Коммутатор стабильного тока

ОЮЗ СО 8 ЕТСНИ ЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИН ЯО 1378042 Е 1 Но фСЯ(11 др ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тельст 3/20 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свиде во СССР Р 752796, кле Н 03 К , 1980.Преобразователь амплитуд импульсов в цифровой код БПА-97, Паспорт Зе 036.040, 1985.(54) КОММУТАТОР СТАБИЛЬНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к импульс" ной 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 этого в коммутатор дополнительно введены пятый транзистор, повторительопорного напряжения и блок смещенияуровня, На чертеже показаны транзисторы 1-5, диоды.6 и 7, генератор8 стабильного. тока, токозадающнеэлементы 1 О и 11, дифференциальныйусилитель 12, источник 13 опорногонапряжения, повторитель 14 опорногоналряжения, блок 15 смещения уровня,выходная шина 16, входные шины 17 и18, шины 19 и 20 питания, коммутатор21 стабильного тока, дополнительныйблок 22 смещения уровня, выполненныйна генераторе 23 стабильного тока,резисторы, показанные на схеме. Интегральная линейность и температурная стабильность выходного тока предлагаемого.коммутатора выше, чем уизвестных, за счет компенсации влияния базовых токов транзисторов,1 э.п. ф-лы, 1 ил.5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 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 эа счет компенсации влияния базовых токов транзисторов.На чертеже представлена схема коммутатора стабильного тока. Коммутатор стабильного тока содер" жит пять транзисторов 15, 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 вход" ным ,шинам, эмиттеры первого 1 и, второго 2 транзисторов соответственно через первый б и второй 7 диоды соединены с первым выводом резистора 9, второй вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора 3, эмиттер первого транзистора 1 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 токозадающего элемента 10 и инвертирующему входу дифференциального усилителя 12, 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 идополнительный блок 22 смещенйяуровня, причем эмиттер второго транзистора 2 через дополнительный блок22 смещения уровня соединен с базойшестого транзистора 21, коллектор иэчиттер которого соответственно подключены к коллектору и эмиттеру пятого транзистора 5.Дополнительный блок 22 смещенияуровня может быть выполнен, например,на генераторе 23 стабильного тока,который подключен к одному выходудополнительного блока 22 смещенияуровня и через резистор 24 к другомувыводу.Коммутатор стабильного тока работает следующим образом,Опорное напряжение источника 13сравнивается дифференциальным усилителем 12 с напряжением на первом токозадающем элементе О, Напряжениена токозадающем элементе 10, поддерживаемое равным напряжению источника 13 опорного напряжения, задаетвеличину выходного тока устройства.Дифференциальный (парафазный) сигналв уровнях ЭСЛ-логики, подающийся через первую 17 и вторую 18 входныешины на базы соответственного первогои второго 2 транзисторов, переключает дифференциальный токовыйключ (транзисторы 1, 2, диоды 6, 7,генератор 8, резистор 9, блок 22)из одного проводящего состояния вдругое, коммутируя выходной токустройства 1 на выходную шину 16 либо на первую шину 19 питания,Стабильность и интегральная линейность выходного тока определяетсяв основном током 1 базы первоготранзистора 1 и током 1 базы транзистора 3. Дпя компенсации влияниятемпературного изменения базовоготока 1 г транзистора 3 к эмиттерутранзистора 3 подключена база транзистора 4, Ток 18 второго токозадающего элемента 11 задается равным току 1 первого токозадающего элемен" та 10.Таким образом 1=1,+1,-1.При условии выполнения транзисторов Э и 4 на одной подложке по интегральной технологии и равенствеэлектрических режимов работы (равенство режимных токов и напряжений коллектор-базе)1 =1, т,е, происхо" дит полная компенсация влияния базового тока транзистора 3 1 З=1.Ток базы 1, первого транзистора 1 зависит от двух факторов. Наряду с температурным дрейфом, обусловленным температурой окружающей среды, он имеет температурный дрейф, обуслов О ленный переменным значением рассеиваемой мощности на коллектором переходе первого транзистора 1 по причине изменения, напряжения на выходной шине 16 устройства и переменной (про извольной) скважности импульсов включения выходного тока.Имеет место также зависимость величины тока базы 1 от абсолютной ве. личины напряжения коллектор-база 2 О первого транзистора 1, что является причиной интегральной нелинейности выходного тока 1 устройства (т.е. зависимости выходного тока 1 от на- пряжения на выходной шине 16 устрой ства). Интегральная нелинейность выходного тока 1 является важной .характеристикой, оценивающей качество функционирования предлагаемого устройства как коммутатора стабильного тока, Для компенсации тока базы 1 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 О ня.Таким образом 1,=1 и из 1 = 1+ +1 -1, следует 1=1 , т.е. 1=1 , т.е. происходит полная компенсация влияния базовых токов транзисторов 1 и 3. 45 Для 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 этом во время коммутации выходного тока 1 на выход устройства через транзистор 1 и 5 протекают равные по величине токи и в их коллекторных пе 55реходах выделяются равные по величигне мощности, В паузах между включениями выхоного тока 1 транзисторы 1 и 5 оба находятся в обесточенном состоянии.Дпя переключения транзистора 21 дополнительный блок 22 смещения уровня должен обеспечивать напряжение сдвига У,д = 0,33 В+ 1 В 9Интегральная 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 етения1, Коммутатор стабильного тока, содержащий четыре транзистора, первый и второй диоды, генератор стабильного тока, резистор, первый и второй токозадающие элементы, дифференциальный усилитель, источник опор. ного 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, эмюттер 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 опорного 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 - щ и й с я 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 тран378042 2. Коммутатор по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что введены Составитель Д.ИвановТехред И,Дрык Корректор С, Черни Редактор О. Спесивых Заказ 890/55 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий 133035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 зистора, а коллектор через блок смещения уровня подключен к выходу цовторителя напряжения, вход которогосоединен с коллектором первого транзистора. шестой транзистор и дополнительныйблок смещения уровня, причем эмиттервторого транзистора через дополни"5тельный блок смещения уровня соеди"нен с базой шестого транзистора,коллектор и эмиттер которого соот-.ветственно подключены к коллектору иэмиттеру пятого транзистора.