ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2026570 (13) C1

(51) 6 G05F3/24 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5029382/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.02.26 
(45) Опубликовано: 1995.01.09 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1552162, кл. G 05F 3/26, 1990. 2. Microelctronics Journal, vol.14, N 4, 1983, p.p.31-37. 
(71) Заявитель(и): Арсеньев В.М.; Богатырев В.Н.; Смирнов Ю.Ф. 
(72) Автор(ы): Арсеньев В.М.; Богатырев В.Н.; Смирнов Ю.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Арсеньев Валерий Михайлович 

(54) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 

Использование: в микроэлектронике. Сущность изобретения: устройство содержит три p-канальных 2, 3, 5 и три n-канальных МОП-транзистора 1, 4, 6. Выходное напряжение V1 формируется на транзисторе 2 в диодном включении относительно шины 8 отрицательного напряжения. Аналогичное выходное напряжение V2 формируется на транзисторе 4. Оно стабилизировано относительно шины 7 положительного напряжения. По сравнению с прототипом температурная стабильность выходного напряжения повышена в 5 раз. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в микроэлектронике при построении элементов и узлов источников стабильных напряжений и схем сдвига уровней напряжений в операционных усилителях и компараторах.

Известен источник опорного напряжения (ИОН) на КМОП транзисторах [1], в котором используется принцип температурной стабилизации выходного напряжения на разнице пороговых напряжений N и P канальных транзисторов. В известном ИОН стабилизированное напряжение вырабатывается с помощью пяти КМОП транзисторов, включенных по схеме токового зеркала с транзистором обратной связи. Стабильность выходного напряжения ИОН определяется, главным образом, элементом внутренней нагрузки. Так, если в качестве элемента внутренней нагрузки используются обычные напыленные металлосилицидные резисторы или прецизионные поликремниевые резисторы с температурным коэффициентом сопротивления от 60 до 300 ppm/oC (см. ж. Электронная промышленность, 1986. N 10, с. 15), то стабильность выходного напряжения ИОН фактически ограничивается десятками ppm/oC.

Для получения более высокой температурной стабильности известны технические решения, содержащие N-канальные МОП транзисторы, работающие в предпороговой области, или МОП транзисторы с обеднением и обогащением [2]. Известный ИОН состоит из последовательно включенных транзисторов с обеднением и обогащением, каждый из которых работает в области насыщения. Напряжение на транзисторе с обогащением регулирует выходное напряжение и является напряжением отрицательной обратной связи для транзистора с обеднением. Между этими двумя транзисторами включен третий транзистор в диодном включении для сдвига уровня выходного напряжения. Температурная стабильность выходного напряжения ИОН в диапазоне температур от -1 до +71оС составляет 4 мВ, т.е. 60 ppm/oC.

Недостаток известного схемного решения состоит в сложности реализации транзисторов с обеднением-обогащением и в ухудшении стабильности при использовании КМОП транзисторов вместо транзисторов с обеднением-обогащением. При использовании данного схемного решения в КМОП исполнении теряются практически все преимущества ИОН с транзистором обеднения-обогащения.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения - повышение температурной стабильности выходного напряжения источника опорного напряжения.

Технический результат достигается тем, что источник опорного напряжения, содержащий первый, второй и третий транзистор, включенный между стоками первого и второго транзисторов, сток второго транзистора и затворы первого и второго транзисторов соединены, а истоки первого и второго транзисторов подключены соответственно к шинам положительного и отрицательного напряжения, дополнительно содержит четвертый, пятый и шестой транзистор, включенный между стоками четвертого и пятого транзисторов, сток четвертого транзистора и затворы третьего, четвертого и пятого транзисторов соединены, истоки четвертого и пятого транзисторов подключены соответственно к шинам положительного и отрицательного напряжения, а затвор шестого транзистора подключен к стоку второго транзистора.

В источнике опорного напряжения в качестве первого, четвертого и шестого транзисторов используются P-канальные МОП транзисторы, а качестве второго, третьего и пятого транзисторов - N-канальные МОП транзисторы.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства. Схема устройства содержит первый Р-МОП транзистор 1 и второй N-МОП транзистор 2, которые образуют пару, формирующую выходное стабильное напряжение на стоке транзистора 2 относительно шины отрицательного напряжения 8. Между транзисторами 1 и 2 включен N-МОП транзистор 3, затвор которого управляется схемой на Р-МОП транзисторах 4, 6 и N-МОП транзисторе 5. Затвор транзистора 6 управляется выходным напряжением со стока транзистора 2. Таким образом, затворы транзисторов 3 и 6 образуют перекрестную связь между двумя частями схемы на транзисторах 1, 2, 3 и 4, 5, 6, включенных между шиной положительного напряжения 7 и шиной отрицательного напряжения 8.

Устройство ИОН работает следующим образом. Выходное напряжение V1 формируется на транзисторе 2 в диодном включении относительно шины отрицательного напряжения 8. Аналогичное выходное напряжение V2 формируется на транзисторе 4, стабилизированное относительно шины положительного напряжения 7. Для каждой отдельной части схемы на транзисторах 1, 2, 3 и 4, 5, 6 выходные напряжения определяются следующими формулами:

V1 = (VT2+(VT1+V7-V6))/(1+),

V2 = (VT4+(VT5+V7-V6))/(1+), где VT1, VT2, VT4, VT5 - пороговые напряжения транзисторов 1, 2, 4, 5;

V6, V7 - напряжения соответственно на шинах отрицательного и положительного напряжения.

k1, k2, k3, k4 - крутизны транзисторов 1, 2, 3, 4.

Зависимость выходных напряжений V1, V2 от изменения напряжений на шинах питания 8, 7 определяется отношением k1/k2 и k5/k4, а зависимость выходных напряжений от температуры - изменением пороговых напряжений и отношением k1/k2 и k5/k4.

В результате моделирования электрических параметров ИОН по сравнению с известным устройством на КМОП транзисторах 1, 2, 3, не связанных перекрестными связями с транзисторами 4, 5, 6, предлагаемое устройство отличается повышенной (в 5 раз) температурной стабильностью выходного напряжения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый, второй и третий МОП-транзисторы, при этом третий МОП-транзистор включен между стоками первого и второго МОП-транзисторов, сток второго МОП-транзистора и затворы первого и второго МОП-транзисторов соединены, а истоки первого и второго МОП-транзисторов подключены соответственно к шинам положительного и отрицательного напряжения, отличающийся тем, что в него введены четвертый, пятый и шестой МОП-транзисторы, причем шестой МОП-транзистор включен между стоками четвертого и пятого МОП-транзисторов, сток четвертого МОП-транзистора и затворы третьего, четвертого и пятого МОП-транзисторов соединены, истоки четвертого и пятого МОП-транзисторов подключены соответственно к шинам положительного и отрицательного напряжения, а затвор шестого МОП-транзистора подключен к стоку второго МОП-транзистора.

2. Источник по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого, четвертого и шестого МОП-транзисторов используются P-канальные МОП-транзисторы, а в качестве второго, третьего и пятого МОП-транзисторов - N-канальные МОП-транзисторы.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru