DE1263850B - Electrically adjustable voltage divider with low non-linear distortion - Google Patents
Electrically adjustable voltage divider with low non-linear distortionInfo
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Description
bundesrepublik deutschlandFederal Republic of Germany
JLjLAJLjLA
deutsghes 4μέ1®& patentamtgerman 4μέ1® & patent office
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
H03gH03g
Deutsche Kl.: 21 a2-18/07 German class: 21 a2- 18/07
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Auslegetag:Number:
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Registration date:
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T 29757 VIII a/21 a2
10. November 1965
21. März 1968T 29757 VIII a / 21 a2
November 10, 1965
March 21, 1968
Die Erfindung betrifft einen elektrisch einstellbaren Spannungsteiler, insbesondere für Pegelregler in Trägerfrequenz-, Richtfunk- und Vocodergeräten, bei dem gemäß F i g. 1 in an sich bekannter Weise (W. Gosling, Circuit Application of Field Effect Transistors — Part 3, Brit. Com. u. Electronics, Vol. 11, Nr. 12 [Dezember 1964], ρ 856 bis 858) die Eingangssignalwechselspannung U0 an die Reihenschaltung aus einem Widerstand R1 und dem Strompfad zwischen Quellen- und Abflußelektrode D-S eines Feldeffekttransistors FET gelegt wird und die Ausgangsspannung U1 über diesem Strompfad abgegriffen wird. Das Spannungsteilerverhältnis ^/EZ0 kann in bekannter Weise durch die an die Steuerelektrode G angelegte Gleichspannung Ur eingestellt werden. Ein eventuell vorhandener Substratanschluß B des Feldeffekttransistors ist in bekannten Schaltungen (D. M. Griswold, Application Considerations for RCA 3 N 98 and 3 N 99 Silicon MOS Transistors, RCA Application Note AN-201) in der gestrichelt dargestellten Weise mit der dem Ein- und Ausgang des Spannungsteilers gemeinsamen Klemme (Erde) verbunden. Als »Substrat« (englisch Substrate) ist hierbei das als Grundlage für den Feldeffekttransistor verwendete Halbleitermaterial bezeichnet, in das der Strompfad mit einer derjenigen des Substrats entgegengesetzten Dotierung eindiffundiert ist.The invention relates to an electrically adjustable voltage divider, in particular for level regulators in carrier frequency, directional radio and vocoder devices, in which according to FIG. 1 in a manner known per se (W. Gosling, Circuit Application of Field Effect Transistors - Part 3, Brit. Com. And Electronics, Vol. 11, No. 12 [December 1964], ρ 856 to 858) the input signal alternating voltage U 0 is applied to the series circuit of a resistor R 1 and the current path between the source and drain electrode DS of a field effect transistor FET and the output voltage U 1 is tapped via this current path. The voltage divider ratio ^ / EZ 0 can be set in a known manner by the direct voltage U r applied to the control electrode G. A possibly existing substrate connection B of the field effect transistor is in known circuits (DM Griswold, Application Considerations for RCA 3 N 98 and 3 N 99 Silicon MOS Transistors, RCA Application Note AN-201) in the manner shown in dashed lines with the input and output of the Voltage divider common terminal (earth) connected. The term “substrate” here refers to the semiconductor material used as the basis for the field effect transistor, into which the current path is diffused with a doping opposite to that of the substrate.
Diese bekannte Anordnung hat jedoch den großen Nachteil, daß der differentielle Widerstand des Strompfades des Feldeffekttransistors nicht nur durch die Spannung zwischen Steuer- und Quellenelektrode, sondern auch durch die Spannung zwischen Steuer- und Abflußelektrode gesteuert wird. Dies hat zur Folge, daß die Größe dieses differentiellen Widerstandes zusätzlich vom Augenblickswert der am Feldeffekttransistor anliegenden Signalspannung U0 abhängig und damit der Zusammenhang zwischen der an dem Strompfad des Feldeffekttransistors anliegenden Spannung und dem durch denselben fließenden Strom stark nichtlinear wird, was zu Verzerrungen des Signals führt.However, this known arrangement has the major disadvantage that the differential resistance of the current path of the field effect transistor is controlled not only by the voltage between the control and source electrodes, but also by the voltage between the control and drain electrodes. As a result, the size of this differential resistance is also dependent on the instantaneous value of the signal voltage U 0 applied to the field effect transistor and thus the relationship between the voltage applied to the current path of the field effect transistor and the current flowing through it becomes highly non-linear, which leads to signal distortions leads.
Zweck der Erfindung ist es, diese nichtlinearen Verzerrungen erheblich zu vermindern.The purpose of the invention is to reduce this non-linear distortion considerably.
Dazu ist erfindungsgemäß ein Feldeffekttransistor mit Quellen-, Steuer- und Abflußelektrode und getrennt herausgeführtem Substratanschluß, der wechselspannungsmäßig zumindest näherungsweise auf dasselbe Potential gelegt wird wie die Abflußelektrode, verwendet.For this purpose, according to the invention, a field effect transistor with source, control and drain electrodes is separate led out substrate connection, at least approximately in terms of alternating voltage the same potential is applied as the drain electrode is used.
Bedingt durch den physikalischen Aufbau des Feldeffekttransistors hat die Substratelektrode eine
Elektrisch einstellbarer Spannungsteiler mit
geringen nichtlinearen VerzerrungenDue to the physical structure of the field effect transistor, the substrate electrode has an electrically adjustable voltage divider
low non-linear distortion
Anmelder:
TelefunkenApplicant:
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3Patentverwertungsgesellschaft mb H.,
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Ing. Wolfgang Bitzer, 7153 UnterweissachDipl.-Ing. Wolfgang Bitzer, 7153 Unterweissach
ähnlich der Steuerelektrode steuernde Wirkung. Dadurch, daß an die Substratelektrode wechselspannungsmäßig zumindest näherungsweise dasselbe Potential angelegt wird wie an die Abflußelektrode, während die Steuerelektrode für das Wechselspannungssignal dasselbe Potential aufweist wie die Quellenelektrode, wird erreicht, daß der Feldeffekttransistor über die Sperrschicht zwischen Substrat und Quellenelektrode durch das anliegende Wechsel-Spannungssignal genau umgekehrt gesteuert wird wie über die Strecke zwischen Steuer- und Abflußelektrode. Diese beiden Steuerwirkungen heben sich gegenseitig weitgehend auf, und es wird so eine sehr gute Linearisierung des differentiellen Widerstandes des Strompfades zwischen Quellen- und Abflußelektrode erreicht.similar to the control electrode controlling effect. The fact that the substrate electrode is alternating voltage at least approximately the same potential is applied as to the drainage electrode, while the control electrode for the AC voltage signal has the same potential as the Source electrode, it is achieved that the field effect transistor over the barrier layer between the substrate and the source electrode is controlled in exactly the opposite way by the applied alternating voltage signal as for the distance between the control and drainage electrode. These two tax effects cancel each other out largely on each other, and so there is a very good linearization of the differential resistance of the current path between the source and drain electrodes.
Alle vorstehenden Ausführungen gelten auch dann, wenn Quellen- und Abflußelektrode miteinander vertauscht werden.All of the above also apply if the source and drain electrodes are interchanged will.
Um zu verhindern, daß der zwischen Quellenbzw. Abflußelektrode und dem Substrat vorhandene p-n-Übergang durch die Signalwechselspannung leitend wird und dadurch neue Verzerrungen verursacht, kann dieser zweckmäßigerweise durch eine Gleichspannung in Sperrichtung vorgespannt werden. In Fig. 2 ist ein stark schematisiertes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt, bei der die Vorspannung des Substratanschlusses durch eine Gleichspannung U erzeugt ist.To prevent the between sources and The drainage electrode and the pn junction present on the substrate becomes conductive due to the alternating signal voltage and thereby causes new distortions, it can expediently be biased in the reverse direction by a direct voltage. FIG. 2 shows a highly schematic exemplary embodiment according to the invention, in which the bias of the substrate connection is generated by a direct voltage U.
Die F i g. 3 a, 3 b und 3 c zeigen drei praktische Ausführungsformen des Spannungsteilers nach der Erfindung.The F i g. 3 a, 3 b and 3 c show three practical embodiments of the voltage divider according to FIG Invention.
Die Ausgangsspannung U1 des beschriebenen Spannungsteilers nach F i g. 2 wird einem Verstärker zugeführt, dessen Eingangsstufe z. B. aus einem in Emitterschaltung betriebenen Transistor (Fig. 3a) oder aus zwei zu einer Darlingtonschaltung zusam-The output voltage U 1 of the voltage divider described according to FIG. 2 is fed to an amplifier whose input stage z. B. from a transistor operated in the emitter circuit (Fig. 3a) or from two together to form a Darlington circuit.
809 519/468809 519/468
mengefaßten Transistoren (F i g. 3 b) oder aus einer Verstärkerstufe mit einem zweiten Feldeffekttransistor besteht (Fig. 3c). In die Emitterzuleitung dieses Transistors bzw. dieser Darlingtonschaltung bzw. in die Zuleitung zur Quellenelektrode dieses zweiten Feldeffekttransistors FET 2 ist ein Widerstand R2 eingefügt. Bei genügender Größe dieses Widerstandes R2 tritt an diesem praktisch dieselbe Wechselspannung U1 wie diejenige am Ausgang des Spannungsteilers auf und zusätzlich eine Gleichspannung, die gleich dem Spannungsabfall an der Emittersperrschicht des Transistors bzw. der Summe der beiden Emitterspannungsabfälle in der Darlingtonschaltung .bzw. der Spannung zwischen Quellen- und Steuerelektrode des Feldeffekttransistors FET2 ist. Wenn also, wie in Fig. 3a bzw. 3b bzw. 3c dargestellt, der Subtstratanschluß des Feldeffekttransistors FET mit dem Widerstand A2 verbunden ist, so wird damit erreicht, daß sowohl der Substratanschluß wechselspannungsmäßig nahezu auf demselben Potential liegt wie die Abflußelektrode, als auch der p-n-Übergang zwischen Substrat und Quellen- bzw. Abflußelektrode in Sperrichtung vorgespannt wird mit einer Spannung, die gleich dem Emittergleichspannungsabfall bzw. der Summe der Emittergleichspannungsabfalle bzw. der Source-Gate-Gleichspannung ist.volume-filled transistors (FIG. 3 b) or an amplifier stage with a second field effect transistor (FIG. 3c). A resistor R 2 is inserted in the emitter lead of this transistor or this Darlington circuit or in the lead to the source electrode of this second field effect transistor FET 2. If this resistor R 2 is sufficiently large, practically the same alternating voltage U 1 occurs at it as that at the output of the voltage divider and, in addition, a direct voltage that is equal to the voltage drop across the emitter junction of the transistor or the sum of the two emitter voltage drops in the Darlington circuit. is the voltage between the source and control electrode of the field effect transistor FET2 . If the substrate connection of the field effect transistor FET is connected to the resistor A 2 , as shown in FIGS the pn junction between the substrate and the source or drain electrode is biased in the reverse direction with a voltage which is equal to the emitter direct voltage drop or the sum of the emitter direct voltage drop or the source-gate direct voltage.
An die Stelle des Substratanschlusses des Feldeffekttransistors kann in allen Fällen auch eine zweite, im gleichen Sinn wie die erste wirksame Steuerelektrode treten.Instead of the substrate connection of the field effect transistor, a second, in the same sense as the first effective control electrode.
Claims (6)
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- 1966-10-28 GB GB4854566A patent/GB1115142A/en not_active Expired
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