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NTE NTE923

NTE923

NTE923

NTE bedient heute noch den Aftermarkt mit 723-Spannungsreglern. Diese werden unter der Bezeichnung NTE923 geführt. Auf der Rückseite der Verpackung steht, dass der NTE923 der Nachfolger des ECG923 ist. Die Firma ECG wurde von NTE übernommen.

 

NTE923

NTE923

Das Gehäuse weist keine Besonderheiten auf.

 

NTE923 Die

Es zeigt sich, dass für den NTE923 die Bandgap-Variante des LM723 von National Semiconductor übernommen wurde (LM723CH und LM723J). Die Hilfsstrukturen sind vollkommen gleich. Höchstwahrscheinlich hat NTE (oder ECG) die letzten Chargen aus der Produktion von National Semiconductor aufgekauft. Das können fertiggestellte Bauelemente oder noch ungeschnittene Wafer gewesen sein.

 

NTE923 Schaltplan Analyse

In diesem Zusammenhang soll ein genauerer Blick auf den Schaltplan der LM723 Bandgap-Variante von National Semiconductor geworfen werden. Einfach zu erkennen ist der Leistungsteil (rot). Q14 ist der Treibertransistor für den Leistungstransistor Q15. D3 ist die Z-Diode, die nicht bei jeder Gehäusevariante herausgeführt ist. Q16 kann den Basisstrom des Treibertransistors ableiten und ermöglicht es so eine Strombegrenzung umzusetzen.

Ebenso leicht zu erkennen ist der Differenzverstärker (grau), der üblicherweise dazu dient den Istwert der Regelstrecke mit einem Sollwert zu vergleichen. Die beiden Eingangstransistoren Q11 und Q12 arbeiten dazu mit der Stromsenke Q13. Q12 leitet bei Bedarf den Basisstrom des Treibertransistors ab.

Die Stromquellen und -senken des Bausteins (blau) sind Stromspiegel, die den Transistor Q2 als Referenz nutzen. Dieser Transistor erzeugt mit Hilfe der Z-Diode D1 einen relativ konstanten Strom. Interessant ist in diesem Fall die Selbstversorgung. Über die Kette Q7/Q9/Q10/Q25 stellt der Transistor Q2 selbst den Strom durch die Z-Diode ein, die für seinen Betrieb notwendig ist. Damit die Schaltung sicher anläuft, befindet sich im unteren linken Bereich eine kleine Stromsenke (türkis).

Die Referenzspannung des hier vorliegenden LM723 wird mit einer Brokaw Bandgap-Referenzspannungsquelle erzeugt. Den Kern dieser Referenz bilden die Transistoren Q21/Q22 mit ihren Widerständen R14/R15 und dem Stromspiegel Q19/Q20 (hellgrün). Der Stromspiegel sorgt dafür, dass in beide Zweige ein gleich großer Strom fließt. Wie im Rahmen des TL7705 beschrieben, stellt sich an der Basis von Q21 und Q22 eine sehr temperaturstabile Spannung ein, wenn die Stromdichten in den Transistoren und die Widerstandswerte passend ausgelegt sind. Der Zweck der Diode D4 erschließt sich nicht. Sie dürfte im normalen Betrieb nicht leitfähig werden. Ein Schutz der Basis-Emitter-Strecke vor negativen Spannungen scheint auf Grund der hohen Widerstandswerte nicht notwendig zu sein.

Hat sich der gewünschte Arbeitspunkt in der Bandgap-Referenz noch nicht eingestellt, so wird der Pfad Q6/D5/Q4 leitend und reduziert den Stromfluss durch Q5 (orange). So fließt weniger Strom in den Stromspiegel und in den Spannungsteiler (gelb) der Bandgap-Referenz. In der Folge verschiebt sich der Arbeitspunkt, bis durch die Transistoren Q21/Q22 der gleiche Strom fließt.

Über die gelbe Widerstandskette werden nicht nur die Transistoren Q21/Q22 ausgesteuert, sie sorgt auch dafür, dass sich am obersten Widerstand die gewünschte Referenzspannung von typischerweise 7,15V einstellt. Unklar bleibt die Funktion der Transistoren Q23/Q24 (lila). Es scheint, dass die Schaltung einen zusätzlichen Temperaturdrift addiert. Für eine Brokaw Bandgap-Referenz sollte eine derartige Hilfsschaltung eigentlich nicht notwendig sein.

Die Kondensatoren C1 und C2 (dunkelgrün) stabilisieren die Bandgap-Referenz. Interessant ist, dass die Z-Diode D2 in Kombination mit der Stromquelle Q3 ein Hilfspotential erzeugt, auf das sich die Kondensatoren beziehen. Wie sich noch zeigen wird, ist das notwendig, da die Kondensatoren nur begrenzt spannungsfest sind.

 

NTE923 Die Analyse

Die einzelnen Elemente finden sich wie im Schaltplan dargestellt auf dem Die.

 

NTE923 Die Bandgap-Referenz

Die unterschiedlichen Größen der Transistoren Q21/Q22 sind gut zu erkennen. Das Verhältnis der Emitterflächen beträgt 10:1.

Wie im Schaltplan dargestellt, kann man R15 variieren, um den Temperaturdrift der Bandgap-Referenz zu optimieren. Es handelt sich allerdings nicht nur um einen einzelnen Widerstand, der ergänzt oder ausgeschlossen werden kann. Das Layout würde es erlauben über die Metalllage viele kleine Bereiche zu überbrücken. Zum unteren Ende hin sind zwei Zener-Fuses integriert, die es ermöglichen nach der Fertigung zwei Widerstände zu überbrücken. In der linken Fuse ist eine dünne Linie zu erkennen, während die rechte Fuse noch intakt aussieht.

 

NTE923 Die Kondensatoren

Die Kondensatoren sind kammförmig aufgebaut. Es handelt sich um Emitterdotierungen in Flächen der Basisdotierung. Die spezielle Form sorgt für eine höhere Kapazität, da die Emitterdotierung eine gewisse Tiefe aufweist und die Kammstruktur so die Oberfläche erhöht. Die Basis-Emitter-Sperrschicht besitzt allerdings eine niedrige Durchbruchspannung. Aus diesem Grund musste man für die Kondensatoren ein höheres Hilfspotential als Bezugspotential generieren.

 

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