Источник опорного напряжения
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (51)5 G 05 F 1/56
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 15.08. 91. Бюл, Р 30 (21) 3844592/07,г (22) 17.01,85 (72) В.В. Шафиркин (53) 621,316,722.1(088,8) (56) Электроника, 1979, 9 7, с.52.
Авторское свидетельство СССР
У 1046747, кл. G 05 Р 1/56, 1983. (54)(57) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно через первый и второй резисторы соединены с выходной шиной, первый усилитель, первый вход которого через третий и четвертый резисторы соединен с выходной шиной и с эмиттером первого транзистора соответственно, а выход — с выходной шиной, второй усилитель, первый вход которого соединен с коллектором первого транзистора, а выход — с базой третьего транзистора, пятый резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, и шестой резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного напряжения, в него введены седьмой, восьмой и девятый резисторы, третий и четвертый усилители, причем первый вход третьего усилителя соединен с коллектором второго транзистора, а выход— с эмиттерами первого, второго и третьего транзисторов, первьп» вход перрого усилителя через шесто" z» седьмзГ» резисторы соединен с базой второго транзистора и с выходом четвертого усилителя соответственно, первый вход четвертого усилителя через восьмой резистор соединен со своим выходом, а через девятьп» резистор с выходом второго усилителя, вторые входы всех усилителей и база первого транзистора соединены с общей шиной, а коллектор третьего транзистора — с базой второго транзистора и с вторым выводом пятого резистора.
Изобретение относится к электротех)вике и может быть использовано 8 качестве прециэионногo источника эталонного напряжения.
Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходпого напряжения.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема источника опорного напряжения.
Источник содержит первый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы с объециненными змиттерами, первый усилитель 4, выход которого соединен с выходной шчной 5, второй усилитель 6, первый (неинвертирующий) вход котоpoго соединен с коллектором транзистора 1 и через первый резистор 7 с выходной шиной 5, а выход — с базой транзистора 3, третий усилитель 8, первый (инвертирующий) вход которого соединен с коллектором транзистора 2 и через второй резистор 9 — с выходной шиной 5, а выход — с эмиттером транзистора 1, третий 1О и четвертый 11 резисторы, через которые первый (иннертирующий) вход усилителя 4 соединен с выходной шиной 5 и эмиттерои транзистора 1 соответственно, пятый резистор 12, через который база транзистора 2 и коллектор транзистора 3 соединены с. вторыми (неийвертирующими) входами усилителей 4 и 8, вторым (инвертирующим). входом усилителя 6, базой транзистора 1 и общей шиной 13, шестой резистор 14, через который база транзистора 2 соединена с первым входом усилителя 4, четвертый усилитель 15, выход которого через седьмой резистор 16 соединен с первым входом усцлителя 4, восьмой 17 и девятый 18 резисторы, через которые первый (иннертирующий) IIxop, усилителя 15, рой (неинвертирующий) вход которого соединен с общей шиной 13, соединен со своим выходом и выходом усилителя 6 соответственно, источник питания 19, необходимый для обеспечения работоспособности устройства.
Устройство работает следующим образом.
Токи I, и I коллекто)зов транзис2 торов 1 и 2 определяются величиной выходного напряжения и сопротивлениями резисторов 7 и 9, а соответствующие этим токаи напряжения эмиттериых переходон транзисторон 1 и 2 выI 0 .("- + --)
1 1
R (2}
12 14 .где R u R — сопротивления резис12 14
25 торов 12 и 14 соответственно.
Разность напряжений U эмиттер1З ных переходов идентичных транзисторов 1 и 3 (потенциал базы транзис30 тора 3) равна
=Ч 1п --э (3)
1З т
При малых входных токах и напряжениях смещения усилителей 4 и 15 вы- " ходное напряжение 0,„ устройства равно
U = — и U + -® U + +-270 (4)
R R
&ь1х R эл R 12 . Д Д
14 16 18 где R70. R°, R16-R,â- сопрот ления
4О резисторов 10,ll
16-18 соответственно;
U>Ä - напряжение эмиттерного перехода
43 транзистора l °.
После подстановки уравнений (1 ) и (3) в уравнение (4} получают
Ч (1- — ) + V — +
R Т Т
6s1x К (. э Т Вэо T
11 . О о
I Т
+ М la - — пМ ln —. + т Т
1<О о
+ -> y 1п - + - -" q ln -, (5)
R 7
R7 К16R18 т I1 где Ч - ширина запрещенйой зоны qp- лупроводникового .материала;
U - напряжение эмиттерного йерехода при температуре T ;
279395 . 2 рабатываются автоматически вследствие включения этих транзисторов в цепи отрицательных обратных связей усилителей б и 8. Причем разность напря-жений 11 эмиттерных переходов иденf2 тичных транзисторов 1 и 2 (потенциал базы транзистора 2) при мальм входных токах и напряжениях смещения усилителей 6 и 8 равна
1@ R КТ R
U Р 1п -2 — 1п -л, (l) т R q R, где 14, — температурный коэффициент;
К - постоянная Больцмана;
q — элементарный заряд;
15 К и К вЂ” сопротивления резисторов 7
7 Ч и 9 соответственно.
При малом напряжении смещения усилителя 4 и достаточно большом коэффициенте усиления по току транзисто- .
20 ра 2 ток коллектора I транзистора 3 з ранен
20
Т вЂ” Ч -- aaO,3Т. Составитель В. Есин
Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко
Редактор Т.,Иванова
Заказ 3438 Тираж 446 Подписное
ВНИИПИ Государственного комиттета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул, Проектная,4 з 12793
Š— ток коллектора при темперак туре Т;
- ток коллектора при темперако туре Т
n — коэффициент подвижности неосновных носителей в базовой области (обычно п =
1 2).
Выбором сопротивления R можно установить I I, при температуре Т, .
Так как ток I const а ток Е. пря1
t з мо пропорционален температуре, то
I Т
Кроме того, выбором соотIi ветствующих сопротивлений R, R 15
R,, R,, R -R можно выполнить услотт И и вия
R R
8 Т
I Т
Rт Т
-хт-" 9 In -1 - n ln -- * О. (6) т Т ч ттг г о
В результате компенсации линейной и нелинейной составляющих температурного изменения получают
U - Р
R (7) аых R з гт т.е. при указанных вьппе допущениях
1Е,ых не зависит от температуры.
Термостабильность выходного напряжения данного устройства, содержащего первый-третий транзисторы, входящие в состав микросхемы
Kp198НТ5В, первый-четвертый усилители, выполненные на микросхемах
К140УД! 7А, первый-девятый резисторы, выполненные на резисторах микросхемьr К302НР2, не превышает 2 10 град, тогда как термостабильность известного устройства, выполненного на тех же элементах, составляет 2 10 град т.
