Brevet FR2394847A1 — publié le 19790112

La présente invention concerne un circuit comportant plusieurs générateurs de courant branchés en parallèle ce circuit étant notamment applicable à un convertisseur numérique/analogiqueo La différence dans les intensités des courants fournis par les divers générateurs de courant doit être aussi faible que possible et la résistance interne des générateurs de courant doit eçre élevée On connaît déja un circuit comportant de nombreux transistors identiques, montés en émetteurs communs pour former des générateurs de courant dont l'un est réglé par une tension prise sur une résistance de mesure et appliqué à un amplificateur opérationnel, et les autres étant commandés par un rail de potentiel de base commun (brevet GB-PS l266886)- Cette solution permet certes de réduire la dérive de température dans un tel montage avantageux de transistors0 mais détermine toutefois la valeur absolue respective des intensités a' partir des tolérances de tension UBE et des différences d'amplification de courant.Une extension sur un montage Darlington augmente l'erreur absolue provoquée par la tension UBEe erreur qui est importante pour des courants moyens r Un montage Darlington complémentaire n'améliore que très peu cette situation L'inconvénient.décrit ci-dessus peut être supprimé en choisissant des transistors mais il subsiste néanmoins la résistance interne relativement faible dssune simple source de courant On peut également envisager de compenser la dérive de température dans de tels circuits en associant à la température un profil de tension de référence correspondante comme variable indépendante Cette solution ne peut toutefois s'appliquer que sur de petits générateurs de courant exactement identiques tant sur le plan thermique que sur le plan du profil de températures c' est-a'ire sur des circuits monolithiques I1 est également possible de prévoir un circuit de réglage pour chaque générateur de courant (radio, fernsehena elektronikO 1977/8 page 266 et suivantes). Toutefois si pour cela on utilise un amplificateur opérationnel et si celui-ci a une faible tension de décalage et une amplification suffisante l'inconvénient essentiel est le coût élevé Si l'on utilise un simple amplificateur différentiel0 la précision n'est pas suffisante dans les conditions de fonctionnement pratiques L'origine en est l'asymétrie de l'étage différentiel0 qui résulte de ce réglage et qui agit également comme tension d'erreur lorsque les deux transistors sont absolument identiques La présente invention a pour but de créer un circuit moins couteux comportant un grand nombre de générateurs de courante identiques r applicables notamment à la conversion numérique/analo- gigue L8invention se propose de compenser les courants a gui grand nombre de générateurs de courant identiques, juxtaposés, malgré la dispersion des caractéristiques des composants0 a l'aide de moyens constructifs en utilisant le fait que dans les techniques de micro-électronique. les erreurs relatives peuvent se compenser plus facilement que les erreurs absolues A cet effetr llinvention concerne un circuit à généra teurs de courant comportant des résistances de mesure sur lesquelles on détecte le courant respectif sous la forme d'une tension0 avec des entrées de commande du courant a l'aide d'une tensionr ce circuit étant caractérisé en ce que des amplificateurs de diffé renée symétriques étant regroupés par paire (T2+T3 ; T4+T5 ; T6+T7; T8+T1) et une entrée de deux amplificateurs différentiels voisins étant reliée en commun (base de T1+T2 , T3+T4 ,- etc) à une résistance de mesure (R1 ; R2 R3 ;R4 ) et les sorties invar sées correspondantes (collecteur de T1+T2 ç T3tT4 ) étant reliées en commun à l'entrée (R5 s R6 Si l'on veut non seulement une précision relative mais également une valeur absolue stable des intensités, il suffit comme d'halbi tude de comparer un courant à un élément de référence Le seul amplificateur de différence nécessaire à cet effet doit avoir un courant d'entrée de polarisation suffisamment faible pour ne pas modifier la symétrie du circuit La présente invention sera décrite plus en détail a l'aide d'un exemple de réalisation d'un circuit selon-l'invention représenté schématiquement dans l'unique figure annexée Selon la figurez le circuit comporte quatre générateurs de -courant, juxtaposés J ce nombre ne constitue aucune limite-ét le circuit pourrait être augmenté facilement du point de vue du nombre de générateurs de courante sans en détériorer la précision de fonctionnement Les générateurs de courant fournissent des courants In-3 .... In ; ces générateurs sont constitués par des montages Darlington de transistors pnp T9 ... T16. Les courants 1n-3 In I sont commandés par la chute de tension sur les résistances R5 0OOOO R8 et se mesurent sous la forme de tensions sur les résistances de mesure R1 ... R4.Les amplificateurs de différence T2 +T3 T8+T1 forment des circuits de réglage qui n'assurent pas de réglage par rapport à une tension de référence mais tendent à annuler la différence de courant entre deux génie rateurs de courant voisins Comme le circuit est bouclé par la liaison des deux moitiés d'amplificateur de différence T8 et Tlo on a une fonction de réglage entre tous les générateurs de courant et cette fonction de réglage tend à annuler les différences de courant Les amplificateurs de différence T2+T3 ...T8+T1 sont chargés symétriquement même si la tension de fonctionnement ou la tension de référence varie de façon absolue Cette coincidence relative des courants résulte des caractéristiques suivantes 1 Symétrie stricte du circuit pour tous les générateurs de courant avec un étage de réglage 2 Pour des résistances identiques R1 ...R4 , on détermine la différence de courant entre deux étages sans les amplificateurs de différence comme cela est usuel par les différences UBE de l'étage Darlington Ces différences de tension sont trop import tantes pour les intensités nominales Les amplificateurs de différence T2+T3 T8+T1 sont traversés par un courant extrêmement faible ce qui n'entraîne aucune erreur de décalage Par l'amplification qui est essentiellement déterminée par les résistances R5 ... R8, on transmet cette erreur de décalage faible jusqu a une faible différence de réglage en une diffé- rence de courant Cela remédie à l'inconvénient des montages Darlington et permet d'utiliser le coefficient d'amplification de courant élevé ou la résistance interne élevée Par l'utilisation de transistors de type npn on peut réaliser le circuit sous forme intégree en couche mince, à l'exception des résistances de mesure R1 ... R4, ce qui est intéressant pour obtenir une grande précision Pour des exigences plus faibles quant à l'identité des courants, il est possible tout en conservant le principe de la stabilisation réciproque0 de n'utiliser que deux générateurs de courant dans le circuit de réglage d'un amplificateur de différence REVENDICATION Circuit comportant plusieurs générateurs de courant juxtaposés, comportant des résistances de mesure sur lesquelles on détecte le courant respectif sous la forme d'une tension0 et qui comporte des entrées pour la commande de ce courant a l'aide d'une tension0 ce circuit s'appliquant de préférence comme convertisseur numérique/analogiquee-circuit caractérisé en ce qu'il comporte des amplificateurs de différence0 symétriques regroupés par paire (T2+T3a T4+T5 T6+T7 , T8+T1) et chaque fois une entrée de deux amplificateurs de différence, voisins étant commune (base de T1+T2 . T3+T4 etc 0) en étant reliée à une résistance de mesure (R1, R2, R3, R4) et les sorties inverses correspondantes (collecteur de T1+T2 ff T3*T4 - etc ...) étant reliées en commun à l'entrée(R5, R6, R7, R8) du même générateur de courant (T9+T10 , T11+T12 ; T13+T14 ; T15+T16) et un circuit en anneau est prévu de façon que la premiere moitié (T1) et la dernière moitié (T8) des amplificateurs de différence0 juxtaposés soient reliées pour former un amplificateur de différence (T1+T8 )@ a symétrie complète