Стабілізатор струму

Стабілізатор струму, який містить джерело опорної напруги, перший, другий, третій та четвертий n-p-п транзистори, п'ятий p-n-р транзистор, який має перший та другий колектори, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий резистори, діод, першу та другу ВИХІДНІ ШИНИ, колектори першого та другого транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО з першою та другою вихідними шинами, а їх емітери підключені до колекторів ВІДПОВІДНО третього та четвертого транзисторів, перший вивід джерела опорної напруги з'єднано з першими виводами першого, другого, третього та четвертого резисторів, другий вивід джерела опорної напруги з'єднано з першими виводами п'ятого, шостого та сьомого резисторів, другий вивід першого резистора підключено до емітера п'ятого транзис Винахід належить до електротехніки та може використовуватись у пристроях вимірювальної техніки Існує відомий пристрій (див А с СРСР №1460715, кл G05F1/56), який містить джерело опорної напруги, перший, другий, третій та четвертий n-p-п транзистори, п'ятий та шостий p-n-р транзистори, три резистора, колектори першого та другого транзисторів підключені ВІДПОВІДНО ДО першої та другої вихідним шинами, емітери цих транзисторів ВІДПОВІДНО через перший та другий резистори з'єднані з колекторами третього та четвертого транзисторів, бази першого та другого транзисторів підключені ВІДПОВІДНО до колекторів п'ятого та шостого транзисторів, бази яких з'єднані ВІДПОВІДНО з базами третього та четвертого транзисторів, емітери п'ятого та шостого транзисторів з'єднані між собою та через третій резистор підключені до першого виводу джерела опорної напруги, емітери третього та четвертого транзисторів з'єднані між собою та підключені до другого виводу джерела опорної напруги тора, базу якого з'єднано з другим виводом п'ятого резистора та через діод підключено до другого виводу четвертого резистора, базу четвертого транзистора з'єднано з першим колектором п'ятого транзистора, який відрізняється тим, що до нього впроваджені шостий, сьомий, восьмий та дев'ятий n-p-п транзистори, десятий p-n-р транзистор, який має перший та другий колектори, при цьому бази першого та другого транзисторів з'єднані з емітерами ВІДПОВІДНО шостого та сьомого транзисторів, колектори яких підключені ВІДПОВІДНО до першої та другої вихідним шинам, а бази з'єднані з другими виводами ВІДПОВІДНО другого та третього резисторів, емітери третього та четвертого транзисторів підключені до колекторів ВІДПОВІДНО восьмого та дев'ятого транзисторів, емітери яких з'єднані з другими виводами ВІДПОВІДНО шостого та сьомого резісторів, емітер та базу десятого транзистора підключено ВІДПОВІДНО до емітера та бази п'ятого транзистора, другий колектор якого з'єднано з базою дев'ятого транзистора, перший та другий колектори десятого транзистора підключені до баз ВІДПОВІДНО третього та восьмого транзисторів опір Недолік цього пристрою - низький вихідний Найбільш близькими до даного винаходу є стабілізатор струму (див Патент України № 24704А, кл G05F1/56), який МІСТІТЬ джерело опорної напруги, перший, другий, третій та четвертий n-p-п транзистори, п'ятий p-n-р транзистор, який має перший та другий колектори, сім резисторів, діод, першу та другу ВИХІДНІ ШИНИ, колектори першого та другого транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО з першою та другою вихідними шинами, бази першого та другого транзисторів ВІДПОВІДНО через другий та третій резистори підключені до першого виводу джерела опорної напруги, який через перший резистор з'єднано з емітером п'ятого транзистора, емітери першого та другого транзисторів з'єднані з колекторами ВІДПОВІДНО третього та четвертого транзисторів, бази яких підключені ВІДПОВІДНО до першого та другого колекторів п'ятого транзистора, емітери третього та четвертого транзисторів ВІДПОВІДНО через шостий та сьомий резистори з'єднані з першими виводом п'ятого резис 00 42181 тора та другим виводом джерела опорної напруги, базу п'ятого транзистора з'єднана з другим виводом п'ятого резистора, а через послідовно з'єднані діод та четвертий резистор підключено до першого виводу джерела опорної напруги Недолік цього пристрою - низький вихідний опір Знаками прототипу, які збіжні з суттєвими ознаками винаходу, який пропонується, є джерело опорної напруги, перший, другий, третій та четвертий n-p-п транзистори, п'ятий p-n-р транзистор, який має перший та другий колектори, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий резистори, діод, першу та другу ВИХІДНІ ШИНИ, колектори першого та другого транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО з першою та другою вихідними шинами, а їх емітери підключені до колекторів ВІДПОВІДНО третього та четвертого транзисторів, перший вивід джерела опорної напруги з'єднано з першими виводами першого, другого, третього та четвертого резисторів, другий вивід джерела опорної напруги з'єднано з першими виводами п'ятого, шостого та сьомого резисторів, другий вивід першого резистора підключено до емітера п'ятого транзистора, базу якого з'єднано з другим виводом п'ятого резистора та через діод підключено до другого виводу четвертого резистора, базу четвертого транзистора з'єднано з першим колектором п'ятого транзистора Причиною, яка перешкоджує одержанню бажаного результату - високому вихідному опору - є відсутність доповнюючих активних та пасивних елементів, з'єднаних з іншими елементами пристрою певними схемотехнічними рішеннями В основу винаходу поставлено задачу досягнення більш високого вихідного опору стабілізатора струму шляхом впровадження до нього двох пар доповнюючих транзисторів та створення режиму генератора струму для базових ланцюгів першої пари транзисторів і режиму генератора напруги для базових ланцюгів другої пари транзисторів Поставлене завдання вирішується таким чином, що в стабілізаторі струму, який містить джерело опорної напруги перший, другий, третій та четвертий n-p-п транзистори, п'ятий p-n-р транзистор такий, що має перший та другий колектори, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий резистори, діод, першу та другу ВИХІДНІ шини, при цьому колектори першого та другого транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО З першою та другою вихідними шинами, а їх емітери підключені до колекторів ВІДПОВІДНО третього та четвертого транзисторів, перший вивід джерела опорної напруги з'єднано з першими виводами першого, другого, третього та четвертого резисторів, другий вивід джерела опорної напруги з'єднано з першими виводами п'ятого та сьомого резисторів, другий вивід першого резистора підключено до емітера п'ятого транзистора, базу якого з'єднано з другим виводом п'ятого резистора та через діод підключено до другого виводу четвертого резистора, базу четвертого транзистора з'єднано з першим колектором п'ятого транзистора та, згідно з винаходом, в нього впроваджені шостий, сьомий, восьмий та дев'ятий п-рп транзистори, десятий p-n-р транзистор, який має перший та другий колектори, при цьому бази пер шого та другого транзисторів з єднані з емітерами ВІДПОВІДНО шостого та сьомого транзисторів, колектори яких підключені ВІДПОВІДНО до першої та другої вихідним шинам, а бази з'єднані з другими виводами ВІДПОВІДНО другого та третього резисторів, емітери третього та четвертого транзисторів підключені до колекторів ВІДПОВІДНО восьмого та дев'ятого транзисторів, емітери яких з'єднані з другими виводами ВІДПОВІДНО шостого та сьомого резисторів, емітер та базу десятого транзистора підключено ВІДПОВІДНО до емітера та бази п'ятого транзистора, другий колектор якого з'єднано з базою дев'ятого транзистора, перший та другий колектори десятого транзистора підключені до баз ВІДПОВІДНО третього та восьмого транзисторів Доказом наявності причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак винаходу й технічним результатом є та обставина, що технічний результат - високий вихідний опір - може бути досягнутим тільки при використовуванні всієї сукупності суттєвих ознак винаходу У відсутності в технічному рішенні хоча б однієї суттєвої ознаки технічний результат не досягається На кресленні зображена схема стабілізатора струму (фіг) Стабілізатор струму містить джерело 1 опорної напруги, транзистори 2 11, з яких перший 2, другий 3, третій 4, четвертий 5, шостий 7, сьомий 8, восьмий 9, дев'ятий 10 n-p-п транзистори, п'ятий 6 та десятий 11 p-n-р транзистори мають перший та другий колектори, сім резисторів 12 18, діод 19, першу 20 та другу 21 ВИХІДНІ ШИНИ Колектори першого 2 та шостого 7 транзисторів підключені до першої 20 вихідної шини, колектори третього 4 та сьомого 8 транзисторів підключені до другої 21 вихідної шини, емітери першого 2 та другого 3 транзисторів з'єднані з колекторами ВІДПОВІДНО третього 4 та четвертого 5 транзисторів, перший вивід джерела 1 опорної напруги підключено до перших виводів першого 12, другого 13, третього 14 та четвертого 15 резисторів, другий вивід джерела 1 опорної напруги підключено до перших виводів п'ятого 16, шостого 17 та сьомого 18 резисторів, бази шостого 7 та сьомого 8 транзисторів з'єднані з другими виводами ВІДПОВІДНО другого 13 та третього 14 резисторів, а їх емітери підключені до баз ВІДПОВІДНО першого 2 та другого 3 транзисторів, емітери п'ятого 6 та десятого 11 транзисторів з'єднані з другим виводом першого 12 резистора, а їх бази підключені до другого виводу п'ятого 16 резистора та через діод 19 з'єднані з другим виводом четвертого 15 резистора, емітери третього 4 та четвертого 5 транзисторів підключені до колекторів ВІДПОВІДНО восьмого 9 та дев'ятого 10 транзисторів, емітери яких з'єднані з другими виводами ВІДПОВІДНО ШОСТОГО 17 та сьо мого 18 резисторів, перши колектори десятого 11 та п'ятого 6 транзисторів підключені до баз ВІДПОВІДНО третього 4 та четвертого 5 транзисторів, други колектори десятого 11 та п'ятого 6 транзисторів підключені до баз ВІДПОВІДНО ВОСЬМОГО 9 та дев'я того 10 транзисторів Стабілізатор струму працює таким чином При відсутності напруги живлення на вихідних шинах 20, 21 та ввімкненні джерела опорної напруги 1 струм буде текти по ланцюгу позитивна шина джерела опорної напруги 1, резистор 12, емітерні 42181 переходи транзисторів 6 та 11, резистор 16, негативна шина джерела опорної напруги 1 Емітерні переходи транзисторів 6 та 11 зміщуються у прямому напрямку та інжекційні токи перших та других колекторів цих транзисторів втікає до баз транзисторів 4, 5, 9, 10 та зміщує емітерні переходи цих транзисторів у прямому напрямку Струми перших та других колекторів транзисторів 6 та 11 мають слабку залежність від температури навколишнього середовища, так як у базови ланцюги цих транзисторів ввімкнено термокомпенсійний ланцюжок, який містить резистори 15, 16 та діод 19 Транзистори 6 та 11 мають високий вихідний опір зі сторони першого та другого колекторів, в наслідок цього вони є генераторами струму для базових ланцюгів транзисторів 4, 5, 9, та 10 Внаслідок цього базові струми транзисторів 4, 5, 9, та 10 зберігають стабільність при технологічних розхидах В цей же час стум від джерела опорної напруги 1 тече по двом паралельним ланцюгам Перший ланцюг плюс джерело опорної напруги 1, резистор 13, емітерні переходи транзисторів 7 та 2, переходи колектор емітер транзисторів 4 та 9, резистор 17, мінус джерела опорної напруги 1 Другий ланцюг плюс джерела опорної напруги 1, резистор 14, емітерні переході транзисторів 8 та 9, переходи колектор емітер транзисторів 5 та 10, резистор 18, мінус джерела опорної напруги 1 Якщо позитивна напруга джерела живлення подається до шини 20, то струм стабілізації тече по ланцюгу послідовно з'єднані переходи колектор - емітер транзисторів 2, 4, 9, резистори 17 та 18, послідовно з'єднані переходи емітер - колектор транзисторів 10, 5, 3, які працюють у інверсному режимі, шина 21 Якщо позитивна напруга джерела живлення подається на шину 21, то струм стабілізації тече по ланцюгу послідовно з'єднані переходи колектор - емітер транзисторів 3, 5, 10, резистори 18 та 17, послідовно з'єднані переходи емітер - колектор транзисторів 9, 4, 2, які працюють у інверсному режимі, шина 20 Таким чином, у залежності від полярності напруги джерела живлення транзисторі 2, 4, 9, та З, 5, 10 працюють по черзі в нормальному або інверсному режимі Вихідний опір стабілізатора струму вище, ніж у відомих за рахунок включення послідовно з третім 4 та четвертим 5 транзисторами ВІДПОВІДНО ВОСЬМОГО 9 та дев'ятого 10 транзисторів та створення режиму генератора струму для базових ланцюгів цих транзисторів, а також включення по схемі Дарлінгтона першого 2 і шостого 7, другого 3 і сьомого 8 транзисторів та створення таким чином режиму генератора напруги для базових ланцюгів цих транзисторів 0 21 Фіг. 42181 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку 2002 р Формат 60x84 1/8 Обсяг обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22