Термозащитное устройство

 

Изобретение относится к микроэлектронике. Цель изобретения - повышение точности срабатывания термозащиты и уменьшение потерь мощности. Термозащитное устройство содержит двухэмиттерный транзистор (Т) 1, дифференциальный усилитель 2, повторитель напряжения, выполненный на транзисторе 3 и резисторе 4, исполнительный эл-т 5, токозадающий эл-т 6, а также источник 7 тока и резистор 8, образующие эталонный источник напряжения. При равномерном нагреве кристалла напряжение на резисторе 8 остается постоянным, а напряжение открывания Т эл-та 5 уменьшается и при определенной температуре оказывается ниже заданного напряжения на резисторе 8. Это приводит к открыванию Т эл-та 5, который шунтирует базу Т 1, уменьшает ток через него и прекращает нарастание температуры. При перегрузке мощного Т 1 и при достижении напряжения открывания Т эл-та 5 ток в мощном Т 1 уменьшается. Т.обр. производится защита от локального перегрева Т 1, порог которого задается коэффициентом передачи усилителя 2 и номиналами резисторов 4 и 8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 03 F 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

Ф

М Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4400358/24-09 (22) 22.02.88 (46) 23.10.90. Бюл. N- 39 (71) Институт физики полупроводников

АН ЛитССР (72) Д.В.Баранаускас и В.Ю.Юодвалькис (53) 621,375.026 (088.8) (56) IEEE. JOURNAL OF SOLI0 — STATE

CIRCUITS, 1987, VoI. SC-22, М 1, р,80, Flg,7. (54) ТЕРМОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к микроэлектронике, Цель изобретения — повышение точности срабатывания термозащиты и уменьшение потерь мощности, Термозащитное устр-во содержит двухэмиттерный транзистор (Т) 1, дифференциальный усилитель 2, повторитель напряжения, выполненный на транзисторе 3 и резисторе 4, „„ Ы„, 1601742 А1 исполнительный эл-т 5, токозадающий эл-т

6, а также источник 7 тока и резистор 8, образующие эталонный источник напряжения. При равномерном нагреве кристалла напряжение на резисторе 8 остается постоянным, а напряжение открывания Т эл-та 5 уменьшается и при определенной температуре оказывается ниже заданного напряжения на резисторе 8. Это приводит к открыванию Т эл-та 5, который шунтирует базу Т 1, уменьшает ток через него и прекращает нарастание температуры. При перегрузке мощного Т 1 и при достижении напряжения открывания Т эл-ta 5 ток в мощном Т 1 уменьшается. Т.обр. производится защита от локального перегрева Т 1, порог которого задается коэффициентом передачи усилителя 2 и номиналами резисторов

4и8.1ил.

1601742

30 двухэмиттерного транзистора 1 рядом с вторым транзисторным термодатчиком, выполненным на исполнительном элементе 5. 35

45

Изобретение относится к микроэлектронике, устройствам термозащиты и может использоваться для предотвращения перегрева мощного выходного транзистора и одновременно всего кристалла монолитной интегральной схемы усилителей мощности, стабилизаторов напряжения или тока, преобразователей сигналов, имеющих элементы с повышенным тепловыделением или . работающих в условиях повышеннойтемпе; ратуры.

Цель изобретения — повышение точно сти срабатывания термозащиты и уменьше: ние потерь мощности.

На чертеже представлена структурная ! электрическая схема термозащитного уст,: ройства.

Термозащитное устройство содержит двухэмиттерный транзистор 1, дифферен :; циальный усилитель 2, повторитель на-! пряжения, выполненный на первом транзисторе 3 и первом резисторе 4, исполнительный элемент 5, токозадающий эле : мент 6, а также источник 7 тока, второй . резистор 8, образующие эталонный источник напряжения.

Термозащитное устройство работает следующим образом.

Транзистор 3. является компенсатором входного сигнала и термодатчиком одновременно. Конструктивно он располагается на определенном расстоянии от мощного

Первый эмиттер мощного двухэмиттерного транзистора 1 выполняет функцию третьего термодатчика.

В исходном состоянии при допустимой температуре кристалла и мощного двухэмиттерного транзистора 1 разница напряжений на резисторе 4 и токозадающем элементе 6 отсутствует, вследствие равных, номиналов этих элементов и одинаковых площадей эмиттеров транзистора 3 и первого эмиттера мощного двухэмиттерного транзистора 1 независимо от сигнала на входе термозащитного устройства. Поэтому ток на выходе дифференциальноГо усилителя 2 тоже отсутствует и напряжение на резисторе 8 не меняется, Данное напряжение при допустимой температуре недостаточно для открывания исполнительного элемента

5, который на работу мощного двухэмиттерного транзистора 1 не влияет.

При равномерном нагреве кристалла напряжение на резисторе 8 остается постоянным, а напряжение открывания исполнительного элемента 5 уменьшается и при определенной температуре оказывается ни5

15 же заданного напряжения на резисторе 8. что приводит к открыванию транзистора. исполнительного элемента 5, который шунтирует базу транзистора 1 и способствует уменьшению тока через него и прекращению нарастания температуры.

При перегрузке мощного двухэмиттерного транзистора 1, особенно при кратковременной перегрузке, его температура превышает температуру остальных областей кристалла, вследствие чего напряжение на токозадающем элементе 6 оказывается выше напряжения на резисторе 4. Пропорционально величине теплового градиента между первым эмиттером и размещенным на расстоянии транзистором 3, на входах дифференциального усилителя 2 появляется разность потенциалов, а на выходе ток, который выражается

1вых = K(UR6- UR<), где К вЂ” коэффициент передачи дифференциального усилителя 2.

Тогда падение напряжения на резисторе 8 UR8 = !вых R8.

Вследствие этого при достижении напряжения открывания транзистора исполнительного элемента 5 ток в мощном двухэмиттерном транзисторе 1 уменьшается и, таким образом, производится защита от локального перегрева транзистора 1, порог которого задается коэффициентом передачи дифференциального усилителя 2 К и номиналами резисторов R4,,R 8.

Термозащитное устройство быстродействующее и надежно защищает транзистор от короткого замыкания, исключены также потери мощности, выделяемые на балластных резисторах.

Формула изобретения

Термозащитное устройство, содержащее двухэмиттерный транзистор, дифференциальный усилитель, первый транзистор, первый резистор, исполнительный элемент, причем первый эмиттер двухзмиттерного транзистора через токозадающий элемент соединен с цепью второго эмиттера двухэмиттерного транзистора, к которой через первый резистор подключен эмиттер первого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора, при этом выход дифференциального усилителя подключен к входу исполнительного элемента, включенного между базой первого транзистора и цепью второго эмиттера двухэмиттерного транзистора, о т л и ч 8 ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности срабатывания термозащиты и уменьшения потерь мощности, между кол1601742

Составитель И.Водяхина

Техред М,Моргентал Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор M.Бланар

Заказ 3277 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лектором и цепью второго эмиттера двухэмиттерного транзистора введены последовательно соединенные источник тока и. второй резистор, точка соединения которых подключена к выходу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с первым эмиттером двухэмиттерного транзистора, цепь второго эмиттера которого подключена к общей шине, а база — к базе первого транзистора, эмиттер, 5 которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя.