RU2530260C1 - Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона - Google Patents
Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530260C1 RU2530260C1 RU2013119032/08A RU2013119032A RU2530260C1 RU 2530260 C1 RU2530260 C1 RU 2530260C1 RU 2013119032/08 A RU2013119032/08 A RU 2013119032/08A RU 2013119032 A RU2013119032 A RU 2013119032A RU 2530260 C1 RU2530260 C1 RU 2530260C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- base
- collector
- coupled
- stabilitron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и других элементов автоматики. Техническим результатом является повышение температурной стабильности выходного напряжения. Источник опорного напряжения содержит источник тока, включенный между шиной питания и базой первого транзистора, коллектор которого подключен к шине питания, а эмиттер - к выходу устройства, стабилитрон, катодом подключенный к базе первого транзистора, второй и третий транзисторы, причем эмиттеры второго и третьего транзисторов подключены к общей шине, база второго транзистора объединена с коллектором второго транзистора и базой третьего транзистора и подключена к аноду стабилитрона, а коллектор третьего транзистора подключен к выходу устройства. 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может использоваться в стабилизаторах напряжения, аналогово-цифровых преобразователях и других элементах автоматики и вычислительной техники.
Известен источники опорного напряжения (ИОН), обладающий высокой температурной стабильностью [Marinca S. Temperature reference circuit. US patent 7372244, May 13, 2008], условие его настройки реализуется путем подбора одного резистора, однако он достаточно сложен.
Известен также ИОН, в котором высокая температурная стабильность достигается компенсацией положительного температурного дрейфа стабилитрона отрицательным температурным дрейфом напряжения база-эмиттер транзистора [Соклофф С. Аналоговые интегральные схемы; Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. С.202, рис.3.32], однако он допускает работу только при выходном напряжении в 2 - 3 раза меньше напряжения стабилизации стабилитрона и обладает относительно высоким выходным сопротивлением.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является ИОН, представленный в [Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982. С.257, рис.16.5].
Схема прототипа, представленная на фиг.1, содержит источник тока, включенный между шиной питания и базой транзистора, коллектор которого подключен к шине питания, а его эмиттер - к выходу устройства, стабилитрон, катодом подключенный к базе транзистора, а анодом - обшей шине. Недостатком прототипа является его низкая температурная стабильность.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение температурной стабильности выходного напряжения.
Для решения поставленной задачи в схему прототипа, содержащую источник тока, включенный между шиной питания и базой первого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, его эмиттер подключен к выходу устройства, введены второй и третий транзисторы, причем эмиттеры второго и третьего транзисторов подключены к общей шине, база второго транзистора объединена с коллектором второго транзистора и базой третьего транзистора и подключена к аноду стабилитрона, а коллектор третьего транзистора подключен к выходу устройства.
Заявляемым ИОН (фиг.2) содержит источник тока 1, включенный между шиной питания и базой первого транзистора 2, коллектор первого транзистора 2 соединен с шиной питания, а его эмиттер подключен к выходу устройства, стабилитрон 3, катодом подключенный к базе первого транзистора 2, анодом - к точке соединения базы и коллектора второго транзистора 4 и базы третьего транзистора 5, эмиттеры второго транзистора 4 и третьего транзистора 5 подключены к общей шине, а коллектор третьего транзистора 5 соединен с выходом устройства.
Работу заявляемого устройства можно пояснить следующим образом.
Выходное напряжение заявляемого ИОН определяется следующим образом:
где UСТ - напряжение стабилизации стабилитрона; UБЭ4 - напряжение база-эмиттер второго транзистора 4; UБЭ2 - напряжение база - эмиттер третьего транзистора 5.
Разность напряжений база - эмиттер можно представить следующим образом:
где φТ - температурный потенциал; I2 - ток эмиттера первого транзистора 2; I4 - ток коллектора второго транзистора 4; IS4 - ток насыщения обратно смещенного p-n перехода база - эмиттер второго транзистора 4; IS2 - ток насыщения обратно смещенного p-n перехода база - эмиттер первого транзистора 2; K=I2/I4 - коэффициент передачи повторителя тока на втором транзисторе 4 и третьем транзисторе 5; N=IS2/IS4 - отношение площадей эмиттеров первого транзистора 2 и второго транзистора 4.
Подставляя выражение (2) в (1) получаем:
Таким образом, если продифференцировать выражение для выходного напряжения по температуре и приравнять производную нулю, можно получить условие температурной стабильности:
Поскольку температурный дрейф интегрального стабилитрона, выполненного на обратно смещенном переходе база - эмиттер интегрального транзистора, имеет положительный температурный дрейф, и, в свою очередь, разность напряжений база - эмиттер транзисторов также имеет положительный температурный дрейф, то при соответствующем выборе параметров К и N температурный дрейф выходного напряжения можно сделать равным нулю.
Для схемы прототипа (фиг.1) для выходного напряжения можно записать:
Поскольку температурный дрейф напряжения база - эмиттер транзистора имеет отрицательный температурный дрейф, результирующий температурный дрейф выходного напряжения будет равен сумме температурного дрейфа стабилитрона и температурного дрейфа напряжения база - эмиттер.
Сопоставительное моделирование проведено для схем прототипа и заявляемого ИОН по схемам, представленным на фиг.3 в среде PSpice. В качестве компонентов использованы модели аналогового базового матричного кристалла, 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 заявляемого ИОН приведены на фиг.4, а результаты моделирования ИОН, выполненного по схеме прототипа - на фиг.5.
Температурный дрейф выходного напряжения в схеме заявляемого ИОН составляет ±0,2 ppm/K, а в схеме ИОН прототипа - более 400 ppm/K, то есть выигрыш в температурной стабильности превышает 2000.
Таким образом, проведенный анализ и результаты сопоставительного моделирования показывают, что задача предполагаемого изобретения - повышение температурной стабильности выходного напряжения ИОН - решена.
Claims (1)
- Источник опорного напряжения, содержащий источник тока, включенный между шиной питания и базой первого транзистора, коллектор которого подключен к шине питания, а эмиттер - к выходу устройства, стабилитрон, катодом подключенный к базе первого транзистора, отличающийся тем, что в устройство введен второй и третий транзисторы, причем эмиттеры второго и третьего транзисторов подключены к общей шине, база второго транзистора объединена с коллектором второго транзистора и базой третьего транзистора и подключена к аноду стабилитрона, а коллектор третьего транзистора подключен к выходу устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119032/08A RU2530260C1 (ru) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119032/08A RU2530260C1 (ru) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2530260C1 true RU2530260C1 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=53381594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013119032/08A RU2530260C1 (ru) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2530260C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660317C1 (ru) * | 2017-09-04 | 2018-07-05 | Акционерное Общество "Новосибирский Завод Полупроводниковых Приборов С Окб" (Ао "Нзпп С Окб") | Способ повышения радиационной стойкости термокомпенсированных стабилитронов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1053082A1 (ru) * | 1981-01-28 | 1983-11-07 | Проектно-Технологический И Научно-Исследовательский Институт | Источник опорного напр жени |
RU2131616C1 (ru) * | 1998-04-29 | 1999-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон" | Источник опорного напряжения |
US7372244B2 (en) * | 2004-01-13 | 2008-05-13 | Analog Devices, Inc. | Temperature reference circuit |
RU2426170C1 (ru) * | 2010-03-29 | 2011-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Источник опорного напряжения |
RU2461864C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2012-09-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
-
2013
- 2013-04-23 RU RU2013119032/08A patent/RU2530260C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1053082A1 (ru) * | 1981-01-28 | 1983-11-07 | Проектно-Технологический И Научно-Исследовательский Институт | Источник опорного напр жени |
RU2131616C1 (ru) * | 1998-04-29 | 1999-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон" | Источник опорного напряжения |
US7372244B2 (en) * | 2004-01-13 | 2008-05-13 | Analog Devices, Inc. | Temperature reference circuit |
RU2426170C1 (ru) * | 2010-03-29 | 2011-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Источник опорного напряжения |
RU2461864C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2012-09-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660317C1 (ru) * | 2017-09-04 | 2018-07-05 | Акционерное Общество "Новосибирский Завод Полупроводниковых Приборов С Окб" (Ао "Нзпп С Окб") | Способ повышения радиационной стойкости термокомпенсированных стабилитронов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9383760B2 (en) | Temperature-compensated reference voltage system with very low power consumption based on an SCM structure with transistors of different threshold voltages | |
US7893681B2 (en) | Electronic circuit | |
TW201339795A (zh) | 基準電壓電路 | |
TWI554861B (zh) | Reference voltage circuit | |
RU2332702C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2530260C1 (ru) | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона | |
CN101320279B (zh) | 电流产生器 | |
RU2473951C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2480899C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US20100102795A1 (en) | Bandgap voltage reference circuit | |
RU2449342C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
CN101840243A (zh) | Cmos带隙基准电压产生电路 | |
US6480038B1 (en) | Bipolar comparator | |
RU2461864C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2447477C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
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 | |
RU2523121C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
CN103853227B (zh) | 基准电压生成电路 | |
RU2523956C2 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US10509430B2 (en) | Reference circuits | |
RU2520415C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2541915C1 (ru) | Источник опорного напряжения, определяемого удвоенной шириной запрещённой зоны | |
RU2474954C1 (ru) | Токовое зеркало | |
RU2426170C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US20030030128A1 (en) | Transistor configuration for a bandgap circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150424 |