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Reservestromunempfindliche Strom-und Spannungsreferenzschaltung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017160D
Original Publication Date: 2000-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 23K

Publishing Venue

Siemens

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Wolfgang Horn: AUTHOR [+2]

Abstract

Zur Erzeugung von konstanten Strömen und konstanten Spannungen werden üblicherweise Strom- und Spannungsreferenzschaltungen eingesetzt. Ist diese Schaltung in einer sperrschichtisolierten Mischtechnologie auf P-Substrat ausgeführt, wird bei einer Polaritätsumkehr an einem DMOS-Leistungstransistor (Reverse-Betrieb, tritt z.B. beim Ausschalten induktiver Lasten auf) die Drain-Source-Diode leitend, so daß die in das Substrat injizierten Ladungsträger den Emitterstrom eines parasitären npn-BJT bilden (vgl. Fig. 1). Da alle n-Wannen der Schaltung für diesen npn-Transistor potentielle Kollektoren darstellen, aus denen im Reverse-Betrieb eines DMOS Strom abgezogen werden kann, können Schaltungsteile mit hochohmig angeschlossenen n-Wannen bis zum Funktionsausfall beeinflußt werden.

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Bauelemente

Reservestromunempfindliche Strom- und Spannungsreferenzschaltung

Idee: Wolfgang Horn, Villach (Österreich); Heinz Zitta, Drobollach (Österreich)

Zur Erzeugung von konstanten Strömen und konstanten Spannungen werden üblicherweiseStrom- und Spannungsreferenzschaltungen eingesetzt. Ist diese Schaltung in einersperrschichtisolierten Mischtechnologie auf P-Substrat ausgeführt, wird bei einerPolaritätsumkehr an einem DMOS-Leistungstransistor (Reverse-Betrieb, tritt z.B. beimAusschalten induktiver Lasten auf) die Drain-Source-Diode leitend, so daß die in dasSubstrat injizierten Ladungsträger den Emitterstrom eines parasitären npn-BJT bilden (vgl.Fig. 1). Da alle n-Wannen der Schaltung für diesen npn-Transistor potentielle Kollektorendarstellen, aus denen im Reverse-Betrieb eines DMOS Strom abgezogen werden kann,können Schaltungsteile mit hochohmig angeschlossenen n-Wannen bis zum Funktionsausfallbeeinflußt werden.

Folgend wird beispielhaft eine auf dem Bandgap-Prinzip basierende Schaltung beschrieben,die Referenzstrom und –spannung erzeugt und durch geeignete Maßnahmen unempfindlichgegenüber möglichen Einflüssen des Reversebetriebes ist. Wie aus Fig. 2 schematischersichtlich, wird das Bandgap-Prinzip durch die Verwendung zweier mit unterschiedlicherStromdichte betriebener bipolaren Elemente (1) erreicht. Da in der vorschlagsgemäßenSchaltung keine weiteren bipolaren Elemente verwendet werden, kann die Schaltunginsgesamt kompakter als die bekannten Strom- und Spannungsreferenzsschaltungenausgeführt werden.

Ein Regelverstärker (2) stellt über ein Stellglied (3) den Gleichgewichtszustand her. Ausdem Ausgangssignal des Regelverstärkers wird durch entsprechende Auskopplung (4) derReferenzstrom gewonnen. Die Referenzspannung V ref  ist auf die positiveVersorgungsspannung bezogen. Die Unempfindlichkeit gegenüber den Störeinflüssen desReversebetriebes wird in der vorliegenden Schaltung durch Anschluß der n-Wannen derBJTs an die Versorgungsspannung erreicht. Ab...