Использование напряжения запрещенной зоны в качестве эталона

Все более широкое использование сложной электроники с батарейным питанием, такой как ноутбуки и сотовые телефоны, потребовало разработки таких схем стабилизации напряжения, которые расходуют как можно меньшую мощность. Таким схемам необходим источник опорного напряжения, который потребляет минимальный ток и обеспечивает при этом исключительно высокую стабильность в широком диапазоне температур. Для этой цели широко используется напряжение запрещенной зоны. Принцип действия таких схем основан не на эффекте Зенера или лавинного пробоя, а использует вместо этого разность потенциалов (V_BE) смещенного в прямом направлении транзисторного перехода база—эмиттер. На первый взгляд это кажется невероятным, потому что известно, что V_BE зависит от температуры.

С ростом температуры /?-и-перехода в результате освобождения дополнительных неосновных носителей увеличивается обратный ток насыщения

Рис. 9.30. Схематическое изображение эталонного источника, в котором используется напряжение запрещенной зоны.

/₀, и отсюда логически вытекает уменьшение разности потенциалов на обедненном слое. Поэтому напряжение V_BE имеет отрицательный температурный коэффициент: при постоянном токе напряжение V_BE падает по мере нагревания /?-и-перехода.

Эта температурная зависимость устраняется в схеме Видлара, где используется тот факт, что у /?-и-переходов, работающих с различными токами, отрицательные температурные коэффициенты различны. На рис. 9.30 приведено схематическое изображение эталонного источника, в котором используется напряжение запрещенной зоны; внешним источником является более или менее постоянный ток

Через транзисторы 7j и Т₂ текут различные токи 1_{ и Z, от транзисторных источников стабильного тока. Возникающая в результате этого небольшая разность напряжений V_BEl и V_BE2 с положительным температурным коэффициентом усиливается дифференциальным усилителем. Усиленное выходное напряжение А( V_BEl — V_BE2) устанавливается таким, чтобы быть равным по величине V_BE3, но с противоположным температурным коэффициентом. Результирующее выходное напряжение K_STAB является суммой напряжения V_BE3 и выходного напряжения усилителя и практически не зависит от температуры. При токе 1_ЕХТ величиной около 1 мА типичное значение эталонного напряжения равно 1,25 В. Имеющиеся в продаже прецизионные микросхемы эталонных источников обычно рассчитаны на напряжения, кратные 1,25 В, а именно на 2,5 В, 5 В и т. д.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

• Предыдущая запись: ДВУХЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПА (ДИОД)
• Следующая запись: Цифровой мир

Похожие посты:

• Чем отличается ток от напряжения? (2)
• Связь тока и напряжения (0)
• ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО РАДИОПРИЕМНИКА (0)
• ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА (0)
• ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТИЙ-НОННОГО ЭЛЕМЕНТА КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА (0)
• ОГРАНИЧИТЕЛЬ ЗАРЯДНОГО TOKA АККУМУЛЯТОРА (0)
• ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ПРОСТАЯ СХЕМА (0)