FR2767976A1 - Dispositif d'aide au demarrage pour une pluralite de sources de courant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif électronique comportant une pluralité de sources de courant (109a, 109b). Il comprend un circuit (130) d'aide au démarrage, commun à toute les sources de courant pour fournir un courant de démarrage à chaque source de courant pendant un régime de fonctionnement transitoire des sources de courant suivant une mise sous tension du dispositif, et des moyens (140a, 140b) pour inhiber le circuit (130) d'aide au démarrage lorsque toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant ont atteint un régime de fonctionnement dit stationnaire.Application à l'alimentation de microprocesseurs et d'équipements électroniques.
Description
DISPOSITIF D'AIDE AU DEMARRAGE POUR UNE PLURALITE DE
SOURCES DE COURANT
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif d'aide au démarrage pour une pluralité de sources de courant.
SOURCES DE COURANT
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif d'aide au démarrage pour une pluralité de sources de courant.
Des sources de courant sont utilisées dans de nombreux équipements et circuits électroniques afin d'en assurer une alimentation constante en courant. A titre d'exemple, les sources de courant sont utilisées pour l'alimentation de générateurs de tension constante, pour l'alimentation de circuits analogiques, l'alimentation de microprocesseurs, d'oscillateurs électriques ou encore de convertisseurs analogique/numérique ou numérique/analogique.
Un circuit électronique complexe peut être équipé d'une pluralité de sources de courant destinées respectivement à l'alimentation de différentes parties ou composants de ce circuit.
Ainsi, le dispositif de l'invention trouve des applications dans des domaines variés de l'électronique. Il peut en particulier être inclus dans des circuits électroniques destinés à être réalisés de façon intégrée dans un bloc de semi-conducteur, tels que des circuits de puce électronique.
Etat de la technique antérieure
A titre d'illustration de l'état de la technique, la figure 1, annexée, montre une source de courant équipée d'un dispositif d'aide au démarrage de type connu.
A titre d'illustration de l'état de la technique, la figure 1, annexée, montre une source de courant équipée d'un dispositif d'aide au démarrage de type connu.
Sur le schéma de la figure 1 la source de courant est indiquée avec la référence générale 9.
Elle comporte une première branche 10, connectée entre une borne d'alimentation 14 et une borne de masse 16, avec un premier transistor 24 dit transistor de miroir, en série avec un deuxième transistor 26, de type bipolaire npn, et une résistance 28 dite résistance d'émetteur. La résistance d'émetteur relie l'émetteur du transistor bipolaire 26a à la borne de masse 16.
La première branche 10 est encore appelée branche pilote de la source de courant.
Une deuxième branche 11 de la source de courant est connectée en parallèle à la première branche 10 entre la borne d'alimentation positive 14 et la borne de masse. Elle comporte en série un premier transistor 25, dit de miroir, et un deuxième transistor 27 de type bipolaire npn.
Les bases des transistors bipolaires 26 et 27 des première et deuxième branches sont connectées entre elles et reliées au collecteur du transistor 27 de la deuxième branche.
Les transistors bipolaires des deux branches de la source de courant présentent des surfaces d'émetteur différentes. Ainsi, il existe une différence de tension base-émetteur pour ces transistors 26, 27.
Dans le schéma de la figure 1, on considère que le transistor bipolaire 26 de la première branche présente une surface d'émetteur plus grande que celle du transistor bipolaire 27 de la deuxième branche.
on note BVBE=VBE26-VBE27 la différence de tension existant entre les tensions base-émetteur VBE26 et VBE27 des transistors bipolaires 26 et 27 des première et deuxième branches 10, 11 respectivement.
on note BVBE=VBE26-VBE27 la différence de tension existant entre les tensions base-émetteur VBE26 et VBE27 des transistors bipolaires 26 et 27 des première et deuxième branches 10, 11 respectivement.
Cette différence de tension est reportée aux bornes de la résistance d'émetteur 28 qui est parcourue # VBE par un courant Iio tel que I10= , où R est la valeur
R de la résistance d'émetteur 28.
R de la résistance d'émetteur 28.
En première approximation, on estime que le courant Iio qui correspond au courant d'émetteur du transistor bipolaire 26 de la première branche, correspond également à son courant de collecteur. Ce courant Iio est ainsi le courant de la première branche 10 de la source de courant.
Les transistors de miroir 24 et 25 forment un miroir de courant permettant de recopier le courant Iio circulant dans la première branche pilote 10 vers la deuxième branche 11.
En désignant par Iii le courant de la deuxième branche 11, c'est-à-dire sensiblement le courant d'émetteur du transistor 27, on vérifie Iii - Iio.
Lors de la mise sous tension de la source de courant, celle-ci peut fonctionner selon deux modes de fonctionnement.
Dans un premier mode de fonctionnement on vérifie I10=I11=0Ampère.
Ce mode de fonctionnement n'est évidemment pas souhaitable car aucun courant ne traverse la source de courant.
Dans un deuxième mode de fonctionnement, on vérifie
# VBE
I10 # I11 #
R comme indiqué précédemment.
# VBE
I10 # I11 #
R comme indiqué précédemment.
Pour garantir le fonctionnement de la source selon ce second mode, il convient, suite à la mise sous tension de la source, d'injecter dans l'une de ses branches un courant de démarrage. Ce courant crée un léger déséquilibre entre les deux branches de la source et permet d'éviter la situation du premier mode de fonctionnement où Iio=Iii=0.
Dans la suite de la description on désigne par régime de fonctionnement transitoire le régime de fonctionnement de la source juste après sa mise sous tension, lorsque le courant circulant dans ses branches 10 et 11 n'a pas encore atteint sa valeur nominale.
C'est lors du régime de fonctionnement transitoire qu'a lieu l'injection du courant de démarrage.
Par ailleurs, on désigne par régime de fonctionnement stationnaire un régime de fonctionnement, atteint à la fin du régime transitoire, et lors duquel le courant circulant dans les branches de la source du courant a atteint sa valeur nominale,
< 5 VBE soit
R
Lors du régime stationnaire, le courant de démarrage peut et doit être interrompu pour éviter une consommation électrique trop importante.
< 5 VBE soit
R
Lors du régime stationnaire, le courant de démarrage peut et doit être interrompu pour éviter une consommation électrique trop importante.
La référence 30 de la figure 1 désigne un circuit d'aide au démarrage de la source de courant 10.
Le circuit d'aide au démarrage comporte également une branche pilote 32 avec un premier transistor 34. Un deuxième transistor 36, formant avec le premier transistor 34 un miroir de courant, est prévu pour copier le courant de la branche pilote 32 du circuit d'aide au démarrage vers la deuxième branche 11 de la source de courant 9.
Le premier transistor 34 de la branche pilote est connecté entre la borne d'alimentation 14 et la borne de masse 16, en série avec le canal d'un transistor à effet de champ 38, dit transistor de résistance, utilisé ici comme résistance de forte valeur. La grille de ce transistor est reliée à la borne d'alimentation 14.
On note par ailleurs que la grille du premier transistor 34 est reliée à son drain.
Les premier et deuxième transistors 34, 36 du circuit d'aide au démarrage ont leurs grilles reliées entre elles, et reliées à la borne d'alimentation 14 (positive) par l'intermédiaire d'un transistor 40 dit de blocage. La grille du transistor de blocage est reliée aux grilles des premiers transistors 10 et 11 de la source de courant 19, également dans un montage de type miroir.
Lors de la mise sous tension de la source de courant et du circuit d'aide au démarrage, aucun courant ne circule initialement dans les branches 10 et 11 de la source de courant. Ainsi, le transistor 40 de blocage, piloté par la source de courant, est dans un état bloqué dans lequel aucun courant ne le traverse.
Le premier transistor 34 du circuit d'aide au démarrage est prévu pour être dans un état passant lorsque le transistor de blocage 40 est dans un état bloqué. Un courant traverse alors la branche pilote 32 et ce courant est copié par l'intermédiaire du deuxième transistor 36 vers la source de courant 9, comme courant d'aide au démarrage.
Lorsque la source de courant atteint son régime de fonctionnement stationnaire, ses branches 10 et 11 sont parcourues par un courant.
Le transistor de blocage 40, monté en miroir de courant avec les premiers transistors 24 et 25 de la source ce courant, se met à conduire et porte les grilles des premier et deuxième transistors 34, 36, sensiblement au potentiel Vcc de la tension d'alimentation.
Les premier et deuxième transistors 34, 36 du circuit d'aide au démarrage sont alors dans un état bloqué et le courant d'aide au démarrage est interrompu.
Lorsque le premier transistor 34 est bloqué, le courant circulant dans la branche pilote 32 est interrompu.
Toutefois, comme le transistor de blocage 40 est conducteur et que la grille du premier transistor 34 est reliée à son drain, un courant circule vers et à travers le transistor 38 appelé transistor de résistance.
Ce courant, permanent pendant le régime stationnaire de la source, contribue à la consommation électrique totale du circuit.
Pour minimiser cette consommation, il convient d'augmenter la résistance du canal du transistor de résistance 38.
Dans une réalisation effective du circuit de la figure 1, le canal du transistor de résistance 38 présente une largeur de 5llm et une longueur de 4 000 um et présente une résistance de 20 MQ.
Il apparaît immédiatement qu'un tel composant est particulièrement encombrant, notamment dans le cadre d'une réalisation de dispositifs à circuits intégrés.
Lorsqu'un dispositif électronique comporte une pluralité de composants nécessitant des sources de courant indépendantes, la multiplication des circuits d'aide au démarrage de ces sources constitue un problème, notamment pour une réalisation intégrée du dispositif.
Ce problème est encore aggravé par la dimension importante du transistor de résistance mentionné cidessus. On observe à ce sujet qu'une diminution de la taille, et donc de la résistance du canal de ce transistor se fait au prix d'une augmentation du courant consommé, ce qui apparaît également comme un problème dans le cadre de la réalisation du dispositif sous la forme d'une puce intégrée.
Exposé de l'invention
La présente invention a pour but de proposer un dispositif électronique avec une pluralité de sources de courant et avec un circuit d'aide au démarrage des sources de courant ne présentant pas les problèmes évoqués ci-dessus.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif électronique avec une pluralité de sources de courant et avec un circuit d'aide au démarrage des sources de courant ne présentant pas les problèmes évoqués ci-dessus.
Un but est également de proposer un dispositif d'aide au démarrage pour une pluralité de sources qui soit peu encombrant, susceptible d'être réalisé sous la forme d'un circuit intégré et qui présente une faible consommation électrique.
Un but est encore de proposer un tel dispositif utilisant un nombre réduit de composants, qui soit peu coûteux et qui peut être fabriqué en série.
Pour atteindre ces buts, l'invention a plus précisément pour objet un dispositif électronique avec une pluralité de sources de courant, et qui comprend
- un circuit d'aide au démarrage des sources de courant, commun à toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant, pour fournir un courant de démarrage à chaque source de courant pendant un régime de fonctionnement, dit transitoire, suivant une mise sous tension du dispositif, et
- des moyens pour inhiber le circuit d'aide au démarrage lorsque toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant ont atteint un régime de fonctionnement dit stationnaire.
- un circuit d'aide au démarrage des sources de courant, commun à toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant, pour fournir un courant de démarrage à chaque source de courant pendant un régime de fonctionnement, dit transitoire, suivant une mise sous tension du dispositif, et
- des moyens pour inhiber le circuit d'aide au démarrage lorsque toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant ont atteint un régime de fonctionnement dit stationnaire.
L'inhibition du circuit d'aide au démarrage est comprise ici comme l'interruption du courant de démarrage de chaque source.
Grâce à l'invention, un seul circuit d'aide au démarrage peut être utilisé pour l'ensemble des sources de courant du dispositif tout en garantissant la mise en fonctionnement correcte de chaque source.
Ainsi, l'encombrement du circuit d'aide au démarrage n' est quasiment pas augmenté avec la multiplication du nombre de sources de courant. Un tel circuit peut aussi être intégré dans une puce comprenant le dispositif électronique.
Selon un aspect particulier de l'invention, le circuit d'aide au démarrage peut comporter une branche, dite branche pilote, parcourue par un courant pendant le régime transitoire des sources, et une pluralité de miroirs de courant, correspondant respectivement à ladite pluralité de sources de courant, pour copier le courant de la branche pilote vers la pluralité de sources de courant, en tant que courant de démarrage.
Grâce à cette caractéristique, un courant de démarrage peut être simultanément fourni à l'ensemble des sources de courant.
Selon un autre aspect avantageux, les miroirs de courant peuvent comporter des transistors à effet de champ et les moyens pour inhiber le circuit d'aide au démarrage peuvent comporter un circuit de blocage des transistors à effet de champ des miroirs de courant.
Par ailleurs, ce circuit de blocage peut comporter une pluralité de transistors, dits de blocage, connectés en série entre les grilles des transistors des miroirs de courant, et une borne à un potentiel de blocage des transistors des miroirs de courant, chaque transistor de blocage de la pluralité de transistors de blocage étant respectivement piloté par une source de courant de la pluralité de sources de courant, pour être mis dans un état passant lorsque ladite source de courant a atteint un régime de fonctionnement stationnaire.
On peut préciser que les transistors de blocage sont conçus (et polarisés) pour être dans un état bloqué lors du régime transitoire des sources de courant correspondantes.
Ainsi, avec un nombre réduit de composants, il est possible de garantir que chaque source de courant a atteint son régime de fonctionnement stationnaire avant l'inhibition du circuit d'aide au démarrage.
Les transistors de blocage sont connectés à leurs sources de courant respectives, par exemple, dans un montage de type miroir de courant.
Enfin, l'invention a également pour objet un dispositif d'aide au démarrage comprenant un circuit d'aide au démarrage et des moyens pour inhiber ce circuit, tels que décrits ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés.
Cette description, correspondant au cas particulier d'un dispositif à deux sources de courant, est donnée à titre purement illustratif et non limitatif.
Brève description des figures
- La figure 1, déjà décrite, est un schéma électrique d'une source de courant équipée d'un circuit d'aide au démarrage de type connu.
- La figure 1, déjà décrite, est un schéma électrique d'une source de courant équipée d'un circuit d'aide au démarrage de type connu.
- La figure 2 est un schéma électrique d'un dispositif d'aide au démarrage conforme à l'invention, utilisé pour une pluralité de sources.
Description détaillée d'un mode de mise en oeuvre de l'invention
Afin d'en simplifier la description, les éléments de la figure 2, identiques, similaires ou équivalents à ceux de la figure 1, déjà décrite, portent les mêmes références auxquelles on a ajouté 100.
Afin d'en simplifier la description, les éléments de la figure 2, identiques, similaires ou équivalents à ceux de la figure 1, déjà décrite, portent les mêmes références auxquelles on a ajouté 100.
Par ailleurs, sur la figure 2, deux sources de courant 109a et 109b sont représentées. Les éléments identiques ou similaires se rapportant à ces sources de courant portent les mêmes références, mais sont distingués par les lettres a et b suivant respectivement le chiffre de référence.
Chacune des sources comporte deux branches 110a, villa, 110b, Elle.
Une première branche 110a, 110b de chaque source de courant comporte, entre une borne d'alimentation 114 et une borne de masse 116, un premier transistor de miroir 124a, 124b en série avec un deuxième transistor, bipolaire, 126a, 126b et une résistance d'émetteur 128a, 128b reliant l'émetteur du transistor bipolaire à la borne de masse.
Une deuxième branche villa, îlîb de chaque source comporte en série entre la borne d'alimentation positive 114 et la borne de masse 116, un premier transistor de miroir 125a, 125b et un deuxième transistor, bipolaire, 127a, 127b dont l'émetteur est directement relié à la borne de masse 116.
Les grilles des transistors de miroir des premières et deuxième branches des sources de courant sont reliées entre elles dans un montage de type miroir de courant. De la même façon, les bases des transistors bipolaires des première et deuxième branches sont reliées entre elles. On note enfin, pour chaque source de courant, que la grille du premier transistor 124a, 124b de la première branche est reliée à son drain et que le collecteur du transistor bipolaire 127a, 127b de la deuxième branche est reliée à sa base.
Le fonctionnement d'une source telle que les sources 109a et 109b de la figure 2 a été expliqué en référence à la figure 1 et n'est pas repris ici.
On peut observer que d'autres sources de courant identiques aux sources 109a et 109b, non représentées, peuvent compléter le dispositif. Ces sources sont alors connectées en parallèle aux sources 109a et 109b entre la borne d'alimentation positive 114 et la borne de masse 116.
La référence 130 désigne un circuit d'aide au démarrage pour les sources de courant. Il comporte une branche pilote 132, comprenant en série, entre la borne d'alimentation 114 et la borne de masse 116, un premier transistor 134 et le canal d'un transistor 138, appelé transistor de résistance. Le canal de ce transistor est en effet conçu pour présenter une résistance électrique importante de l'ordre de 20 MS.
La grille du premier transistor 134 de la branche pilote est relié aux grilles de deuxièmes transistors 136a, 136b qui forment avec le premier transistor 134 des miroirs de courant. Les deuxièmes transistors ont leur sources reliées à la borne d'alimentation 114, au potentiel Vcc, et leur drain relié respectivement aux deuxièmes branches villa, lllb des sources de courant 109a, 109b, plus précisément sur le collecteur des transistors bipolaires 127a, 127b.
Le premier transistor 134 est conçu pour être dans un état conducteur lors de la mise sous tension du dispositif. Ainsi, la branche pilote 132 du circuit d'aide au démarrage est parcourue par un courant à partir de la mise sous tension. Ce courant de la branche pilote 132 est recopié respectivement vers chacune des sources de courant 109a, 109b au moyen des deuxièmes transistors 136a, 136b. Ces transistors fournissent ainsi le courant de démarrage nécessaire pour chaque source de courant.
La grille du premier transistor 134, de même que les grilles des deuxièmes transistors 136a, 136b, sont également reliées à la borne d'alimentation 114 par l'intermédiaire de transistors 140a, 140b dont les canaux sont connectés en série. Ces transistors sont appelés ici transistors de blocage .
Les grilles des transistors de blocage sont reliées aux grilles des premiers transistors de miroir 124a, 124b, 125a, 125b des sources de courant 109a, 109b.
Lorsque la première source de courant 109a atteint un régime de fonctionnement stationnaire et est parcourue par un courant, le transistor de blocage 140a correspondant devient conducteur. De la même façon, lorsque la deuxième source de courant 109b fonctionne, le transistor de blocage 140b correspondant devient conducteur.
Ainsi, lorsque l'ensemble des sources fonctionnent, les grilles des premier et deuxième transistors du circuit d'aide au démarrage sont portées sensiblement au potentiel d'alimentation Vcc, qui constitue un potentiel de blocage, et cessent de conduire. Le courant de démarrage de l'ensemble des sources de courant est alors interrompu.
Comme indiqué précédemment, un nombre de sources de courant supérieur à deux peut être relié au circuit d'aide au démarrage. A titre indicatif, sur la figure 2, sont représentés en trait continu des transistors destinés à une source de courant supplémentaire non représentée.
Il apparaît que la multiplication du nombre des sources reliées au circuit d'aide au démarrage n'augmente que faiblement le nombre de composants nécessaires à la réalisation de ce dernier.
En particulier, le transistor 138, dit transistor de résistance, particulièrement encombrant en raison de la longueur de son canal, n'est utilisé qu'en un seul exemplaire.
Lorsque le dispositif d'aide au démarrage est réalisé sous forme intégrée sur une puce, le canal du transistor de résistance peut avantageusement être réalisé sur une bordure encadrant la puce, pour occuper un minimum de place.
Claims (8)
1. Dispositif électronique comportant une pluralité de sources de courant (109a, 109b), caractérisé en ce qu'il comprend
- un circuit d'aide au démarrage (130) des sources de courant, commun à toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant, pour fournir un courant de démarrage à chaque source de courant pendant un régime de fonctionnement dit transitoire des sources de courant, suivant une mise sous tension du dispositif, et
- des moyens (140a, 140b) pour inhiber le circuit d'aide au démarrage lorsque toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant ont atteint un régime de fonctionnement dit stationnaire.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le circuit d'aide au démarrage (130) comporte une branche (132), dite branche pilote, parcourue par un courant pendant le régime transitoire des sources et une pluralité de miroirs de courant (134, 136a, 136b), correspondant respectivement à ladite pluralité de sources de courant, pour copier le courant de la branche pilote (132) vers la pluralité de sources de courant, en tant que courant de démarrage.
3. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la branche pilote (130) comporte une résistance électrique connectée en série avec un premier transistor (134) entre une borne d'alimentation (114) et une borne de masse (116).
4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel la résistance électrique comporte le canal d'un transistor à effet de champ (138).
5. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel les miroirs de courant comportent des transistors à effet de champ (134, 136a, 136b) et dans lequel les moyens pour inhiber le circuit de démarrage comportent un circuit de blocage des transistors à effet de champ des miroirs de courant.
6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel le circuit de blocage comporte une pluralité de transistors (140a, 140b), dits de blocage, connectés en série entre les grilles des transistors (134, 136a, 136b) des miroirs de courant et une borne (114) à un potentiel de blocage, chaque transistor de blocage (140a, 140b) de la pluralité de transistors de blocage étant respectivement piloté par une source de courant (109a, 109b) de la pluralité de sources de courant pour être mis dans un état passant lorsque ladite source de courant a atteint un régime de fonctionnement stationnaire.
7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel chaque transistor de blocage (140a, 140b) est connecté respectivement à une source de courant dans un montage de type miroir de courant .
8. Dispositif d'aide au démarrage pour une pluralité de sources de courant (109a, 109b) comprenant
- un circuit (130) d'aide au démarrage des sources de courant, commun à toute les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant, pour fournir un courant de démarrage à chaque source de courant pendant un régime de fonctionnement dit transitoire des sources de courant suivant une mise sous tension du dispositif, et
- des moyens (140a, 140b) pour inhiber le circuit (130) d'aide au démarrage lorsque toutes les sources de courant de ladite pluralité de sources de courant ont atteint un régime de fonctionnement dit stationnaire.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9710755A FR2767976B1 (fr) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Dispositif d'aide au demarrage pour une pluralite de sources de courant |
| US09/128,680 US6002242A (en) | 1997-08-28 | 1998-08-04 | Start-up aid circuit for a plurality of current sources |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9710755A FR2767976B1 (fr) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Dispositif d'aide au demarrage pour une pluralite de sources de courant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2767976A1 true FR2767976A1 (fr) | 1999-03-05 |
| FR2767976B1 FR2767976B1 (fr) | 1999-11-12 |
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ID=9510562
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|---|---|---|---|
| FR9710755A Expired - Lifetime FR2767976B1 (fr) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Dispositif d'aide au demarrage pour une pluralite de sources de courant |
Country Status (2)
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|---|---|
| US (1) | US6002242A (fr) |
| FR (1) | FR2767976B1 (fr) |
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