Коммутатор стабильного тока

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях , генераторах линейно изменяющегося напряжения и других устройствах. Цель изобретения - повышение интегральной линейности и температурной стабильности выходного тока - достигается за счет компенсации влияния базовых токов транзисторов. ;Ф1Я этого в коммутатор дополнительно введены пятый транзистор, повторитель опорного напряжения и блок смещения уровня. На чертеже показаны транзисторы 1-5, диоды.6 и 7, генератор 8 стабильногоiтока, токозадающне элементы IО и 11, дифференциальный усилитель 12, источник 13 опорного напряжения, повторитель 14 опорного напряжения, блок 15 смещения уровня, выходная тина 16, входные шины 17 и 18, шины 19 и 20 питания,коммутатор 21 стабильного тока, дополнительный блок 22 смещения уровня, выполненный на генераторе 23 стабильного тока, резисторы, показанные на схеме. Интегральная линейность и температурная стабильность выходного тока предлагаемого коммутатора вьппе, чем у известных, за счет компенсации влияния базовых токов транзисторов. 1 з.п, ф-лы, 1 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 1 Н 03 K 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 4123398/24-21 (22) 24,09.86 (46) 29,02,88, Бюл, 9 8 (72 ) Б, Ю. Семенов, M. К, Коротаев и А. В. Селиков (53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 752796, кл. H 03 К 13/20, 1980, Преобразователь амплитуд импульсов в цифровой код БПА-2-97, Паспорт

3.036.040, 1985. (54) КОММУТАТОР СТАБИЛЬНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова" но в аналого-цифровых преобразователях, генераторах линейно изменяющегося напряжения и других устройствах.

Цель изобретения — повышение интегральной линейности и температурной стабильности выходного тока— достигается эа счет компенсации влияния базовых токов транзисторов. Дпя

„„SU„„1378042 A i этого в коммутатор дополнительно введены пятый транзистор, повторитель опорного напряжения и блок смещения уровня. На чертеже показаны транзисторы 1-5, диоды.6 и 7, генератор

8 стабильного. тока, токозадающне элементы 10 и 11 дифференциальный усилитель 12, источник 13 опорного напряжения, повторитель 14 опорного налряжения, блок 15 смещения уровня, вьмодная шина 16, входные шины 17 и

18, шины 19 и 20 питания, коммутатор

21 стабильного тока, дополнительный блок 22 смещения уровня, выполненный на генераторе 23 стабильного тока, резисторы, показанные на схеме. Интегральная линейность и температурная стабильность выходного тока предлагаемого.коммутатора выше, чем у известных, за счет компенсации влияния базовых токов транзисторов.

1 э.п. ф-лы, 1 ил.

1378042

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях, генераторах линейно изменяю.щегося напряжения и других устройствах.

Цель изобретения — повышение интегральной линейности и температурной стабильности выходного тока sa счет компенсации влияния базовых токов транзисторов.

На чертеже представлена схема коммутатора стабильного тока.

55

Коммутатор стабильного тока содержит пять транзисторов 1...5, первый

6 и второй 7 диоды, генератор 8 стабильного тока, резистор 9, первый 10 и второй 11 токозадающие элементы, дифференциальный усилитель 12, источник 13 опорного напряжения, повторитель 14 напряжения, блок 15 смещения уровня, причем коллектор первого транзистора 1 соединен с выходной шиной 16, базы первого 1 и второго 2 транзисторов подключены соответственно к первой 17 и второй 18 входным .шинам, эмиттеры первого 1 и, второго 2 транзисторов соответственно через первый 6 и второй 7 диоды соединены с первым выводом резистора

9, второй вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора 3, эмиттер первого транзистора соединен с генератором 8 стабильного тока, коллектор второго транзистора 2 соединен с первой шиной 19 питания, эмиттер третьего транзистора Э подключен к базе четвертого транзистора

4, первому выводу первого токоэадающего элемента 10 и инвертирующему входу дифференциального усилителя

l2 выход которого соединен с базой третьего транзистора 3, а неинвертирующий вход через источник 13 опорного напряжения подключен к второму выходу первого токозадающего элемента 10, второй шине 20 питания и одному выводу второго токоэадающего элемента 11, другой вывод которого соединен с эмиттером четвертого транзистора 4, коллектор третьего транзистора 3 подключен к базе пятого транзистора 5, эмиттер которого соединен с коллектором четвертого транзистора 4, а коллектор через, блок

15 смещения уровня подключен к выходу повторителя 14 напряжения, вход которого соединен с коллектором первого транзистора 1.

Коммутатор стабильного тока содержит также шестой транзистор 21 и дополнительный блок 22 смещенйя уровня, причем эмиттер второго транзистора 2 через дополнительный блок

22 смещения уровня соединен с базой шестого транзистора 21, коллектор и эчиттер которого соответственно подключены к коллектору и эмиттеру пятого транзистора 5.

Дополнительный блок 22 смещения уровня может быть выполнен, например, на генераторе 23 стабильного тока, который подключен к одному выходу дополнительного блока 22 смещения уровня и через резистор 24 к другому выводу.

Коммутатор стабильного тока работает следующим образом.

Опорное напряжение источника 13 сравнивается дифференциальным усилителем 12 с напряжением на первом токозадающем элементе 10, Напряжение

\ на токозадающем элементе 10, поддерживаемое равным напряжению источника 13 опорного напряжения, задает величину выходного тока устройства.

Дифференциальный (парафазный) сигнал в уровнях ЭСЛ-логики, подающийся через первую 17 и вторую 18 входные шины на базы соответственного первого и второго 2 транзисторов, переключает дифференциальный токовый ключ (транзисторы l 2, диоды 6, 7, генератор 8, резистор 9, блок 22) из одного проводящего состояния в другое, коммутируя выходной ток устройства I на выходную шину 16 либо на первую шину 19 питания, Стабильность и интегральная линейность выходного тока определяется в основном током Т„ базы первого транзистора 1 и током I базы транзистора 3. Для компенсации влияния температурно го изменения баз о во го тока I> транзистора 3 к эмиттеру транзистора 3 подключена база транзистора 4, Ток I8 второго токозадающего элемента 11 задается равным току Х первого токозадающего элемента 10.

Таким образом I =I,+Т,-I .

При условии выполнения транзисторов Э и 4 на одной подложке по интегральной технологии и равенстве электрических режимов работы (равен! 378042 ство режимных токов и напряжений коллектор-базе)Т<=I<, т.е, происходит полная компенсация влияния базового тока транзистора 3 I9=I .

Ток базы I, первого транзистора 1 зависит от двух факторов. Наряду с температурным дрейфом, обусловленным температурой окружающей среды, он имеет температурный дрейф, обуслов- lð ленный переменным значением рассеиваемой мощности на коллектором переходе первого транзистора 1 по причине изменения, напряжения на выходной шине 16 у стр ойст ва и п ер еменной (про- 15 извольной) скважности импульсов включения выходного тока.

Имеет место также зависимость величины тока базы I „oT 9 HoI1 seличины напряжения коллектор-база 2р первого транзистора 1, что является причиной интегральной нелинейности выходного тока I устройства (т.е. зависимости выходного тока I от на- пряжения на выходной шине 16 устрой- 25 ства) . Интегральная нелинейность выходного тока I является важной .характеристикой, оценивающей качество функционирования предлагаемого устройства как коммутатора стабильного тока, Для компенсации тока базы I< в цепь эмиттера первого транзистора 1 включена база транзистора 5, находящегося в идентичном электрическом режиме работы. Режимные токи транзисторов 1 и 5 равны, напряжения коллектор-базы также поддерживаются равными в процессе работы устройства эа счет связи через повторитель напряжения 14 и блок 15 смещения уров- 4р ня.

Таким образом I,=I и из I = I>+

+Х -I, следует ?=19, т.е. I=I» г происходит полная компенсация влияния базовых токов транзисторов 1 и 3. 45

Дпя обеспечения идентичности тепловых режимов транзисторов. 1 и 5 за . счет обеспечения равенства рассеиваемой мощности на их коллекторных переходах в процессе коммутации выходного тока введен транзистор 21, При

1 этом во время коммутации выходного тока I на выход устройства через транзистор 1 и 5 протекают равные по величине токи и в их коллекторных пе55 реходах выделяются равные по величиг не мощности, В паузах между включениями выхоного тока I транзисторы и 5 оба находятся в обесточенном состоянии.

Дпя переключения транзистора 21 дополнительный блок 22 смещения уровня должен обеспечивать напряжение сдвига ди»= 0,33 В+ IR9

Интегральная линейность и температурная стабильность выходного тока предлагаемого коммутатора стабильного тока выше, чем у известных, за счет компенсации влияния базовых токов транзисторов.

Формула из о бр етения

1, Коммутатор стабильного тока, содержащий четыре транзистора, первый и второй диоды, генератор стабильного тока, резистор, первый и второй токозадающие -элементы, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, коллектор первого транзистора соединен с выходной шиной, базы первого и второго транзисторов подключены соответственно к первой и второй входным шинам, эмиттеры первого и второго транзисторов соответственно через первый и. второй диоды соединены с первым выводом резистора, второй вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора, эм ттер первого транзистора соединен с генератором стабильного тока, коллектор второго транзистора соединен с первой шиной питания, эмиттер третьего транзистора подключен к базе четвертого транзистора, первому выводу первого токозадающего элемента и инвертирующему входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с базой третьего транзистора, а неинвертирующий вход через источник опорноro напряжения подключен к второму выводу первого токоэадающего элемента, второй шине питания и одному выводу второго токозадающего элемента, другой вывод которого соединен с эмиттером четвертого транзистора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения интегральной линейности и температурной стабильности выходного тока, введены пятый транзистор, повторитель напряжения и блок смещения уровня, причем коллектор третьего транзистора подключен к базе пятого транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором четвертого тран!

378042

2. Коммутатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что введены

Составитель Д.Иванов

Техред Я,дпдык Корректор С. Черни

Редактор 0. Спесивых

Заказ 890/55

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

l)3035 Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 зистора, а коллектор через блок смещения уровня подключен к выходу цовторителя напряжения, вход которого соединен с коллектором первого транзистора. шестой транзистор и дополнительный блок смещения уровня, причем эмиттер второго транзистора через дополни5 тельный блок смещения уровня соединен с базой шестого транзистора, коллектор и эмиттер которого соот-. ветственно подключены к коллектору и эмиттеру пятого транзистора.