RU2523121C1 - Источник опорного напряжения - Google Patents
Источник опорного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523121C1 RU2523121C1 RU2013100715/08A RU2013100715A RU2523121C1 RU 2523121 C1 RU2523121 C1 RU 2523121C1 RU 2013100715/08 A RU2013100715/08 A RU 2013100715/08A RU 2013100715 A RU2013100715 A RU 2013100715A RU 2523121 C1 RU2523121 C1 RU 2523121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- transistor
- output
- terminal
- emitter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в качестве температурно-стабильного источника опорного напряжения (ИОН). Техническим результатом является снижение температурного коэффициента выходного напряжения. Устройство содержит первый и второй резисторы, подключенные первыми выводами к шине питания, третий резистор, подключенный одним выводом к общей шине, первый транзистор, подключенный истоком ко второму выводу первого резистора, второй транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, третий транзистор, подключенный коллектором к соединению затвора первого транзистора со вторым выводом второго резистора, четвертый и пятый резисторы, первые выводы которых соединены с коллектором второго транзистора, второй вывод пятого резистора соединен с базами первого и третьего транзисторов, эмиттер третьего транзистора подключен ко второму выводу третьего резистора, второй вывод четвертого резистора и сток второго транзистора подключены к выходной клемме. 3 ил.
Description
Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в качестве температурно-стабильного источника опорного напряжения (ИОН).
Известны температурно-стабильные источники опорного напряжения, к недостаткам которых относится излишняя сложность, вызванная использованием большого количества элементов [U.S. Patent 4380706. Voltage reference circuit / Robert S. Wrathall - Dec. 24, 1980], или необходимость использования «идеального» источника опорного тока [Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988 - С.240, рис.33.27], что существенно затрудняет их использование.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является стабилизатор напряжения (CH), приведенный на фиг.1 [Пат. 2394266 РФ. Компенсационный стабилизатор напряжения / И.В.Барилов, Е.И.Старченко. - Опубл. 10.07.2010, Бюл. №19].
Недостатком прототипа является излишне высокий температурный коэффициент выходного напряжения - около 5·10-4 /°С. Это объясняется, в основном, суммарным температурным дрейфом напряжения стабилитрона VD1 и перехода база-эмиттер транзистора VT4.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении заявляемого технического результата - снижении температурного коэффициента выходного напряжения ИОН.
Для достижения заявляемого технического результата в схему прототипа, содержащую первый и второй резисторы, подключенные первыми выводами к шине питания, третий резистор, подключенный одним выводом к общей шине, первый транзистор, подключенный истоком ко второму выводу первого резистора, второй транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, третий транзистор, подключенный коллектором к соединению затвора первого транзистора со вторым выводом второго резистора, введены четвертый и пятый резисторы, первые выводы которых соединены с коллектором второго транзистора, второй вывод пятого резистора соединен с базами первого и третьего транзисторов, эмиттер третьего транзистора подключен ко второму выводу третьего резистора, второй вывод четвертого резистора и сток второго транзистора подключены к выходной клемме.
Схема прототипа приведена на фиг.1, а заявляемого устройства - на фиг.2. На фиг.3 приведены результаты моделирования.
Заявляемый ИОН (фиг.2) содержит первый резистор 1 и второй резистор 2, подключенные первыми выводами к шине питания, первый транзистор 3, подключенный истоком ко второму выводу резистора 1, второй транзистор 4, подключенный эмиттером к общей шине, третий резистор 5, подключенный одним выводом к общей шине, третий транзистор 6, коллектор которого подключен к соединению затвора транзистора 3 со вторым выводом резистора 2, четвертый резистор 7 и пятый резистор 8, первые выводы которых соединены с коллектором транзистора 4, эмиттер транзистора 6 соединен со вторым выводом резистора 5, второй вывод резистора 7 объединен с базами транзисторов 4 и 6, второй вывод резистора 8 и сток транзистора 3 подключены к выходной клемме.
Проанализируем работу заявляемого устройства (фиг.2). Выходное напряжение UВЫХ такого стабилизатора определяется суммой напряжения база-эмиттер UБЭ4 транзистора 4 и падений напряжений U7 и U8 на резисторах 7 и 8 соответственно.
Пренебрегая током затвора и считая коэффициенты передачи по току транзисторов 4 и 6 равными β, запишем выражение (1) в следующем виде:
где φT=kT/q - температурный потенциал; k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура; q - заряд электрона; I4 и I6 - токи эмиттеров транзисторов 4 и 6 соответственно; IS - ток насыщения смещенного в обратном направлении p-n перехода; I1 - ток стока транзистора 3, равный току через резисторы 1 и 8; R7 и R8 - сопротивление резисторов 7 и 8 соответственно.
Зависимость IS от температуры имеет следующий вид:
где С - постоянный коэффициент, определяемый технологией производства интегрального транзистора и пропорциональный площади p-n перехода; Е - энергетическая ширина запрещенной зоны при абсолютном нуле, полученная линейной экстраполяцией от комнатной температуры к абсолютному нулю, равная для кремния 1,205 В.
Следует также учесть, что температурную зависимость коэффициента усиления тока базы можно представить следующим образом
где β0 - коэффициент усиления тока базы при комнатной (номинальной) температуре T0.
Для нахождения тока I6 следует учесть напряжения база-эмиттер UБЭ4 и UБЭ6, транзисторов 4 и 6, а также падение напряжения на резисторе 5, записав выражение:
где R5 - сопротивление резистора 5; N - отношение площадей эмиттеров транзисторов 6 и 4.
Ток стока I1 выражается через напряжение UЗИ между затвором и истоком транзистора 3, определяемое разностью падений напряжений на резисторах 1 и 2, которая, в свою очередь, зависит от токов I1 и I2:
где I0 - начальный ток стока, при UЗИ=0; UO - напряжение отсечки; I2 - ток через резистор 2; R2 - сопротивление резистора 2.
Так как I2=I6β/(β+1), то с учетом выражений (2-6) можно составить систему уравнений, решив которую можно определить значение выходного напряжения. Однако соответствующее точное решение не может быть представлено в виде аналитического выражения, содержащего только элементарные функции. Тем не менее, задавая параметры входящих в устройство элементов, можно получить приближенное решение с применением численных методов.
На фиг.3 показано изменение выходного напряжения заявляемого ИОН при изменении температуры (нижний график). Из результатов моделирования можно сделать следующий вывод: абсолютное изменение выходного напряжения заявляемого ИОН не превышает 0,5 мВ при изменении температуры от -40 до +120°C. При этом температурный коэффициент выходного напряжения (верхний график) не превышает значения 1·10-5 /°C что на порядок меньше, чем у прототипа.
Таким образом, и проведенный анализ, и данные схемотехнического моделирования подтверждают, что достигается заявляемый технический результат - снижение температурного коэффициента выходного напряжения.
Claims (1)
- Источник опорного напряжения, содержащий первый и второй резисторы, подключенные первыми выводами к шине питания, третий резистор, подключенный одним выводом к общей шине, первый транзистор, подключенный истоком ко второму выводу первого резистора, второй транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, третий транзистор, подключенный коллектором к соединению затвора первого транзистора со вторым выводом второго резистора, отличающийся тем, что введены четвертый и пятый резисторы, первые выводы которых соединены с коллектором второго транзистора, второй вывод пятого резистора соединен с базами первого и третьего транзисторов, эмиттер третьего транзистора подключен ко второму выводу третьего резистора, второй вывод четвертого резистора и сток второго транзистора подключены к выходной клемме.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100715/08A RU2523121C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Источник опорного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100715/08A RU2523121C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Источник опорного напряжения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013100715A RU2013100715A (ru) | 2014-07-20 |
RU2523121C1 true RU2523121C1 (ru) | 2014-07-20 |
Family
ID=51215110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013100715/08A RU2523121C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Источник опорного напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523121C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715215C1 (ru) * | 2019-10-21 | 2020-02-26 | Акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" | Источник опорного напряжения с калибровкой выходного напряжения |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1372308A1 (ru) * | 1986-07-13 | 1988-02-07 | Предприятие П/Я М-5717 | Стабилизатор напр жени посто нного тока |
RU2006063C1 (ru) * | 1992-02-26 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения | Низковольтный источник эталонного напряжения |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100715/08A patent/RU2523121C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1372308A1 (ru) * | 1986-07-13 | 1988-02-07 | Предприятие П/Я М-5717 | Стабилизатор напр жени посто нного тока |
RU2006063C1 (ru) * | 1992-02-26 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения | Низковольтный источник эталонного напряжения |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 2 461 048 C1 (ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")), 10.09.2012. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715215C1 (ru) * | 2019-10-21 | 2020-02-26 | Акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" | Источник опорного напряжения с калибровкой выходного напряжения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013100715A (ru) | 2014-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4276812B2 (ja) | 温度検出回路 | |
CN103092253B (zh) | 参考电压产生电路 | |
CN106771942B (zh) | 双极型晶体管工作在放大区的结温实时测量方法 | |
CN105974996A (zh) | 一种基准电压源 | |
US20180143659A1 (en) | Reference voltages | |
Colombo et al. | A CMOS 25.3 ppm/C bandgap voltage reference using self-cascode composite transistor | |
TW201339795A (zh) | 基準電壓電路 | |
CN103294100A (zh) | 一种补偿电阻温漂系数的基准电流源电路 | |
US20150346746A1 (en) | Bandgap reference voltage generator circuits | |
CN103472883A (zh) | 电压产生器及能带隙参考电路 | |
CN103365330A (zh) | 参考电压/电流产生装置 | |
US20160252923A1 (en) | Bandgap reference circuit | |
US8608376B2 (en) | Method for modeling and parameter extraction of LDMOS devices | |
RU2523121C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US20100102795A1 (en) | Bandgap voltage reference circuit | |
CN203950228U (zh) | 电流源电路 | |
RU2523947C1 (ru) | Выходной каскад усилителя мощности на основе комплементарных транзисторов | |
US3328685A (en) | Ohmmeter utilizing field-effect transistor as a constant current source | |
US20130099769A1 (en) | Current source circuit with high order temperature compensation and current source system thereof | |
RU2530260C1 (ru) | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона | |
RU2473951C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2580458C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US10509430B2 (en) | Reference circuits | |
RU2488874C1 (ru) | Источник опорного напряжения, определяемого удвоенной шириной запрещенной зоны | |
CN208636736U (zh) | 带隙电路及电子设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150110 |