Один з методів, що застосовуються іноді для отримання опорного напруги нижче того, що може дати стабілітрон, полягає в використанні звичайних кремнієвих діодів в режимі прямої провідності. Таким способом на кожному діоді виходить близько 0,6 В. Для отримання опорного напруги 2,5 В потрібно послідовне з’єднання чотирьох діодів. Цей метод не дуже хороший, тому що дає погану стабілізацію, високе динамічний опір і не дуже хорошу відтворюваність. Можливо тому здається дивним, що один з кращих низьковольтних джерел опорної напруги отримано з використанням прямої провідності /? Л-переходу.

Давно відомо, що залежність між напругою база-емітер і струмом колектора в транзисторах точно передбачувана, і що два транзистора в незбалансованої схемою диференціального підсилювача можна зробити так, щоб отримати струм, пропорційний абсолютній температурі (корисна властивість для створення електронних термометрів). Бажаний результат спостерігається в тому випадку, коли стабілізовані колекторні струми підсилювальних каскадів, а коли ця умова виконана, то напруга база-емітер третього транзистора (також працює з постійним струмом колектора) складається з різницевим напругою база-емітер каскадів диференціального підсилювача з тим, щоб отримати напруга, незалежне від температури.

Іншими словами, є деякий спосіб підсумовування падіння напруг база-емітер, щоб отримати опорне напруга, що має нульовий температурний коефіцієнт. Це відбувається при напрузі 1.205 В, відповідному енергії забороненої зони кремнію.

Слід взяти до уваги, що досягнення нульового температурного коефіцієнта, та інших бажаних властивостей джерела опорного напруги, неможливо було досягти, застосовуючи дискретні елементи. Тільки при виготовленні інтегральної схеми, що володіє хорошою теплової зв’язком між елементами і чудовою повторюваністю характеристик, можна успішно реалізувати досягнення теорії в «залізі». В результаті маємо новий ряд пристроїв, що володіють виключно низьким температурним коефіцієнтом до рівня 1 В, які можуть використовуватися набагато успішніше, ніж звичайні стабілітрони, що працюють в діапазоні 6,2 – 8,5 В. А оскільки тут відсутня явище пробою, то створюваний шум дуже низький.

Принципова схема інтегрального джерела опорного напруги LM113 показана на рис. 14.6. Транзистори 01 і 02 утворюють незбалансований диференційний підсилювач. Напруга, пропорційне різниці напруг база-емітер цих транзисторів, з’являється на резисторі R4. До цього диференціальному напрузі додається напруга база-емітер транзистора 04 для того, щоб отримати нульовий температурний коефіцієнт, як було описано вище. Транзистори 03, 05 та 07 (схема токового дзеркала) представляють собою навантаження для струму транзистора 04. Решта транзистори використовуються як вихідні буфери і для формування низького динамічного опору.

Рис. 14.8. Стабілізатор з вихідним напругою 2 В, використовує синтезований джерело опорного напруга на ИС LM113. Як буде показано в главі 20, це джерело опорного напруги особливо підходить для низьковольтних джерел живлення. Хоча ця ІС являє собою складну схему, зазвичай вона зображується як простий стабілітрон.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.