NL8600306A - Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling. - Google Patents

Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling. Download PDF

Info

Publication number
NL8600306A
NL8600306A NL8600306A NL8600306A NL8600306A NL 8600306 A NL8600306 A NL 8600306A NL 8600306 A NL8600306 A NL 8600306A NL 8600306 A NL8600306 A NL 8600306A NL 8600306 A NL8600306 A NL 8600306A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
effect transistor
channel
field effect
transistor
gate
Prior art date
Application number
NL8600306A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8600306A priority Critical patent/NL8600306A/nl
Priority to DE8787200159T priority patent/DE3766380D1/de
Priority to EP87200159A priority patent/EP0234628B1/en
Priority to JP62026494A priority patent/JPS62186311A/ja
Publication of NL8600306A publication Critical patent/NL8600306A/nl
Priority to US07/208,852 priority patent/US4808847A/en
Priority to SG565/91A priority patent/SG56591G/en
Priority to HK908/91A priority patent/HK90891A/xx

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/24Regulating 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 field-effect type only
    • G05F3/242Regulating 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 field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
    • G05F3/247Regulating 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 field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a voltage or current as a predetermined function of the supply voltage
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/24Regulating 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 field-effect type only
    • G05F3/242Regulating 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 field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
    • G05F3/245Regulating 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 field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a voltage or current as a predetermined function of the temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/907Temperature compensation of semiconductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

PHN 11.648 χ N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven
Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombron-1 schakeling.
De uitvinding heeft betrekking op een schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een als stroombron geschakelde veldeffect-transistor van het verrijkinsgtype waarvan het kanaal is aangesloten tussen de eerste voedingsspanningsaansluiting en een uitgangsaanslui-tingj welke schakeling is voorzien van: - een in het ohmsche gebied bedreven eerste veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met de eerste voedingsspanningsaansluiting en anderzijds is verbonden met een knooppunt, - een tweede in verzadiging bedreven veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met het genoemde knooppunt en anderzijds met de andere voedingsspanningsaansluiting, waarbij de stuurspanning voor de stroombron-veldeffecttransistor wordt geleverd vanaf het genoemde knooppunt aan de gate van de stroombron-veldeffecttransistor.
Een dergelijke schakeling is bekend uit het Amerikaanse octrooi-schrift 4.004.164. Bij deze bekende schakeling is de gate van de eerste veldeffecttransistor verbonden met een referentiespanning, bijvoorbeeld een spanning op het aardniveau, en is de gate van de tweede veldeffecttransistor verbonden met het genoemde knooppunt. Bij een juiste keuze van de parameters zal de als stroombron geschakelde veldeffecttransistor een stroom leveren die op inverse wijze varieert met veranderingen van de voedingsspanning teneinde een gecompenseerde stroom te leveren aan een analoge schakeling.
De onderhavige aanvrage heeft niet ten doel een gecompenseerde stroom te leveren maar heeft ten doel een schakeling te verschaffen voor het leveren van een stuurspanning aan een als stroombron geschakelde veldeffecttransistor van het verrijkingstype welke veldeffecttransistor met deze stuurspanning een stroom levert die in hoge mate onafhankelijk is van temperatuurvariaties.
Aan deze doelstelling wordt volgens de uitvinding voldaan bij een schakeling van in de aanhef genoemde soort, doordat de gate van de eerste veldeffecttransistor is verbonden met het genoemde knooppunt en de gate van de tweede veldeffecttransistor is verbonden met de eerste voedingsspanningsaansluiting en dat de kanaalbreedte/kanaallengte-verhou-ding kx resp. k£ en de drempelspanning V<nj van de respectievelijke eerste en tweede veldeffecttransistoren zodanig worden gekozen
, Λ Λ T A
>' 4-' PEN 11.648 2 dat bij de door de stroombron geleverde gewenste stroomsterkte het tempera tuurafhankelijke verloop van de gate-source-spanning van de eerste transistor althans binnen een vooraf bepaald temperatuurtrajeet zowel in amplitude als in helling althans bij benadering overeenstemt met het temperatuur afhankelijke verloop van de source-gate-spanning van de als stroombron geschakelde veldeffecttransistor.
Bij voorkeur wordt de schakeling zodanig uitgevoerd dat de kanaal-breedte/kanaallengte-verhouding k^ resp. k£ en de drempelspanning VTD van de respectievelijke eerste en tweede transistor alsmede de drempelspanning van de als stroombron geschakelde veldeffecttransistor zodanig worden gekozen dat bij een bepaalde referentietempe-ratuur Tq althans bij benadering voldaan wordt aan de volgende vergelijking (fcj + 1¾) - ykjfkj^ + 3¾) vTE<T0> + 3'l_5p'l· T0 k2~kl IvtdM- To
Met deze uitvoeringsvorm wordt bereikt dat de afgeleide van de door de stroombrontransistor geleverde stroom naar de temperatuur bij de refe-rentietemperatuur Tq gelijk aan nul is, terwijl dit althans bij benadering ook geldt binnen een zeer breed temperatuurgebied rond Tq·
Het verdient verder de voorkeur dat de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding van de tweede veldeffecttransistor ten opzichte van de ka-naalbreedte/kanaallengte-verhouding van de eerste veldeffecttransistor binnen verdere toelaatbare ontwerpgrenzen relatief groot wordt gekozen. Daarmee wordt bereikt dat de invloed van de spreiding in de breedte/ lengte-verhoudingen van de kanalen van de transistoren, veroorzaakt door het fabrikageproces, sterk wordt gereduceerd.
De uitvinding heeft verder ten doel een schakeling te verschaffen voor het leveren van een stuurspanning aan een als stroombron geschakelde veldeffecttransistor van het verrijkingstype, welke veldeffecttransistor een stroom levert die tevens in hoge mate onafhankelijk is van voedingsspanningvariaties.
Aan deze doelstelling wordt bij een schakeling van in de aanhef genoemde soort voldaan, doordat tussen de tweede voedingsspanningsaan-sluiting en de andere zijde van het kanaal van de tweede transistor een “4 . ·λ\ -¾ * EHN 11.648 3 vierde in verzadiging bedreven veldeffecttransistor van het verarmingstype is aangebracht, van welke vierde veldeffecttransistor de gate verbonden is met het genoemde knooppunt.
Opgemerkt wordt dat het Amerikaanse octrooischrift 4.031.456 een stroombronschakeling beschrijft voorzien van een in het ohmsche gebied bedreven eerste veldeffecttransistor van het verrijkingstype, waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met de eerste voedingsspanningsaan-sluiting en anderzijds is verbonden met een knooppunt, een tweede veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met het genoemde knooppunt en anderzijds met de uitgangsaansluiting van de schakeling terwijl de gate van deze tweede veldeffecttransistor verbonden is met de eerste voedingsspanningsaansluiting, en een als stroombron geschakelde veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal is aangesloten tussen de eerste voedingsspanningsaansluiting en de uitgangsaansluiting.
Bij deze bekende schakeling is echter de eerste veldeffecttransistor van het verrijkingstype en niet van het verarmingstype zoals in onderhavige aanvrage, en verder is de stroombrontransistor van het verarmingstype en niet van het verrijkingstype zoals in onderhavige aanvrage. Bovendien is het kanaal van de tweede veldeffecttransistor niet verbonden met de eerste voedingsspanningsaansluiting maar verbonden met de uitgangsaansluiting van de schakeling hetgeen impliceert dat hier geen sprake is van een afzonderlijke stuurschakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een of meer als stroombron geschakelde veld-effecttransistoren maar sprake is van een in zijn totaliteit als stroombron functionerende schakeling. In deze publikatie wordt alleen aangegeven dat de tweede veldeffecttransistor moet werken in een gebied met positieve temperatuurkarakteristiek of dat de eerste veldeffecttransistor moet werken in een gebied met negatieve temperatuurkarakteristiek.
De uitvinding zal in het volgende nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren.
Figuur 1 toont een als stroombron geschakelde veldeffecttransistor van het verrijkingstype alsmede de bijbehorende I-VgS-karakteris-tiek.
Figuur 2 toont de afhankelijkheid tussen de stuurspanning Vgs uit figuur 1 en de temperatuur.
Figuur 3 toont een stuurschakeling volgens de uitvinding.
Figuur 4 illustreert de afhankelijkheid van de stuurspanning VgS van de temperatuur.
«f V* PHN 11.648 4
Figuur 5 toont een grafiek waarmee een keuze kan worden gemaakt voor de breedte/lengte-verhoudingen van de kanalen van de diverse tran-sistoren uit de stuurschakeling volgens de uitvinding.
Figuur 6 toont een complete schakeling voor het leveren van een constante, temperatuur onafhankelijke referentiestroom Iref·
Figuur 7 toont een verdere uitvoeringsvorm van de stuurschakeling volgens de uitvinding.
Figuur 8 toont een verder ontwikkelde, op zichzelf bekende stroom-bronschakeling waarmee een stroom kan worden geleverd die in hoge mate onafhankelijk is van voedingsspanningvariaties.
Figuur 9 toont een schakeling voor het leveren van een aantal constante temperatuur-onafhankelijke stromen voorzien van een aantal stroombronschakelingen die parallel worden gestuurd door een stuurschakeling volgens de uitvinding.
Figuur 1 toont schematisch een als stroombron functionerende veld-effecttransistor van het enhancement- of verrijkingstype tezamen met de I-VgS-karakteristiek ervan. (Voor een aantal parameters, die op dit type transistor betrekking hebben, wordt in het volgende de index E gebruikt.) In deze karakteristiek is het verloop van de stroom I als functie van de gatespanning vgs uitgezet voor twee temperaturen Tq en Ti, waarbij Τχ > Tg. Er wordt vanuit gegaan dat de transistor werkt in het gebied boven het snijpunt S, dus bijvoorbeeld ingesteld staat in het punt P. Bij verhoging van de temperatuur van To naar Τχ zal nu in het algemeen noch de spanning VgS noch de stroom I constant blijven, maar de transistor zal zich instellen in een punt op de curve voor Τχ ergens tussen de punten Q en R, bijvoorbeeld in het punt U.
Van een stroombron die een constante stroom moet leveren wordt echter geëist dat de geleverde stroom I ook bij variërende temperatuur constant blijft. Voor een stroom door een in het verzadigingsgebied werkende transistor van het verrijkingstype geldt:
1 = «7gs - VTE>2 (D
met waarin: yg = de beweeglijkheid van de ladingdragers in het kanaal;
Cox = de capaciteit van het oxide onder de gate per oppervlakteeen- ^ 'v ->
*' ' -- -· '-j J
% PHN 11.648 5 heid; B * de effectieve kanaalbreedte; L * de effectieve kanaallengte; V-p?, = de drempelspanning van de gebruikte transistor.
Wordt aangenomen dat:
Uq * de beweeglijkheid is van de ladingdragers bij de temperatuur T - T0, dan kan de bovenstaande formule (X) worden geschreven als: v - vu - i|..-g£- . rfa o) 8 ï fo cox » II %
Indien nu de spanning Vgs zodanig als functie van de temperatuur kan worden veranderd dat de stroom I constant blijft dan kan formule (3) worden geschreven als:
Vgs - % = o* lp. (4) waarin G* een constante is.
Een algemeen gebruikte uitdrukking voor de beweeglijkheid van de ladingdragers in het kanaal is: ƒ To\3/2 hetgeen na substitutie in (4) leidt tot: A ƒ t \3/4 V - Vu + (6)
In de bijgaande figuur 2 zijn voor de temperatuur To = 323 K (50°C) twee waarden voor C* gekozen en wel 1,0 en 1,5 volt» Vervolgens is aan de hand van formule (6) de gatespanning VgS uitgezet als functie van de temperatuur uitgezet voor het temperatuurgebied 233 K <T <413 K (-40°C <T <140°G). Uit figuur 2 blijkt dat Vgs nagenoeg lineair verloopt met de temperatuur over een relatief groot tempera-tuurtraject. Ter vergelijking is langs beide curven de met een stippellijn aangegeven rechte getrokken die duidelijk maakt dat de afwijking van de rechte lijn slechts zeer gering is. De helling van de beide nagenoeg rechte lijnen wordt bepaald door: + χ-1/4 (7) d T dT 4 m 3/4 A0 PHN 11.648 6
Aangezien V^e lineair afneemt bij toename van de temperatuur is de afgeleide naar de tijd van deze drempelspanning een constante. De helling van de curven in figuur 2 bij een temperatuur T = Tg wordt dus uitsluitend bepaald door de waarde van C*.
De uitvinding verschaft nu een schakeling waarvan de uitgangsspan-ning althans met een zeer goede benadering voldoet aan de functie die in formule (6) is weergegeven. Een eerste uitvoeringsvorm van deze schakeling is weergegeven in figuur 3. Wordt deze schakeling gekoppeld met de stroombrontransistor uit figuur 1 dan zal deze transistor een stroom I leveren die nagenoeg onafhankelijk is van de temperatuur.
De schakeling van figuur 3 is voorzien van de veldeffecttransisto-ren Τχ en T2 beiden van het depletion- of verarmingstype. (Voor een aantal parameters, die betrekking hebben op dit type transistor, wordt in het volgende de index D gebruikt.) De kanalen van beide transistoren zijn op de getoonde wijze in serie geschakeld tussen de voedingsspan-ningsaansluiting +Vg en de aardaansluiting. Het knooppunt tussen de beide kanalen is verbonden met de gate van transistor Τχ en de gate van transistor T2 is verbonden met de aardaansluiting. Transistor Τχ werkt in het triodegebied of ohmsche gebied terwijl transistor T2 in verzadiging werkt. Voor de stroom I door de beide transistoren geldt althans bij benadering: 1 - - Vju)2 - t=iVgB(Vgs - 2¾} (8) met V a βρχ W1 pn k _ Cox W2 1 μ'Τζ “
Uit deze relatie kan een uitdrukking voor VgS worden afgeleid: vgs - (kl + k2> _^l(kl + 3--- · |vro| = f(kxk2) . |vro| (9)
In formule (9) is f(kxk2) een positieve factor die onafhankelijk is van de temperatuur T en waarvan de grootte bepaald wordt door de W/L-verhoudingen van de beide transistoren. In figuur 4 is schematisch het verloop van de spanning Vgs als functie van de temperatuur uitgezet voor twee waarden van f(kxk2). De helling van de beide nagenoeg lineaire curven wordt bepaald door: ’v· .-s /¾ > r .-¾ * : ; H3N 11.648 7 ^ do) temperatuur waarin de afgeleide van de drempelspanning V^d naar de / een positieve constante is hetgeen inhoudt dat de helling van de curven wordt bepaald door de W/L-verhoudingen van de beide transistoren.
Het zal duidelijk zijn dat door een juiste keuze van de effectieve kanaallengte L en de effectieve kanaalbreedte W van de beide transistoren Tl en T2 de curve voor VgS in figuur 4 althans bij een gekozen referentietemperatuur Tg door hetzelfde punt gaat als de corresponderende curve voor de stroombrontransistor, getoond in figuur 2 terwijl tevens de helling van de curve uit figuur 4 zodanig kan worden gekozen dat de curven uit de figuren 2 en 4 binnen een breed temperatuurtraject samenvallen of nagenoeg samenvallen.
Op grond van de bovenstaande formules is het mogelijk om een relatie aan te geven waaraan de W/L verhoudingen moeten voldoen willen de curven van de figuren 2 en 4 althans in een punt samenvallen.
Wordt formule (9) ingevuld in (6) dan wordt voor C* gevonden: C* - <Tgs - vTE>T-r0 - «klk2> Ittd(to)I - W (11)
Invullen van formule (10) in formule (7) levert bij de temperatuur T = TQ: «w-|^|-^+ïg (i2)
Samenvoegen van de twee laatst gevonden formules (11) en (12) levert de voorwaarde op waaraan de respectievelijke kanaallengten en breedten van de transistoren Tl en T2 moeten voldoen bij een bepaalde referentietemperatuur T = Tq zodanig dat bij deze temperatuur de afgeleide van de geleverde stroom naar de temperatuur gelijk aan nul is, met andere woorden dat de stroom althans rond deze temperatuur onafhankelijk van de temperatuur is. Deze voorwaarde is: ?rE<To> +ffêr|· To f(kik2) -. /- (13) iwKhm-v
Aangezien f(k]k2) als functie van k]_ en k£ alleen afhankelijk is van de W/L verhoudingen van de betreffende transistor . is het dus vereiste voor het bereiken van de/ temperatuur .afhankelijke stuurspanning al- PHN 11.648 8 leen nodig om de breedte/lengte-verhoudingen van de kanalen van elk van de transistoren zodanig te kiezen dat aan de bovenstaande formule wordt voldaan. Bij een dergelijke keuze is de afgeleide naar de temperatuur van de stroom door de stroombrontransistor nul bij T = Tq, en althans bij benadering nul voor een groot gebied rond T - Tq·
In figuur 5 is f(k]k2) uitgezet als functie van (W/L)2/(W/L)i (bij T = Tq)· Uit deze figuur blijkt dat de variatie in f(k]k2) steeds kleiner wordt naarmate de verhouding (W/L^/CW/I*)! groter wordt. Met andere woorden, dé spreiding in de (W/L)-verhoudingen zal steeds minder invloed hebben op het verloop van de door de stroombrontransistor geleverde stroom als functie van de temperatuur naarmate de waarde van f(k^k£) groter is. Het verdient derhalve de voorkeur om de waarde van f(k]k2) binnen de beperkingen, die door eventuele andere ontwerpvereisten worden gesteld, zo groot mogelijk te kiezen.
De totale stroombronschakeling, bestaande uit een combinatie van de schakelingen uit de figuren 1 en 3, is getoond in figuur 6. De stroom Iref die door deze schakeling wordt geleverd is zoals blijkt uit de bovenstaande formules (1) en (2) afhankelijk van de keuze van de kanaallengte resp. kanaalbreedte van de stroombrontransistor T3'
Figuur 7 toont een uitgebreidere uitvoeringsvorm van de stuurscha-keling volgens de uitvinding waarin een vierde transistor T4 is opgenomen op zodanige wijze dat het kanaal van deze transistor is geschakeld tussen de voedingsspanningsaansluiting en het kanaal van de tweede transistor terwijl de gate van de vierde transistor verbonden is met de gate van de eerste transistor. Door toevoeging van deze transistor T4 wordt bereikt dat de door de schakeling geleverde stuurspanning (en daarmee de door de stroombrontransistor geleverde stroom) in hoge mate onafhankelijk wordt van voedingsspanningsvariaties.
De toegevoegde vierde transistor werkt in verzadiging. De minimaal vereiste voedingsspanning in de schakeling van figuur 7 is gelijk aan:
Vi^Vgs+IVxDl (13)
De voedingsspanning moet verder met deze beperking zo hoog worden gekozen dat de transistor T4 in verzadiging is. Uit het voorgaande blijkt dat ook de transistor T2 in verzadiging moet zijn. Dat houdt in dat voor transistor T2 moet gelden: -Vgs + IVjbI < Vds2 < |VTB| (14) ' ’ ' -· r ^ - : - ; o -° ·*>.
EHN 11.648 9
De spanning V,js2 moet aan de beide voorwaarden voldoen enerzijds om de transistor T2 in verzadiging te houden en anderzijds om ervoor te zorgen dat de transistor T4 niet wordt afgeknepen. Uit berekening volgt, dat indien alle transistoren Tj, en T4 verschillende (W/L)-verhoudingen hebben resp. aangeduid met k^, k£ en k4, dat dan moet gelden: (l6)
Hebben de transistoren T2 en T3 echter dezelfde (W/L)—verhouding dan wordt gevonden: k2 * k4 > 5kj (17) ofwel: (W/L)2 = (W/L)4 > 5 (W/L)! (18)
Gebleken is dat de schakeling van figuur 7 een stuurspanning VgS levert die nagenoeg onafhankelijk is van voedingsspanningsvari-aties. Ten opzichte van de schakeling van figuur 3 werd in een praktische uitvoeringsvorm een verbetering bereikt met een factor 10. Een praktische waarde voor de afgeleide van de spanning VgS naar de voedingsspanning is: 1 mV/V. (19)
VB
Ook bij de stroombrontransistor kan door het toevoegen van een verdere in verzadiging werkende transistor T5 van het verarmingstype een verdere verbetering worden bereikt in de onafhankelijkheid van de door de stroombrontransistor geleverde stroom van voedingsspanningsva-riaties.
Figuur 8 toont een stroombronschakeling waarbij in serie met het kanaal van de stroombrontransistor T3 het kanaal van de transistor T5 is geschakeld. De gate van transistor T5 is verbonden met aarde.
Tussen de voedingsspanningsaansluiting +Vg en het kanaal van transistor T5 bevindt zich de elektronische schakeling waaraan de stroom moet worden geleverd, welke elektronische schakeling in zijn algemeenheid met Z is aangeduid.
Een dergelijke stroombronschakeling is op zichzelf overigens bekend uit de Britse octrooiaanvrage 2.054.996.
In figuur 9 is tenslotte een complete schakeling weergegeven be- PHN 11.648 10 staande uit een stuurtrap voorzien van de transistoren T]_, T2 en T4 en een aantal stroombronschakelingen bestaande uit de transistoren •^31» ^51***^3n» ^5n* stuurtrap is identiek aan de schakeling uit figuur 7 en de stroombronschakelingen zijn identiek aan de schakeling uit figuur 8. De stromen Irefl*··**refn die door de diverse stroombronschakelingen worden geleverd kunnen worden ingesteld door een juiste keuze van de respectievelijke breedte/lengteverhoudingen (W/L) van de kanalen van de respectievelijke transistoren T31* *·τ3η· J ^ - j

Claims (9)

1. Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een als stroombron geschakelde veldeffecttransistor van het verrijkinsgtype waarvan het kanaal is aangesloten tussen de eerste voedingsspannings-aansluiting en een uitgangsaansluiting, welke schakeling is voorzien van: - een in het ohmsche gebied bedreven eerste veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met de eerste voedingsspanningsaansluiting en anderzijds is verbonden met een knooppunt, - een tweede in verzadiging bedreven veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met het genoemde knooppunt en anderzijds met de andere voedingsspanningsaansluiting, waarbij de stuurspanning voor de stroombron-veldeffecttransistor wordt geleverd vanaf het genoemde knooppunt aan de gate van de stroombron-veldeffeettransi s tor, met het kenmerk, dat de gate van de eerste veldeffecttransistor is verbonden met het genoemde knooppunt en de gate van de tweede veldeffecttransistor is verbonden met de eerste voedingspanningaansluitng en dat de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding kj resp. k£ en de drempel-spanning V·^ van de respectievelijke eerste en tweede veldeffect-transistoren zodanig worden gekozen dat bij de door de stroombron geleverde gewenste stroomsterkte het temperatuurafhankelijke verloop van de gate-source-spanning van de eerste transistor althans binnen een vooraf bepaald temperatuurtraject zowel in amplitude als in helling althans bij benadering overeenstemt met het temperatuur afhankelijke verloop van de source-gate-spanning van de als stroombron geschakelde veldef-fect transi s tor.
2. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kanaal-breedte/kanaallengte-verhouding k^ resp. k2 en de drempelspanning V<j»D van de respectievelijke eerste en tweede transistor alsmede de drempelspanning van de als stroombron geschakelde veldeffecttransistor zodanig worden gekozen dat bij een bepaalde referentietempe-ratuur To althans bij benadering voldaan wordt aan de volgende vergelijking (kj + kj) - y^Ckj + 3¾) _ VTE<T0> T0 k2'kl |ïTDci0)|-i|^|. I0 { *
3. Schakeling volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding van de tweede veldeffeettransistor ten opzichte van de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding van de eerste veldeffecttransistor binnen verdere toelaatbare ontwerpgrenzen relatief groot wordt gekozen.
4. Schakeling volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tussen de tweede voedingsspanningsaansluiting en de andere zijde van het kanaal van de tweede transistor een vierde in verzadiging bedreven veldeffecttransistor van het verarmingstype is aangebracht, van welke vierde veldeffecttransistor de gate verbonden is met het genoemde knooppunt.
4. PHN 11.648 12
5. Schakeling voor het leveren van een constante stroom aan een belasting, omvattende een als stroombron geschakelde veldeffecttransistor van het verrijkingstype waarvan het kanaal is aangesloten tussen de eerste voedingsspanningsaansluiting en een uitgangsaansluiting, en een schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan deze als stroombron geschakelde veldeffecttransistor, welke schakeling is voorzien van: - een in het ohmsche gebied bedreven eerste veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met de eerste voedingsspanningsaansluiting en anderzijds is verbonden met een knooppunt, - een tweede in verzadiging bedreven veldeffecttransistor van het verarmingstype waarvan het kanaal enerzijds is verbonden met het genoemde knooppunt en anderzijds met de andere voedingsspanningsaansluiting, waarbij de stuurspanning voor de stroombron-veldeffecttransistor wordt geleverd vanaf het genoemde knooppunt aan de gate van de stroombron-veldeffecttransistor, met het kenmerk, dat de gate van de eerste veldeffecttransistor is verbonden met het genoemde knooppunt en de gate van de tweede veldeffecttransistor is verbonden met de eerste voedingspanningaansluitng en dat de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding k]_ resp. k2 en de drempel-spanning van de respectievelijke eerste en tweede veldeffect-transistoren zodanig worden gekozen dat bij de door de stroombron geleverde gewenste stroomsterkte het temperatuurafhankelijke verloop van de gate-source-spanning van de eerste transistor althans binnen een vooraf bepaald temperatuurtraject zowel in amplitude als in helling althans bij benadering overeenstemt met het temperatuur afhankelijke verloop van de source-gate-spanning van de als stroombron geschakelde veldeffecttransistor. ‘ - ' ^ -C , . .,· Ί EHN 11.648 13
6. Schakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de kanaal-breedte/kanaallengte-verhouding k^ resp. k2 en de drempelspanning van de respectievelijke eerste en tweede transistor alsmede de drempelspanning V-jg van de als stroombrcn geschakelde veldeffect-transistor zodanig worden gekozen dat bij een bepaalde referentietemperatuur Tq althans bij benadering voldaan wordt aan de volgende vergelijking (1¾ + 1¾) - (/k^Ckj + 3¾) _ TTE<T0> + T0 112'kl taM-jInsrl· T0
7. Schakeling volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding van de tweede veldeffecttransis-tor ten opzichte van de kanaalbreedte/kanaallengte-verhouding van de eerste veldeffecttransistor binnen verdere toelaatbare ontwerpgrenzen relatief groot wordt gekozen.
8. Schakeling volgens conclusie 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat tussen de tweede voedingsspanningsaansluiting en de andere zijde van het kanaal van de tweede transistor een vierde in verzadiging bedreven veldeffecttransistor van het verarmingstype is aangebracht, van welke vierde veldeffecttransistor de gate verbonden is met het genoemde knooppunt.
9. Inrichting voor het leveren van een aantal constante stromen aan een overeenkomstig aantal belastingen, voorzien van een corresponderend aantal als stroombron geschakelde veldeffecttransistoren van het verrijkingstype waarvan telkens het kanaal is aangesloten tussen de eerste voedingsspanningsaansluiting en een uit een corresponderend aantal uitgangsaansluitingen, welke inrichting voorzien is van een schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan elk van de als stroombron geschakelde veldeffecttransistoren, uitgevoerd volgens een der conclusies 1 tot en met 4. ********
NL8600306A 1986-02-10 1986-02-10 Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling. NL8600306A (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8600306A NL8600306A (nl) 1986-02-10 1986-02-10 Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling.
DE8787200159T DE3766380D1 (de) 1986-02-10 1987-02-03 Anordnungskreis, um eine steuerspannung einem stromquellekreis zuzufuehren.
EP87200159A EP0234628B1 (en) 1986-02-10 1987-02-03 Circuit arrangement for supplying a drive voltage to a current source circuit
JP62026494A JPS62186311A (ja) 1986-02-10 1987-02-09 駆動電圧供給用回路
US07/208,852 US4808847A (en) 1986-02-10 1988-06-10 Temperature-compensated voltage driver circuit for a current source arrangement
SG565/91A SG56591G (en) 1986-02-10 1991-07-16 Circuit arrangement for supplying a drive voltage to a current source circuit
HK908/91A HK90891A (en) 1986-02-10 1991-11-14 Circuit arrangement for supplying a drive voltage to a current source circuit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8600306A NL8600306A (nl) 1986-02-10 1986-02-10 Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling.
NL8600306 1986-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8600306A true NL8600306A (nl) 1987-09-01

Family

ID=19847542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8600306A NL8600306A (nl) 1986-02-10 1986-02-10 Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4808847A (nl)
EP (1) EP0234628B1 (nl)
JP (1) JPS62186311A (nl)
DE (1) DE3766380D1 (nl)
HK (1) HK90891A (nl)
NL (1) NL8600306A (nl)
SG (1) SG56591G (nl)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760284A (en) * 1987-01-12 1988-07-26 Triquint Semiconductor, Inc. Pinchoff voltage generator
US4975632A (en) * 1989-03-29 1990-12-04 Texas Instruments Incorporated Stable bias current source
KR910007657B1 (ko) * 1989-05-23 1991-09-30 삼성전자 주식회사 반도체 온도검출회로
JP2978226B2 (ja) * 1990-09-26 1999-11-15 三菱電機株式会社 半導体集積回路
US5394079A (en) * 1993-04-27 1995-02-28 National Semiconductor Corporation Current mirror with improved input voltage headroom
US5521490A (en) * 1994-08-08 1996-05-28 National Semiconductor Corporation Current mirror with improved input voltage headroom
US5594441A (en) * 1994-12-30 1997-01-14 Psc, Inc. D/A converter with constant gate voltage
US5627456A (en) * 1995-06-07 1997-05-06 International Business Machines Corporation All FET fully integrated current reference circuit
DE10204487B4 (de) * 2002-01-30 2004-03-04 Infineon Technologies Ag Temperatursensor
US6903601B1 (en) * 2003-08-14 2005-06-07 National Semiconductor Corporation Reference voltage generator for biasing a MOSFET with a constant ratio of transconductance and drain current
JP4859754B2 (ja) * 2007-05-28 2012-01-25 株式会社リコー 基準電圧発生回路及び基準電圧発生回路を使用した定電圧回路
JP5467849B2 (ja) * 2008-12-22 2014-04-09 セイコーインスツル株式会社 基準電圧回路及び半導体装置
JP5945124B2 (ja) * 2012-02-03 2016-07-05 トレックス・セミコンダクター株式会社 電源回路
US11614368B2 (en) * 2018-07-31 2023-03-28 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus to provide an adaptive gate driver for switching devices

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5249139B2 (nl) * 1974-09-04 1977-12-15
US4010425A (en) * 1975-10-02 1977-03-01 Rca Corporation Current mirror amplifier
US4004164A (en) * 1975-12-18 1977-01-18 International Business Machines Corporation Compensating current source
US4199693A (en) * 1978-02-07 1980-04-22 Burroughs Corporation Compensated MOS timing network
US4301380A (en) * 1979-05-01 1981-11-17 Motorola, Inc. Voltage detector
DE3108726A1 (de) * 1981-03-07 1982-09-16 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg Monolithisch integrierte referenzspannungsquelle
US4609833A (en) * 1983-08-12 1986-09-02 Thomson Components-Mostek Corporation Simple NMOS voltage reference circuit
US4583037A (en) * 1984-08-23 1986-04-15 At&T Bell Laboratories High swing CMOS cascode current mirror
US4645948A (en) * 1984-10-01 1987-02-24 At&T Bell Laboratories Field effect transistor current source
US4618815A (en) * 1985-02-11 1986-10-21 At&T Bell Laboratories Mixed threshold current mirror
US4768170A (en) * 1986-06-06 1988-08-30 Intel Corporation MOS temperature sensing circuit
US4760288A (en) * 1986-07-21 1988-07-26 Honeywell Inc. Temperature compensation for semiconductor logic gates

Also Published As

Publication number Publication date
DE3766380D1 (de) 1991-01-10
US4808847A (en) 1989-02-28
JPS62186311A (ja) 1987-08-14
HK90891A (en) 1991-11-22
EP0234628A1 (en) 1987-09-02
SG56591G (en) 1991-08-23
EP0234628B1 (en) 1990-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8600306A (nl) Schakeling voor het leveren van een stuurspanning aan een stroombronschakeling.
EP0585755B1 (en) Apparatus providing a MOS temperature compensated voltage reference for low voltages and wide voltage ranges
US10606292B1 (en) Current circuit for providing adjustable constant circuit
NL8001558A (nl) Stroomstabilisator opgebouwd met veldeffekttransistor van het verrijkingstype.
JP4522299B2 (ja) 定電流回路
CN1287293A (zh) 稳压器
KR970018996A (ko) 전류미러회로(a current mirror circuit)
DE19725459B4 (de) Von externer Spannung unabhängiger Sperrvorspannungspegeldetektor
JP2833564B2 (ja) 多値電圧源回路
CN1401099A (zh) 电压-电流转换器
EP0341482B1 (de) Schaltungsanordnung zum Erfassen der Übertemperatur eines Halbleiterbauelements
KR910002087A (ko) 낮은 공통 전류를 지니는 낮은 드롭아웃(dropout)전압 레귤레이터
JPH09307369A (ja) カレントミラー回路及び定電流駆動回路
US4068140A (en) MOS source follower circuit
US4973857A (en) Current divider circuit
US4875018A (en) Current mirror circuit assembly
US6954039B2 (en) Driving circuit for light emitting diodes
NL8702778A (nl) Ruststroominstelling voor een versterkerschakeling.
NL8102337A (nl) Stroomspiegel-circuit met hoge uitgangsimpedantie en geringe verliezen.
US6710642B1 (en) Bias generation circuit
US7471109B2 (en) Output impedance circuit and output buffer circuit including the same
DE112018008149T5 (de) Offset-Korrekturschaltung
KR19980063161U (ko) 전력증폭용 에프이티(fet)의 게이트 바이어스 회로
JP2748477B2 (ja) 定電圧発生回路
KR900016848A (ko) 전압 조정회로

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed