DE2435606A1

DE2435606A1 - Reihenschaltung

Info

Publication number: DE2435606A1
Application number: DE2435606A
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Reiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-07-24
Filing date: 1974-07-24
Publication date: 1976-02-05
Also published as: DE2435606B2; DE2435606C3

Description

Reihenschaltung Die Erfindung betrifft eine Reihenschaltung aus mehreren, jewells über Source und Drain miteinander verbundenen NOS-Transistoren vom Verarmungstyp (depletion-transistor).
In monolithisch integrierten Schaltungen sind hochohmige lineare Widerstände schwierig zu realisieren. Es wurden daher schon MCS-Transistoren als Widerstände eingesetzt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie nur in einem kleinen Spannungsbereich eine lineare Kennlinie besitzen. Um diese Linearität zu erzielen, wird so bei MCS-Transistoren vom Anreicherungstyp (enhancement-transistor) eine möglichst hohe Hilfsspanung für den C'rate-Anschluß benötigt, damit der Transistor tatsächlich in einem linearen Bereich arbeitet und sein Widerstandswert von der Source-Substrat-S#annung hinreichend unabhängig ist.
Aus diesem Grund werden in integrierten Schaltungen gewöhnlich diffundierte Widerstände verwendet. Diese diffundierten Widerstände werden jedoch getrennt von weiteren Bauelementen, wie insbesondere Schalttransistoren, hergestellt, so daß ihre Parameter-Streuungen unabhangig von den Parameter-Streuungen der übrigen Bauelemente sind. Dies ist jedoch im allgemeinen unerwünscht, da dadurch der Parameter-Streubereich der Schaltung insgesamt erweitert wird.
Gegenüber MOS-Transistoren vom Anreicherungstyp haben MOS-Transistoren vom Verarmungstyp den Vorteil, daß eine Hilfsspannung entbehrlich ist. Denn bei MOS-Transistoren vom Verarmungstyp baut sich eine "eingebaute" Hilfsspannung über dem Source-Potential des Transistors auf, so daß der Widerstandswert des Transistors nur noch mittels des Substratsteuereffektes von der Source-Substrat-S#annung abhängt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Reihenschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen möglichst linearen Widerstandswert in einem großen Bereich aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Betrieb als Halbleiterwiderstand das Gate jedes MCS-Transistors mit seiner Source oder Drain kurzgeschlossen ist.
Es kann gezeigt werden, daß bei einer Reihenschaltung aus n Transistoren die Abweichung des Widerstandswertes von der Linearität auf n reduziert wird. Damit ist es möglich, auf einfache Weise einen integrierten Widerstand mit guter Linearität herzustellen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gate von zwei Transistoren mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Transistoren kurzgeschlossen sind.
Damit ist es möglich, mit lediglich zwei MCS-Transistoren vom Verarmungstyp eine symmetrische Schaltung herzustellen, bei der die Stromrichtung daher keine Rolle spielt und die bei kleinen Spannungen wesentlich linearer arbeitet als ein einzelner Transistor.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Serienschaltung aus n Transistoren, und Fig. 2 ein Transistorpaar in symmetrischer Schaltung.
In der Fig. 1 sind zwischen zwei Klemmen 1 und 2 n MCS-Transistoren vom Verarmungstyp T1, T2, ... Tn vorgesehen. Der Strom fließt in der durch einen Pfeil 3 angedeuteten Richtung, wobei zwischen den Klemmen 1 und 2 eine Spannung U liegt. Es kann gezeigt werden, daß die Leitfähigkeit dieser Reihenschaltung durch den Ausdruck gegeben ist, mit R = Widerstand zwischen den Klemmen 1 und 2, ß = Proportionalitätskonstante, und UT = Schwellenspannung der Transistoren.
Schließlich soll noch darauf hingewiesen werden, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Gate der Transistoren ?1 T2, ... Tn jeweils mit Drain verbunden sind. Selbstverständlich könnten sie in gleicher Weise auch mit Source verbunden sein.
In der Fig. 2 sind die Gate von zwei Transistoren 212 und 222 die zwischen zwei Klemmen 11 und 12 liegen (Stromrichtung 13), an die Verbindung zwischen der Source des Transistors D12 und die Drain des Transistors T22 angeschlossen. Bei dieser symmetrischen Schaltung gilt für die Leitfähigkeit: R' = Widerstand zwischen den Klemmen 11 und 12, = =Proportionalitätskonstante, UT' = Schwellenspannung der Transistoren, und U' = Spannung zwischen den Klemmen 11 und 12.
Wie aus der Gleichung (2) hervorgeht, gilt für U = 0 so daß diese Reihenschaltung für kleine Spannungen U besonders linear arbeitet.
2 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Reihenschaltung aus mehreren, jeweils über Source und Drain miteinander verbundenen MOS-Transistoren vom Verarmungstyp (depletion-transistor), d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zum Betrieb als Halbleiterwiderstand das Gate jedes MOS-Transistors (T1, n) Tn) mit seiner Source oder Drain kurzgeschlossen ist.
2. Reihenschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Gate von zwei Transistoren (?12 T22) mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Transistoren (X12 T22) kurzgeschlossen sind.

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