SU756386A1

SU756386A1 - Источник постоянного тока i

Info

Publication number: SU756386A1
Application number: SU782671233A
Authority: SU
Inventors: Yurij P Ivanov; Igor Shagurin; Mikhail K Bushuev
Original assignee: Mo Inzh Fiz Inst
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1978-10-02
Publication date: 1980-08-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в больших интегральных схемах с токовым питанием, например, инжекционной логике.

Известны схемы транзисторных источников постоянного тока, используемые для питания ⁵транзисторных переключательных схем [1] —[5].

Одни из источников постоянного тока состоят из двух транзисторов, базы которых объединены, эмиттеры подключены к одной шине питания, коллектор первого транзистора служит ¹⁰выходом, коллектор второго соединен с базой и через резистор — с другой шиной питания (11 и [2].

Недостатком такого технического решения , является сильная зависимость тока от напряжения питания, особенно при малой величине последнего. Поэтому практически применяются транзисторные источники постоянного тока совместно со специальными схемами — стаби20

лизаторами тока [3].

Повышение степени интеграции и снижение потребляемой мощности при сохранении высокого быстродействия в полупроводниковых

2

интегральных схемах достигается при использовании активно-пассивного режима питания в них. При этом питающий ток номинальной величины подается лишь на те узлы, которые в данный момент выполняют логические операции. Для тех узлов, которые в настоящий момент времени не выполняют логические операции и не оказывают влияния на работу субсистемьг интегральной схемы, питание может значительно уменьшаться. В результате общая мощность, потребляемая интегральной схемой, существенно снижается.

Известен также источник постоянного тока, который может быть использован для организации активнопассивного режима питания интегральной системы 14].

Однако эта схема не обеспечивает при малых напряжениях питания достаточной стабильности тока.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник постоянного тока, содержащий первый и второй транзисто ры, базы которых объединены, эмиттеры подключены к первой питающей шине, коллектор

756386

первого транзистора соединен с выходным выводом, коллектор второго транзистора — со

• своей базой и через первый резистор - с коллектором третьего транзистора, который через

- второй резистор соединен со второй питающей шиной, эмиттер третьего транзистора через третий резистор соединен с первой питающей шиной, а база через прямосмещенный диод соединена со второй питающей шиной и через четвертый резистор — с первой питающей шиной [5].

Недостатком этого источника является значительная величина потребляемой мощности.

Цель изобретения - снижение потребляемой '

. мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в источник постоянного тока введены источник управляющего тока, четвертый и пятый транзисторы, эмиттеры которых подключены к первой питающей шине, коллектор четвертого транзистора соединен с базой второго транзистора, базы четвертого и пятого транзисторов соединены с коллектором пятого транзистора и с выходом источника управляющего тока, который выполнен на шестом транзисторе, база которого соединена с выводом для подключения управляющего сигнала, эмиттер соединен со второй питающей шиной, а коллектор, через вновь введенный пятый резистор подключен к выходу источника управляющего напряжения.

Принципиальная электрическая схема источника постоянного тока представлена на чертеже.

Источник постоянного тока содержит транзисторы 1 и 2, базы которых объединены, а эмиттеры подключены к питающей шине 3. Коллектор транзистора 2 соединен с базой и через резистор 4 с коллектором транзистора 5, который через резистор 6 соединен с питающей шиной 7. База транзистора 5 через прямосмещенный диод 8 соединена с питающей шиной 7 и через резистор 9-е питающей шиной 3, а эмиттер через резистор 10 соединен с питающей шиной 3. Коллектор транзистора 1 соединен с токовым выходом И. Эмиттеры транзисторов 12 и 13 соединены с питающей шиной 3. Коллектор транзистора 12 соединен с базой транзистора 2. Базы транзисторов 12 и 13 соединены с коллектором транзистора 13 и с выходом 14 источника 15 управляющего тока. Источник управляющего тока содержит транзистор 16, база которого соединена с управляющим входом 17, эмиттер — с шиной питания 7, а коллектор через резистор 18 соединен с выходом 14 источника 15 управляющего тока.

Источник работает следующим образом.

При подаче напряжения на питающие шины;

3 и 7 и отсутствии тока на выходе 14 источника 15 управляющего тока (когда, например,

10

15

20

на вход 17 подан низкий потенциал и транзистор 16 закрыт) через транзисторы 1,н 2 протекают токи □>, и 3₂, причем ток

где /5₂ - отношение площадей эмиттеров транзисторов 1 и 2. При этом транзисторы 12 и 13 закрыты и не

влияют на величину тока 3^ . При наличии тока 3-5 на выходе 14 источника 15 управляющего тока (когда на вход 17 подан высокий потенциал, транзистор 16 открыт и насыщен) на транзисторе 13 происходит падение напряжения, приводящие к появлению тока Зд через транзистор 12, причем Зц,- <3у5_1а ) 5_1?>, где / - отношение площадей эмиттеров

транзисторов 12 и 13. Величина тока 3^ ^че' рез транзистор 2 уменьшается до значения 3 ₂ - 0^ - 3 4 , что приводит к соответствующему уменьшению тока 3^ . Величина тока 3-1 определяется выражением:

Здесь

25

Ер-оЕ

В.з..^иэр

1*

Λ Ί.

Т - -Цкн

5

30 где Е

35

40

45

50

55

(з)

напряжение питания;

И_зо - падение напряжения на переходе

эмиттер-база транзистора;

0_КО- падение напряжения на насыщенном транзисторе 16.

При длительности Тц, импульсов управляющего тока 3^ и периоде их следования Т потребляемая от источника питания Е мощность равна: _т ' .

Р-7 Г

СО

⁼ν(ή·

где — мощность, потребляемая схемой прототипом.

Так как отношение площадей 5-, / 5 ₂ и { 5-]т, конструктивно можно сделать большим единицы, то коэффициент усиления

и при выполнении

, неравенства

-4

Б')

4¾

5

получим снижение потребляемой мощности

Р<Р„.

Использование данного технического решения в качестве источника питания интегральных систем позволяет управлять величиной тока ₅питания и в результате понизить общую потребляемую мощность.

Claims

Формула изобретения

1. Источник постоянного тока, содержащий первый и второй транзисторы, базы которых объединены, эмиттеры подключены к первой питающей шине, коллектор первого транзистора ,5 соединен с выходным выводом, коллектор второго транзистора — со своей базой и через первый резистор — с коллектором третьего транзистора, который через второй резистор соединен со второй питающей шиной, эмиттер 20 третьего транзистора через третий резистор соединен с первой питающей шиной, а база через прямосмещенный диод соединена со второй питающей шиной и через четвертый резистор - с первой питающей шиной, о т л и- 25 чающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него введены источник управляющего тока, четвертый и пятый

756386

6

транзисторы, эмиттеры которых подключены · к первой питающей шине, коллектор четвертого транзистора соединен с базой второго транзистора, базы четвертого и пятого транзисторов соединены с коллектором пятого транзистора и с выходом источника управляющего тока.
2. Источник поп. 1, отличающийс я тем, что источник управляющего тока выполнен на шестом транзисторе, база которого соединена с выводом для подключения управляющего сигнала, эмиттер соединен со второй питающей шиной, а коллектор через вновь введенный пятый резистор, подключен к выходу источника управляющего напряжения.