Brevet FR2104782A1 — publié le 19720421

La présente invention se rapporte généralement à des agencements de circuit électrique; plus particulièrement, elle concerne et a essentiellement pour objet un dispositif formant circuit ou réseau de stabilisation de courant électrique pour 5 produire un écoulement de courant électrique d'intensité relativement constante et prédéterminée à partir d'une source de potentiel ou de tension électrique qui peut varier dans un large domaine de valeurs, ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, 10 ensembles, appareils, équipements et installations pourvus de tels dispositifs. Les réseaux de stabilisation de courant électrique décrits sont particulièrement adaptés à la construction sous forme de circuit intégré monolithique et seront par conséquent décrits 15 en se référant à un tel milieu ambiant ou environnant. Un réseau de stabilisation de courant électrique peut être utilisé pour polariser la jonction entre base et émetteur d'un transistor pour réaliser, à son électrode de collecteur, un niveau de courant électrique prédéterminé convenant à la 20 polarisation d'un autre amplificateur à semiconducteur. En variante, un réseau de stabilisation de courant électrique peut être employé comme régulateur de courant électrique à deux bornes pour isoler un dispositif d'utilisation de variations d'une source associée de potentiel ou de tension électrique de fonctionnement 25 ou de commande. Un réseau de stabilisation de courant électrique, réalisé conformément à la présente invention, emploie un premier transistor ayant une impédance déterminant l'intensité du courant électrique, montée suivant une combinaison en série avec sa 30 jonction semiconductrice entre base et émetteur. Une tension électrique réglée est appliquée aux bornes de cette combinaison en série, de sorte qu'un écoulement de courant électrique d'intensité constante est obtenu à partir de l'électrode de collecteur du premier transistor. Cet écoulement de courant 35 électrique constant est fourni à l'entrée d'un amplificateur inverseur de courant électrique. L'amplificateur inverseur de courant électrique comporte trois bornes, à savoir : une borne 71 25510 2 2104782 d'entrée, une borne de sortie et une "borne commune. L'amplificateur inverseur de courant électrique produit un courant électrique de sortie d'intensité proportionnelle à celle de son courant électrique d'entrée mais dans le sens d'écoulement opposé à 5 celui-ci. La tension électrique réglée est fournie par un régulateur de courant électrique de dérivation comprenant un second transistor connecté sous forme d'un amplificateur à émetteur commun. Son entrée est alimentée en tensions électriques 10 développées aux bornes de l'impédance déterminant l'intensité du courant électrique. Le courant électrique de collecteur est fourni au second transistor par la sortie de l'amplificateur inverseur de courant électrique. Par ces connexions, le second transistor maintient, entre ses électrodes respectivement de 15 collecteur et d'émetteur, la tension électrique réglée appliquée aux bornes de la combinaison en série de la jonction semiconduc-trice entre base et émetteur du premier transistor et de l'impédance déterminant l'intensité du courant électrique. La source d'alimentation de fonctionnement est connectée 20 entre la borne commune de l'amplificateur inverseur de courant électrique et l'électrode d'émetteur du second transistor. A Ces deux bornes, un flux ou passage de courant électrique d'intensité constante est noté pour l'application de tensions électriques supérieures à une certaine tension électrique de 25 seuil. En variante, un troisième transistor peut être connecté de façon à avoir une polarisation de la jonction base-émetteur appliquée à celui-ci, semblable à celle de l'un des premier et second transistors. Gomme les courants électriques de collecteur 30 des premier et second transistors sont stabilisés, le courant électrique de collecteur du troisième transistor sera également stabilisé et peut être utilisé pour fournir des courants électriques de polarisation à des systèmes de circuit subséquents. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéris-35- tiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à 71 25510 3 2104782 titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente, sous forme d'un schéma de circuit, un réseau de stabilisation de courant électrique suivant une 5 configuration à deux bornes, construit conformément à la présente invention; et - la figure 2 représente, sous forme d'un diagramme de circuit schématique, l'emploi d'un réseau de stabilisation de courant électrique conjointement avec des transistors auxiliaires 10 pour produire des courants électriques de polarisation pour un amplificateur opérationnel à basse puissance. En se référant à la figure 1, tous les éléments composants représentés sont appropriés à la construction d'une seule plaquette ou pastille de circuit intégré monolithique. '15 Une source de potentiel de fonctionnement (B+) est connectée entre les bornes 11 et 12, cette dernière étant connectée à la borne de référence ou de masse ou terre de la source B+. Un agencement de polarisation, tel que celui qui peut être employé sur une pastille ou plaquette de circuit intégré pour polariser 20 un amplificateur-différentiel (non représenté) connecté en cascode, est connecté entre les bornes 11 et 12. l'agencement de polarisation comprend la combinaison en série de transistors 13 et 14 (représentés comme étant des types NPÎT) connectés en diode, d'une résistance 16 géné atrice de chute de tension, 25 d'un transistor 17 (représenté comme étant du type PNP) connecté en diode, d'un réseau de stabilisation de courant électrique sous la forme à deux bornes 20 et d'un transistor 18 (représenté comme étant du type NPN) connecté en diode. Les transistors 13, 14, 17 et 18, connectés en diode, sont 30 représentés dans le but d'illustrer un type d'agencement avec lequel le réseau de stabilisation de courant électrique 20 peut être employé.Chacun de ces transistors 13, 14, 17 et 18 connectés en diode ainsi que le transistor 23 du type PNP connecté en diode a ses électrodes respectivement de collecteur et de base connectées 35 ensemble ou l'une à l'autre. Cette connexion et l'électrode d'émetteur constituent un dispositif formant diode à deux bornes, de caractéristiques semblables au dispositif redresseur usuel 71 25510 4 2104782 à semiconducteur. Le réseau de stabilisation de courant électrique 20 est construit conformément aux principes de la présente invention. Il y a deux trajets principaux de courant électrique s'étendant 5 à travers le réseau de stabilisation 20. Le premier trajet de courant électrique comprend une résistance 21, le trajet d'émetteur à collecteur d'un transistor 22 de type NPN et un transistor 23 de type PNP connecté . en diode. Le second trajet de courant électrique comprend le trajet d'émetteur à collecteur d'un 10 transistor 26 de type NPN et le trajet de collecteur à émetteur d'un transistor 27 de type PNP. La résistance 21 est connectée entre la base et l'émetteur du transistor 26. Les électrodes respectivement de base et d'émetteur du transistor 22 sont connectées respectivement aux 15 électrodes de collecteur et de base du transistor 26, de façon à réaliser une rétroaction négative (dégénérescente) ou contre-réaction entre les électrodes de collecteur et de base du transistor 26. Le transistor 23 connecté en diode et le transistor 27 20 ont leurs circuits d'entrée (base-émetteur) connectés en parallèle et sont agencés de façon à présenter des caractéristiques de conduction liées proportionnellement l'une à l'autre (par exemple égales). La combinaison des transistors 23 et 27 fonctionne par conséquent comme un amplificateur inverseur de courant électrique 25 qui, dans le but de l'explication, sera supposé avoir un gain de moins un (unité). Cet amplificateur inverseur de courant électrique comporte des bornes respectivement d'entrée, de sortie et commune. La borne d'entrée se trouve aux électrodes réunies de base et de collecteur du transistor 23 et à l'électrode de base du 30 transistor 27. La borne de sortie de l'amplificateur inverseur de courant électrique se trouve à l'électrode de collecteur du transistor 27. La borne commune, utilisée comme trajet de retour pour des courants électriques à la fois d'entrée et de sortie, se trouve aux émetteurs réunis des transistors 23 et 27. 35 Les bornes respectivement positive et négative duiéseau de stabilisation de courant électrique 20 se trouvent respectivement aux électrodes réunies d'émetteur des transistors 23 et 27 du type 71 25510 5 2104782 PNP et à l'électrode d'émetteur du transistor 26 de type NPN. Le réseau de stabilisation de courant électrique 20 maintiendra un courant électrique prédéterminé entre ces bornes et à travers les éléments de polarisation 13, 14, 16, 17 et 18 malgré des 5 variations de la tension électrique d'alimentation B+ au-dessus d'une certaine valeur de seuil, les décalages, écarts ou chutes de tension électrique aux bornes de chacun des éléments de polarisation sont donc également stabilisés malgré de telles variations dans la tension électrique B+. La manière, dont le 10 réseau de stabilisation de courant électrique 20 accomplit ce résultat, sera maintenant expliquée. On considérera le cas ou les transistors 23 et 27 sont fabriqués sous forme de dispositifs sensiblement identiques à proximité étroite l'un de l'autre sur une pastille ou plaquette 15 unique de circuit intégré. Les transistors 23 et 27 partageront alors le même milieu thermique ambiant ou environnant à cause de leur proximité l'un de l'autre. Des courants électriques de collecteur sensiblement égaux seront produits dans les transistors 23 et 27 quand leurs circuits d'entrée sont connectés en parallèle. 20 Les courants électriques de base des dispositifs sont normalement de faible intensité en comparaison avec des courants électriques de collecteur correspondants et les courants électriques de base seront négligés dans les explications suivantes. Sur l'agencement de la figure 1, sensiblement une moitié du 25 courant électrique, fourni aux émetteurs réunis des transistors 23 et 27, s'écoulera à travers le premier trajet de courant électrique comprenant le trajet d'émetteur à collecteur du transistor 23, le trajet de collecteur à émetteur du transistor 22 et la résistance 21. L'autre moitié du courant 30 électrique appliqué s'écoulera à travers le second trajet de courant électrique comprenant le trajet d'émetteur à collecteur du transistor 27 et le trajet de collecteur à émetteur du transistor 26. L'électrode de collecteur du transistor 26 sera maintenue à 35 une tension électrique réglée 2 V^ par -rapport à sa tension électrique d'émetteuri Vgg étant la tension électrique dans une jonction semiconductrice entre base et émetteur polarisée dans le 71 25510 6 2104782 sens direct (0,6 V approximativement dans un transistor intégré au silicium). La tension électrique entre base et émetteur du transistor amplificateur à émetteur commun 26 est réglée par la réaction négative à partir de ses électrodes de collecteur à 5 base appliquées par l'intermédiaire de l'action d'émettodyne du transistor 22. La boucle de réaction négative ou de contre-réaction fonctionne de façon à réduire la tension électrique de collecteur du transistor 30 tant que la boucle possède un gain appréciablement 10 grand. Cette boucle de réaction négative est non linéaire en ayant un gain appréciable seulement quand la jonction entre base et émetteur du transistor 26 est polarisée dans le sens direct. Il y aura ainsi une tension électrique de décalage ou d'écart 1 maintenue dans la jonction entre base et émetteur du transistor 15 26 par la boucle de réaction négative. Cette tension électrique déterminera le courant électrique à travers la résistance 21 , lequel doit être fourni par l'intermédiaire du transistor 22 en provenance de son électrode d'émetteur. Ce. courant sera maintenu à une tension électrique décalée 1V"-^ dans la jonction 20 entre base et émetteur du transistor 22. L'électrode de collecteur du transistor 26 est maintenue à une tension électrique 27^ par rapport à sa tension électrique d'émetteur par.C) l'action régulatrice de tension électrique de la boucle de réaction négative maintenant constante la 25 tension électrique entre base et émetteur du transistor 26, (2) l'action régulatrice de courant électrique de la tension électrique réglée aux bornes de la résistance 21 maintenant à une valeur stable le courant électrique d'émetteur à travers la jonction semiconductrice entre base et émetteur du transistor 30 22 et (3) la chute de tension électrique dans la jonction semi-conductrice entre base et émetteur du transistor 26, stabilisée par le courant électrique d'émetteur stabilisé traversant celle-ci. Ceci est vrai parce que la tension électrique de collecteur à émetteur du transistor 26 est la somme des tensions électriques 35 ••stabilisées"dans les jonctions semiconductrices entre base et émetteur des transistors 26 et 22. 71 25S10 7 2104782 Pour maintenir l'action d'émettodyne dans le transistor 22, son électrode de collecteur doit être maintenue polarisée dans le sens inverse par rapport à son électrode de base. L'amplificateur inverse.ur de courant électrique, représenté comme comprenant les 5 transistors 23 et 27, doit avoir une chute de tension électrique d'au moins 1V™ aux bornes du transistor 23 connecté en diode à son entrée pour être maintenu en fonctionnement. Ainsi, des tensions électriques voisines de 3V^ (c'est-à-dire de 1,8 V pour des transistors au silicium) doivent être fournies au réseau de 10 stabilisation de courant électrique 20 pour qu'il fonctionne comme un dispositif à deux bornes à courant électrique d'intensité constante. Le fonctionnement du réseau de courant électrique stabilisé, avec des tensions électriques d'alimentation suffisantes pour 15 maintenir tous les transistors dans celui-ci normalement polarisés, sera maintenant considéré. L'intensité du courant électrique constant est égale à la somme de l'intensité de courant électrique dans la résistance 21 plu^i'intensité de courant électrique d'émetteur du transistor 26. A cause des caractéristiques 20 préalablement supposées des transistors 23 et 27, ces deux courants électriques sont sensiblement égaux. Le courant électrique dans la résistance 21 est limité à la valeur nécessaire pour produire une tension électrique aux bornes de la résistance 21 égale à la tension électrique V^ associée au transistor 26 25 quand il laisse passer un courant électrique identique. Cette valeur de courant électrique peut être déterminée par exemple en utilisant l'équation de diode bien connue : M 1=1 (ekT - 1), e s ' 30 où I = intensité du courant électrique d'émetteur du transistor 26 en ampères; I = intensité du courant électrique de saturation du transistor ^ —15 26 (typiquement de 0,2 x 10" A pour des transistors intégrés); e = base des logarithmes naturels ou népériens; 35 q. = charge d'un électron en coulombs; V = tension électrique entre base et émetteur du transistor 26 en volts; 71 25510 8 2104782 k = constante de Bolfemann; T = température de fonctionnement en degrés absolus ou Kelvin. Gomme cela a été indiqué ci-dessus, la tension électrique 5 entre base et émetteur du transistor 26 est égale au produit de la valeur de la résistance 21 et de l'intensité du courant électrique à travers le transistor 22, cette dernière étant sensiblement égale à I pour les conditions spécifiées. En substituant I E à la tension électrique V dans l'expression 10 ci-dessus, on obtient : I Rq. I = I (e kT - 1) e sv J qui, en prenant les logarithmes naturels ou népériens de chaque membre de l'équation, peut être réécrite sous la forme suivante : I Rq log I - log I = -77— e e e s kT kî La valeur de — peut être évaluée de façon approchée à -3 ^ 26 x 10 V pour une température typique de 300°E. La valeur de la résistance 21 peut par conséquent être calculée pour une intensité de courant électrique désirée à partir de l'expression : 1°SeIe " logeIs R = 26 x 10 — e 25; En variante, la valeur de la résistance 21 peut être évaluée approximativement avec une précision ou exactitude raisonnable en supposant la valeur de égale à 0,6 V et en la substituant dans l'équation suivante : 15 20 30 35 IL,,(ohms) = 2x 0,6 (voltel constant °"" "'"constante = àe courant électrique constante du réseau de stabilisation de courant électrique à deux bornes. Un choix plus précis de la valeur de résistance, utilisant ce procédé, peut être effectué en déterminant la tension électrique décalée ou d'écart précise entre base et émetteur du transistor' 26 pour un courant électrique particulier à 71 25510 9 2104782 partir des courbes caractéristiques du dispositif. Dans un circuit typique avec la valeur de la résistance 21 égale à 15 kilo-ohms, le réseau de stabilisation de courant électrique 20 produit une intensité de courant électrique 5 sensiblement constante de 80 microampères malgré la tension électrique appliquée variant de plusieurs fois la valeur de seuil nécessaire pour que la limitation se produise. Selon la conception ou structure réelle choisie pour les transistors 22 et 27, telle que liée à leurs caractéristiques de claquage 10 ou de disrupture par tension électrique de collecteur à base, une tension électrique appliquée (B+),allant jusqu'à 30 V ou même plus,peut être reçue ou traitée par le réseau de stabilisation de courant électrique 20 tout en maintenant toujours le flux de courant électrique à travers lui-même à une intensité sensiblement 15 constante de 80 microampères. D'autres modes de réalisation de la présente invention sont envisagés. Par exemple, des transistors de type NPN peuvent être utilisés au lieu de transistors de type PNP et inversement et les polarités de l'alimentation d'énergie électrique de fonctionnement 20 seraient inversées pour de telles connexions. Un amplificateur de courant électrique simple, formé par le transistor 27 ayant sa jonction entre base et émetteur contournée en dérivation par un transistor 23 connecté en diode, est représenté, lequel nécessite de très petites tensions électriques entre sa borne commune et 25 ses bornes respectivement d'entrée et de sortie pour être susceptible de fonctionner efficacement. Cependant, n'importe laquelle de plusieurs autres configurations d'amplificateur de courant électrique bien connues peut être utilisée. Les transistors 22, 23, 26 et 27 ont chacun un écoulement de courant électrique de 30 collecteur constant; ainsi un transistor d'un type de conductivité similaire, ayant sa polarisation de base à émetteur produite par un agencement semblable à l'un de jes transistors 22, 23, 26 ou 27, assurera un flux de courant électrique constant à partir de son collecteur. De même, comme cela a été expliqué en corrélation avec 35 la figure 2 du dessin, la résistance 21 peut être remplacée par la combinaison en série d'une résistance et d'un transistor connecté en diode auq'uei une polarisation dans le sens direct est appliquée. 71 25510 10 2104782 En se référant maintenant à la figure 2, un amplificateur opérationnel de basse puissance pour construction sous forme de circuit intégré monolithique, est représenté. Cet amplificateur opérationnel est alimenté en courants électriques de polarisation 5 par des moyens comprenant un réseau de stabilisation de courant électrique conforme à la présente invention. Tous les éléments composants, inclus dans le rectangle en traits interrompus, sont appropriés à la fabrication sur une pastille ou plaquette unique de circuit intégré 30. 10 Une portion importante de l'agencement amplificateur'de la pastille ou plaquette 110a été décrite en détail dans la * demande de brevet américain ÎT° 869 .708 déposée pour Oarl Franklin Wheatley, Jr., le 27 Octobre 1969 et intitulée "Réseaux de polarisation pour fonctionnement en classe B d'un amplificateur" 15 et cédée à la firme RCA Corporation. L'amplificateur sera par conséquent décrit dans cette demande de brevet seulement pour autant qu'il se rapporte au réseau de stabilisation de courant électrique désigné généralement par le chiffre de référence 40. La pastille de circuit intégré 30 est pourvue de bornes 20 31 , 32, 33, 34 et 35 qui servent respectivement à connecter le système de circuit sur la plaquette. 30 à une première source de signaux d'entrée, à une seconde source de signaux d'entrée, à une source de tension électrique continue ou directe de fonctionnement (B+) , à une charge d'utilisation de sortie et 25 à une borne à tension électrique de référence (ou de .masse ou de terre). Les bornes pour signaux d'entrée .31 et 32.,s.ont connectées aux électrodes de base respectives de transistors 51 et 52 de type NPH. Les transistors 51 et 52 ont leurs électrodes 30 d'émetteur réunies et connectées à l'électrode de collecteur d'un transistor 53 de type ÎTPET à courant électrique d'intensité constante formant un amplificateur différentiel 50 connecté en émetteur. Les électrodes de collecteur des transistors 51 et 52 sont connectées respectivement aux bornes d'entrée d'amplificateurs 35 inverseurs de courant électrique 54 et 55. 71 25510 n 2104782 Chacun des amplificateurs inverseurs de courant électrique 54 et 55 comprend un transistor de type PNP comportant, monté suivant une connexion en parallèle avec sa jonction entre base et émetteur, un transistor de type PNP connecté en diode. Ces 5 amplificateurs inverseurs de courant électrique ressemblent à ceux formés par les transistors 23 et 27, décrits ci-dessus en corrélation avec la figure 1. Les bornes communes des amplificateurs inverseurs de courant électrique 54 et 55 sont toutes deux connectées à la borne 33 à laquelle un potentiel de 10 fonctionnement B+ est appliqué. Les bornes de sortie des amplificateurs inverseurs de courant électrique 54 et 55 sont connectées aux bornes d'entrée et de sortie d'un troisième amplificateur inverseur de courant électrique 56. L'amplificateur inverseur de courant électrique 15 56 est semblable par la structure aux amplificateurs inverseurs de courant électrique 54 et 55 mais est construit avec des transistors du type NPN plutôt que du type PNP. La borne commune de l'amplificateur inverseur de courant électrique 56 est connectée à la borne 35 à laquelle un potentiel de référence 20 de la masse ou terre .est appliqué. Un courant électrique de signal de sortie asymétrique est produit aux bornes réunies de sortie des amplificateurs inverseurs de courant électrique 55 et 56 et appliqué à l'entrée d'un amplificateur de courant électrique 60. 25 Du courant électrique de commande de fonctionnement est fourni à un transistor d'attaque 61 de l'amplificateur du courant électrique 60 au moyen d'un transistor d'alimentation de courant électrique 62, d'une combinaison 63 d'une diode et d'un transistor de type PNP et d'un réseau de polarisation 64-30 Le réseau de polarisation 64 relie la sortie (collenteuar) du transistor 61 à un étage de sortie à symétrie compiémemitaire comprenant les transistors 71 , 72, 73 et 74. Des; sigaaiux de sortie sont produits aux électrodes réunies de collecteur des transistors 72 et 74 (c'est-à-dire à la borne 34 de la plaquette 35 30). 71 25510 12 2104782 Les transistors d'alimentation de courant électrique 53 et 62 sont connectés, conformément à la présente invention, à un réseau -de stabilisation de courant électrique 40 et ont un courant électrique de travail de niveau relativement bas en comparaison 5 avec l'étage de sortie, le réseau de stabilisation de courant électrique 40 comprend des premier et second transistors 41 et 42 du même type de conductivité (HPN) et ayant leurs électrodes de base 41b et 42b connectées en commun en une jonction de circuit 43 à un moyen pour fournir du courant électrique, lequel sera 10 expliqué ci-dessous. L'émetteur 42£ du transistor 42 est directement connecté à la borne 35 à potentiel de référence tandis que l'émetteur 41e. du transistor 41 est connecté par l'intermédiaire d'une résistance 44 déterminant l'intensité du courant électrique à la borne de référence 35-15 Les transistors 41 et 42 sont fabriqués ou montés l'un près de 1 'autre sur une plaquette de circuit intégré 30 et ont des caractéristiques de conduction proportionnellement en corrélation mutuelle. Le transistor 41 comporte une surface effective de jonction entre base et émetteur quadruple de celle du transistor 20 42. Par exemple dans une application typique, la jonction entre base et émetteur du transistor 42 peut être fabriquée sous la forme d'un carré de 25 microns sur 25 microns tandis que la jonction entre base et émetteur du transistor 41 est fabriquée sous la forme d'un rectangle de 25 microns sur 100 microns avec 25 le même profil de diffusion. Le collecteur 41ç du transistor 41 est aussi directement connecté à la base 41b de telle façon que le transistor 41 réalise un fonctionnement analogue à une diode. Le moyen pour fournir du courant électrique à la jonction de circuit 43 comprend un transistor 46 à courant électrique 30 initial ou d'amorçage ayant une électrode de collecteur connectée à la borne 33 d'alimentation B+, une électrode de base en circuit ouvert et une électrode d'émetteur connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur 47 connecté suivant un montage de Darlington à la jonction de circuit 43- Le collecteur 42_ç du transistor 42 35 est connecté à la jonction de l'émetteur du transistor de démarrage ou de mise en marche 46 et à une entrée (électrode de base) 47 de l'amplificateur 47 à montage de Darlington. 71 25510 13 2104782 L'émetteur effectif 47e de l'amplificateur 47 est connecté à la jonction 43. Le collecteur effectif 47c: de l'amplificateur 47 est connecté à un moyen pour maintenir les courants électriques de collecteur des transistors 41 et 42 à un rapport sensiblement fixe (par exemple égaux). Ce moyen cité en dernier lieu comprend la combinaison d'un transistor 48 de type PNP connecté en diode et d'un autre transistor 49 de type PNP, ayant chacune de leurs électrodes d'émetteur 48£ et 49e. directement connectée à la borne 33 d'alimentation B+. Leurs électrodes de base 48b et 49b sont directement connectées ensemble et sont aussi directement connectées à l'électrode de collecteur 48c,. L'électrode de collecteur 49ç est directement connectée à l'électrode de collecteur 42ç_ tandis que l'électrode de collecteur 48c. est directement connectée par l'intermédiaire du trajet de collecteur à émetteur reliant 47c, à 47e. et ensuite à l'électrode de collecteur 41.ç. Les transistors 48 et 49 de type PNP sont sensiblement identiques, sont situés l'un près de l'autre sur la plaquette 31 et, en cours de fonctionnement, fonctionnent comme amplificateur de courant électrique ayant un gain de moins un (unité). Les transistors 48 et 49 tendent par conséquent à maintenir les courants électriques de collecteur des transistors 41 et 42 sensiblement égaux comme cela sera souligné ci-après. Le fonctionnement du réseau de stabilisation de courant électrique 40 seîra maintenant décrit. En considérant la portion du réseau de stabilisation de courant électrique 40 qui comprend les transistors 41, 42 et la résistance 44, le fonctionnement des transistors 41 et 42 peut être analysé au moyen de l'équation de diode de jonction a semiconducteur idéalisée (exprimée en utilisant la densité de courant électrique J plutôt que l'intensité de courant électrique I comme cela était fait ci-dessus) : où J = densité de courant électrique d'une jonction entre base et émetteur; J = densité du courant électrique de saturation de la jonction; S al j 71 25510 14 2104782 q = grandeur de la charge d'un électron; k = constante de Boltzmann; T = température absolue en degrés Kelvin; e = base des logarithmes naturels ou népériens; 5 V = tension électrique à la jonction entre base et émetteur. L'expression "densité de courant électrique" se réfère à l'intensité du courant électrique traversant le jonction entre base et émetteur, divisée par la surface de la jonction entre base et émetteur. 10 Des expressions de ce type peuvent être écrites pour chacune des jonctions entre base et émetteur des transistors 41 et 42 comme suit : *Vbe 42 15 Jbe Js (e kT ~1) 42 42 ■ *vbe 41 Jbe ' = Js 20 41 be41 En ré-arrangeant les expressions ci-dessus reliant la densité de courant électrique et la tension électrique, on obtient : *Vbe " T 41 5 be —ET— 41 _ e - 1 J ~ - 41 ^be T 42 "bp irT^ 30 42 _ e - 1 J s, 42 En supposant pour le moment que des moyens sont prévus pour maintenir les intensités des courants électriques d'émetteur des transistors 41 et 42 sensiblement" égales et que l'aire efficace de la jonction entre base et émetteur du transistor 41 est N fois plus grande que celle du transistor 42 puisque les 35 71 25510 15 2104782 dispositifs 41, 42 sont construits en une matière sensiblement identique, les densités de courant électrique des deux dispositifs seront reliées dans ces conditions comme suit : J, = NJ, 5 45 41 A cause, de la similitude de fabrication, les densités de courant électrique de saturation des deux transistors 41•et 42 sont sensiblement égales, c'est-à-dire que : J = J sbe " sbe 10 41 42 En substituant à J et à J, et en prenant les sbe42 42 logarithmes, on obtient 5e Jbe4t " l0ge\e, " kT 41 15 log J - logQJ '41 ^be : 42 log NJ, - log J = . ^ °e be.. &e s, kT 41 be41 20 (le terme unité entre.crochets est insignifiant pour toutes les valeurs de présentant un intérêt et a été négligé). La différence entre les tensions électriques entre base et émetteur des transistors 41 et 42 peut ensuite être calculée en combinant les expressions comme suit : 25 V. - V, = —(log N + log -J, - log J 42 41 1 e e 41 e sbe41 ' =T(l0V» 30 Pour une température typique de fonctionnement de 300°E, l'expression kT peut être évaluée d'une façon approchée comme q étant égale à 26 mV. Par conséquent, quand le rapport des surfaces N est égal à quatre (log 4 £^1,38), ia différence des tensions électriques 35 6 entre base et émetteur des transistors 42 et 41 peut être calculée 71 25510 16 2104782 comme étant égale à : V - V (26mV)(1,38) - 36 mY ue42 41 Comme la tension électrique à la jonction entre base et 5 émetteur du transistor 42 est égale à la somme de la tension électrique aux bornes de la résistance 44 et de la tension électrique entre base et émetteur du transistor 41, la différence entre les tensions électriques entre base et émetteurs des transistors 42 et 41 définit la tension électrique aux bornes 10 de la résistance 44. Conformément à l'expression ci-dessus, la tension électriqua aux bornes de la résistance 44 est par conséquent'sensiblement égale à 36 mY quand le rapport des aires des transistors 41 et 42 est égal à quatre et les intensités des courants électriques de collecteur des transistors 41 et 42 15 sont- égales, la valeur de résistance R^ de la résistance 44 est choisie conformément à la formule suivante : 1 kT -, Â41 2 kT „ A41 R44 = T "7T l0ge T~ = T T l0ge T~ 44 e41 q e 42 out q e .42 20 où I est l'intensité du courant électrique d'émetteur du ®41 transistor 41, 1^1/A^2 est le rapport des aires efficaces des jonctions entre base et émetteur respectivement des transistors 41 et 42, et IQut es^ l'intensité totale du flux de courant électrique 25 à travers le réseau de stabilisation de courant électrique décrit 40. En poursuivant l'exemple précité, pour une intensité de courant électrique I de dix microampères, la valeur de la e41 résistance 44 est de 3600 ohms (c'est-à-dire que l'expression : 30 2 X 20 microampères I0ut 6Sfc ^ 06 é^Le à 20 microampères. Ainsi pour une intensité désirée donnée du courant électrique de sortie, le rapport des surfaces et la valeur de la résistance 44 peuvent être tous deux choisis conformément au meilleur emploi de la surface existant sur la plaquette 30. On 35 peut réduire la valeur de résistance de la résistance 44 ou accroître l'aire du transistor 41 pour augmenter l'intensité du 71 25510 17 2104782 courant électrique de sortie. Il a été supposé dans l'analyse précitée que les intensités des courants électriques d'émetteur des transistors 41 et 42 étaient maintenues sensiblement égales. La manière, dont cette 5 égalité d'intensités de courant électrique est réalisée, sera maintenant expliquée. Quand une tension électrique de fonctionnement ou de travail est initialement appliquée entre les bornes 33 et 35, le transistor 46 à courant électrique initial ou de mise en marche, qui 10 fonctionne comme un dispositif à fuite de courant électrique avec sa base ouverte, applique un courant électrique d'intensité relativement petite à la base 47b de l'amplificateur 47 à montage de Darlington. Ce courant électrique de fuite est amplifié par un facteur égal au produit des gains de courant électrique des 15 dispositifs de l'amplificateur 47 (c'est-à-dire : qui peuvent être de 3.'ordre de mille. Une partie du courant électrique de fuite fortement amplifié est ensuite fournie aux électrodes réunies de base 41b et 42b et, en même temps, le courant électrique amplifié initial ou de mise en marche est fourni aux 20 électrodes de base réunies 48b, 49b. Comme les électrodes de base 41b et 42b sont connectées l'une à l'autre et puisque le transistor 41 possède une aire efficace de base-émetteur supérieure (par exemple de quatre fois) à celle du transistor 42, l'intensité du courant électrique de collecteur du transistor 41 tend à être 25 approximativement quadruple de celle du transistor 42 pour des valeurs d'intensité de courant électrique suffisamment basses pour que la tension électrique aux bornes de la résistance 44 soit beaucoup moindre que le niveau de fonctionnement désiré. Le courant électrique de collecteur du transistor 41 est 30 appliqué par 1'intermédiairé du trajet rel iant les électrodes 47ç, 47e. au transistor 48 de type PNP. Les transistors 48 et 49 sont agencés suivant un montage en amplificateur de courant électrique communément employé, ayant approximativement un gain unité et présentant une caractéristiques d'inversion de signal. 35 Ceci signifie que, puisque les jonctions entre base et émetteur des transistors 48 et 49 sont connectées en parallèle et comme les dispositifs sont sensiblement identiques par leurs 71 25510 18 2104782 caractéristiques de fonctionnement, les intensités de leurs courants électriques de collecteur sont sensiblement égales. En négligeant le fait que le courant électrique, fourni au collecteur 4'7ç. de l'étage de Darlington 47, doit,- en plus du 5 courant électrique de collecteur du transistor 48, comprendre les courants électriques de "base, d'intensité plus faible, des transistors 48 et 49, le courant électrique de collecteur de l'amplificateur 47 apparaît également au collecteur 49ç du transistor 49. 10 Gomme l'intensité du courant électrique de collecteur du transistor 42 est, à des niveaux de courant électrique de démarrage, initial ou de mise en marche, de l'ordre d'un quart de l'intensité du courant électrique de collecteur du transistor 41, le transistor 49 fournit un courant électrique de base impor-15 tant à l'étage de Darlington 47. Un agencement de couplage à réaction ou à rétroaction, comprenant l'amplificateur 47 et les transistors 48 et 49, est par conséquent connecté aux transistors 41 et 42. Comme l'intensité du courant électrique dans les transistors 41 et 42 continue à croître, la tension électrique 20 aux bornes de la résistance 44 devient importante en comparaison avec le niveau de fonctionnement prédéterminé désiré (par exemple : 36 mV comme ci-dessus). le transistor 41 est par conséquent alimenté avec une tension électrique entre base et émetteur plus basse que le transistor 42 et il en résulte que l'intensité du 25 courant électrique d'émetteur dans le transistor 41 ne continue pas à augmenter suffisamment pour maintenir un rapport de quatre à un avec .l'intensité du courant électrique d'émetteur du transistor 42. Quand la tension électrique aux bornes de la résistance 44 30 se rappvcche d'un niveau d'approximativement 36 mV A kT 41 (—- log —) , les intensités des courants électriques de collecteur q e a42 des transistors 41 et 42 se rapprochent de l'égalité. Ensuite, les transistors 48 et 49 de type PEP tendent à maintenir les intensités .jP- . des courants électriques de collecteur dans les transistors 41 et 42 sensiblement égales. Le système de réaction, comprenant l'amplificateur de Darlington 47, les transistors 48 et 49 et les 71 2S51Ô 2104782 transistors 41 et 42, atteint par conséquent un état stable ou de dégénération ou de réaction négative, de sorte que la tension électrique dans la résistance 44 (et par conséquent l'intensité du courant électrique des transistors 41 et 42) tend à rester 5 constante au niveau prédéterminé désiré. Des transistors supplémentaires, tels que les transistors 53 et 62, peuvent être connectés, par leurs jonctions entre base et émetteur, en parallèle avec la jonction entre base et émetteur du transistor 42 pour produire des courants électriques d'intensité 10 sensiblement constante, déterminée par la valeur de la résistance 44. Ainsi par exemple, avec une résistance 44 d'une valeur égale à 3600 ohms, le transistor 53 est fabriqué avec une surface efficace de base-émetteur égale à celle du transistor 42 pour fournir un courant électrique d'une intensité de 10 microampères '15 à l'amplificateur différentiel 50. Le transistor 62 est fabriqué avec une surface effective de base-émetteur 1,5 fois plus grande que celle du transistor 42 pour fournir un courant électrique d'une intensité de 15 microampères à l'organe de translation de niveau 63. En variante, 20 le transistor 62-, forjnant source de courant électrique et l'amplificateur de courant électrique 63, représentés sur la figure 2, peuvent être remplacés par un simple transistor du type PNP formant source de courant électrique ayant une jonction entre base et émetteur 1,5 fois plus grande que celle du 25 transistor 48. Les jonctions entre base et émetteur du transistor formant source de-courant électrique du type PNP et du transistor 68 seraient connectées en parallèle et l'électrode de collecteur du transistor de type PNp formant source de courant électrique serait connectée à la base du transistor 71• 30 On doit noter que le niveau de courant électrique désiré est établi dans le réseau de stabilisation de courant électrique 40 par des moyens qui consomment seulement le double du courant électrique désiré (c'est-à-dire des courants électriques d'intensités égales dans les trajets de circuit comprenant les collecteurs 35 des transistors 41 et 42). En outre, la seule résistance nécessaire est la résistance 44 qui peut être choisie à une valeur relativement basse. 71 25510 20 2104782 Là- différence, entre la tension électrique d1 alimentation réalisée à la borne 33 et celle dans la résistance 44, apparaît principalement dans le trajet de .collecteur à émetteur du transistor'49 suivant un trajet de courant électrique et dans 5 le trajet de collecteur à émetteur de l'étage de Darling"fc°n 47 suivant l'autre trajet de courant électrique de la source 40. Un domaine relativement large de tensions électriques d'alimentatxn peut par conséquent être réalisé à la borne 33 sans affecter le niveau des courants, électriques traversant le réseau de stabilisa-10 tion de courant électrique 40 ou les courants électriques fournis par les transistors 53 et 62 formant source auxiliaire de courant électrique. Diverses modifications peuvent être apportées dans le cadre de l'invention au système de circuit représenté sur la figure 2. 15 Par exemple, un transistor unique peut être substitué à l'amplificateur de Darlington 47. Les types de tous les transistors peuvent être opposés à ceux représentés et la polarité de la tension électrique fournie à la borne 33 serait alors également opposée à celle représentée. La borne 35 peut être connectée à 20 un potentiel de référence autre que la masse ou terre. En outre, la fonction de chacun des transistors 41, 42, 48 et 49 peut être réalisée par une cascade d'une pluralité de dispositifs. Par exemple, chacun des dispositifs de type PNP peut être fabriqué par couplage direct d'un transistor de type NPN et d'un 25 transistor de type PNP pour réaliser une valeur composée élevée ^ PNP comme cela est bien connu. Le rapport des surfaces effectives des jonctions entre base et émetteur des transistors 41 et 42 peut aussi être choisi de façon à être différent de quatre. Cependant, le rapport doit être 30 suffisant, en combinaison avec d'autres paramètres de circuit, pour produire un couplage de réaction ou de rétroaction à régénération (gain supérieur à l'unité) pour l'état initial ou de départ de la source de courant électrique 40. Le rapport des surfaces des jonctions entre base et émetteur des transistors 48 35 et 49 de type PNP peut aussi être choisi de façon à être différent de l'unité en étant compatible avec cette exigence. t 71 25510 21 2104782 Le transistor à courant électrique initial 46 peut aussi être éliminé dans certaines applications où les dispositifs de type PNP fournissent un courant électrique de fuite d'intensité suffisante ou lorsqu'il existe une capacité de fuite suffisante 5 ou des phénomènes transitoires pour assurer une mise en marche sûre. Il est aussi à noter qu'une résistance peut exister entre l'émetteur du transistor 42 et la borne de référence 35 mais une telle résistance est sensiblement moindre que celle de la 10 résistance 44 et de préférence se rapproche ou est voisine de zéro. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens 15 constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 71 25510 22 2104782 REVENDICATIONS 1. - Dispositif formant réseau de stabilisation de courant électrique, du type comprenant des première et seconde bornes d'alimentation destinées à être connectées à une source d'alimentation d'énergie ; un premier transistor ayant son 5 électrode de collecteur connectée, de façon conductrice peu.r le courant électrique direct, à ladite première borne d'alimentation ; une impédance d'émetteur de dégénération ou de réaction négative ayant un trajet résistif à travers celle-ci reliant l'électrode d'émetteur dudit premier transistor à ladite 10 seconde borne d'alimentation ; et une source de tension électrique réglée connectée entre 1!électrode de base dudit premier transistor et ladite seconde borne d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte : un second transistor ayant son électrode de base et son électrode de collecteur connectées 15 de façon conductrice pour le courant électrique direct respectivement à l'électrode d'émetteur et à l'électrode de base dudit premier transistor, l'électrode d'émetteur dudit second transistor étant connectée à ladite seconde borne d'alimentation ; et un amplificateur de courant électrique 20 à. bornes d'entrée et de sortie respectivement connectées aux électrodes de collecteur dudit premier et dudit second transistors et ayant une borne commune connectée à ladite première borne d'alimentation. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 que l'amplificateur de courant électrique précité comprend un troisième transistor ayant des électrodes de base, d'émetteur et de collecteur respectivement connectées aux bornes précitées d'entrée, commune et de sortie et un quatrième transistor ayant ses électrodes de base et de collecteur connectées ensemble à 30 ladite borne d'entrée et son électrode d'émetteur connectée à ladite borne commune. 3. - Dispositif selon la revendication 1 eu 2, caractérisé par un transistor auxiliaire ayant son circuit de base à émetteur connecté en parallèle avec le circuit de base à émetteur ■55 de l'un des transistors numérotés précités et constituant 71 25510 23 2104782 une source de courant électrique pour une charge connectée à son électrode de collecteur. 4. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier transistor précité est un 5 transistor composé comprenant deux transistors connectés l'un à l'autre suivant un montage de Darlington. 5. - Dispositif selon des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'impédance d'émetteur précitée à dégénération ou à réaction négative comprend une résistance. 10 6. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'impédance d'émetteur précitée à dégénération ou à réaction négative comprend une résistance et un redresseur à semiconducteur montés suivant une combinaison en série. 15 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par un dispositif à courant électrique de fuite connecté entre la première borne d'alimentation précitée et l'électrode de base précitée du premier transistor précité.