RU2447477C1 - Источник опорного напряжения - Google Patents
Источник опорного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447477C1 RU2447477C1 RU2011112741/08A RU2011112741A RU2447477C1 RU 2447477 C1 RU2447477 C1 RU 2447477C1 RU 2011112741/08 A RU2011112741/08 A RU 2011112741/08A RU 2011112741 A RU2011112741 A RU 2011112741A RU 2447477 C1 RU2447477 C1 RU 2447477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- output
- emitter
- resistor
- base
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Устройство относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и других элементов автоматики. Техническим результатом изобретения является упрощение схемы при высокой температурной стабильности выходного напряжения. Устройство содержит первый транзистор, эмиттером подключенный к эмиттеру второго транзистора, первый резистор, включенный между эмиттером первого транзистора и общей шиной, второй резистор, первым выводом подключенный к точке соединения базы первого транзистора с коллектором второго транзистора, второй вывод второго резистора подключен к базе второго транзистора и к выходу устройства, третий резистор, первым выводом подключенный к шине питания, третий транзистор и полевой транзистор, причем коллектор первого транзистора подключен к шине питания, база третьего транзистора соединена с базой второго транзистора, его эмиттер подключен к эмиттеру второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен со вторым выводом третьего резистора и с истоком полевого транзистора, затвор которого подключен к шине питания, а сток - к выходу устройства. 6 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может использоваться в стабилизаторах напряжения, аналогово-цифровых преобразователях и других элементах автоматики и вычислительной техники.
Известны источники опорного напряжения (ИОН), имеющие высокую стабильность, но содержащие в своем составе биполярные транзисторы p-n-p типа и полевые транзисторы с изолированным затвором, что снижает их радиационную стойкость [Haiplik, H.. Voltage Reference Circuit. / US patent No. 7626374, Dec. 1, 2009].
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является ИОН, приведенный в [Scoones, К. Voltage Reference Circuit with Increased Intrinsic Accuracy. / US Patent No. 6642777, Nov. 4, 2003].
На фиг.1 показана схема прототипа, содержащая первый транзистор, эмиттером соединенный с эмиттером второго транзистора, база которого подключена к коллектору первого транзистора и первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к точке соединения базы первого транзистора, неинвертирующего входа операционного усилителя, выхода операционного усилителя, первого вывода третьего резистора и является выходом устройства, второй резистор, включенный между эмиттером первого транзистора и общей шиной, третий резистор, вторым выводом подключенный к первому выводу четвертого резистора и к шине питания, второй вывод четвертого резистора подключен к коллектору второго транзистора и отрицательному входу операционного усилителя.
Недостатком прототипа является сложность схемы.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение схемы при сохранении высокой температурной стабильности выходного напряжения.
Для решения поставленной задачи в схему прототипа, содержащего первый транзистор, эмиттером подключенный к эмиттеру второго транзистора, первый резистор, включенный между эмиттером первого транзистора и общей шиной, второй резистор, первым выводом подключенный к точке соединения базы первого транзистора с коллектором второго транзистора, второй вывод второго резистора подключен к базе второго транзистора и к выходу устройства, третий резистор, первым выводом подключенный к шине питания, введены третий транзистор и полевой транзистор, причем коллектор первого транзистора подключен к шине питания, база третьего транзистора соединена с базой второго транзистора, его эмиттер подключен к эмиттеру второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен со вторым выводом третьего резистора и с истоком полевого транзистора, затвор которого подключен к шине питания, а сток - к выходу устройства.
Заявляемый ИОН (фиг.2) содержит первый транзистор 1, эмиттером подключенный к эмиттеру второго транзистора 2, а коллектором - к шине питания, первый резистор 3, включенный между эмиттером первого транзистора 1 и общей шиной, второй резистор 4, первым выводом подключенный к точке соединения базы первого транзистора 1 с коллектором второго транзистора 2, третий транзистор 5, база которого подключена к базе второго транзистора 2 и к выходу устройства, эмиттер третьего транзистора 5 соединен с эмиттером второго транзистора 2, коллектор третьего транзистора 5 подключен к истоку полевого транзистора 6, затвор которого подключен к шине питания, а сток - к выходу устройства, третий резистор 7 включен между истоком полевого транзистора 6 и шиной питания.
Работу заявляемого ИОН можно пояснить следующим образом.
При подаче питающего напряжения на ИОН полевой транзистор 6 начинает работать как источник тока, обеспечивая базовый и коллекторный токи второго транзистора 6. При этом третий транзистор 5 совместно со вторым транзистором 2 формируют токовое зеркало и обеспечивает управление током стока полевого транзистора 6, повышая его стабильность при воздействии различных дестабилизирующих факторов. Ток коллектора второго транзистора 6 создает на втором резисторе 4 падение напряжения, в результате чего ток коллектора первого транзистора 2 обусловлен разностью напряжений база-эмиттер ΔU первого транзистора 1 и второго транзистора 2:
где I2 - ток коллектора второго транзистора 2; R4 - сопротивление второго резистора 4; φТ - температурный потенциал; I1 - ток коллектора первого транзистора 1, n - отношение площади эмиттера первого транзистора 1 к площади эмиттера второго транзистора 2.
Таким образом, ток коллектора первого транзистора 1 определяется разностью напряжений база-эмиттер транзисторов и, как известно, имеет положительный температурный дрейф.
Для выходного напряжения ИОН можно записать
где UБЭ2 - напряжение база-эмиттер второго транзистора 2; R3 - сопротивление первого резистора 3.
Дифференцируя (2) по температуре и приравнивая производную нулю, можно найти условие, при котором выходное напряжение не будет зависеть от температуры. Такое условие существует, так как напряжение база-эмиттер имеет отрицательный температурный дрейф, а разность напряжений база-эмиттер - положительный температурный дрейф. Отметим, что и ток I1 имеет положительный температурный дрейф, что можно подтвердить результатами моделирования.
На фиг.3 приведена схема заявляемого ИОН в среде PSpice. В качестве моделей использованы компоненты аналогового базового матричного кристалла (АБМК), выпускаемого Минским НПО «Интеграл» [Дворников О.В. Аналоговый биполярно-полевой БМК с расширенными функциональными возможностями / О.В.Дворников, В.А.Чеховской // Chip News. - 1999. - №2. - С.21-23.]. Транзисторы VT1 - VT3 - GC_05_NPN, транзистор VT4 -PNPJF_JFET. Модели резисторов имеют линейный температурный коэффициент 0,15%/°С.
Результаты моделирования заявляемого ИОН приведены на фиг.4 и фиг.5.
График, приведенный на фиг.4, иллюстрирует зависимость выходного напряжения от температуры (нижний плот) и производные по температуре от напряжения база-эмиттер транзистора VT2 (фиг.3) и падения напряжения на резисторе R3 (верхний плот). В данном случае температурный дрейф выходного напряжения не хуже ±13 ppm/°C, а максимальное относительное отклонение выходного напряжения во всем диапазоне изменения температуры составляет ±0,017%.
Таким образом, налицо упрощение схемы ИОН за счет исключения операционного усилителя. То есть, поставленная задача решена.
Дополнительным преимуществом предлагаемого изобретения является его повышенная радиационная стойкость, так как транзисторы n-p-n типа, входящие в состав АБМК, обладают повышенной радиационной стойкостью, а полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и каналом p-типа практически нечувствительны к потоку нейтронов вплоть до интенсивности F=10 n/см2·с. Результаты моделирования схемы заявляемого ИОН при различных уровнях радиационного воздействия, приведенные на фиг.6, показывают, что сохраняется не только функциональная годность заявляемого ИОН, но и в значительной мере сохраняется его свойство температурной стабильности вплоть до F=1013 n/см2·с.
Claims (1)
- Источник опорного напряжения, содержащий первый транзистор, эмиттером подключенный к эмиттеру второго транзистора, первый резистор, включенный между эмиттером первого транзистора и общей шиной, второй резистор, первым выводом подключенный к точке соединения базы первого транзистора с коллектором второго транзистора, второй вывод второго резистора подключен к базе второго транзистора и к выходу устройства, третий резистор, первым выводом подключенный к шине питания, отличающийся тем, что в устройство введен третий транзистор и полевой транзистор, причем коллектор первого транзистора подключен к шине питания, база третьего транзистора соединена с базой второго транзистора, его эмиттер подключен к эмиттеру второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен со вторым выводом третьего резистора и с истоком полевого транзистора, затвор которого подключен к шине питания, а сток - к выходу устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112741/08A RU2447477C1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Источник опорного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112741/08A RU2447477C1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Источник опорного напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2447477C1 true RU2447477C1 (ru) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112741/08A RU2447477C1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Источник опорного напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447477C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525745C1 (ru) * | 2013-02-11 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1051513A1 (ru) * | 1981-01-06 | 1983-10-30 | Предприятие П/Я А-7538 | Двухпол рный источник опорного напр жени |
US6642777B2 (en) * | 2001-07-05 | 2003-11-04 | Texas Instruments Incorporated | Voltage reference circuit with increased intrinsic accuracy |
RU2307386C1 (ru) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) | Управляемый источник опорного напряжения |
US7626374B2 (en) * | 2006-10-06 | 2009-12-01 | Wolfson Microelectronics Plc | Voltage reference circuit |
RU98648U1 (ru) * | 2010-07-06 | 2010-10-20 | Артур Отарович Халатов | Импульсный стабилизатор тока |
-
2011
- 2011-04-01 RU RU2011112741/08A patent/RU2447477C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1051513A1 (ru) * | 1981-01-06 | 1983-10-30 | Предприятие П/Я А-7538 | Двухпол рный источник опорного напр жени |
US6642777B2 (en) * | 2001-07-05 | 2003-11-04 | Texas Instruments Incorporated | Voltage reference circuit with increased intrinsic accuracy |
RU2307386C1 (ru) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) | Управляемый источник опорного напряжения |
US7626374B2 (en) * | 2006-10-06 | 2009-12-01 | Wolfson Microelectronics Plc | Voltage reference circuit |
RU98648U1 (ru) * | 2010-07-06 | 2010-10-20 | Артур Отарович Халатов | Импульсный стабилизатор тока |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525745C1 (ru) * | 2013-02-11 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI405068B (zh) | 趨近零溫度係數的電壓與電流產生器 | |
CN103092239A (zh) | 恒流电路及基准电压电路 | |
WO2023103748A1 (zh) | 一种低压检测电路 | |
ATE475925T1 (de) | Spannungsreferenz-elektronikschaltung | |
CN108052151B (zh) | 一种无嵌位运放的带隙基准电压源 | |
US9000825B2 (en) | Active diode circuit | |
KR20130108174A (ko) | 기준 전압 회로 | |
RU2447477C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2461048C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
CN101320279B (zh) | 电流产生器 | |
RU2449342C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2332702C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2480899C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2473951C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2461864C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2530260C1 (ru) | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона | |
CN115328262A (zh) | 具有工艺补偿的低压低功耗cmos基准电压源及调试方法 | |
Starchenko et al. | The radiation-hardened voltage references on bipolar and JFET transistors | |
RU2523121C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2546083C1 (ru) | Температурно стабильный радиационно стойкий источник опорного напряжения на основе дифференциальной пары полевых транзисторов | |
RU2523956C2 (ru) | Источник опорного напряжения | |
CN103853227B (zh) | 基准电压生成电路 | |
RU2480810C1 (ru) | Источник опорного напряжения отрицательной полярности | |
RU2541915C1 (ru) | Источник опорного напряжения, определяемого удвоенной шириной запрещённой зоны | |
RU183391U1 (ru) | Источник опорного напряжения и тока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130402 |