Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

шение

откуда \п5- 1,006 кОм. (3.140)

Теперь легко найти Ri

R2 = (Vd - УвЕ)11г = (1.283 - 0,600) В/40 MJtA =

= 17,1 кОм. (3.141)

Поскольку /в = /в = /5 = /4 = 100 мкА, для Rt лмеем

= Ш (/, 4) = In 2, (3.142)

откуда

Ri = 25 мВ In 2/100 мкА = 173 Ом. (3.143)

Исходя из значений для других токов, примем допустимое значение /з = 100 мкА, откуда R R = 173 Ом.

Если сложить все токи смещения, то получим полный ток покоя = + + /5 + /в 4- /з = (200 + 40 + 100 + 100 + -f 100) мкА = 540 мкА. Следовательно, чтобы этот диод работал в температурно-скомпенсированном режиме постоянного напряжения, через него должен проходить ток по крайней мере 540 мкА. Если уровень тока ниже, схема не будет правильно функ-щюнировать, у нее будет большое динамическое сопротивление и значительный температурный коэффициент.

3j3.4. Источник опорного напряжения с тепловой стабилизацией. В источнике опорного напряжения с тепловой стабилизацией температура установлена или поддерживается на постоянном уровне. В результате его выходное напряжение практически не зависит от внешней температуры и можно получить температурный коэффициент меньше чем 1 мли-/С.

Любая схема источника опорного напряжения в процессе работы неизбежно подвержена отклонениям источника в целом и параметров компонентов от расчетных средних значений, вследствие этого всегда появляется небольшой суммарный температур-ый коэффициент. Один из способов уменьшить температурный оэффициент состоит в том, чтобы изолировать прибор от измене-и внешней температуры Гать, поддерживая его температуру а некотором постоянном уровне. Несмотря на изменения внешней мпературы, температура источника будет оставаться почти

Исходя из этого значения для /3, естественно выбрать для = 200 мкА, откуда, полагая Уе = 600 мВ, получаем

Ri = (1,283 - 0,600) В/0,2 мА = 3,415 кОм. (3.139) Выберем отношение токов IJI2 = 5 и для R получим соотно-

WVr = In ih/h) = in 5,



ПОСТОЯННОЙ, а соответствующие изменения опорного напряжения чрезвычайно малы. В результате температурный коэффициент прибора, определяемый как скорость изменения опорного напряжения при изменении внешней температуры, соответственно будет чрезвычайно мал.

Математическая формулировка температурного коэффициента опорного напряжения имеет вид

ттгн ref dVmp dTcMv /о , л

= = (3-144)

Вследствие тепловой стабилизации температуры кристалла Т dTcbip/dTi.„-,i, < 1. Следовательно, температурный коэффициент опорного напряжения (по отношению к внешней температуре) будет много меньше значения в отсутствие стабилизации температуры кристалтз.

Во всех источниках опорного напряжения с тепловой стабилизацией температуру кристалла Тыр поддерживают выше внешней температуры Тать методом замыкания цепи обратной связи, С помощью цепи обратной связи, которая контролирует количество электроэнергии, рассеявшейся на кристалле, и фиксирует подъем температуры вследствие этого рассеяния, обычно поддерживают Tchip примерно от 90 до 100 °С. Схема температурной стабилизации и схема источника опорного напряжения размещены на одном кристалле кремния, поэтому между ними существует хороший тепловой контакт вследствие высокой теплопроводности кремния и малых размеров кристалла.

Пример источника опорного напряжения с тепловой стабилизацией. Рассмотрим источник опорного напряжения серии LM199/299/399 {National Semiconductor). На рис. 3.36, а показана схема тепловой стабилизации, а на рис. 3.36, б - схема источника опорного напряжения, причем обе схемы расположены иа одном кристалле, образуя монолитную ИС.

Сначала рассмотрим схему тепловой стабилизации. В этой схеме q4 работает как тепловой ключ, который контролирует рассеяние мощности в кристалле, выключая пару Дарлингтона, состоящую из транзисторов Qi и Q, как только температура повышается выше определенного значения. Когда же температура существенно ниже температуры стабилизации, Qj и полностью открыты, причем ток ограничивается только транзистором Qs-При повышении температуры кристалла через транзистор Qt начинает проходить ток, тем самым уменьшая ток базы Qi. Это вызывает уменьшение тока через Qj и, следовательно, уменьшение рассеиваемой мощности и скорости повышения температуры кристалла. Вследствие срабатывания обратной связи температура кристалла асимптотически приблизится к нужной температуре стабилизации.




-о 3

«7

11,2к

: r,

6,3 В

6,3 В

-о 4

-0 +

50 Q„

2к >*

6,3 В

30 к

-лaar-Юк

2,6 к

2 -О-

Рис. 3.36, Опорный днод с термостабилнзацией: а - схема термостабилиза-Ции; б - схема источника опорного напряжения (National Semiconductor),



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193