Источник-отражатель тока

(51) РЕТ ИЯ ий инИзобретение о микросхемотехник вано при разработ телей, компарато аналоговой техник проводнике испол Ы Од ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ С ССРСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аналоговыхи цифровых микросхемах радиоэлектронной аппаратуры для задания статическихрежимов работы элементов. Цель- упроще.ние технологии изготовления и повышение тносится к интегральной е и может быть использоке операционных усилира и других устройств и, в интегральном полунении. Известны источники-отражатели тока на биполярных транзисторах, которые используются в интегральных микросхемах. В источнике-отражателе тока, содержащем два однотипных транзистора Т 1 и Т 2 и источник опорного тока 11, выполненный на резисторе И 1 и источнике питания +ЕЬ выходной ток 2 является функцией опорного тока 11 и коэффициента усиления тока В,биполярных транзисторов в соответствии с выражением 1723567 А процента выхода годных изделий. Источник-отражатель тока содержит биполярные транзисторы 2,3 и 10, полевой транзистор 4, опорные источники 1 и 9 тока, резистор 6, Выполнение транзисторов 2,3 и 10 с проводимостью п-р-п-типа, а транзистора 4 с каналом р-типа и соединения стока транзистора 4 и эмиттеров транзисторов 2 и 3 с шиной 8 питания, эмиттера транзистора 10 с базами транзисторов 2 и 3, а цепи затвор-исток транзистора 4 между коллектором транзистора .10 позволяют обеспечить необходимую стабилизацию токов выходных транзисторов 3 при изменении коэффициента усиления биполярных транзисторов и упростить технологию изгатов-ления, повысив тем самым процент выхода годных изделий, 1 ил.(2к 11+(+1) В-1) где К - коэффициент масштабирования тока, который определяется соотношением площадей эмиттерных переходов Т 1 и Т 2 или . количеством выходных транзисторов, включенных параллельно Т 2. Из этого выражения видно, что недостатком такой схемы является резкое снижение величины выходного тока Ь с уменьшением коэффициента усиления тока В транзистора и увеличением коэффициента масштабирования к.Введение резистора п 2 в базу транзистора для компенсации спада В не решает проблему, как видно из фиг.5 (кривая С).В известном источнике-отражателе, содержащем три однотипных транзистора Т 1,Т 2 и Тз и источник опорного тока )1, вы, полненный на резисторе 81 и источнике питания Еь зависимость коэффициента масштабирования М от. величины В значительнослабее, чем в ранее известном при М - 1,однако при к1 эта зависимость еще сильнее.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является источ:ник-отражатель тока, содержащий два биполярных транзистора р-и-р-типапроводимости О 801, 0802, два полевых рканальных транзистора 4 и 5, источникопорного тока 1 а и шину источников питания Чз.Коллектор транзистора О 801, являющийся входом источника-отражателя тока,соединен с затвором полевого транзистора5; базы биполярных транзисторов 0801 и0802 обьединены и соединены с истокомполевого транзистора и со стоком полевоготранзистора 4; эмиттеры транзисторов0801 и 0802 соединены с шиной источникапитания Чз и с этой же шиной соединенызатвор и исток полевого транзистора 4; сток,полевого транзистора 5 соединен с отрицательной шиной источника питания, выходомисточника-отражателя тока является коллектор транзистора 0802,В такой схеме источника-отражателя тока выходной ток почт определяется по фор- муле почт =а,(2)Яэавои не зависит от коэффициента усиления тока биполярных транзисторов.Вместе с тем при изготовлении интегральных схем основным элементом планарной технологии является транзистор типа п-р-п, который по своим усилительным и частотным свойствам значительно лучше р/и/р-транзисторов с боковой инжекцией. Данная известная схема источника-отражателя тока может быть построена на основе п-р-п-транзисторов, однако в этом случае полевые транзисторы 4 и 5 должны быть п-канальные. Таким образом, схема источника-отражателя тока не может быть реализована на основе так называемой упрощенной В 1-РЕТ- технологии. которая использует только два типа комплементарных транзисторов - биполярный и-р-и-типа и полевой р-канальный (РЕЧ,, Цель изобретения - реализация источ ника-отражателя тока на основе упрощенной В 1-РЕТ технологии с применением только биполярного и-р-и-транзистора и полевого р-канального транзистора,Поставленная цель достигается тем, что в источнике-отражателе тока, содержащем источник опорного тока, входной и выходные биполярные транзисторы, полевой транзистор, нагрузки и две шины источника питания, причем коллектор входного транзистора соединен с затвором полевого транзистора и через источник опорного тока - с первой шиной источника питания, базы входного и выходных транзисторов обьединены между собой, эмиттеры этих транзисторов соединены со второй шиной источника питания, и с этой шиной соединен сток полевого транзистора, коллекторы выходных транзисторов через соответствующую нагрузку соединены с первой шиной источника питания, согласно изобретению введены дополнительные источник тока и биполярный транзистор, этот дополнительный источник тока включен между истоком полевого транзистора и первой шиной источника питания, база дополнительного биполярного транзистора соединена с истоком полевого транзистора, эмиттер дополнительного биполярного транзистора соединен с базами входного и выходных транзисторов и через резистор - со второй шиной источника питания, а коллектор дополнительного биполярного транзистора соединен с первой шиной. источника питания, при этом все биполярные транзисторы и-р-и-типа между собой и соединены с эмиттером дополнительного биполярного транзистора п - р-и-типа между первой шиной источника питания и коллектором входного транзистора включен источник опорного тока, а в коллекторах выходных транзисторов включены нагрузки. Затвор полевого транзистора соединен с коллектором входного транзистора, сток полевого транзистора соединен со второй шиной источника питания, а исток этого транзистора через дополнительный источник тока соединен с первой шиной источника питания;. с этой же шиной соединен коллектор вспомогательного биполярного транзистора, база которого соединена с истоком полевого транзистора, Эмиттеры входного и выходных транзисторов соединены со второй шиной источника питания, и с этой же шиной через дополнительный резистор соединен эмиттер дополнительного биполярного транзистора.На чертеже представлена схема источника-отражателя тока.Устройство содержит источник опорного тока 1, входной 2 и выходные 3 биполярные транзисторы, полевой транзистор 4 нагрузку 5, резистор 6, две шины источника питания 7 и 8, дополнительные источниктока 9 и биполярный транзистор 10. Коллектор входного транзистора 2 через источник опорного тока 1 соединен с первой шиной 7 источника питания и с затвором полевого транзистора 4; базы входного 2 и выходных 4 транзисторов между собой и соединены с эмиттером дополнительного транзистора 10 и через резистор 6 - со второй шиной 8 источника питания; исток полевого транзистора 4 через дополнительный источник тока 9 соединен с первой шиной 7 источника питания и с базой дополнительного транзистора 10, коллектор которого соединен с первой шиной 7 источника питания; сток полевого транзистора 4 соединен со второй шиной 8 источника питания, а коллектор каждого из выходных транзисторов 3 через соответствующую нагрузку 5 соединен с первой шиной 7 источника питания и нагрузки 5, резистор 6, две шины источника питания 7 и 8, дополнительный источник тока 9 и полевой транзистор 10. Коллектор входного транзистора 2 через источник опорного тока 1 соединен с первой шиной 7 источника питания и с затвором полевого транзистора 10; базы входного транзистора 2 и выходных транзисторов 4.объединены между собой и соединены с эмиттером вспомогательного транзистора 3 и через резистор 6 - со второй шиной 8 источника питания; исток полевого транзистора 10 через дополнительный источник тока 9 соединен с первой шиной 7 источника питания и с базой вспомогательного транзистора 3, коллектор которого соединен также с первой шиной 7 источника питания; сток полевого транзистора 10 соединен со второй шиной 8 источника питания, а коллектор каждого из выходных транзисторов 4 через соответствующую нагрузку 5 соединен с первой шиной источника питания 7.Положительный эффект достигается следующим образом.На чертеже нетрудно найти значение выходного токалюбого иэ выходных транзисторов 3:з =,1 ут.4)а (3)Яэ 1где Яэзь Зэ 1 - площади эмиттерных переходов -го выходного транзистора 3 и входного транзистора 1 соответственно;1 - ток источника опорного тока ;ут,4 - ток Утечки затвоРа полевого тРанзистора 4, который не зависит от величины тока стока полевого транзистора и на несколько порядков меньше самых мини точника питания, а коллектором - с первой шиной источника питания,.при этомбиполярные транзисторы выбраны с проводимо стью п-р-п-типа. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 мальных рабочих токов биполярных транзисторов, в том числе и тока 1 опорного источника тока 1.ПРенебРегаЯ величиной ут.4 по сРавнению с 1 в выражении(3), получим(4)Бэ 1Таким образом в предложенном устройстве выходной ток любого иэ выходных транзисторов 3 не зависит от коээфициента усиления тока В биполярных транзисторов. Единственным условием, обеспечивающим работоспособность такого устройства, является выбор значения тока 9 дополнительного источника тока 9 иэ условия1+ з" В(В+1) (Ф где 3 - суммарный ток всех выходных транзисторов.Очевидно, это условие можно всегда выполнить при любых значениях коэффициента усиления тока В биполярных транзисторов и суммарного тока 13 выходных транзисторов,ф ор мул а и зоб рете н ия Источник-отражатель тока, содержащий источник опорного тока, входной и выходные биполярные транзисторы, полевой, транзистор и две шины источника питания, причем коллектор входного транзистора соединен с затвором полевого транзистора и через источник опорного тока - с первой шиной источника питания и с общей шиной для подключения нагрузок, базы входного и выходных транзисторов объединены между собой, а эмиттеры соединены с второй шиной источника питания и со стоком полевого транзистора, коллекторы выходных транзисторов соединены с выходными шинами для подключены нагрузок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения процента выхода годных, в него введены дополнительный источник тока, включенный между истоком полевого транзистора и первой шиной источника питания, и дополнительный биполярный транзистор, соединенный базой с истоком полевого транзистора; эмиттером - с базами входного и выходных транзисторов и через резистор - с второй шиной исинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Производственно-издательский ком Заказ 1064 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5