FR2820904A1 - Dispositif generateur d'une tension de reference precise - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif générateur de tension de référence précise.Ce dispositif comprend un circuit à semi-conducteurs (1) de type " band-gap " délivrant une tension de référence (Vref) et un circuit (2) multiplieur délivrant une tension de sortie (Vout ) à partir de la tension de référence. Une liaison galvanique (3) permet d'assurer l'alimentation du circuit à semi-conducteurs (1) à partir de la tension de référence précise et un circuit d'initialisation (4) permet, à l'initialisation, de remplacer cette tension de référence précise par la tension d'établissement de la tension d'alimentation. Application aux circuits générateurs de tension de référence des circuits convertisseurs analogiques/ numériques en technologie CMOS.
Description
DISPOSITIF GENERATEUR D'UNE TENSION DE REFERENCE PRECISE
La présente invention concerne un dispositif générateur d'une tension de référence précise, plus particulièrement destiné à produire, à partir d'un potentiel d'alimentation externe susceptible de varier entre une valeur minimale et une valeur maximale, une tension de sortie de référence précise qui est stable quels que soient la température de fonctionnement du générateur et la valeur
du potentiel d'alimentation externe.
De tels dispositifs générateurs sont particulièrement adaptés pour fournir un potentiel de référence stable à un circuit électronique, tel que par exemple un convertisseur analogique numérique, de manière à rendre le fonctionnement de ce dernier plus stable et plus précis, tout en diminnant la consommation de ces générateurs. Parmi ces dispositifs générateurs, l' invention concerne plus particulièrement ceux comprenant un circuit à semi-conducteur 1, plus communément désigné par circuit "band-gap" en langage anglo-saxon, ce type de circuit permettant d'engendrer une tension de référence, ci-après déaigné circuit à semi- conducteurs 1, et au moins un circuit 2 multiplieur de tension monté en cascade avec ce circuit à semi-conducteurs, ce circuit multiplieur de tension étant destiné à fournir, à partir de la tension de référence délivrée par le circuit à semi-conducteurs, la tension de sortie de référence stable. Un tel dispositif générateur de
l'art antérieur est représenté en figure la.
Habituellement, les circuits à semi-conducteurs de ce type nécessitent, avant toute utilisation, un réglage préalable de façon à ce que le potentiel de référence délivré par ce dernier soit aussi stable et précis que possible quelles que soient les éventuelles variations de la
tension d'alimentation externe et de la température.
L'inconvénient de ce circuit 1 ''band-gap" à semi conducteurs réaide dans le fait qu'un compromis doit systématiquement être trouvé entre l'obtention d'une précision en température et l'obtention d'une précision en tension d'alimentation. Plus précisément, le réglage de ce type de circuit à semi-conducteurs peut être effectué selon trois modalités, c'est-à-dire que: À soit ce circuit à semi-conducteurs est réglé de façon à ce que la tension de référence délivrée par ce dernier ne varie que, par exemple, de quelques mV dans toute la gamme de températures de fonctionnement, au détriment d'une variation de, par exemple, plusieurs dizaines de mV dans toute la gamme de la tension d'alimentation; À soit ce circuit à semi-conducteurs est réglé de façon à obtenir un compromis entre la stabilité en température, la tension de référence délivrée par ce dernier et la tension d'alimentation externe variant de, par exemple,
une dizaine de mV en tension et en température.
Il résulte dun tel réglage une imprécision non nagligeable de la tension de référence délivrée par ce circuit à semi-conducteurs 1, cette imprécision étant cependant répercutée par multiplication par le circuit multiplieur 2 sur la tension de sortie prédétermince réputée précise, délivrée en sortie du dispositif générateur de tension. En effet, ainsi que représenté en figure la, le circuit 2 multiplieur de tension comporte un amplificateur différentiel OPA recevant sur sa borne négative la tension de référence Vref comme tension de consigne et un circuit de réaction résistif R'1, R' 2, R'3 avec une capacité de découplage C2 comprenant un transistor de réqulation Tr connecté entre la tension d'alimentation Vcc et le pont résistif ramenant pour partie la tension de sortie VO=' tension de référence réputée précise, sur la borne positive de l'amplificateur opérationnel OPA. L'électrode de grille du transistor de réqulation Tr est reliée et commandée par la sortie de l'amplificateur différentiel OPA, le point de jonction entre le transistor de réqulation Tr et le pont résistif constituant la borne de sortie délivrant la tension de référence réputée précise. Le transistor de réqulation Tr joue le rôle d'une résistance commandée en tension et le circuit multiplieur 2 permet d'asservir la tension de sortie VOUT à une valeur supérieure à la tension de référence Vref, mais inférieure à la valeur de la tension dalimentation Vcc, en fonction des valeurs relatives des résistances R' l, R' 2 et R3, la valeur de résistance du transistor Tr de
réqulation étant faible.
Toutefois, les variations de la tension dialimentation, et de la tension de référence Vref, sont amplifiées en conséquence, ce qui nuit à la précision réelle de l'ensemble. Par ailleurs ces générateurs de référence présentent une consommation importante surtout lorsque le potentiel
d'alimentation externe Vcc est à sa valeur maximale.
La présente invention a notamment pour objet de remédier à ces inconvénients en améliorant la précision et la stabilité des dispositifs générateurs de référence précise, indépendamment de leur réglage relatif en tension d'alimentation externe, respectivement en température de fonctionnement, tout en bénéficiant d'une moindre consommation. A cet effet, le dispositif générateur dune tension de référence précise, objet de la présente invention, comprend un circuit à semi-conducteurs générateurs d'une tension de référence et un circuit.multiplieur de tension alimentés à partir d'une tension dialimentation. Le circuit multiplieur de tension comprend au moins un amplificateur différentiel recevant sur sa borne négative cette tension de référence comme tension de consigne et un circuit de réaction résistif comprenant un transistor de réqulation connecté entre la tension d'alimentation et un pont résistif ramenant, pour partie, la tension de référence précise sur
la borne positive de cet amplificateur différentiel.
L'électrode de grille du transistor de réqulation est reliée et commandée par la sortie de l'amplificateur différentiel et le point de jonction entre le transistor de réqulation et le pont résistif constitue, pour ce dispositif générateur, une borne de sortie délivrant la tension de référence précise. Il est remarquable en ce qu'il comprend en outre une liaison galvanique reliant cette borne de sortie délivrant cette tension de référence précise à l'entrce dalimentation du circuit à semiconducteurs et un circuit dinitialisation connecté à l'électrode de grille du transistor de réqulation et permettant, à l'initialisation, par mise sous tension à la tension d'alimentation de ce dispositif générateur de tension de référence précise, de remplacer la tension de référence précise par la tension d'établissement de la tension d'alimentation. Ceci permet, d'une part, en régime transitoire à l'initialisation, d'alimenter le circuit à semi-conducteurs à partir de la tension d'établissement de la tension d'alimentation, et, d'autre part, en régime permanent, de délivrer la tension de référence précise sur la borne de sortie de ce dispositif générateur et d'alimenter le circuit à semi-conducteurs à partir de cette
tension de référence précise.
Le circuit d'initialisation comporte un circuit générateur d'une impulsion de commande de durée détermince, cette impulsion de commande, appliquée à l'électrode de grille du transistor de réqulation commandant ce transistor de réqulation à l'état totalement conducteur, pendant la durée d'initialisation. Ceci permet d' imposer sur la borne de sortie du dispositif générateur d'une tension de référence précise une tension égale à la tension d'établissement de la tension d'alimentation pendant la
durée d'initialisation.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention apparaîtront au cours de la description suivante
d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, dans lesquels, outre la figure la et la figure lb relatives à l'art antérieur: - la figure 2 est un schéma du dispositif selon la présente invention; - la figure 3 représente un mode de réalisation préférentiel du dispositif générateur d'une tension de référence précise, objet de la présente invention; - les figures 4a à 4j représentent l'évolution des tensions en des points de test significatifs du dispositif selon
la présente invention.
En référence à la figure 2, le dispositif générateur d'une tension de référence précise, selon la présente invention, comprend un circuit à semi-conducteurs 1, de type "band-gap" qui est monté en cascade avec un circuit
multiplieur de tension 2.
Le circuit à semi-conducteurs 1 est constitué par un circuit de type "band-gap" tel que représenté en figure lb
engendrant une de tension de référence Vref.
Un exemple d'un tel circuit à semi-conducteurs générateur d'une tension de référence est représenté schématiquement sur la figure lb précitée lorsque ce circuit est alimenté par une tension d'alimentation Vcc. Ce dernier est réalisé sous la forme d'un circuit intégré. Il est largement utilisé dans la technique antérieure et fournit une tension de référence Vref relativement stable. Ce circuit est connu sous le nom de " source de tension de rétérence à bandgap", le mot bandgap étant un mot d'origine anglaise désignant l'énergie de passage des électrons de la bande de conduction à la bande de valence dans le semi conducteur utilisé. Cette énergie dépend, de manière connue, de la température. Les sources de référence de ce type utilisent la dépendance de certains paramètres de circuit en fonction de cette énergie et donc de la température, pour réaliser, par des compensations appropriées, une tension de
référence Vref approximativement stable.
Le circuit de la figure lb comprend essentiellement deux transistors bipolaires T1, T2 montés en diode, trois
résistances R1, R2, R3, et un amplificateur opérationnel OPA.
L'amplificateur OPA, qui est alimenté par la tension d'alimentation externe Vcc, comprend une entrée inverseuse relice au collecteur du transistor bipolaire T' 2, et une entrée non inverseuse reliée à la résistance R1 qui est
elle-même relice au collecteur du transistor bipolaire T'1.
La résistance R3, quant à elle, permet l'établissement du circuit lors d'une montée de la tension d'alimentation externe Vcc. La tension de référence Vref stable en fonction de la température et de la tension dalimentation externe
Vcc, est fournie en sortie S du circuit.
La stabilité de la tension de référence Vref repose en particulier sur un choix approprié des surfaces de jonction des deux transistors bipolaires T'1, T' 2, et des
valeurs de R1 et R2.
Vref=Vbe2+2xR2ln(I2)VT o Vbe2 et VT sont respectivement la tension base émetteur et la tension de seuil du transistor T' 2, et I1 et I2 les courants circulant respectivement dans les résistances R1 et
R2, ln désignant le logarithme népérien.
Dans l'exemple représenté, Vcc est susceptible de varier entre Vccin = 2V et VCcax = 5,5V, R1 = 22k, R2 = 64,3k et R3 = lOOk. La valeur d'amplitude de la tension de référence Vref alors obtenue en sortie est de
l'ordre de 1,25V.
Ce circuit à semi-conducteurs 1 est soumis, d'une manière analogue aux sources de tension de référence à band gap de l'art antérieur, à un réglage préalable. Dans liexemple représenté, le circuit à semiconducteurs 1 est régléde façon à ce que Vref varie de 2 mV en température et
de 30 mV en tension.
En référence à nouveau à la figure 2, le circuit multiplieur de tension 2 comprend un amplificateur différentiel 20, constitué par un amplificateur opérationnel Pl qui est monté en multiplieur de tension, le circuit multiplieur de tension 2 fonctionnant en multiplieur et en
réqulateur de tension.
Cet amplificateur différentiel 20 a une entrée non inverseuse + qui est reliée directement à la sortie S du cTrcuit à semi-conducteurs 1, une sortie S1 qui délivre une tension de sortie prédéterminé VO=, constituant la tension de référence précise recherchée. Cette sortie S1 est reliée par une liaison galvanique 3 à l'entrée dalimentation IN du circuit à semi-conducteurs 1 engendrant la tension de référence Vref. Ainsi, le circuit à semi-conducteurs 1 se trouve, en régime permanent, alimenté par la tension de référence précise, ainsi qu'il sera décrit de manière plus
détaillée dans la description. Une capacité C1 permet de
lisser la tension de référence Vref et une capacité C3
permet de lisser la tension de sortie VO.
En outre, ainsi qu'on pourra l 'observer sur la figure 2, un circuit de réaction résistif est prévu, lequel comprend un transistor de réqulation Tr connecté entre la tension d' alimentation Vcc et un pont résistif R' 1, R' 2, R' 3 ramenant, pour partie, la tension de référence précise, tension de sortie VO délivrée par la borne de sortie Sl, sur la borne noninverseuse + de l'amplificateur différentiel 20, amplificateur opérationnel OPA. L'électrode de grille du transistor de réqulation Tr est reliée et
commandée par la sortie de l'amplificateur différentiel 20.
Le point de jonction entre le transistor de réqulation Tr et le pont résistif constitue pour le dispositif générateur de tension de référence précise la borne de sortie S1 délivrant
la tension de référence précise VO=.
On comprend en particulier qu'en régime permanent, l'amplificateur différentiel 20 asservit la tension de sortie VO=, tension de référence précise, à une valeur supérieure à la valeur de tension de référence Vref délivrée par le circuit à semi-conducteurs 1, l'équilibre en régime permanent étant obtenu pour: V R'2+R'3 V f O
R'1+R'2+R3
La tension de référence Vref constitue une valeur de S consigne. Le transistor de réqulation Tr joue le rôle d'une résistance ajustable commandée en tension par la sortie de l'amplificateur différentiel 20. Une capacité de découplage C2 permet d' assurer la stabilité de l'asservissement par l' introduction d'une marge de phase convenable en régime
transitoire.
Enfin, un circuit dinitialisation 4 est connecté à l'électrode de grille du transistor de réqulation Tr. Ce circuit 4 permet en régime transitoire, à l'initialisation, lors de la mise sous tension à la tension d'alimentation Vcc du dispositif générateur de référence précise, objet de l' invention, de remplacer la tension de référence précise Vref, non encore établie par le circuit à semi-conducteurs 1 de type "band-gap", ce type de circuit présentant un seuil de fonctionnement de tension d'alimentation non négligeable, par la tension détablissement de la tension d'alimentation Vcc. Un tel mode opératoire permet, d'une part, en régime transitoire, à l'initialisation, d'alimenter le circuit à semiconducteurs 1 à partir de la tension d'établissement de la tension d'alimentation Vcc, et, du fait du caractère croissant de cette tension d'alimentation, d'entraîner, selon un phénomène cumulatif, la montée corrélative de la tension de sortie VO délivrée par le borne de sortie Sl et donc celle de la tension d'alimentation du circuit à semi conducteurs 1 du fait de la présence de la liaison galvanique 3. Ce mode opératoire permet, d'autre part, en régime permanent, de délivrer sur la borne de sortie S1, la tension de référence précise recherchée, la tension de référence Vref ayant atteint sa valeur nominale, et d'alimenter le circuit à semi-conducteurs 1 à partir de la
valeur nominale de la tension de référence Vref.
Dans l'exemple représenté en figure 2, Vref=1,25V, R'1=0,955MQ, R'2=0, 16MQ et R'3=0,95MQ. Par conséquent, Vo==2,32V. L'amplificateur différentiel 20, qui est ainsi monté en cascade avec le circuit à semiconducteurs 1 générateur de la tension de référence Vref et qui, de ce fait, reçoit comme tension de consigne la tension référence Vref, permet de délivrer une tension de sortie VO réqulée constituant la tension de référence précise recherchée quels que soient la température de fonctionnement et la tension dialimentation externe Vcc. On conçoit en particulier qu'un réglage fin en température du circuit à semiconducteurs 1 peut être choisi préférentiellement, puisque la réqulation en tension en fonction de la tension d'alimentation est par ailleurs assurée par le circuit multiplieur et réqulateur de
tension 2.
Le montage en série du circuit à semi-conducteurs 1 et du circuit multiplieur de tension 2 permet de réaliser un dispositif générateur dune tension de référence précise qui est particulièrement adapté pour être associé à une charge, telle qu'un circuit électronique, de type numérique ou analogique, nacessitant une référence de tension très stable pour une comparaison de conversion analogique numérique ADC par exemple et une stabilité de fonctionnement maîtrisée. Il en est ainsi, par exemple, des convertisseurs analogique numérique. L'intérêt d'un tel montage réside en fait dans le rebouclage, par la liaison galvanique 3, du circuit multiplieur de tension 2 sur l'entrée dalimentation du circuit à semiconducteurs 1 générateur de la tension de référence Vref qui permet avantageusement de diminuer sensiblement le réglage de la précision en tension de ce dernier mais d' augmenter la précision de la plage de réglage en température. On peut obtenir une précision élevée de la tension de référence Vref du circuit à semi-conducteurs 1 et donc de la tension de sortie VO=. En effet, lorsque le circuit à semi-conducteurs 1 générateur de la tension de référence Vref et le circuit multiplieur 2 ont atteint chacun leur état stable, en régime permanent, le transistor de réqulation Tr est. réglé de façon à ce que la tension de sortie Vo soit réinjectée sur l'entrée d'alimentation IN du cTrcuit à semi- conducteurs 1, lequel est alors alimenté à partir de la tension d'alimentation stable constituée par la
tension de référence précise.
Différents modes de réalisation spécifiques du
circuit d'initialisation 4 seront maintenant décrits.
Dans un premier mode de réalisation simplifié, le circuit 4 d'initialisation peut être formé par un générateur d'une impuleion de commande de durée déterminée. Dans ces conditions, l'impulsion de commande CP appliquée à ltélectrode de grille du transistor de réqulation Tr permet damener ce transistor à l'état totalement conducteur pendant la durée d'initialisation et d' imposer, ainsi, sur le borne de sortie S1 du dispositif générateur de tension précise objet de l' invention, et sur la borne d'alimentation du circuit à semi-conducteurs 1 générateur de la tension de référence Vref, une tension sensiblement égale à la tension
d'établissement de la tension d'alimentation.
Dans un mode d'exécution non limitatif, le générateur 4 peut être constitué par un circuit de type monostable à durée ajustable à partir dune tension de commande VD. Le réglage de la durée de l'impulsion de commande CP peut être effectué expérimentalement pour un groupe de circuits donnés. Le générateur 4 est bien entendu alimenté par la tension d'alimentation Vcc, laquelle s'établit plus rapidement que la tension de référence Vref
délivrée par le circuit à semi-conducteurs 1.
Dans un deuxième mode de réalisation préférentiel, le circuit 4 générateur d'une impulsion de commande de durée déterminée est constitué par un circuit de type bistable, synchronisé sur un instant de début et sur un instant de fin de la durée d'initialisation. Dans cette situation, la durée d'initialisation est définie par le début, respectivement la fin de l'établissement de la tension de référence Vref
délivrée par le circuit à semi-conducteurs 1.
Un mode d'exécution spécifique du mode de réalisation préférentiel du circuit dinitialisation 4 est
représenté en figure 3.
Sur la figure précitée, les mêmes références représentent
les mêmes éléments que dans le cadre de la figure 2.
En référence à la figure 3, le circuit de type bistable synchronisé comporte un premier et un deuxième circuit de détection de la présence simultanée d'une tension d'établissement de la tension de référence Vref, délivrée par le circuit à semi-conducteurs 1, respectivement de la tension de référence précise VO présente sur la borne de sortie S1. Le premier et le deuxième circuit de détection sont formés chacun par un transistor N-MOS T2, T3 connectés en cascade par l'intermédiaire d'une résistance R' 4 entre la tension d'alimentation Vcc et la tension de masse VG. La grille du transistor T2, premier cTrcuit de détection, est connectée en sortie S du circuit à semi-conducteurs 1 pour détecter la présence de la tension d'établissement de la tension de référence Vref. La grille du transistor T3, deuxième circuit de détection, est connectée à un point représentatif de la tension de sortie Vo pour détecter la présence de la tension d'établissement de la tension de référence précise. Ce point représentatif peut, par exemple, être constitué par le point de liaison du pont résistif, le
point de jonction entre R' 2 et R' 3 par exemple.
En outre, un circuit non linéaire de commutation NL est prévu. Ce circuit est formé par deux inverseurs en cascade INV1 et INV2. Le circuit non linéaire commande un transistor de commande d'initialisation TN4, lequel est connecté entre la grille du transistor de réqulation Tr et la tension de référence VG. L'électrode de grille du transistor de commande d'initialisation est directement connectée en sortie du deuxième inverseur INV2 formant le circuit non linéaire NL. Le circuit non linéaire de commutation NL reçoit en entrée la tension détectée par le premier et le deuxième circuit de détection T, T, et permet de comparer cette tension détectée représentative d'une tension de référence, respectivement d'une tension de référence précise inférieure à une valeur de seuil. Cette valeur de seuil est représentative de la durée d'initialisation. Sur cette comparaison, le circuit non linéaire de commutation NL délivre une première tension de commande tant que la tension détectée est supérieure à la valeur de seuil et une deuxième tension de commande sinon, au transistor de commande d'initialisation T4, lequel délivre en commutation l'impuleion de commande CP au
transistor de réqulation Tr.
Le fonctionnement de l 'ensemble est alors le
suivant: -
- le circuit d'initialisation 4 ne fonctionne que pour 0 < Vcc < 2V, c'est-à-dire avant que le circuit à semi conducteurs 1 ne fonctionne et ne délivre la tension de
référence Vref.
- La tension de sortie VO=, constituant la tension de référence précise, est égale à VCC tant que la tension délivrée par le circuit non linéaire de commutation NL à la grille du transistor TN4 de commande d'initialisation est à un niveau haut, le transistor étant totalement
conducteur et imposant VO = Vcc (établissement).
Le dispositif générateur d'une tension précise selon
la présente invention fonctionne de la manière suivante.
Lors de la mise sous tension, le circuit à semi conducteurs 1 générateur de la tension de référence Vref délivre en sortie un premier potentiel proche de OV, Vref c lV, et l'amplificateur différentiel 20 délivre en sortie un premier potentiel de sortie proche de OV,
VO < 2V, les transistors T2 et T3 sont alors bloqués.
L'entrée de l'inverseur INV1 reçoit alors une tension de valeur égale à Vcc qui est fournie sur la source du transistor T3 par R'4. Cette tension est transmise par l'intermédiaire des deux inverseurs INV1 et INV2 constituant le circuit non linéaire de commutation NL sur la grille du transistor T4 qui devient passant. La grille du transistor de réqulation Tr est alors polarisée par la tension drain/source du transistor 4, laquelle présente un niveau bas, le transistor de réqulation Tr devenant à son tour passant. Compte tenu du fait que cette tension drain/source présente un niveau bas et que la valeur de la tension drain/source du translstor de réqulation Tr est égale à environ OV, Vdrain = Vsource = Vcc l'entrée d'alimentation IN du circuit à semi-conducteurs 1 est soumise à la tension d'établissement de la tension d'alimentation Vcc par la
liaison galvanique 3.
Lorsque le circuit à semi-conducteurs 1 générateur de la tension de référence délivre en sortie une tension de référence ayant atteint Vref=1, 2V qui représente son potentiel de référence minimum en fonctionnement, et que l'amplificateur différentiel 20 délivre en sortie une tension de sortie Vo=>2V, les grilles correspondantes des transistors T2 et T3 sont respectivement polarisées par Vref et Vo=, ces transistors devenant alors passants. L'entrce de l'inverseur INV1 reçoit alors une tension de valeur nulle qui est fournie sur la source du transistor T3. Cette tension est transmise par l'intermédiaire du circuit non linéaire de commutation NL sur la grille du transistor T4 qui devient bloqué. La grille du transistor de réqulation Tr est alors polarisoe par la tension de sortie VSI1 délivrce par l'amplificateur différentiel 20, et le transistor de réqulation Tr se comporte alors comme une résistance qui suit l'évolution de VSI1. La tension de sortie constituant la tension de référence précise est maintenant délivrce à
l'entrée d'alimentation IN du circuit à semi-conducteurs 1.
Lorsque, en régime permanent, le fonctionnement du circuit à semiconducteurs 1 générateur de la tension de référence et de l'amplificateur différentiel 20 est stabilisé, c'est à dire que, dans l'exemple représenté, Vref = 1, 25V et que VOW = 2, 4V, l' entrée d' alimentation IN du circuit à semi-conducteurs 1, reliée à la sortie Sl et au drain du transistor T1, est soumise en permanence à la tension de référence précise à VO = 2,4V, ceci indépendamment des variations de VCC. Ce mode de fonctionnement implique une nette diminution de la consommation en courant du dispositif générateur d'une tension de référence précise, objet de la présente invention, par rapport à cel le des disposit ifs
correspondants de l' art antérieur.
De plus, de manière particulièrement remarquable, compte tenu du fait que le dispositif selon l' invention fonctionne en réqulation en boucle fermée, le circuit à semi-conducteurs 1 générateur de la tension de référence est intrinsèquement stable et précis en tension, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un réglage spécifique en tension, ce qui permet alors de choisir un réglage précis en température, plutôt qu'en tension. Des mesures ont montré que la précision en tension du circuit à semi-conducteurs 1 générateur de la tension de référence était de l'ordre de 2mV. Une telle précision et une telle stabilité sont avantageusement répercutées sur la tension de sortie VO délivrée en sortie OUT et constituant la tension de
référence précise au sens de la présente invention.
Pour un circuit à semi-conducteurs 1: - les figures 4a et 4b représentent les valeurs de la tension de sortie VO et de la tension de référence Vref en fonction de la tension d'alimentation externe Vcc, respectivement les valeurs de l'intensité du courant délivré par la tension d'alimentation Vcc et par la borne de sortie S1 à une charge donnée, l'axe des ordonnées étant gradué en centaines de micro-ampères; - les figures 4c et 4d représentent les variations de la tension de référence Vref délivrée en sortie S en fonction de la température, respectivement de la tension d'alimentation Vcc, pour un réglage mixte; - les figures 4e et 4freprésentent les variations de la tension de référence Vref délivrce en sortie S en fonction de la température, respectivement de la tension du circuit à semi-conducteurs 1 réglé seulement en température, la figure 4f montrant une forte variation de
la tension d'alimentation.
Pour le dispositif objet de l' invention représenté en figure 3: - les figures 4g et 4h représentent, à des échelles de valeurs de tension différentes, les variations de la tension de sortie VO=, de la tension de référence Vref et de la tension appliquée sur la grille du transistor de réqulation Tr lorsque, en référence aux figures 4e et 4f, le circuit à semi-conducteurs est réglé seulement en température; - les figures 4i et 4j représentent, à des échelles de valeurs de tension différentes, la tension de référence Vref délivrée par le circuit à semi-conducteurs 1, respectivement la tension de sortie VO=, tension de référence précise délivrce sur la borne S1 en fonction de
la valeur de la tension d'alimentation Vcc.
Claims (4)
1. Dispositif générateur d'une tension de référence précise comprenant un circuit à semi-conducteurs-générateur d'une tension de référence et un circuit multiplieur de tension alimentés à partir d'une tension dalimentation, ce circuit multiplieur de tension comprenant au moins un amplificateur différentiel recevant sur sa borne négative ladite tension de référence comme tension de consigne et un circuit de réaction résistif comprenant un transistor de réqulation connecté entre ladite tension d'alimentation et un pont résistif ramenant, pour partie, la tension de référence précise sur la borne positive dudit amplificateur différentiel, l'électrode de grille dudit transistor de réqulation étant reliée et commandée par la sortie dudit amplificateur différentiel et le point de jonction entre ledit transistor de réqulation et ledit pont résistif constituant pour ce dispositif générateur une borne de sortie délivrant ladite tension de référence précise, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - une liaison galvanique reliant ladite borne de sortie délivrant ladite tension de référence précise à l'entrée dalimentation dudit circuit à semi-conducteurs; - un circuit d'initialisation connecté à l'électrode de grille dudit transistor de réqulation et permettant, en régime transitoire, à l'initialisation, par mise sous tension à la tension d'alimentation dudit dispositif générateur de tension de référence précise, de remplacer ladite tension de référence précise par la tension d'établissement de ladite tension d'alimentation, ce qui permet, d'une part, en régime transitoire, à l'initialisation, d'alimenter ledit circuit à semi conducteurs à partir de la tension d'établissement de ladite tension d'alimentation, et, d'autre part, en régime permanent, de délivrer sur ladite borne de sortie dudit dispositif générateur ladite tension de référence précise et dalimenter ledit circuit à semi-conducteurs à partir de cette tension de référence précise.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit d'initialisation comporte un circuit générateur d'une impulsion de commande de durée déterminée, ladite impulsion de commande appliquée à l'électrode de grille dudit transistor de réqulation commandant ledit transistor de réqulation à l'état totalement conducteur, pendant la durée dinitialisation, ce qui permet d' imposer sur la borne de sortie dudit dispositif une tension égale à ladite tension d'établissement de ladite tension d'alimentation.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit générateur d'une impulsion de commande de durée déterminée est constitué par un circuit de type bistable, synchronisé sur l' instant de début et sur l' instant de fin da ladite durée d'initialisation définie par le début respectivement la fin de l'établissement de ladite tension de référence délivrée par ledit circuit à semi-conducteurs.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit de type bistable synchronisé comprend: - un premier et un deuxième circuit de détection de la présence simultanée d'une tension d'établissement de la tension de référence, respectivement de la tension de référence précise sur la borne de sortie, ces premier et deuxième circuits de détection étant connectés en cascade et permettant d'engendrer une tension détectée _ représentative d'une tension de référence, respectivement d'une tension de référence précise, inférieure à une valeur de seuil représentative de ladite durée de la période d'initialisation; - un circuit non linéaire de commutation recevant en entrée ladite tension détectée et permettant de comparer cette tension détectée à ladite valeur de seuil, ledit circuit non linéaire délivrant une première tension de commande tant que ladite tension détectée est supérieure à ladite valeur de seuil et une deuxième tension de commande sinon; - un transistor de commande d'initialisation dont l'électrode de grille connectée en sortie dudit circuit non linéaire est commandée en commutation par la première, respectivement la deuxième tension de commande délivrée par ledit circuit non linéaire de commutation, ledit transistor de commande d'initialisation étant connecté en parallèle entre l'électrode de grille dudit transistor de réqulation et la tension de masse dudit dispositif, ce qui permet de commander la mise en conduction dudit transistor de commande d'initialisation lorsque ledit circuit non linéaire de commutation délivre la première tension de commande, la borne de sortie du dispositif délivrant, pendant la durée d'initialisation, la tension d'établissement de ladite tension d'alimentation par l'intermédiaire dudit transistor de réqulation, rendu totalement conducteur, respectivement le blocage dudit transistor de commande d'initialisation lorsque ledit circuit non linéaire de commutation délivre la deuxième tension de commande, la borne de sortie dudit dispositif délivrant ladite tension de référence précise par l'intermédiaire dudit transistor de réqulation, jouant le rôle d'une résistance commandée en tension par
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