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Mikroelektronika Botevgrad 7915

Mikroelektronika Botevgrad 7915

Wie viele andere Hersteller hat auch Mikroelektronika Botevgrad Spannungsregler der 79xx-Reihe vertrieben. Das vorliegende Modell ist ein -15V-Regler aus dem Jahr 1989.

 

7915 Die

7915 Die Detail

Wie beim 7812 von Mikroelektronika Botevgrad kann man auch hier auf Grund der spezifischen Hilfsstrukturen und Beschriftungen mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass das Design von ST Microelectronics stammt. Entweder handelte es sich um eine Lizenzfertigung oder ST Microelectronics hat fertig produzierte Wafer an Mikroelektronika Botevgrad geliefert.

Das Die besitzt eine Kantenlänge von 2,0mm und war mit einem silikonartigen Gel geschützt.

 

7915 Die Detail

Im oberen Bereich sind die für ST Microelectronics typischen Hilfsstrukturen abgebildet. Darunter befinden sich Fuses für die Justage der Ausgangsspannung. Die oberste Fuse wurde ausgelöst und so unterbrochen. Die Beschriftungen ähneln den Beschriftungen auf dem 7824 von ST Microelectronics und dem 7812 von Mikroelektronika Botevgrad. Links befindet sich ein Testtransistor, der anscheinend einen runden und einen eckigen Emitter enthält.

 

7915 Datenblatt ST Microelectronics Schaltplan

Das Datenblatt von ST Microelectronics enthält einen Schaltplan. Wie sich gleich noch zeigen wird, stimmt der Schaltplan bis auf Kleinigkeiten mit der tatsächlichen Schaltung überein.

Der rosa Schaltungsteil sorgt für einen sauberen Anlauf der Schaltung. Die Z-Diode D1 erzeugt eine Spannung, die über Q2 als Referenzspannung in die restliche Schaltung eingekoppelt wird. Im normalen Betrieb ist die Spannung im orangen Bereich höher und Q2 bleibt gesperrt.

In den 7824C hat ST Microelectronics eine Bandgap-Referenzspannungsquelle integriert. Im 7915 kommt lediglich die Z-Diode D2 zum Einsatz (orange). Die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Q3 besitzt einen negativen Temperaturkoeffizienten und kompensiert so den positiven Temperaturkoeffizienten der Z-Diode. Im blauen Bereich generiert die Kombination Q7/R5/R6/Q8/Q7 aus der Referenzspannung einen Referenzstrom, der über mehrere Stromspiegel verschiedene Schaltungsteile versorgt.

Im Zentrum der Schaltung befindet sich ein Differenzverstärker, der die Referenzspannung mit der Ausgangsspannung vergleicht (grau). Die Eingangstransistoren Q10/Q18 werden durch die Kaskoden-Transistoren Q11/Q17 von Spannungsschwankungen abgeschirmt. Im unteren Bereich befindet sich ein Stromspiegel. Die Spannungsverstärkung (türkis) erfolgt beim Kaskodentransistor Q17. Die Begrenzung des Frequenzgangs erfolgt nicht direkt bei diesem Transistor, sondern im Stromspiegel.

Die Endstufe (rot) wird vom Transistor Q19 angesteuert und besteht aus der Darlingtonstufe Q20/Q21. Der Spannungsteiler R17/R19 (gelb) liefert die Rückkopplung der Ausgangsspannung zum Differenzverstärker.

Der grüne Bereich stellt die Schutzschaltung der Endstufe dar. Über R16 wird der Ausgangsstrom des Spannungsreglers bestimmt. Q22/Q20/Q16 reduzieren bei zu hohen Strömen den Basisstrom von Q16. Die Z-Diode D3 sorgt dafür, dass bei hohen Spannungsabfällen über den Endstufentransistor der Stromfluss noch stärker reduziert wird. Der Transistor Q12 (dunkelgrün) scheint den Übertemperaturschutz des Spannungsreglers darzustellen.

 

7915 Die Analyse

Trotz der nicht optimalen Bildqualität kann man alle Schaltungsteile auf dem Die identifizieren. Der Darlington-Transistor im Leistungspfad besteht aus zweimal vier Elementen. Der Spannungsteiler R17/R19 befindet sich in der rechten unteren Ecke, wo diverse Widerstandskombinationen das Einstellen unterschiedlicher Ausgangsspannungen ermöglichen.

Oberhalb des Kondensators CQ14 am Transistor Q14 ist ein zweiter Kondensator integriert, der sich elektrisch zwischen dem Kollektor von Q14 und dem IN-Potential befindet. Ein weiterer Unterschied zum Schaltplan im Datenblatt ist der Widerstand RQ19 im Emitterpfad des Transistors Q19. Außerdem fehlt der Transistor Q3.

 

7915 Die Analyse

Da es sich um einen Spannungsregler für negative Spannungen handelt, ist der Eingang mit den Emittern des Leistungstransistors verbunden. Dünne Streifen stellen kleine Emitterwiderstände dar, die für eine gleichmäßige Stromverteilung sorgen. Die eigentlichen Emitterflächen sind dreieckig. Zwischen ihnen befinden sich die Durchkontaktierungen von der Metalllage zur Basisfläche. Der Kollektoranschluss findet sich ganz rechts. Am oberen Ende des Leistungstransistors dient ein Emitter-Dreieck als Shunt für die Strommessung.

 

7915 Datenblatt ST Microelectronics Schaltplan korrigiert

Korrigiert man den Schaltplan entsprechend der realen Schaltung, so zeigt sich, dass die Referenzspannung an einer anderen Stelle abgegriffen wird. In dieser Verschaltung nutzt man den Pfad Q7/R5/R6/Q8/R7/Q9 zur Kompensation des positiven Temperaturkoeffizienten der Z-Diode.

Der zusätzliche Kondensator am Transistor Q14 und der Emitterwiderstand am Transistor Q19 wurde hier nicht mit eingezeichnet.

 

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