RU2547227C1 - Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния - Google Patents
Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547227C1 RU2547227C1 RU2014117757/08A RU2014117757A RU2547227C1 RU 2547227 C1 RU2547227 C1 RU 2547227C1 RU 2014117757/08 A RU2014117757/08 A RU 2014117757/08A RU 2014117757 A RU2014117757 A RU 2014117757A RU 2547227 C1 RU2547227 C1 RU 2547227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- resistor
- collector
- base
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Устройство относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Техническим результатом является упрощение схемы при высокой температурной стабильности выходного напряжения. Устройство содержит: пять транзисторов, три регистра и источник тока, включенный между шиной питания и выходной клеммой. 6 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, определяемого удвоенной шириной запрещенной зоны полупроводника, к недостатком которых относится излишняя сложность, вызванная использованием большого количества элементов [U.S. Patent 4380706. Voltage reference circuit. / Robert S. Wrathall - Dec. 24, 1980], и необходимость дополнительного подключения к источнику питающего напряжения, а не только к источнику тока [Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988 - С. 240, рис. 33. 27], что существенно затрудняет их использование в качестве опорного диода.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип [Патент РФ №2473951. Источник опорного напряжения. / Старченко Е.И., Барилов И.В., Кузнецов П.С., Сукманов А.В. - 27.01.2013, Бюл. №3], является устройство, приведенное на фиг. 1. Недостатком прототипа является невозможность получения температурно-стабильного выходного напряжения больше одной ширины запрещенной зоны кремния.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении заявляемого технического результата - получение температурно-стабильного выходного напряжения при значениях, близких к удвоенной ширине запрещенной зоны.
Для достижения заявляемого технического результата в схему прототипа, содержащую первый транзистор, коллектор которого подключен к базе второго транзистора, третий транзистор, четвертый и пятый транзистор, базы четвертого и пятого транзистора объединены, первый резистор включен между базой первого транзистора и первым выводом второго резистора, второй резистор подключен вторым выводом к коллектору первого транзистора, третий резистор подключен первым выводом к выходной клемме, эмиттеры первого и второго транзистора подключены к общей шине, коллектор пятого транзистора подключен к базе третьего транзистора, введен источник тока, включенный между шиной питания и выходной клеммой, а эмиттеры четвертого и пятого транзистора объединены, третий резистор вторым выводом подключен к эмиттеру четвертого транзистора, второй резистор подключен первым выводом к коллектору четвертого транзистора, база четвертого транзистора подключена к коллектору четвертого транзистора, коллекторы второго и пятого транзистора объединены и подключены к базе третьего транзистора, эмиттер третьего транзистора подключен к общей шине, коллектор третьего транзистора подключен к выходной клемме.
Схема прототипа приведена на фиг. 1. Схема заявляемого устройства представлена на фиг. 2. На фиг. 3 приведены результаты моделирования.
Заявляемый ИОН (фиг. 2) содержит пять транзисторов, обозначенных, соответственно, цифрами 1-5, три резистора, обозначенные цифрами 6, 7 и 8, и источник тока 9, включенный между шиной питания и выходной клеммой, при этом коллектор транзистора 1 подключен к базе транзистора 2, коллектор транзистора 3 подключен к выходной клемме, базы транзисторов 4 и 5 объединены, эмиттеры транзисторов 4 и 5 объединены, резистор 6 включен между базой транзистора 1 и первым выводом резистора 7, резистор 7 подключен вторым выводом к коллектору транзистора 1, резистор 7 подключен первым выводом к коллектору транзистора 4, база транзистора 4 подключена к коллектору транзистора 4, коллекторы транзисторов 2 и 5 объединены и подключены к базе транзистора 3, резистор 8 включен между выходной клеммой и эмиттером транзистора 4, эмиттеры транзисторов 1, 2 и 3 подключены к общей шине.
Работа устройства основана на том, что отрицательный температурный дрейф напряжения база-эмиттер второго транзистора 2 (фиг. 2) компенсируется положительным температурным дрейфом разности напряжений база-эмиттер первого транзистора 1 и второго транзистора 2, за счет чего выходное напряжение ИОН слабо зависит от температуры.
Для выходного напряжения заявляемого ИОН можно записать
Ток коллектора второго транзистора 2 может быть определен из следующего соотношения:
С учетом (3) выражение (1) можно преобразовать к виду
Зависимость коэффициента усиления тока базы от температуры можно представить следующим образом [Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesingLab 8.0. - М.: СОЛОН-Р, 2003. С. 301]:
Таким образом, коэффициент усиления тока базы с ростом температуры возрастает по закону «трех вторых».
Из анализа выражения (4) следует, что наряду с компенсацией линейной составляющей температурного дрейфа удвоенное напряжения база-эмиттер первого транзистора 1 (первое слагаемое в правой части выражения (4)) присутствует квадратичная составляющая (второе слагаемое). Таким образом, падение напряжения на втором резисторе 7 можно представить как некую функцию
Именно эта составляющая обеспечивает компенсацию температурной зависимости выходного напряжения второго порядка.
Для выходного напряжения схемы прототипа (фиг. 1) будет справедливо следующее соотношение:
откуда следует, что выходное напряжение в температурно-стабильной точке будет близко к напряжению ширины запрещенной зоны кремния.
Из выражения (4), соответствующего схеме заявляемого устройства, выходное напряжение будет соответствовать удвоенному напряжению ширины запрещенной зоны кремния.
На фиг. 3 и фиг. 4 приведены схемы прототипа и заявляемого устройства для моделирования в среде PSpice. В качестве моделей использованы компоненты аналогового базового матричного кристалла, выпускаемые НПО «Интеграл» (Белоруссия, г. Минск) [Дворников, О.В. Аналоговый биполярно-полевой БМК с расширенными функциональными возможностями [Текст] / О.В. Дворников, В.А. Чеховской // Chip News -1999. №2 - С. 21-23].
На фиг. 5 и фиг. 6 приведены результаты моделирования схемы прототипа и заявляемого устройства. Среднее напряжение прототипа составляет 1,185 В, а заявляемого устройства - 2,333 В при отклонении напряжения 591,3966 мкВ, а температурный дрейф выходного напряжения не превышает ±8 ppm/K.
Таким образом, задача предлагаемого изобретения - получение температурно-стабильного выходного напряжения, равного ширине двух запрещенных зон кремния, - решена.
Claims (1)
- Источник опорного напряжения, содержащий первый транзистор, коллектор которого подключен к базе второго транзистора, третий транзистор, четвертый и пятый транзистор, базы четвертого и пятого транзистора объединены, первый резистор включен между базой первого транзистора и первым выводом второго резистора, второй резистор подключен вторым выводом к коллектору первого транзистора, третий резистор подключен первым выводом к выходной клемме, эмиттеры первого и второго транзистора подключены к общей шине, коллектор пятого транзистора подключен к базе третьего транзистора, отличающийся тем, что в устройство введен источник тока, включенный между шиной питания и выходной клеммой, а эмиттеры четвертого и пятого транзистора объединены, третий резистор вторым выводом подключен к эмиттеру четвертого транзистора, второй резистор подключен первым выводом к коллектору четвертого транзистора, база четвертого транзистора подключена к коллектору четвертого транзистора, коллекторы второго и пятого транзистора объединены и подключены к базе третьего транзистора, эмиттер третьего транзистора подключен к общей шине, коллектор третьего транзистора подключен к выходной клемме.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117757/08A RU2547227C1 (ru) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117757/08A RU2547227C1 (ru) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2547227C1 true RU2547227C1 (ru) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014117757/08A RU2547227C1 (ru) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2547227C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4380706A (en) * | 1980-12-24 | 1983-04-19 | Motorola, Inc. | Voltage reference circuit |
RU2473951C1 (ru) * | 2012-01-17 | 2013-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
RU2480899C1 (ru) * | 2012-01-17 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
RU139103U1 (ru) * | 2013-12-13 | 2014-04-10 | Николай Михайлович Стецюк | Источник питания |
-
2014
- 2014-04-30 RU RU2014117757/08A patent/RU2547227C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4380706A (en) * | 1980-12-24 | 1983-04-19 | Motorola, Inc. | Voltage reference circuit |
RU2473951C1 (ru) * | 2012-01-17 | 2013-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
RU2480899C1 (ru) * | 2012-01-17 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Источник опорного напряжения |
RU139103U1 (ru) * | 2013-12-13 | 2014-04-10 | Николай Михайлович Стецюк | Источник питания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2523124C1 (ru) | Мультидифференциальный операционный усилитель | |
CN102832219B (zh) | 一种集成可调热敏电阻的自反馈线性恒流器 | |
CN104679092B (zh) | 宽电源电压的过温迟滞保护电路 | |
CN102298412A (zh) | 电流生成电路及使用它的基准电压电路 | |
TWI554861B (zh) | Reference voltage circuit | |
RU2547227C1 (ru) | Источник опорного напряжения на основе удвоенной ширины запрещенной зоны кремния | |
RU2461048C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US7609044B2 (en) | Current generator | |
RU2480899C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
TWI451385B (zh) | A system and method for current matching of light emitting diode (LED) strings | |
RU2523947C1 (ru) | Выходной каскад усилителя мощности на основе комплементарных транзисторов | |
RU2473951C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
US6480038B1 (en) | Bipolar comparator | |
RU2530260C1 (ru) | Температурно стабильный источник опорного напряжения на основе стабилитрона | |
US20150346754A1 (en) | Bandgap voltage circuit with low-beta bipolar device | |
GB1131778A (en) | Scanning circuit arrangement | |
Starchenko et al. | The radiation-hardened voltage references on bipolar and JFET transistors | |
RU2447477C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2523121C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2523956C2 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2520415C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2514930C1 (ru) | Источник опорного напряжения | |
RU2546079C1 (ru) | Источник опорного напряжения на основе утроенной ширины запрещенной зоны кремния | |
CN103853227B (zh) | 基准电压生成电路 | |
CN203299683U (zh) | 非线性温度发生器电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160501 |