NL8403872A

NL8403872A - Constante stroom opwekkende schakeling.

Info

Publication number: NL8403872A
Application number: NL8403872A
Authority: NL
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1985-07-16
Also published as: DE3447002A1; DE3447002C2; US4603290A; NL193545B; NL193545C

Description

« * JL

G PEM/so/4,Mitsu

Constante stroom opwekkende schakeling»

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een constante stroom opwekkende schakeling voor het verschaffen van een constante stroom, onafhankelijk van variaties in de bronspanning, en onafhankelijk van de thermische karakteris-5 tiek van de spanning tussen basis en emitter van een transistor»

De in algemeen gebruik zijnde, constante stroom opwekkende schakelingen zijn ontworpen om de stroomsterkte tegen variaties in de bronspanning te stabiliseren, en zijn on-10 derworpen aan thermische compensatie om de stroomsterkte constant te houden, onafhankelijk van veranderingen in de omgevingstemperaturen» De bekende schakelingen maken gebruik van een geëxtrapoleerde spanningswaarde van een onderbreking in de energiebanden van silicium, waardoor wordt verzekerd dat 15 de schakelingen, onafhankelijk van temperaturen, een constante spanning of stroom verschaffen. Hier moet echter een stroom worden geproduceerd, die onafhankelijk is van tempera-tuurcoëfficiënten van de spanning tussen de basis en emitter (hierna aangehaald als de nbasis-emitterspanning,,} van een 20 transistor.

Om een dergelijke stroom met bekende technieken te produceren wordt een in figuur 1 getoonde schakeling toegepast. De schakeling is ontworpen om de stroom onafhankelijk van variaties in de bronspanningen te stabiliseren en om een 25 stroom te produceren, die afhangt van de basis-emitterspanning van een transistor en dus afhangt van de omgevingstemperatuur, Met andere woorden, is de schakeling ontworpen om een stroom te produceren met een negatieve temperatuurcoëffi-ciënt, die afhangt van de temperatuurcoëfficiënt van de 30 basis-emitterspanning "VBE" van een transistor.

In figuur 1 behoren een eerste transistor Q1 en een tweede transistor Q2 tot het NPN-type, terwijl een derde en een .vierde transistor Q3 en Q4 tot het PNP-type behoren, De basis van de eerste transistor Q1 en de emitter van de tweede 35 transistor Q2 zijn met één van de aansluitingen van een eerste weerstand R1 verbonden, en de collector van de eerste transistor Q1 is verbonden met de basis van de tweede tran- 8403872 - 2 - sistor Q2 en met één van de aansluitignen van een weerstand RO. De collector van de tweede transistor Q2 is met de collector en de basis van de derde transistor Q3 en met de basis van een vijfde transistor Q5 verbonden. De emitter van 5 de eerste transistor QT is verbonden met de andere aansluiting van de eerste weerstand R1 en het verbindingspunt is met een aardaansluiting GND verbonden, die een eerste potentiaalpunt vormt. De andere aansluiting van de weerstand RO is met de emitters van de derde transistor Q3 en van de 10 vijfde transistor Q5 verbonden, waarvan het verbindingspunt met een bronaansluiting Vcc is verbonden, die een tweede potentiaalpunt vormt. Tussen de aardaansluiting GND en de bronaansluiting Vcc is een voedingsinrichting aangebracht óm de schakeling te doen werken. De collector van de vijfde 15 transistor Q5 is verbonden met een uitgangsaansluiting "UIT" een een belasting L is tussen de "UIT"-aansluiting en de aardaansluiting GND geschakeld. De schakeling doet een stroom door de belasting L vloeien.

De schakeling werkt als volgt: 20 Wanneer de voeding wordt ingeschakeld, vloeit een stroom door de basis van de tweede transistor Q2 heen via de weerstand RO en gaat door de emitter daarvan heen. De stroom vloeit door de eerste weerstand R1 en door de basis van de eerste transistor Q1 en bereikt uiteindelijk de aardaanslui-25 ting GND. Op deze wijze begint de schakeling 'te Werken. Dit resulteert in een negatieve terugkoppeling, die wordt uitgevoerd door de eerste en de tweede transistor Q1 en Q2 en door de eerste weerstand R1. Aldus krijgt de collectorstroom van de tweede transistor Q2 de waarde van het quotiënt van de ba-30 sis-emitterspanning VBE (Q1) van de eerste transistor Q1 en de weerstandswaarde van de eerste weerstand R1.

IC (Q2) - VBE (Q1) / R1 , ...(1) waarbij Ic (Q2) de collectorstroom van de tweede transistor Q2 representeert, terwijl de basisstroom van elke transistor 35 verwaarloosd wordt vanwege de aanname dat de gelijkstroomver-sterkingsfactor hFE van de eerste, tweede, derde en vijfde 8403872 ί i - 3 - transistor Q1, Q2, Q3 en Q5 voldoende groot is.

De collectorstroom van de tweede transistor Q2 wordt aan een door de derde en de vijfde transistor Q3 en Q5 gevormde stroomspiegelschakeling aangelegd, waardoor de col-5 lectorstroom Ic (Q5) aan de uitgang wordt verkregen, van welke stroom de karakteristiek wordt bepaald door de basis-emit-terspanning van de eerste transistor Q1. Met andere woorden, als het oppervlak van de basis-emitterovergang van de derde transistor Q3 gelijk gemaakt wordt aan dat van de vijfde 10 transistor Q5, wordt de collectorstroom van de derde transistor Q3 gelijk aan die van de vijfde transistor Q5.

ic (Q5) = ic (Q2) ...(2)

Ic (Q5) » VBE (Q1) / R1 ...(3)

De bekende constante stroom opwekkende schakeling 15 wordt op de reeds genoemde wijze gevormd. De collectorstroom van de eerste transistor Q1 wordt bepaald uit de som van de basis-emitterspanningen van de eerste transistor en van de tweede transistor. Bij dit systeem zal een over de beide aansluitingen van de weerstand R0 aangelegde spanning waar-20 schijnlijk afhankelijk zijn van de variaties in de bronspan-ning. Als gevolg hiervan varieert de door de weerstand R0 vloeiende stroom, die de collectorstroom van de eerste transistor doet veranderen. Dit resulteert in het variëren van de basis-emitterspanning van de eerste transistor. Tot slot zal 25 de door de eerste weerstand vloeiende stroom en de door de belasting L vloeiende stroom waarschijnlijk veranderen in afhankelijkheid van variaties van de hronspanning. Dit is een groot nadeel van de conventionele constante stroom opwekkende schakelingen.

30 Het is een doel van onderhavige uitvinding om een verbeterde constante stroom opwekkende schakeling te verschaffen, die in staat is een constante stroom, onafhankelijk van variaties in de bronspanningen te genereren en die verder in staat is de werkelijke temperatuurkarakteristiek van de 35 basis-emitterspanning van een transistor als zijn uitgangs-stroomkarakteristiek te hebben.

8403872 - 4 - · « *

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde constante stroom opwekkende schakeling, die kan werken bij een relatief lage bronspanning en die in staat is, zelfs wanneer de gelijkstroomverster-5 kingsfactor van de belastingsstroom leverende transistor laag is, een mogelijke fout in de aan de belasting geleverde stroom te beperken.

Andere doeleinden en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk blijken uit de hierna gegeven be-10 schrijving; het moet echter duidelijk zijn, dat de nauwkeurige beschrijving en de bepaalde uitvoeringsvorm slechts als illustraties zijn gegeven, omdat diverse veranderingen en modificaties binnen de geest en het bereik van de uitvinding aan vaklieden uit deze gedetailleerde beschrijving zullen 15 blijken.

Volgens één aspect van de onderhavige uitvinding wordt een constante stroom opwekkende schakeling verschaft, waarbij de basis-emitterspanning van een eerste transistor zeer nauwkeurig tot in een stroom wordt omgezet, en deze 20 stroom als een stroombron wordt gebruikt.

Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding, wordt een constante stroom opwekkende schakeling verschaft, waarbij een emitter van een tweede transistor in combinatie met een eerste transistor, die een schakeling voor 25 negatieve terugkoppeling vormt voor het opwekken van een constante spanning, direct of via een weerstand met de aardaan-sluiting is verbonden, en waarbij de collectorstroom van een derde transistor, die in combinatie met een vijfde, belastingsstroom verschaffende transistor een stroomspiegel vormt, 30 door de negatieve terugkoppelschakeling wordt geregeld.

In de tekeningen stellen voor: figuur 1: een schakelschema van een constante stroom opwekkende schakeling volgens de stand van de techniek; 35 ' figuur 2: een schakelschema van een eerste uitvoe ringsvorm van de onderhavige uitvinding; figuur 3: een schakelschema van een tweede uitvoeringsvorm; 8403872 - * * - 5 - ' figuur 4: een schakelschema van een derde uitvoe ringsvorm; figuur 5: een schakelschema van een compensatie-schakeling, voor het elimineren van het verschijnen van de 5 temperatuurcoëfficiënt van de eerste weerstand in de span-ning-stroom-omzetting in de schakeling van de figuren 1 tot 3? figuur 6ï een schakelschema van een vijfde uitvoeringsvorm; 10 figuur 7: een schakelschema van een zesde uitvoe ringsvorm; en •figuur 8s een schakelschema van een zevende uitvoeringsvorm.

Met betrekking tot figuur 2, zal het duidelijk zijn 15 dat de weerstand RO in figuur 1 door een vierde transistor Q4 van het PNP-type is vervangen, waarbij de basis daarvan met die van de derde transistor Q3 is verbonden en waarbij de collector daarvan met de basis van de tweede transistor Q2 is verbonden. De emitter van de vierde transistor Q4 is verbon-20 den met de bronaansluiting Vcc. Deze vierde transistor Q4 vormt in combinatie met de derde transistor een stroomspie-gelschakeling.

Met de aanname dat deze schakeling juist werkt, wordt de collectorstroom Ic (Q2) van de tweede transistor Q2 25 bepaald door het quotiënt van de basis-emitterspanning VBE (Q1) van de eerste transistor QT en de weerstandswaarde van de eerste weerstand R1:

Ic (Q2) = VBE (Ql) / R1 ...(4)

Dit is gelijk aan de vergelijking (1). Bij deze 30 trap zijn de bases van de derde, de vierde en de vijfde tran-sistoren Q3, Q4 en Q5 met hun respectievelijke emitters verbonden, waardoor een stroomspiegelschakeling wordt verkregen, die de collectorstroom van de derde transistor Q3 als referent iestroom heeft. De waarden van de collectorstromen Ic 35 (Q4), Ic (Q5) van de vierde transistor Q4 en van de vijfde transistor Q5 hangen dan ook af van de waarde van de collectorstroom ic (Q3). Wanneer dan ook de oppervlakten van de basis-emitterovergangen van de vierde transistor Q4 en die 8403872 -6-.

van de vijfde transistor Q5 gelijk worden gemaakt aan die van de derde transistor Q3 zullen de collectorstromen van de vierde en vijfde transistoren Q4 en Q5 gelijk worden aan die van de derde transistor Q3. Dit kan worden weergegeven door 5 de volgende vergelijkings

Ic (Q3) = Ic (Q2) ...(5)

Ic (Q4) » Ic (Q3) ...(6)

Ic (Q5) = Ic (Q3) ·»·(7)

Omdat de collector van de vijfde transistor Q5 ver-10 bonden is met de uitgangsaansluiting UITGANG, kan de collectorstroom Ic (Q5) op basis van de vergelijkingen (5), (6) en (7) door de volgende vergelijking worden weergegeven: IC (Q5) - VBE (QU/R1 ‘ ...(8)

Deze is gelijk aan vergelijking (3). De collector-15 stroom Ic (Q1) van de eerste transistor Q1 wordt door die van de vierde transistor Q4 verschaft, en is daarom gebaseerd op de vergelijkingen (4), (5) en (7), waardoor de volgende vergelijking wordt gevormds IC {Q1) - VBE (Q1)/R1 ...(9) 20 De in figuur 1 getoonde bekende schakeling heeft het nadeel, dat de VBE van de eerste transistor Q1 varieert, terwijl de collectorstroom daarvan afhankelijk van de variaties in de voedingsspanningen varieert. In de schakeling van deze uitvoeringsvorm wordt de collectorstroom van de eerste 25 transistor Q1 echter niet beïnvloed door variaties in de bronspanning, hetgeen duidelijk zal blijken uit de vergelijking (9). Dit betekent, dat de karakteristiek verbeterd is.

Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij een uit een zesde transistor Q6 van het 30 NPN-type en een vijfde weerstand R5 bestaande schakeling in serie met de schakeling van figuur 2 zijn toegevoegd. De basis van de zesde transistor Q6 is met die van de derde transistor Q3 verbonden, en de collector daarvan is aan de bron-aansluiting Vcc aangesloten. De emitter van de zesde transis-35 tor Q6 is met één van de aansluitingen van de vijfde weerstand R5 verbonden, en de andere aansluiting daarvan is met de aansluiting GND verbonden.

In figuur 3 wordt de door de zesde transistor Q6 en 8403872 -7-- de vijfde weerstand R5 gevormde schakeling (S) toegevoegd als een startschakeling voor een constante stroom leverende schakeling volgens de onderhavige uitvinding, maar het is slechts een voorbeeld en elk ander orgaan kan worden gebruikt voor 5 het starten van de schakeling.

In figuur 3 vloeien, wanneer de voeding wordt ingeschakeld, elektrische stromen door de emitters van de derde, de vierde en de vijfde transistorèn Q3, Q4 en Q5 naar de bases daarvan en worden deze naar de basis van de zesde tran-10 sistor Q6 geleid, waarvanaf de stroom verder door de emitter via de vijfde weerstand R5 naar de aardaansluiting GND vloeit. Het feit dat de basisstromen van de derde, de vierde en de vijfde transistorèn Q3, Q4 en Q5 vloeien, doet collec-torstromen door elk van deze transistorèn vloeien, waarvan de 15 collectorstroom van de vierde transistor Q4 door de basis van de tweede transistor Q2 naar de emitter daarvan vloeit, waardoor de werking van de schakeling van figuur 3 wordt gestart. De daaropvolgende werking, is gelijk aan die. van de eerste in figuur 2 getoonde uitvoeringsvorm.

20 Figuur 4 toont een derde uitvoeringsvorm. Deze uit voeringsvorm is verschillend van die van figuur 4, doordat een tweede, een derde en een vierde weerstand R2, R3 en R4 verschaft zijn tussen elk van de emitters van de derde, de vierde en de vijfde transistorèn Q3, Q4 en Q5 en de bronaan-25 sluiting Vcc, waardoor een spanningsval over elke weerstand ontstaat. Op deze wijze wordt de nauwkeurigheid van de stroomspiegelschakeling verbeterd. Eveneens is een negende transistor Q9 van het PNP-type verschaft, waarvan de emitter en basis met de basis, respectievelijk met de collector van 30 de derde transistor Q3 zijn verbonden. De collector van de negende transistor Q9 is geaard. Als gevolg van het verschaffen van een toegevoegde transistor Q9, wordt een mogelijke fout in de uitgangsstroomsterkte, die zich afhankelijk van de basisstroom van elke transistor van de stroomspiegelschake— 35 ling voordoet, beperkt en de nauwkeurigheid van de schakeling wordt verder verbeterd. De overige werking is gelijk aan die van de tweede uitvoeringsvorm van figuur 3.

Figuur 5 toont een schakeling, die geschikt is voor 8403372 - 8 - aansluiting op de belasting in de constante stroom leverende schakeling volgens de uitvinding. Dit is een compensatiescha-keling, die het doel heeft de thermische karakteristiek van de eerste weerstand RT, die zich kan voordoen, wanneer een 5 van de thermische karakteristiek van de basisemitterspanning van een transistor afhangende stroom wordt geproduceerd, teniet te doen. Zoals boven beschreven, moet de onderhavige uitvinding een van de thermische karakteristiek van de ÜBE van een transistor afhankelijke stroom verschaffen, en de in 10 figuur 5 getoonde compensatieschakeling speelt een belangrijke rol bij het uitvoeren van de uitvinding.

In figuur 5 zijn zevende en achtste transistoren Q7 en Q8 van het NFN-type, en een zesde weerstand R6 verschaft, die dezelfde structuur heeft als de eerste weerstand R1. De 15 collector van de zevende transistor Q7 is verbonden met de aansluiting (A), waaraan de collector van de vijfde weerstand Q5 is verbonden^ en de emitter daarvan is via de weerstand R6 aan de aansluiting (B) verbonden, dat wil zeggen, de aardaan-sluiting GND. De basis en de collector van de zevende tran-20 sistor Q7 bevinden zich in een diodeschakeling. De collector van de achtste transistor Q8 is met een aansluiting (C) verbonden, dat wil zeggen, met de uitgangsaansluiting, en de emitter daarvan is verbonden met de aansluiting (B). De basis daarvan is met die van de zevende transistor Q7 verbonden.

25 Met betrekking tot vergelijking (8)v kan de door een door de zesde weerstand vloeiende stroom veroorzaakte spanningsval worden weergegeven door: VR6 = Ic (Q5) · R6 ...(10) waarbij VR6 de spanningsval over de zesde weerstand R6 voor-30 stelt en waarbij R6 de weerstandswaarde van de zesde weerstand voorstelt. Door de vergelijkingen (8) en (10) te combineren, wordt de volgende vergelijking verkregen: VR6 = (VBE (Q1) / R1) · R6 ...(11)

De zesde weerstand R6 heeft dezelfde structuur als 35 de eerste weerstand R1 en hun temperatuurcoëfficiënten zijn gelijk. Zoals duidelijk blijkt uit de vergelijking (11), wordt de temperatuurcoëfficiënt van de eerste weerstand R1 teniet gedaan door die van de zesde weerstand R6. Als resul- 8403872 ► » - 9 - taat, wordt VR6 verkregen als een spanning met de tempera-tuurcoëfficiënt van VBE (Q1). Daarom zal, wanneer de aansluiting (C) van figuur 5 als een aansluiting wordt gebruikt, een stroom Xc (QS) worden verkregen, die de werkelijke tempera-5 tuurkarakteristiek van de basis-emitterspanning van een transistor heeft.

Zoals boven is beschreven, wordt in de eerste tot de derde uitvoeringsvormen de basis-emitterspanning van de eerste transistor Q1 nauwkeurig omgezet tot in een stroom, en 10 deze stroom wordt als een stroombron gebruikt. Dit resulteert in het feit, dat de uitgangsstroom gestabiliseerd kan worden, onafhankelijk van variaties van de bronspanning. Eveneens kunnen deze uitvoeringsvormen gebruikt worden als een constante stroombron, die een constante stroom opwekt met de-15 zelfde temperatuurskarakteristiek als een basis-emitterspanning van de eerste transistor Q1.

Figuur 6 toont een vierde uitvoeringsvorm. De eerste en tweede transistor Q1 en Q2 zijn NPN-typen, en de derde transistor Q3 en de vijfde transistoren Q51, Q52, ..., Q5n 20 zijn PNP-typen. De basis van de eerste transistor Q1 is verbonden met de aardaansluiting GND via de eerste weerstand R1, en de collector daarvan is via een weerstand RQ met de bron-aansluiting Vcc verbonden. De emitter daarvan is met de aardaansluiting GND verbonden. De eerste transistor Q1 detecteert 25 spanningsval over de eerste weerstand R1. De emitter van de tweede transistor Q2 is direct met de aardaansluiting GND verbonden en de collector daarvan is met de bases van de derde transistor Q3 en van de vijfde transistoren Q51, Q52, ..., Q5n verbonden. De basis daarvan is met de collector van de 30 eerste transistor Q1 verbonden. De tweede transistor Q2 re gelt de basispotentiaal van de derde transistor Q3. De collector van de derde transistor Q3, die de bronstroom aan de eerste weerstand R1 oplegt, is met de aansluiting van de basis van de eerste transistor Q1 en van de eerste weerstand R1 35 verbonden. De emitter van de derde transistor Q3 verbonden met de bronaansluiting Vcc. De derde transistor Q3 vormt in combinatie met de transistoren Q1 en Q2 een negatieve terug-koppelschakeling. Elke basis van de vijfde transistoren Q51, 3403872 - 10 - ..., Q5n is met de basis van de derde transistor Q3 verbonden. Elke emitter daarvan is met de bronaansluiting Vcc verbonden. De vijfde transistoren Q51, ..., Q5n vormen in combinatie met de derde transistor Q3 een stroomspiegelscha-5 keling en elke collector is aan elke uitgangsaansluiting 01, 02, ..., On verbonden. Tussen elke uitgangsaansluiting 01, 02, ..., On en de aardaansluiting GND zijn belastingen RL1, RL2, ..., RLn geschakeld, waardoor aan deze belastingen RL1, RL2, ..., RLn stromen worden opgelegd.

10 De werking van deze schakeling zal als volgt worden beschreven.

Wanneer de voeding wordt ingeschakeld, vloeit een stroom door de weerstand RO en de basis en de emitter van de tweede transistor Q2 heen om de werking van de schakeling te 15 starten. Dan wordt vanaf de derde transistor Q3 aan de eerste weerstand R1 en aan de basis van de eerste transistor Q1 een stroom opgelegd. Door de eerste transistor Q1 wordt een spanning sval over de eerste weerstand R1 gedetecteerd. Het gedetecteerde uitgangssignaal, dat wil zeggen, de collectorpoten-20 tiaal van de eerste transistor Q1, wordt aan de basis van de tweede transistor Q2 overgedragen, die het signaal versterkt om de basispotentiaal van de derde transistor Q3 en overeenkomstig daarmee de collectorstroom daarvan te regelen.

Op deze wijze wordt een negatieve terugkoppellus 25 gevormd door de eerste, de tweede en de derde:transistor Q1, Q2 en Q3, en een door het delen van de basis-emitterspanning van de eerste transistor QT, dat wil zeggen, VBE (Q1), door de weerstandswaarde R1 verkregen stroom, vormt de collector-stroom van de derde transistor Q3. Bij deze toestand worden 30 de basis en de emitter van de derde transistor Q3 met elke basis en emitter van de vijfde transistoren Q51, Q52, ..., Q5n verbonden en de derde transistor Q3 vormt in combinatie met'de vijfde transistoren Q51, Q52, ..., Q5n een stroomspie-gelschakeling. Een van de basis-emitterspanning VBE (Q1) af-35 hankelijke stroom wordt als resultaat op de belastingen RL1, RL2, ..., RLn aangelegd, die met elke collector van de vijfde transistoren Q51, Q52, ..., Q5n zijn verbonden.

ΰ 4 0 3 8 7 2 - 11 - IC (Q3) = VBE (Ql) / Rt , ...(12) waarbij Ic (Q3) de collectorstroom van de derde transistor-stroom Q3 weergeeft, en, bij aanname, dat de gelijkspannings-versterkingsfactoren hPE van de eerste, de tweede en de derde 5 transistoren Ql - Q3 en van de vijfde transistoren Q51, QS2, •o*, Q5n voldoende hoog zijn, wordt de basisstroom van elke transistor verwaarloosd.

De collectorstroom van de derde transistor Q3 wordt aan elk van de transistoren Q51, Q52, ..., Q5n opgelegd, die 10 met de derde transistor Q3 de stroomspiegelschakeling vormen, en als collectorstroom Ic (Q51), Ic (Q52), ..., Ic (Q5n) van elke vijfde transistor Q51, Q52, ..., Q5n bij elke uitgangs-aansluiting 01, 02, ..., On, wordt een stroom verkregen, waarbij de karakteristiek van de stroom bepaald wordt door de 15 basis-emitterspanning van de eerste transistor Q1. Dit kan worden weergegeven door ;

Ic (Q51) * Ic (Q52) = ... = ic (Q5n) * Ic (Q3) ...(13) VBE (Ql) / R1 = Ic (Q51) = Ic (Q52) 20 = ... = Ic (Q5n) ...(14)

Zoals boven beschreven, omvat de schakeling volgens de vierde uitvoeringsvorm de tweede transistor Q2, waarvan de emitter direct verbonden is aan de aardaansluiting GND, en daarom wordt de collectorpotentiaal van de eerste transistor 25 Q1 bijna gelijk aan 1VBE. Dit betekent, dat de schakeling kan werken met een droge batterij (1,5 volt). De derde transistor Q3 is in de negatieve terugkoppellus aangebracht, waardoor wordt verzekerd, dat de collectorstroom daarvan constant wordt gehouden. Als resultaat kan, als de stroomspie-30 gelschakeling wordt gevormd door laterale PNP-transistoren met een betrekkelijk lage gelijkstroomversterkingsfactor hPE, de invloed van de basisstroom worden verwaarloosd en kan een zeer nauwkeurige constante stroom aan elke belasting worden geleverd.

35 Figuur 7 toont een vijfde uitvoeringsvorm, die ver schilt van de vierde uitvoeringsvorm van figuur 6 in het feit, dat de weerstand R0 vervangen is door een constante stroombron IB. De resterende structuren zijn gelijk. De wer- 8403372 V i - 12 - king en de effecten van de vijfde uitvoeringsvorm zijn gelijk aan die van de vierde uitvoeringsvorm.

Figuur 8 toont een zesde uitvoeringsvorm. Deze schakeling omvat een tussen de emitter van de tweede transis-5 tor Q2 en de aardaansluiting GND in de in figuur 7 getoonde schakeling gevoegde zevende weerstandswaarde R7, een tussen de basis en collector van de tweede transistor Q2 geschakelde condensator (C) en een tussen de collector van de tweede transistor Q2 en de bronaansluiting Vcc geschakelde tiende 10 transistor Q10, waarbij de tiende transistor Q10 in combinatie met de derde transistor Q3 een stroomspiegelschakeling vormt. Eveneens zijn de tweede, de achtste en de vierde weerstand R2, R8 en R41, R42, ..., R4n tussen elke emitter van de derde, de tiende en de vijfde transistoren Q3, Q1.0 en Q51, 15 Q52, ..., Q5n en de bronaansluiting Vcc geschakeld.

De basiswerking van deze schakeling is gelijk aan die van de vijfde uitvoeringsvorm van figuur 6 en aan die van de zesde uitvoeringsvorm van figuur 7. De effecten zijn gelijk aan de in de vijfde uitvoeringsvorm verkregen effecten. 20 Bovendien worden de volgende effecten verkregen: (1) als gevolg van de condensator (C) worden eigen-oscillaties voorkomen en wordt de negatieve terugkoppellus gestabiliseerd? en (2) omdat de weerstand met de emitter van elke 25 transistor is verbonden, wordt de instelspanning tussen de basis en emitter van elke transistor gecompenseerd.

Volgens de vijfde tot dé zevende uitvoeringsvorm, is de emitter van de tweede transistor, die in combinatie met de eerste transistor een negatieve terugkoppelschakeling 30 vormt voor het genereren van een constante spanning, direct of via een weerstand met de aardaansluiting verbonden. Eveneens wordt de collectorstroom van de derde transistor, die samén met de vijfde transistor een stroomspiegelschakeling vormt voor het verschaffen van een stroom aan de belasting, 35 geregeld door een negatieve terugkoppellus. Als resultaat, kan de Schakeling werken bij een relatief lage spanning en kan een in hoge mate nauwkeurig van de basis-emitterspanning van een transistor afhangende stroom worden verschaft.

$4 ü 68 / 2

Claims

1· Constante stroom opwekkende schakeling, omvattende : - een eerste transistor van een eerste geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 5 een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met een eerste potentiaalpunt is verbonden en waarbij de basiselektrode via een eerste weerstand met het eerste potentiaalpunt is verbonden; - een tweede transistor van het eerste geleidbaar-TO heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode verbonden is met de basiselektrode van de eerste transistor, en waarbij deze basiselektrode verbonden is met de tweede elektrode van de eerste transistor; 15. een derde transistor van een tweede geleidbaar- heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij deze basiselektrode en de tweede elektrode met elkaar zijn verbonden en met de tweede elektrode van de tweede transistor zijn verbonden, en waarbij deze 20 eerste elektrode verbonden is met een tweede potentiaalpunt; - een vierde transistor van het tweede geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij deze basisèlektrode met die van de derde transistor is verbonden, en waarbij de eerste elek- 25 trode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschake-ling wordt gevormd, en waarbij deze tweede elektrode verbonden is met de tweede elektrode van de eerste transistor; en - een vijfde transistor van het tweede geleidbaar-30 heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een· basiselektrode, waarbij de basiselektrodê verbonden is met die van de derde transistor, en waarbij de eerste elektrode verbonden is met het tweede potentiaalpunt, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschake- ' 35 ling wordt gevormd, en waarbij de tweede elektrode met een uitgangsaansluiting is verbonden. 8403872 w i 9 - 14 -

2. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke eerste elektrode van de derde, vierde en vijfde transistoren via een tweede, een derde, respectievelijk vierde weerstand met hetj tweede poten- 5 tiaalpunt is verbonden *

3. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schakeling verder een zesde transistor en een vijfde weerstand omvattende start-schakeling omvat, waarbij deze zesde transistor een eerste en 10 tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij deze basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden en waarbij de tweede elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden en waarbij de vijfde weerstand tussen de eerste elektrode en het eerste potentiaalpunt is geschakeld, 15 4, Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze schakeling verder een compensatieschakeling omvat, die zevende en achtste transistoren van het eerste geleidbaarheidstype en een zesde weerstand omvat, waarbij deze zevende transistor een eerste en 20 een tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij deze basiselektrode en de tweede elektrode met elkaar zijn verbonden en met de tweede elektrode van de vijfde transistor zijn verbonden, en de achtste transistor een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij de ba-25 siselektrode met die van de zevende transistor is' verbonden, en waarbij de eerste elektrode met het eerste potentiaalpunt is verbonden en de tweede elektrode met een uitgangsaanslui-ting is verbonden en de derde weerstand tussen de eerste elektrode van de zevende transistor en het eerste potentiaal-30 punt is geschakeld.

5. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de zesde transistor dezelfde structuur heeft als de eerste transistor.

6. Constante stroom opwekkende schakeling, omvat- 35 tende: - een eerste transistor van een eerste geleidbaarheidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met een eer- ^ * f\ T *: ·": v: **. v w· w ·* L * * - 15 - ste potentiaalpunt is verbonden en de basiselektrode via een eerste weerstand met het eerste potentiaalpunt is verbonden; - een tweede transistor van het eerste geleidbaar- . heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 5 een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met de basiselektrode van de eerste transistor is verbonden en de basiselektrode met de tweede elektrode van de eerste transistor is verbonden; - een derde transistor van een tweede geleidbaar- 10 heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode en een tweede elektrode met elkaar zijn verbonden en met de tweede elektrode van de tweede transistor zijn verbonden, en waarbij de eerste transistor met een tweede potentiaalpunt is verbonden; 15. een vierde transistor van het tweede geleidbaar- heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, waarbij de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in com- 20 binatie met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd, en de tweede elektrode met de tweede elektrode van de eerste transistor is verbonden; - een vijfde transistor van het tweede geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 25 een basiselektrode, waarbij de basiselektrode-met die van de derde transistor is verbonden, en waarbij de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd; 30. een een zesde transistor en een vijfde weerstand omvattende startschakeling, waarbij de zesde transistor een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, de tweede elektrode met het tweede potentiaalpunt 35 is verbonden en de vijfde weerstand tussen de eerste elektrode van deze zesde transistor en het eerste potentiaalpunt is geschakeld; en - een zevende en achtste transistoren en een zesde 8403872 * i. O - 16 - m weerstand omvattende compensatieschakeling, waarbij de zevende transistor een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij de basiselektrode en de tweede elektrode met elkaar: !?ijn verbonden en met de tweede elektro-5 de van de vijfde transistor zijn verbonden, en waarbij de zesde weerstand tussen de eerste elektrode van de zevende transistor en het eerste potentiaalpunt is geschakeld, en waarbij de achtste transistor een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij de basiselektrode 1 10 met die van de zevende transistor is verbonden en de eerste elektrode met het eerste potentiaalpunt is verbonden en de tweede elektrode met een uitgangsaansluiting is verbonden.

7. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat elke eerste elektrode van 15 de derde, vierde en vijfde transistoren met het tweede potentiaalpunt is verbonden via respectievelijk èen tweede, derde en vierde weerstand. 8o Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 6, waarbij de zesde weerstand dezelfde structuur 20 heeft als de eerste weerstand.

9. Constante stroom opwekkende schakeling, omvattende s - een eerste transistor van een eerste geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 25 een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met een eerste en de basiselektrode via een eerste weerstand met het eerste potentiaalpunt is verbonden; - een tweede transistor van het eerste geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 30 een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met de basiselektrode van de eerste transistor is verbonden en waarbij de basiselektrode met de tweede elektrode van de eerste transistor' is verbonden; - een derde transistor van een tweede geleidbaar-35 heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de tweede elektrode met de tweede elektrode van de tweede transistor is verbonden, en de eerste elektrode met een tweede potentiaalpunt is verbonden; «5 X ps 7 q /* - *' V - 17 - - een negende transistor van het tweede geleidbaarheids type, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste en de basiselektrode respectievelijk zijn verbonden met de basiselektrode en de 5 tweede elektrode van de derde transistor, en de eerste elektrode met het eerste potentiaalpunt is verbonden? - een vierde transistor van het tweede geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met die van de TO derde transistor is. verbonden, en waarbij de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd, en waarbij de tweede.elektrode met die van de eerste transistor is verbonden? en 15. een vijfde transistor van het tweede geleidbaar- heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, en de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in combinatie 20 met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd, en waarbij de tweede elektrode met een uitgangsaan-siuiting is verbonden.

10. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 9, waarbij elke eerste elektrode van de derde, 25 vierde en vijfde transistoren met het tweede potentiaalpunt via respectievelijk een tweede, derde en een vierde weerstand is verbonden.

11. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 9, verder omvattende een een zesde transistor en 30 een vijfde weerstand omvattende startschakeling, waarbij de zesde transistor een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode omvat, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, en de tweede elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, en de vijfde weer- 35 stand tussen de eerste elektrode van de zesde transistor en het eerste potentiaalpunt is geschakeld.

12. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 9, verder omvattende zevende en achtste transisto- 840387’ - 18 - v * ren van het eerste geleidbaarheidstype en een een zesde weerstand omvattende compensatieschakeling, waarbij de zevende transistor een eerste en een tweede elektrode en een basis-i elektrode omvat, en de basiselektrode en de tweede elektrode 5 met elkaar zijn verbonden en met de tweede elektrode van de vijfde transistor zijn verbonden, en waarbij de zesde weerstand tussen de eerste elektrode van de zevende transistor en het eerste potentiaalpunt is geschakeld en, de achtste transistor een eerste en een tweede elektrode ‘en een basiselek-10 trode omvat, waarbij de basiselektrode met die van de zevende transistor is verbonden, en de eerste elektrode met het eerste potentiaalpunt en de tweede elektrode met een uitgangs-aansluiting is verbonden.

13. Constante stroom opwekkende schakeling volgens 15 conclusie 12, waarbij de zesde weerstand dezelfde structuur heeft als de eerste weerstand.

14. Constante stroom opwekkende schakeling, omvattende? - een eerste transistor van een eèrste geleidbaar-20 heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met een eerste potentiaalpunt is verbonden, en de tweede elektrode via een belasting met een tweede potentiaalpunt is verbonden, en de basiselektrode via een eerste weerstand met een tweede po-25 tentiaalpunt is verbonden, waardoor de spanningsval over deze eerste weerstand wordt gedetecteerd; - een derde transistor van een tweede geleidbaarheidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met het twee- 30 de potentiaalpunt is verbonden, en de tweede elektrode via de eerste weerstand met het eerste potentiaalpunt is verbonden; - een tweede transistor van het eerste geleidbaarheidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met de tweede 35 elektrode van de eerste transistor is verbonden, de eerste elektrode met het eerste potentiaalpunt en de tweede elektrode met de basiselektrode van de derde transistor is verbonden, waardoor de potentiaal op de basiselektrode van de derde 8403372 * O - 19- transistor afhankelijk van de potentiaal van de tweede elektrode van de eerste transistor wordt geregeld; en - een vijfde transistor van het tweede geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 5 een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, waarbij de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd, en waarbij de tweede elektrode met een uit- 10 gangsaansluiting is verbonden.

15. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 14, waarbij de belasting een weerstand is.

16. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 14, waarbij de belasting een stroombron met een 15 constante stroom is.

17. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 14, waarbij elke eerste elektrode van de derde en vijfde transistor via respectievelijk een tweede en een vierde weerstand met een tweede potentiaalpunt is verbonden.

18. Constante stroom opwekkende schakeling, omvat tende : - een eerste transistor van een eerste geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met het eer- 25 ste potentiaalpunt en de tweede elektrode via-een belasting met een tweede potentiaalpunt is verbonden, en waarbij de basiselektrode via een eerste weerstand met het eerste potentiaalpunt is verbonden, waardoor de spanningsval over deze eerste weerstand wordt gedetecteerd; 30. een derde transistor van een tweede geleidbaar- heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is verbonden, en waarbij de tweede elektrode via een eerste weerstand met het eerste potentiaalpunt is 35 verbonden; 9 - een tweede transistor van het eerste geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met de tweede 8403872 * V ' £ - 20 - , elektrode van de eerste transistor is verbonden, en de eerste elektrode via een zevende weerstand met het eerste potentiaalpunt is verbonden, en de tweede elektrode met de basiselektrode van de derde.transistor is verbonden, waardoor de 5 potentiaal op de basiselektrode van de derde transistor wordt geregeld, afhankelijk van de potentiaal op de tweede elektrode van de eerste transistor? - een vijfde transistor van het tweede geleidbaar-heidstype, omvattende een eerste en een tweede elektrode en 10 een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, de eerste elektrode met het tweede potentiaalpunt is. verbonden, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd, en de tweede elektrode met een uitgangsaansluiting is 15 verbonden; - een tiende transistor van het tweede geleidbaarheids type, omvattende een eerste en een tweede elektrode en een basiselektrode, waarbij de basiselektrode met die van de derde transistor is verbonden, en de eerste elektrode met het 20 tweede potentiaalpunt is verbonden, waardoor in combinatie met de derde transistor een stroomspiegelschakeling wordt gevormd en waarbij de tweede elektrode met die van de tweede transistor is verbonden, en waarbij tussen de tweede elektrode en de basiselektrode van de tweede transistor een conden- 25 sator is geschakeld.

19. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 18, waarbij de belasting een weerstand is.

20. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 18, waarbij de belasting een stroombron met een 30 constante stroom is.

21. Constante stroom opwekkende schakeling volgens conclusie 18, waarbij de eerste elektrode van de derde, vijfde en tiende transistoren via respectievelijk de tweede, vierde en achtste weerstand met het tweede potentiaalpunt 35 zijn verbonden. 8403872