; GB2146501B; CA1220519A; DE3419664A1; GB2146501A; NL193093C; NL193093B; JPS59218015A

Description

V -Ti C/Ca/ar/1630 Stroomspiegelschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een stroomspiegelschakeling, en meer in het bijzonder op een stroomspiegelschakeling van het type, welke bij een lage spanning kan werken en een hoge nauwkeurigheid vertoont.

5 In het algemeen wordt een stroomspiegel schakeling toegepast als onderdeel van een op stroomregeling gerichte schakeling, bijvoorbeeld in samenhang met een bron van constante stroom of als zodanig werkende schakelingstrap; de toepassing geschiedt meestal voor insteldoeleinden of als 10 actieve belasting, dat wil zeggen voor simulaties van een weerstand van hoge weerstandswaarde bij een versterkertrap met hoge versterkingsfactor van een geïntegreerde schakeling. Een typische halfgeleiderstroomspiegelschakeling van het pnp-type bevat voorbeeld een tweetal transistoren, welke aan hun 15 bases met elkaar zijn doorverbonden en met de collector van één van beide zijn verbonden, zodat deze als diode geschakeld is. De collector-emitterstroomkring van deze als diode geschakelde transistor is daarbij geaard via een bron van constante stroom, zodat de diode een stroom van vaste waarde, de zoge-20 naamde ingangsstroom,voert. De emitters van de beide transistoren van het pnp-type zijn beide met een bron van instel-spanning verbonden, terwijl de uitgangsstroom aan de collec-torstroomkring van de niet als diode geschakelde transistor wordt afgenomen. Een dergelijk type bron van constante stroom 25 heeft een zodanige werking, dat de genoemde ingangsstroom een daaraan gelijke uitgangsstroom veroorzaakt, welke stabiel is binnen een ruim temperatuurgebied en verschillende instel-omstandigheden.

Bij een bepaalde stroomspiegelschakeling 30 van bekend type is de basisstroom tussen de beide transistoren weliswaar aanzienlijk kleiner dan de beide hoofdstromen, dat wil zeggen de ingangsstroom en de uitgangsstroom van de schakeling, doch de basisstroom kan desalniettemin worden verwaarloosd, zodat de beide transistoren van de stroomspie-35 gelschakeling een eindige stroomversterkingsfactor hebben.

Deze stroomversterkingsfactor van de transistoren van de stroomspiegelschakeling oefent een reële invloed op de ver- 8401706 -2- 1 t ί houding tussen de uitgangsstroom en de ingangsstroom uit, welke niet kan worden verwaarloosd. Meer in het bijzonder levert de stroomversterkingsfactor problemen wanneer een grote verhouding tussen de uitgangsstroom en de ingangsstroom 5 moet worden verkregen. Voorts gaat zelfs een geringe stroomversterkingsfactor ten koste van de nauwkeurigheid, dat wil zeggen de mate, waarin de gewenste verhouding van de uitgangsstroom tot de ingangsstroom met nauwkeurigheid kan worden verkregen.

10 Volgens een eerste benadering om dit ge brek aan nauwkeurigheid bij een stroomspiegelschakelihg weg te nemen wordt met de gemeenschappelijke basisstroomkring van de beide transistoren van de stroomspiegelschakeling een verdere transistor gekoppeld, welke inwendige terugkoppeling 15 veroorzaakt. Daarbij wordtde gemeenschappelijke basistroom-kring via de collector-emitterstroomkring van de verdere transistor geaard, terwijl de basis-collectorstroomkring van de als diode geschakelde transistor tussen de basis en de emitter van de verdere transistor is opgenomen. Een nadeel 20 van een dergelijke stroomspiegelschakeling van verbeterd type is echter, dat de bedrijfsspanning voor de schakeling tweemaal de basis-emitterspanning van de transistoren van de schakeling dient te bedragen, zodat een dergelijke stroomspiegelschakeling van verbeterd type niet kan werken bij de 25 betrekkelijk geringe voedingsspanning, die bij voorkeur in geïntegreerde halfgeleiderschakelingen van modern type worden toegepast.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, een stroomspiegelschakeling te verschaffen, welke vrij 30 is van de hiervoor genoemde nadelen.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een stroomspiegelschakeling te verschaffen, waarmede nauwkeurig een willekeurig gekozen verhouding tussen de uitgangsstroom en de ingangsstroom kan worden verkregen.

35 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een stroomspiegelschakeling, welke binnen een ruim gebied van voedingsspanningen kan werken.

84 0 1 7 0 6

II

-3-

Nog een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een stroomspiegelschakeling, welke bij een ten opzichte van die bij bekende stroomspiegelschakelingen lage voedingsspanning kan werken.

5 Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding wordt uitgegaan van een stroomspiegelschakeling van algemeen bekende configuratie met twee transistoren, waarvan de bases met elkaar zijn doorverbonden en de emitters met een bron van instelspanning zijn verbonden. De collector-10 stroomkring van de eerste transistor van beide is geaard via een bron van constante stroom, terwijl de collectorstroom-kring van de tweede transistor met een belasting of stroom-verbruikende inrichting is gekoppeld; voorts is aan de beide transistoren van de stroomspiegelschakeling een verschilver-15 sterker toegevoegd, waarvan de ene ingangsaansluiting is verbonden met de collector van de transistor, welke met de stroombron is gekoppeld, en waarvan de andere ingangsaansluiting is verbonden met een tweede bron van instelspanning, welke niet dezelfde is als de met de beide emitters van de verschil-20 versterker gekoppelde instelspanningsbron. Dit geeft de schakeling het karakter van een niet-omkeer-stroomversterker, waarvan de verhouding tussen de uitgangsstroom en de ingangs-stroom met nauwkeurigheid kan worden geregeld.

Volgens een ander aspect van de uitvin-25 ding is de met de collector en de basis van het paar transistoren van de stroomspiegelschakeling verbonden verschilver-sterker met de eerste bron van instelspanning gekoppeld via een resistief element, waardoor het mogelijk is om de stroomspiegelschakeling bij een bedrijfsspanning te laten werken, 30 welke aanzienlijk lager ligt dan bij gebruikelijke stroomspiegelschakelingen.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvin-35 ding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen: fig. 1 een schema van een stroomspiegelschakeling van bekend type, 8401706 -4- fig. 2 een schema van een stroomspiegel-schakeling van ander bekend type, waarbij de bedrijfsspanning ten minste tweemaal de basis-emitterspanning van de toegepaste transistoren bedraagt, 5 fig. 3 een schema van een stroomspiegel- schakeling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de verhouding van de uitgangsstroom tot de ingangs-stroom met nauwkeurigheid kan worden gekozen, fig. 4 een schema van een stroomspiegel-10 schakeling volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de bedrijfsspanning laag ten opzichte van die bij bekende stroomspiegelschakelingen ligt, fig. 5 een schema van een stroomspiegel-schakeling volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvin-15 ding en fig. 6 een schema van een stroomspiegel-schakeling volgens een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij het optreden van oscillatieverschijnselen is uitgesloten.

20 Een stroomspiegelschakeling van bekend type heeft in het algemeen de gedaante volgens fig. 1, waarbij twee transistoren aan hun basis zijn doorverbonden en aan hun emitters aan een bron van instelspanning zijn aangesloten. Eén van beide transistoren is als diode geschakeld, 25 waartoe de collector met de basis is doorverbonden, terwijl de collector van de desbetreffende transistor via een bron van constante stroom is geaard, respectievelijk met een punt van referentiepotentiaal is gekoppeld; in de collectorstroomkring van de andere transistor is een belasting opgenomen.

30 Meer in het bijzonder toont fig. 1 een ingangsstroombron QQ, welke tussen de collector van de transistor en aarde of een punt van andere referentiepotentiaal is opgenomen. Deze ingangsstroombron vormt een gebruikelijke bron van constante stroom, welke een ingangsstroom Iq bepaalt. De uitgangstran-35 sistor Q2 van de stroomspiegelschakeling volgens fig. 1 is aan zijn basis met die van de ingangstransistor en met de collector daarvan doorverbonden en aan zijn emitter gemeen- 8401706 -5- schappelijk met de emitter van de transistor met een geschikte bron van instelspanning +V verbonden. De collector- O 0 stroomkring van de uitgangstransistor Qbevat een stroomver-bruikende inrichting 10, welke uit een willekeurige stroom-5 ontvangende inrichting kan bestaan, zoals een gedeelte van een geïntegreerde halfgeleiderschakeling, welke een specifieke instelstroom nodig heeft. Als gevolg van de doorverbinding van de basis van de ingangstransistor met de collector daarvan is de transistor als diode geschakeld. De aldus 10 uitgevoerde stroomspiegelschakèling werkt zodanig, dat wanneer de door de ingangsstroombron QQ geleverde ingangs- of referen-tiestroom Iq vloeit, de uitgangsstroom I2 door de collector-stroomkring van de uitgangstransistor Q2 vloeit, waarbij in deze stroomkring de stroomverbruikende inrichting 10 is op-15 genomen. De ingangsstroom Iq komt derhalve gespiegeld als uitgangsstroom (I^) ter beschikking; daarbij zijn de meeste aan een halfgeleiderschakeling inherente temperatuurinstabi-liteiten uitgeschakeld.

Bij een dergelijke stroomspiegelschake-20 ling van bekend type volgens fig. 1 wordt bijvoorbeeld ter verkrijging van de gewenste verhoüding van de uitgangsstroom tot de ingangsstroom de verhouding van de junctiegebieden in de basis-emitterwegen van de respectieve tr&nsistoren en q2 op speciale wijze gekozen. Zo wordt bijvoorbeeld voor de 25 verhouding tussen de halfgeleiderjunctie-gebieden in de basis-emitterwegen van de transistoren en Q2 gekozen als 1:n, zulks ter verkrijging van: I~ n — = - (1) xo 1

Bij een dergelijke geschikte keuze van de basis-emitter 30 junctiegebieden treden echter in de transistoren en Q2 eindige basisstromen op, welke niet kunnen worden verwaarloosd. Deze basisstromen hebben tot gevolg, dat de hiervoor gegeven relatie (1) in werkelijkheid de volgende gedaante heeft: 84 0 1 7 0 6 -6- ll = n (2)

"fE

Opgemerkt wordt, dat de stroomoverdrachtsverhouding in voorwaartse richting bij een schakeling met gemeenschappelijke emitter is, dat wil zeggen de stroomversterkingsfactor 5 in voorwaartse richting van de transistoren en Q^r zodat de vereenvoudiging volgens de vergelijking (1) zich niet goed leent voor verkrijging van een gewenste stroomverhouding 1^/

Iq. Bovendien komt uit de vergelijking (2) naar voren, dat het probleem toeneemt wanneer de waarde van n groter wordt of 10 wanneer de stroomversterkingsfactor h„_ kleiner wordt, in r Ui welk geval de nauwkeurigheid, waarmede een gewenste stroomverhouding kan worden verkregen, afneemt.

Teneinde dit bezwaar van de stroomspiegel-schakeling van bekend type volgens fig. 1 weg te nemen, is 15 reeds een stroomspiegelschakeling van verbeterd type volgens fig. 2 voorgesteld. Daarbij worden de met elkaar doorverbonden bases van de ingangstransistor en Q^ niet rechtstreeks met de collector van de ingangstransistor verbonden, zoals bij de bekende schakeling volgens fig. 1, doch via een verdere 20 transistor Q3, waarvan de emitter met de zojuist genoemde bases is verbonden, de collector is geaard en de basis met het verbindingspunt van de collector van de ingangstransistor Q1 en de ingangsstroombron Qq is verbonden. Aangezien de basis-stroom van de transistoren en tot stand komt na stroom-25 versterking door de transistor kan voor de stroomspiegelschakeling van bekend type volgens fig. 2 de volgende verhouding tussen de uitgangsstroom en de ingangsstroom worden gevonden: = n (3) 30 In " 1 + Ül hFE2

Hieruit blijkt, dat de fout of de onnauwkeurigheid bij de vorming van een stroomverhouding ^/Iq practisch een factor 1/hFE kleiner is dan bij de bekende 8401706 -7- stroomspiegelschakeling volgens fig. 1, zodat de nauwkeurigheid van de stroomverhouding ten opzichte van de eerst beschreven schakeling is verbeterd.

Daar staat tegenover, dat de stroomspie-5 gelschakeling van bekend type volgens fig. 2 het nadeel heeft, dat de noodzakelijke bedrijfsspanning hoger ligt dan bij de schakeling volgens fig. 1; meer in het bijzonder dient de bedrijfsspanning 2VBE te bedragen, waarbij νβΕ de basis-emitter-spanning van de transistor of Q2 en is. Dit is het ge-10 volg van het feit, dat de stroombaan tussen de voedingsspan-ningsaansluiting V en aarde door twee van de stroomspiegel-schakeling volgens fig. 2 deeluitmakende transistoren loopt. Een manier om de nauwkeurigheid van de verhouding tussen de uitgangsstroom en de ingangsstroom bij de bekende stroomspie-15 gelschakeling volgens fig. 2 te verbeteren zou kunnen bestaan uit de invoeging van emitterweerstanden in de emitterstroom-kringen van de transistoren en Q2, doch in dat geval zou de voedingsspanning van.de schakeling nog verder moeten stijgen. Opgemerkt wordt, dat bij de bekende stroomspiegelschakeling 20 volgens fig. 1 de laagst mogelijke bedrijfsspanning de waarde Vbe heeft, namelijk de spanningsval aan de basis-emitterjunctie van de transistor of Q2· Meer algemeen kan worden gesteld, dat de collectorpotentiaal van de ingangstransistor ten opzichte van de instelspanning V bij de schakeling volgens 25 fig. 1 Vcc~vBE bedraagt, doch bij de schakeling volgens fig.2 V ^BE' ^-*-eru^^ komt naar voren, dat de instel spanning niet willekeurig kan worden gekozen, doch in functie is van de parameters van de specifieke transistoren, welke in de stroom-spiegelschakeling worden toegepast, onafhankelijk van het 30 feit of sprake van afzonderlijke transistor is of dat deze tot een geïntegreerde schakeling behoort.

Fig. 3 toont een uitvoeringsvorm van een stroomspiegelschakeling volgens de uitvinding, welke vrij is van de hiervoor beschreven nadelen van bekende stroomspiegel-35 schakelingen. Daarbij zijn de met die volgens de fig. 1 en 2 overeenkomende componenten zoveel mogelijk met de respectievelijk zelfde verwijzingssymbolen aangeduid. Meer in het bijzonder 8401706 -8- zijn ook bij de stroomspiegelschakeling volgens fig. 3 de beide transistoren Q1 en Q2 aan hun basis met elkaar doorverbonden en met hun emitters beide aan een voedingsspannings-leiding T van de potentiaal +V aangesloten. Een ingangs-5 stroom Iq wordt geleverd door een bron Qq van constante stroom, welke in de collectorstroomkring van de ingangstransistor is opgenomen, terwijl de uitgangsstroom I2 door de in de collectorstroomkring van de uitgangstransistor Q2 opgenomen, stroomverbruikende inrichting 10 vloeit. Daarmee houdt de 10 overeenkomst met de bekende stroomspiegelschakelingen op.

Voor besturing van de basisstromen van de transistoren en Q2 dient bij de stroomspiegelschakeling volgens de uitvinding namelijk een verschilversterker 11 met een paar als verschil-versterker aangesloten transistoren en van aan dat 15 van de transistoren en Q2 tegengesteld halfgeleidbaar- heidstype. Meer in het bijzonder zijn de reeds genoemde transistoren en Q2 van het PNP-type, terwijl de transistoren en Q^2 van het NPN-type zijn. De transistoren en Q^2 van de verschilversterker 11 zijn aan hun emitters met elkaar 20 doorverbonden en via een uit een transistor Q^q met een instel-spanningsbron bestaande bron van constante stroom geaard. Meer in het bijzonder is de transistor aan zijn collector met de emitters van de beide transistoren en Q^2 verbonden, aan zijn emitter geaard en aan zijn basis aangesloten aan de 25 zelfgeaarde instelspanningsbron V^q, zodat een constante stroom door de collector-emitterstroomkring van de transistor Q10 vloeit en daarbij de referentiestroom voor de verschilversterker 11 vormt. ·

De ene ingangsaansluiting van de verschil-30 versterker 11 wordt gevormd door de basis van de transistor Q^; deze is verbonden met de collector van de ingangstransistor Q.j van de stroomspiegelschakeling, terwijl de andere ingangsaansluiting van de verschilversterker 11 wordt gevormd de basis van de transistor Q^' waaraan door een instel-35 spanningsbron V 2 een postieve spanning wordt aangelegd. De verschilversterker 11 is voorts aangesloten aan èen hulp-stroomspiegelschakeling 12 met twee transistoren en Q^· 8401706 -9-

De hulpstroomspiegelschakeling 12 is van het zelfde type als de bekende stroomspiegelschakeling volgens fig. 1 en bevat in dit geval twee transistoren en Q-|4' welke aan hun emitters met een voedingsspanningsleiding van de poten-5 tiaal +V zijn verbonden en aan hun met elkaar doorverbonden CC» bases met de collector van de ingangstranssistor zijn verbonden, evenals met de collector van de transistor van de verschilversterker 11. De door de collector van de uitgangstransistor van deze hulpstroomspiegelschakeling 10 geleverde uitgangsstroom wordt als ingangsstroom voor de beide met elkaar doorverbonden bases van de stroomspiegelschakeling met de beide transistoren en gebruikt. De ingangsstroom van de hulpstroomspiegelschakeling 12 wordt bepaald door de verschilversterker en bedraagt I-jq· Bij de 15 hulpstroomspiegelschakeling 12, welke bij deze uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt toegepast,is voor de verhouding van de uitgangsstroom tot de ingangsstroom een waarde 1 gekozen, dat wil zeggen n = 1.

Bij de stroomspiegelschakeling volgens 20 fig. 3 vormt de combinatie van de verschilversterker 11 met de hulpstroomspiegelschakeling 12 een niet-omkerende stroom-versterker 13; door deze te koppelen met de transistoren en ζ^, dat wil zeggen op de in fig. 3 weergegeven wijze, wordt zekergesteld, dat de uit delen van de basisstroom van 25 de transistoren en door de stroomversterkingsfactor van de niet-omkerende stroomversterker 13 resulterende stroom de basisstroom van de transistor is. De verschiversterker 11 vergelijkt derhalve de collectorstroom van de transis tor met de vaste ingangsstroom Iq, als bepaald door de 30 bron Qq van constante stroom, waarbij het gevonden verschil via de niet-omkeerstroomversterker 13 naar de transistor wordt tegengekoppeld. De vergelijking voor de verhouding tussen de uitgangsstroom en de ingangsstroom krijgt dan bij de stroomspiegelschakeling volgens fig. 3 de volgende 35 gedaante: ^ = n(l * ^). — (4)

Λ0 * 1(1 2hFE

8401706

« I

-10-

Opgemerkt wordt, dat de door de transistor vloeiende collector-emitterstroom daarvan is; indien voor de breuk I^/Iq een voldoende kleine waarde, dat wil zeggen een voldoende dichtbij nul gelegen waarde, wordt gekozen, krijgt 5 de vergelijking (4) bij benadering dezelfde gedaante als de eerder gegeven vergelijking (1), dat wil zeggen de voor de bekende stroomspiegelschakeling volgens fig. 1 gewenste, doch in de praktijk niet gerealiseerde gedaante.

De hiervoor gegeven analyse van de wer-10 king van de transistoren is gebaseerd op kleine signalen of gelijkstroom; wanneer de ingangsstroom Iq een wisselstroom-component bevat, wordt voor de verhouding tussen de uitgangs-stroom en de ingangsstroom daarentegen de volgende vergelijking gevonden: 15 i9 n TTTZjT .. _ hFEl* hFE11

Daarin is ig een ingangsstroom met een wisselstroomcomponent; i2 de uitgangsstroom met een bijbehorende wisselstroomcomponent; hFE^ de stroomoverdrachtsverhouding in voorwaartse richting of stroomversterkingsfactor van de transistoren Q^,Q2,Q^3 20 en Q-|4? en is hpE11 stroomoverdrachtsverhouding in voorwaartse richting of stroomversterkingsfactor van de transistoren Q-ji en Q-|2*

Van de in fig. 3 weergegeven stroomspiegelschakeling volgens de uitvinding kan de verhouding van de 25 uitgangsstroom tot de ingangsstroom uiterst nauwkeurig worden bepaald, terwijl de bedrijfsspanning voor de schakeling in hoofdzaak wordt bepaald door de grootte van de instelspannings-bron V^2 en derhalve naar keuze willekeurig kan worden gevarieerd binnen een ruim gebied van bij benadering (V -V__) tot 30 ongeveer νβΕ· Aangezien de spanning Vcc aan de voedingsaan-sluiting gelijk aan of hoger dan (Vbe+vqE) kan worden gekozen, kan de stroomspiegelschakeling volgens fig. 3 bij een voedingsspanningsniveau werken, dat betrekkelijk laag ten opzichte van dat bij bekende stroomspiegelschakelingen ligt.

8401706 * · -11-

Hoewel de in fig. 3 weergegeven stroom-spiegelschakeling volgens de uitvinding het voordeel heeft, dat de stroomversterkingsfactor in voorwaartse richting betrekkelijk hoog kan worden gekozen, is in de praktijk geble-5 ken, dat de schakeling de neiging tot oscillatie kan vertonen. Dit kan worden tegengegaan door modificatie van de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 tot de uitvoeringsvorm volgens fig.

4. Bij vergelijking van de beide uitvoeringsvormen komt naar voren, dat de hulpstroomspiegelschakeling 12 van de uitvoe-10 ringsvorm volgens fig. 3 bij die volgens fig. 4 is vervangen door een weerstand . Daar deze als passieve component in de plaats van de door de transistoren van de hulpstroomspiegelschakeling 12 gevormde, actieve elementen komt, wordt de neiging tot oscilleren onderdrukt, zodat de uitvoeringsvorm 15 volgens fig. 4 aanzienlijk stabieler is. Indien wordt aangenomen, dat de uitgangsstroom I2, welke door de stroomverbrui-kende inrichting 10 vloeit, 100μΑ bedraagt, kan voor de weerstand een weerstandswaarde van bij benadering 30.000 Qhm worden gekozen, waaruit een stroom van 20μΑ volgt voor de 20 collectorstroom I^q van de transistor Q^q/ welke als bron van constante stroom voor de verschilversterker 11 dient.

Fig. 5 toont nog een andere uitvoeringsvorm van een stroomspiegelschakeling volgens de uitvinding, waarbij, in vergelijking met de uitvoeringsvorm volgens fig.

25 4, een verdere transistor wordt toegepast, welke door, doorverbinding van de basis en de collector als diode is geschakeld en een resistief element R^ met de basisstroomkring van de beide transistoren Q1 en Q2 koppelt. Bij deze uitvoeringsvorm wordt door de schakeling van de transistoren 30 Q-|'Q-|5 en ^2 een stroomsPie9elschakelin9 14 gevormd. De uit gangsstroom van de verschilversterker 11 wordt toegevoerd aan de met elkaar doorverbonden basis en collector van de transistor en de bases van de transistoren en Q2· Daardoor wordt tegenkoppeling naar de met elkaar doorverbonden bases 35 van de transistoren en Q2 verkregen van het door de verschilversterker 11 met aan zijn andere ingangsaansluiting de instelspanningsbron V._ gedetecteerde verschil tussen de 8401706 ft 3 -12- col lector st room van de transistor en de ingangsstroom Ig.

Fig. 6 toont het schema van nog een verdere uitvoeringsvorm van de stroomspiegelschakeling volgens de uitvinding, waarbij het optreden van door toepassing van 5 een hulpstroomspiegelschakeling veroorzaakte oscillaties wordt verhinderd. Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 vindt toepassing plaats van een oscillatieverhinderingsnetwerk 6, bestaande uit de parallelschakeling van een capaciteit Cg en een weerstand Rg, welke in de emitterstroomkring van de eerste 10 of ingangstransistor is opgenomen. De door de uitgangs-transistor Q2 van de stroomspiegelschakeling afgegeven uit-gangsstroom I2 wordt via een transistor Q^g aan de stroomver-bruikende inrichting 10 toegevoerd. De transistor Q^g is aan zijn basis geaard via de collector-emitterstroomkring van een 15 transistor Q^, welke als derde bron van constante stroom functioneert en daartoe aan zijn basis via een voedingsspan-ningsbron is geaard en aan zijn emitter eveneens is geaard. De basis van de transistor welke laatstgenoemde evenals bij de in het voorafgaande beschreven uitvoerings-20 vormen de uitgangstransistor van de verschilversterker 11 vormt, is aangesloten aan het verbindingspunt tussen de kathode van een diode D^ en de anode van een diode D^, welke in serieschakeling tussen de voedingsspanningsaanslui-ting T.j en de collector-emitterstroomkring van de als derde 25 bron van constante stroom geschakelde transistor zijn opgenomen. De bedrijfs- of voedingsspanning van de transistor Q^2 is derhalve gefixeerd op het niveau VCC-VBE· Alle overige componenten van de schakeling volgens fig. 6 komen met die van in het voorafgaande beschreven uitvoeringsvormen overeen.

30 Bij de in fig. 6 weergegeven uitvoerings vorm van een stroomspiegelschakeling volgens de uitvinding wordt het optreden van oscillatieverschijnselen verhinderd; de collector-emitterspanningen van de transistoren en ζ>2 kunnen onderling gelijk gemaakt worden. Aangezien het voor 35 vorming van de ingangsstroom Ig dienende spanningsniveau kan worden vergroot, wordt het ontwerp van de als ingangsstroombron Qg dienende schakeling vergemakkelijkt, terwijl de stroom- 8401708 Λ * -13- spiegelschakeling met voordeel bij een betrekkelijk lage bedrijf sspanning kan werken.

De uitvinding verschaft derhalve een stroomspiegelschakeling, waarbij de verhouding tussen de 5 uitgangsstroom en de ingangsstroom nauwkeurig en accuraat kan worden ingesteld en welke binnen een ruim gebied van bedrijfs-spanningen kan werken, meer in het bijzonder bij een zeer lage bedrijfsspanning.

De uitvinding beperkt zich niet tot de 10 in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen. Verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven onderdelen en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

15 8401706

Claims

1. Stroomspiegelschakeling van het voor toepassing met een referentiepotentiaal en een bron van constante stroom geschikte type, voorzien van een ingangstransistor van een eerste geleidbaarheidstype, waarvan de emitter met een 5 punt van de referentiepotentiaal is verbonden en de collector met de bron van constante stroom is verbonden, en van een uit-gangstransistor van het eerste geleidbaarheidstype, waarvan de emitter met het punt van referentiepotentiaal is verbonden en de basis met de basis van de ingangstransistor is verbon-10 den, gekenmerkt door een bron van instelpotentiaal en door een verschilversterker, waarvan de ene ingangsaan-sluiting met de bron van instelpotentiaal en de andere in-gangsaansluiting met de collector van de genoemde ingangstransistor is verbonden voor levering van een tegenkoppel-15 signaal aan de met elkaar doorverbonden bases van de ingangstransistor en de uitgangstransistor, een en ander zodanig, dat de door de collector van de uitgangstransistor geleverde uitgangsstroom in een voorafbepaalde verhouding tot de aan de collector van de ingangstransistor toegevoerde ingangs-20 stroom staat.

2. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 1, gekenmerkt door een hulpstroomspiegelschakeling, waarvan de ingangsstroom door de verschilversterker vloeit en waarvan de uitgangsstroom naar de met elkaar doorverbonden 25 bases van de ingangstransistor en de uitgangstransistor vloeit.

3. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 1, m e t het kehmerk, dat de verschilversterker met het punt van referentiepotentiaal is verbonden en een tussen het punt van referentiepotentiaal en de met elkaar doorver-30 bonden bases van de ingangstransistor en de uitgangstransistor opgenomen, resistief element bevat.

4. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 1, gekenmerkt door een tweede uitgangstransistor, waarvan de basis met de bases van de eerstgenoemde ingangs- 35 transistor en de uitgangstransistor is verbonden en waarvan de collector met de verschilversterker is verbonden. 8401706 -15-

5. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 4, gekenmerkt door middelen voor instelling van de basispotentiaal van de tweede uitgangstransistor.

6. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 5 5, gekenmerkt door een tussen de emitter van de tweede uitgangstransistor en een punt van de referentiepoten-tiaal opgenomen, resistief element.

7. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 4, gekenmerkt door een oscillatieverhinderingsnet- 10 werk, dat tussen de emitter van de ingangstransistor en een punt van de referentiepotentiaal is opgenomen.

8. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 7,met het kenmerk, dat het oscillatieverhinde-ringsnetwerk een parallelschakeling van een resistief element 15 en een capacitief element vormt.

9. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de verschilversterker een derde en een vierde transistor van een tweede, aan dSt van het eerste tegengesteld geleidbaarheidstype bevat, waar- 20 bij de basis van de derde transistor is verbonden met de collector van de ingangstransistor en de basis van de vierde transistor is verbonden met de bron van instelpotentiaal.

10. Stroomspiegelschakeling voor toepassing met een referentiepotentiaal en een bron van constante stroom, 25 voorzien van een eerste transistor, waarvan de emitter aan een punt van de referentiepotentiaal is aangesloten en de collector met de bron van constante stroom is verbonden, en van een tweede transistor van aan dat van de eerste transistor tegengesteld geleidbaarheidstype, waarvan de emitter met 30 het punt van referentiepotentiaal is verbonden en de basis met die van de eerste transistor is verbonden, gekenmerkt door een verschilversterker met een derde en een vierde transistor van aan dat van de eerste en de tweede transistor tegengesteld geleidbaarheidstype, waarbij de basis 35 van de derde transistor is verbonden met de collector van de eerste transistor, en door een instelspanningsbron voor levering van een instelspanning aan de basis van de vierde tran- 8401706 -16- ft sistor, van welke vierde transistor de collector is verbonden met de met elkaar doorverbonden bases van de eerste en de tweede transistor, een en ander zodanig, dat de uitgangsstroom door de collector van de tweede transistor een voorafbepaalde 5 verhouding ten opzichte van de collectorstroom van de eerste transistor heeft, aan welke eerste transistor de bron van constante stroom is aangesloten.

11. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 10, gekenmerkt door een hulpstroomspiegelschakeling 10 met een vijfde en een zesde transistor, waarbij de collector van de vijfde transistor is verbonden met de collector van de derde transistor en de collector van de zesde transistor met de met elkaar doorverbonden basis van de eerste en de tweede transistor is verbonden.

12. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de collector van de derde transistor is verbonden met het punt van referentie-potentiaal en dat tussen de met elkaar doorverbonden bases van de eerste en de tweede transistor enerzijds en het punt 20 van referentiepotentiaal anderzijds een resistief element is opgenomen.

13. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 10, gekenmerkt door een zevende transistor, waarvan de basis is verbonden met de met elkaar doorverbonden bases 25 van de eerste en de tweede transistor en waarvan de collector is verbonden met de collector van de vierde transistor.

14. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 13, gekenmerkt door een uit een parallelschakeling van een weerstand en een capaciteit bestaand oscillatiever- 30 hinderingsnetwerk, dat tussen de emitter van de eerste transistor en het punt van referentiepotentiaal is opgenomen.

15. Stroomspiegelschakeling voor levering van een voorafbepaalde verhouding tussen een uitgangsstroom en een ingangsstroom, meer in het bijzonder van het type voor 35 toepassing met een bron van referentiepotentiaal en een bron van constante stroom, voorzien van een ingangstransistor van een eerste geleidbaarheidstype, waarvan de emitter aan de bron 8401706 -17- van referentiepotentiaal is aangesloten en waarvan de collector met de bron van constante stroom is verbonden, en van een uitgangstransistor van het zelfde geleidbaarheidstype als de ingangstransistor, waarvan de emitter aan de bron van referen-5 tiepotentiaal is aangesloten en waarvan de collector met de bron van constante stroom is verbonden, en van een uitgangstransistor van hetzelfde geleidbaarheidstype als de ingangstransistor, waarvan de emitter aan de bron van referentiepotentiaal is aangesloten, de basis met die van de ingangstran- 10 sistor is verbonden en de collector is aangesloten voor afgifte van de uitgangsstroom, gekenmerkt door een tegenkoppelschakeling voor vergelijking van de collectorstroom van de ingangstransistor met een voorafbepaalde stroomwaarde en voor levering van een tegenkoppelsignaal aan de met elkaar 15 doorverbonden bases van de eerste en de tweede transistor, een en ander zodanig, dat de collectorstroom van de ingangstransistor aan de voorafbepaalde waarde van de ingangsstroom gelijk gemaakt is, waardoor de uitgangsstroom een verhouding van voorafbepaalde waarde tot de ingangsstroom krijgt.

16. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de tegenkoppelschakeling een verschilversterker en een bron van instelpotentiaal bevat, waarbij de verschilversterker aan zijn ene ingangsaansluiting met de bron van instelpotentiaal en aan zijn tweede ingangs- 25 aansluiting met de collector van de ingangstransistor is verbonden voor levering van het tegenkoppelsignaal aan de met elkaar doorverbonden bases van de ingangstransistor en de uitgangstransistor, zodanig, dat de voorafbepaalde verhouding van de uitgangsstroom tot de ingangsstroom wordt bereikt.

17. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de verschilversterker een derde en een vierde transistor van aan dat van de ingangstransistor en de uitgangstransistor tegengesteld geleidbaarheidstype bevat.

18. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 17, gekenmerkt door een hulpstroomspiegelschakeling met een vijfde en een zesde transistor, waarbij de collector 8401706 ^ f -18- van de vijfde transistor met de collector van de derde transistor is verbonden en de collector van de zesde transistor met de met elkaar doorverbonden bases van de eerste en de tweede transistor is verbonden.

19. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 17, m e t het kenmerk, dat de collector van de derde transistor met de bron van referentiepotentiaal is verbonden, terwijl de tussen de met elkaar doorverbonden bases van de eerste en de tweede transistor enerzijds en de bron van referen-10 tiepotentiaal anderzijds een resistief element is opgenomen.

20. Stroomspiegelschakeling volgens conclusie 17, gekenmerkt door een zevende transistor, waarvan de basis met de met elkaar doorverbonden bases van de ingangs-transis&or en de uitgangstransistor is verbonden en waarvan 15 de collector met de collector van de vierde transistor is verbonden. ¢4011^1