Использование напряжения запрещенной зоны в качестве эталона

December 11, 2011 by admin Комментировать »

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 (VBE) смещенного в прямом направлении транзисторного перехода база—эмиттер. На первый взгляд это кажется невероятным, потому что известно, что VBE 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 VBE имеет отрицательный температурный коэффициент: при постоянном токе напряжение VBE 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 VBEl и VBE2 с положительным температурным коэффициентом усиливается дифференциальным усилителем. Усиленное выходное напряжение А( VBEl — VBE2) устанавливается таким, чтобы быть равным по величине VBE3, но с противоположным температурным коэффициентом. Результирующее выходное напряжение KSTAB является суммой напряжения VBE3 и выходного напряжения усилителя и практически не зависит от температуры. При токе 1ЕХТ 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

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты