SU1183950A1 - Reference voltage source - Google Patents

Abstract

ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий цепь из последовательно соединенных генератора тока, стабилитрона и резистора, подключенную крайними выводами к входным клеммам, а точкой соединени  генератора тока с катодом стабилитрона и свободным выводом резистора - к выходным клеммам, и цепь термокомпенсации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности термокомпенсации, цепь термокомпенсации выполнена на полевом транзисторе, сток которого подключен к катоду стабилитрона , а исток - к его аноду, соеди .ненному с упом нутым резистором, операционном усилителе, выход которого подключен к затвору полевого транзистора, а инвертирующий вход - к аноду стабилитрона, и делителе напр жени  на двух резисто (Л рах, входные выводы которого подключены к выходным клеммам, а выходной вывод соединен с неинвертирующим входом операционного усилител . 00 со ) СД UonSUPPORTING VOLTAGE SOURCE, containing a circuit of a series-connected current generator, a zener diode and a resistor, connected by extreme leads to the input terminals, and a thermal compensation point, characterized by the fact that it connects the current output point of the zener diode and the free output of the resistor. in order to improve the accuracy of thermal compensation, the thermal compensation circuit is made on a field-effect transistor, the drain of which is connected to the cathode of the Zener diode, and the source is connected to its anode connected to the resistor ohm, an operational amplifier whose output is connected to the gate of a field-effect transistor, and an inverting input to the anode of the zener diode, and a voltage divider for two resistors (Lrax, the input terminals of which are connected to the output terminals and the output output terminal to the noninverting input of the operational amplifier. 00 co) CD Uon

Description

1 Изобретение относитс  к электро технике, в частности к источникам опорных напр жений высокоточных измерительных приборов, и может использоватьс  в приборостроении, измерительной и радиоизмерительной технике. Известен источник опорного напр жени , содержащий многокаскадны параметрический стабилизатор напр  жени  с оконечным стабилитроном и последовательно-параллельнзпо комби нацию включени  нелинейных полупроводниковых резисторов и линейных резисторов, использующихс  дл  температурной компенсации D Нелинейна  температурна  зависи мость величины перечисленных типов терморезисторов, а также зависимос их сопротивлений от приложенного напр жени  вызывают большие трудности в расчете таких схем, сложности настройки термокомпенсации в широких пределах изменени  температуры окружающей среды. Наиболее близким к изобретению те:;ническим решением  вл етс  источник опорного напр жени , содержащий последовательно соединенные генератор тока, стабилитрон,, низкоомный резистор и температурно зависимый источник напр жени ,подключенный через переменный резисто параллельно низкоомному резисторуC Недостатком такого источника опорного напр жени   вл етс  то, что из-за нелинейности температурн характеристики он имеет сравнитель невысокую температурную компенсаци в небольшом диапазоне температур. Кроме того, большой разброс параме ров терморезисторов усложн ет наст ройку схемы дл  заданного диапазон температур. Мала  мощность рассе н терморезисторов не позвол ет строить схемы термокомпенсаторов дл  стабилитронов с широким диапазоном напр жени  стаб -шизации. I 1аиболее существенным недостатком известных схем термостабилизации источников опорного напр жени   вл етс  то, что дл  получени  высокой точности термокомпенсации не обходимо проводить индивидуальный нагрев каждого образца источника опорного напр жени . Это объ сн етс  большим разбросом температурного коэффициента напр жени  ста02 билитронов даже дл  одной и той же группы. Цель изобретени  - повышение точности термокомпенсации источника опорного напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в источнике опорного напр жени , содержащем цепь из последовательно соединенньк генератора тока, стабилитрона и резистора, подключенйую крайними выводами к входным клеммам, а точкой соединени  генератора тока с катодом стабилитрона и свободным выводом резистора - к выходным клеммам, и цепь термокомпенсации , последн   выполнена на полевом транзисторе, сток которого подключен к катоду стабилитрона , а исток - к его аноду, соединенному с упом нутым резистором , операционном усилителе, выход которого подключен к затвору полевого транзистора, а инвертирующий вход к аноду стабилитрона, и делителе напр жени  на двух резисторах, входные выводы которого подключены к выходным клеммам, а выходной вывод соединен с неинвертирующим входом операционного усилител . На чертеже представлена схема источника опорного напр жени . Источник опорного напр жени  содержит последовательно соединенные генератор 1 тока, стабилитрон 2, низкоомный резистор 3, делитель напр жени  из двух резисторов 4 и 5, один выход которого подключен к катоду стабилитрона, а второй - к общей шине, полевой транзистор 6, сток которого подключен к катоду стабилитрона 2, а исток - к точке соединени  анода стабилитрона 2 и низкоомного резистора 3, операционный усилитель 7, инвертирующий вход которого подсоединен к аноду стабилитрона 2, а неинвертирующий вход к выходному выводу делител  напр жени , состо щего из резисторов 4 и 5, а выход операционного усилител  7 подключен к затвору полевого транзистора 6. Источник опорного напр жени  работает следующим образом. При нормальной - температуре окружающей среды производитс  настройка источника опорного напр жени  введением полевого транзистора 6 в активный режим. Введение1 The invention relates to electrical engineering, in particular, to reference voltage sources of high-precision measuring instruments, and can be used in instrument making, measuring and radio measuring techniques. A reference voltage source is known that contains a multi-stage parametric voltage regulator with a terminal Zener diode and a series-parallel combination to incorporate nonlinear semiconductor resistors and linear resistors used for temperature compensation D Nonlinear temperature dependence of the values of the listed types of thermistors, as well as their resistance from the applied stresses cause great difficulties in the calculation of such schemes, the complexity of setting thermal compensation in wide variation in ambient temperature. The closest to the invention are:; the logical solution is a voltage source containing a series-connected current generator, a zener diode, a low-resistance resistor and a temperature-dependent voltage source connected through a variable resistor parallel to the low-resistance resistor. The disadvantage of this voltage source is that, due to the non-linearity of the temperature characteristics, it has a comparatively low temperature compensation in a small temperature range. In addition, a large variation in the parameters of thermistors complicates the setup of the circuit for a given temperature range. The low power of dissipated thermistors does not allow building thermal compensator circuits for zener diodes with a wide range of stub-voltage. I The most significant disadvantage of the known thermal stabilization schemes of reference voltage sources is that, in order to obtain high thermal compensation accuracy, it is not necessary to carry out individual heating of each sample of the reference voltage source. This is due to the wide variation in the temperature coefficient of voltage of the sta 02 bilitron even for the same group. The purpose of the invention is to improve the accuracy of thermal compensation of the source of the reference voltage. The goal is achieved by the fact that in a voltage source containing a circuit of a series-connected current generator, a zener diode and a resistor, connected by extreme leads to the input terminals, and a connection point of the current generator with the cathode of the zener diode and a free output of a resistor - to the output terminals, and the circuit thermal compensation, last performed on a field-effect transistor, the drain of which is connected to the cathode of the Zener diode, and the source to its anode connected to the resistor, an operational amplifier, the output of which connected to the gate of the FET, and the inverting input to the anode of the zener diode and the voltage divider resistors is two, the input terminals of which are connected to output terminals and an output terminal connected to the noninverting input of the operational amplifier. The drawing shows a schematic of a voltage source. The reference voltage source contains a series-connected current generator 1, Zener diode 2, a low-resistance resistor 3, a voltage divider of two resistors 4 and 5, one output of which is connected to the cathode of the zener diode and the second to the common bus, field-effect transistor 6, the drain of which is connected to the cathode of Zener diode 2, and the source to the connection point of the anode of Zener diode 2 and low-resistance resistor 3, the operational amplifier 7, the inverting input of which is connected to the anode of Zener diode 2, and the non-inverting input to the output terminal of the voltage divider, of the resistors 4 and 5, and the output of the operational amplifier 7 is connected to the gate of the field-effect transistor 6. The source of the reference voltage works as follows. At normal - ambient temperature, the reference voltage source is adjusted by introducing the field-effect transistor 6 into active mode. Introduction

33

транзистора 6 в активный режим осуществл етс  лазерной подгонкой резистора 5. При этом напр жение на входах операционного усилител  7 имеют такие значени , что выходные напр жени  его имеют отрицательные значени  и выполн етс  условие 1 2 -1 напр жение на инвертирующем входе операционного усилител  7; Vj - напр жение на его неинвертирующем входе), а через полевой транзистор протекает ток 1.the transistor 6 to the active mode is laser-adjusted by the resistor 5. The voltage at the inputs of the operational amplifier 7 has such values that its output voltages are negative and the condition 1 2 -1 voltage at the inverting input of the operational amplifier 7 is fulfilled; Vj is the voltage at its non-inverting input), and a current 1 flows through the field effect transistor.

При увеличении температуры напр жение на стабилитроне увеличиваетс  (дл  положительного значени  ТКН стабилитрона), что приводит к увеличению напр жени  V, на резисторе 5, уменьшению по модулю отрицательного напр жени  на затворе транзистора 6 и увеличению его тока. Ток через полевой транзистор 6 увеличиваетс , стрем сь установить первоначальное значение напр жени  наAs the temperature increases, the voltage on the Zener diode increases (for a positive TKN value of the Zener diode), which leads to an increase in voltage V, on resistor 5, a decrease in the negative voltage on the gate of transistor 6 and an increase in its current. The current through the field-effect transistor 6 increases, striving to establish the initial value of the voltage

18395041839504

стабилитроне. Разность з}{ачений напр жений определ етс  коэффициентом усилени  операционного усилител  7 и чем он больше, тем меньше разность напр жений - и .T (Де V U напр жение стабилитрона zener diode. The difference in voltage is determined by the gain of the operational amplifier 7 and the larger it is, the smaller the voltage difference is - and .T (De V U is the voltage of the zener diode

С 1 ПC 1 P

при нормальной температуреjV т напр жение стабилитрона при повышенной температуре).at normal temperature jV t, the voltage of the zener diode at elevated temperature).

toto

При понижении температуры окружающей среды напр жение на стабилит-роне уменьшаетс ,что приводит к . снижению V и увеличению отрицательного напр жени  на затворе полевого транзистора 6, уменьшению его тока.As the ambient temperature decreases, the voltage on the stabilizer decreases, resulting in. a decrease in V and an increase in the negative voltage across the gate of the field effect transistor 6, a decrease in its current.

Использованиепредлагаемого источника опорного напр жени  позволит увеличить точность термокомпенсации и снизить трудоемкость настройки источника опорного напр жени  за счет замены температурной настройки настройкой функциональной.Using the proposed source of reference voltage will increase the accuracy of thermal compensation and reduce the complexity of setting up the source of voltage by replacing the temperature setting with a functional one.

Claims (1)

ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий цепь из последовательно соединенных генератора тока, стабилитрона и резистора, подключенную крайними выводами к входным клеммам, а точкой соедине- ния генератора тока с катодом стабилитрона и свободным выводом резистора - к выходным клеммам, и цепь термокомпенсации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности термокомпенсации, цепь термокомпенсации выполнена на полевом транзисторе, сток которого подключен к катоду стабилитрона, а исток - к его аноду, соединенному с упомянутым резистором, операционном усилителе, выход которого подключен к затвору полевого транзистора, а инвертирующий вход - к аноду стабилитрона, й де- § лителе напряжения на двух резисторах, входные выводы которого подключены к выходным клеммам, а выходной вывод соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя.A reference voltage source, comprising a circuit of a series-connected current generator, a zener diode and a resistor connected by extreme terminals to the input terminals, and a connection point of the current generator with a zener diode cathode and a free resistor terminal to the output terminals, and a thermal compensation circuit, characterized in that , in order to improve the accuracy of thermal compensation, the thermal compensation circuit is made on a field effect transistor, the drain of which is connected to the zener diode cathode, and the source is connected to its anode connected to the mentioned resistor, op diet amplifier whose output is connected to the gate of the FET, and the inverting input terminal - to the anode of the zener diode, D § divisor de voltage on the two resistors, input terminals of which are connected to the output terminals, and an output terminal connected to the noninverting input of the operational amplifier. UonUon SU ..,.1183950 >SU ..,. 1183950>