RU2523956C2 - Источник опорного напряжения - Google Patents
Источник опорного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523956C2 RU2523956C2 RU2012138672/08A RU2012138672A RU2523956C2 RU 2523956 C2 RU2523956 C2 RU 2523956C2 RU 2012138672/08 A RU2012138672/08 A RU 2012138672/08A RU 2012138672 A RU2012138672 A RU 2012138672A RU 2523956 C2 RU2523956 C2 RU 2523956C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- output
- resistor
- field
- base
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей и других элементов автоматики. Техническим результатом является высокая температурная стабильность выходного напряжения. Для этого предложен источник опорного напряжения, содержащий полевой транзистор, затвор которого подключен к шине питания, сток - к выходу устройства, первый и второй резисторы, при этом в устройство введены первый и второй транзисторы, причем эмиттер первого транзистора подключен к общей шине, его база соединена с его коллектором и подключена к первому выводу первого резистора, второй вывод первого резистора подключен к выходу устройства, эмиттер второго транзистора соединен с истоком полевого транзистора, база второго транзистора через второй резистор подключена к его коллектору и шине питания. 4 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 [Барилов И.В., Старченко Е.И. Параметрический стабилизатор напряжения. / Пат. РФ 2383050, 27.02.2010, Бюл. №6.].
На фиг.1 показана схема прототипа, содержащая стабилитрон, анодом подключенный к общей шине, катодом - к стоку полевого транзистора и выходу устройства, затвор полевого транзистора подключен к шине питания, первый резистор, включенный между общей шиной и истоком полевого транзистора, второй резистор, включенный между истоком полевого транзистора и шиной питания.
Недостатком прототипа является его низкая стабильность выходного напряжения при изменении температуры.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение температурной стабильности.
Для решения поставленной задачи в схему прототипа, содержащего полевой транзистор, первый и второй резисторы, введены первый и второй транзисторы; причем эмиттер первого транзистора подключен к общей шине, его база соединена с его коллектором и подключена к первому выводу первого резистора, второй вывод первого резистора подключен к стоку полевого транзистора и к выходу устройства, эмиттер второго транзистора соединен с истоком полевого транзистора, база второго транзистора через второй резистор подключена к его коллектору и шине питания.
Заявляемый ИОН (фиг.2) содержит полевой транзистор 1, затвор которого подключен к шине питания, а сток - к выходу устройства, первый резистор 2, включенный между выходом устройства и точкой соединения базы и коллектора первого транзистора 3, эмиттер которого соединен с общей шиной, эмиттер второго транзистора 4 подключен к истоку полевого транзистора 1, коллектор второго транзистора 4 соединен с шиной питания, а второй резистор 5 включен между базой второго транзистора 4 и шиной питания.
Работу заявляемого устройства можно пояснить следующим образом.
Выходное напряжение ИОН определяется суммой напряжений база-эмиттер первого транзистора 3 падения напряжения на первом резисторе 2. Температурный дрейф напряжения база-эмиттер имеет отрицательный знак, поэтому, если обеспечить положительный температурный дрейф падения напряжения на первом резисторе 2, при выполнении определенных условий результирующий температурный дрейф выходного напряжения ИОН можно сделать нулевым.
Действительно, для выходного напряжения ИОН можно записать;
где UБЭ.З - напряжение база-эмиттер первого транзистора 3; IC - ток стока полевого транзистора 1; R2 - сопротивление первого резистора 2.
Ток стока полевого транзистора 1 можно представить следующим образом:
где IC.НАЧ - начальный ток стока при напряжении затвор-исток, равном нулю; UЗИ - напряжение затвор-исток полевого транзистора 1; UОСТ - напряжение отсечки полевого транзистора 1.
В свою очередь, напряжение затвор-исток полевого транзистора 1 определяется, в основном, напряжением база-эмиттер транзистора 4, а также падением напряжения на втором резисторе 5 за счет протекания базового тока второго транзистора 4:
где β4 - коэффициент усиления тока базы второго транзистора 4. Подставляя (3) в (2), получим:
Как показано в [Разевиг В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesingLab 8.0. - М.: СОЛОН-Р, 2003. С.301], зависимость коэффициента усиления тока базы транзистора от температуры имеет вид:
где T - абсолютная температура; β0 - коэффициент усиления тока базы при комнатной (номинальной) температуре T0.
Таким образом, можно найти производную тока стока по температуре:
при соответствующем выборе сопротивлении первого резистора 2 возможно.
Наличие второго резистора 5 вводит в составляющую температурного дрейфа тока стока компоненту второго порядка, за счет чего температурная нестабильность выходного напряжения ИОН имеет доминирующую компоненту третьего порядка, в отличие от большинства известных, в которых температурная нестабильность имеет доминирующую компоненту второго порядка.
Очевидно, что в схеме прототипа температурный дрейф выходного напряжения определяется температурной стабильностью стабилитрона, значение которого составляет 2-3 мВ/К.
Доказательство решения поставленной задачи можно подтвердить и результатами моделирования. На фиг.3 приведена схема заявляемого ИОН, предназначенная для моделирования в среде PSpice. В качестве элементов использованы модели компонентов аналогового базового матричного кристалла АБМК-1, 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.].
Результаты моделирования представлены на фиг.4. Выходное напряжение заявляемого ИОН имеет абсолютную нестабильность 435 мкВ в диапазоне температур от -40 до +120, а относительный температурный дрейф не превышает ± 12,6 ppm/K. Причем доминирующая составляющая температурной нестабильности выходного напряжения имеет явно выраженный третий порядок.
Таким образом, задача предлагаемого изобретения - повышение температурной стабильности выходного напряжения решена.
Claims (1)
- Источник опорного напряжения, содержащий полевой транзистор, затвор которого подключен к шине питания, сток - к выходу устройства, первый и второй резисторы, отличающийся тем, что в устройство введены первый и второй транзисторы, причем эмиттер первого транзистора подключен к общей шине, его база соединена с его коллектором и подключена к первому выводу первого резистора, второй вывод первого резистора подключен к выходу устройства, эмиттер второго транзистора соединен с истоком полевого транзистора, база второго транзистора через второй резистор подключена к его коллектору и шине питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138672/08A RU2523956C2 (ru) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Источник опорного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138672/08A RU2523956C2 (ru) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Источник опорного напряжения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012138672A RU2012138672A (ru) | 2014-03-20 |
RU2523956C2 true RU2523956C2 (ru) | 2014-07-27 |
Family
ID=50279866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012138672/08A RU2523956C2 (ru) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Источник опорного напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523956C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU943676A1 (ru) * | 1980-01-25 | 1982-07-15 | Предприятие П/Я М-5912 | Стабилизатор посто нного напр жени с защитой |
RU2234803C1 (ru) * | 2003-04-24 | 2004-08-20 | Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса | Генератор пилообразного напряжения |
US20050218968A1 (en) * | 2002-03-20 | 2005-10-06 | Hirofumi Watanabe | Reference voltage source circuit operating with low voltage |
RU2383050C1 (ru) * | 2009-03-19 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Параметрический стабилизатор напряжения |
-
2012
- 2012-09-10 RU RU2012138672/08A patent/RU2523956C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU943676A1 (ru) * | 1980-01-25 | 1982-07-15 | Предприятие П/Я М-5912 | Стабилизатор посто нного напр жени с защитой |
US20050218968A1 (en) * | 2002-03-20 | 2005-10-06 | Hirofumi Watanabe | Reference voltage source circuit operating with low voltage |
RU2234803C1 (ru) * | 2003-04-24 | 2004-08-20 | Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса | Генератор пилообразного напряжения |
RU2383050C1 (ru) * | 2009-03-19 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Параметрический стабилизатор напряжения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012138672A (ru) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9246479B2 (en) | Low-offset bandgap circuit and offset-cancelling circuit therein | |
US20180143659A1 (en) | Reference voltages | |
RU2523124C1 (ru) | Мультидифференциальный операционный усилитель | |
Mattia et al. | Resistorless BJT bias and curvature compensation circuit at 3.4 nW for CMOS bandgap voltage references | |
KR20150048647A (ko) | 기준 전압 발생 장치 | |
RU2523956C2 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2480899C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2473951C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2332702C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
JPH1167931A (ja) | 基準電圧発生回路 | |
RU2530260C1 (ru) | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона | |
RU2487392C2 (ru) | Резервированный стабилизатор напряжения на мдп-транзисторах | |
RU2447477C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2461864C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
TWI416301B (zh) | 參考電壓與電流電路 | |
RU2449342C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2523121C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2520415C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
EP2824534A2 (en) | Bulk-modulated current source | |
RU2547227C1 (ru) | Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния | |
RU2517683C1 (ru) | Низковольтный температурно стабильный радиационно стойкий источник опорного напряжения | |
RU2525745C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2519270C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2514930C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
CN103853227B (zh) | 基准电压生成电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140911 |