NL8001120A - Differentiele belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffecttransistoren. - Google Patents
Differentiele belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffecttransistoren. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8001120A NL8001120A NL8001120A NL8001120A NL8001120A NL 8001120 A NL8001120 A NL 8001120A NL 8001120 A NL8001120 A NL 8001120A NL 8001120 A NL8001120 A NL 8001120A NL 8001120 A NL8001120 A NL 8001120A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- transistor
- transistors
- drain
- common
- load circuit
- Prior art date
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims description 13
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
- H03F3/345—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only with field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
- H03F3/4521—Complementary long tailed pairs having parallel inputs and being supplied in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
- H03F3/45632—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit
- H03F3/45636—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit by using feedback means
- H03F3/45641—Measuring at the loading circuit of the differential amplifier
- H03F3/45659—Controlling the loading circuit of the differential amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45676—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising one cascode current mirror
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
. -* PHN 9687 1 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.
"Differentiële belastingsschakeling uitgevoerd met veld-effect transi storen"
De uitvinding heeft betrekking op een differentiële belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffekt-transistoren, van het verrijkingstype, met een eerste en een tweede ingangsaansluitpunt en een gemeenschappelijk 5 aansluitpunt, een eerste en een tweede veldeffekttransistor van een eerste geleidingstype waarvan de bronelectroden met het gemeenschappelijke aansluitpunt verbonden zijn, de stuurelectroden met elkaar verbonden zijn en de afvoer-electroden met respectievelijk het eerste en tweede ingangs-10 asms lui tpunt.
Een dergelijke belastingsschakeling is onder andere bekend uit "IEEE Journal of Solid-State Circuits",
Vol. SC-13»no. 3, Juni 1978, pag. 285-29^·, in het bijzonder figuur k waar deze door een meekoppeling tussen de afvoer-15 elektrode en de stuurelektrode van de eerste transistor als stroomspiegel is geschakeld en opgenomen is als signaal-uitkoppeling in de afvoerelektrodeketens van twee als verschilpaar geschakelde transistoren.
Een dergelijke stroomspiegelschakeling als 20 belastingsschakeling heeft als bezwaar dat de spanning over althans de eerste transistor groter is dan de drempel-spanning van die transistor, welke drempelspanning relatief hoog kan zijn, bijvoorbeeld vier volt. Aangezien voor een correcte werking van de versterker de transistoren van het 25 verschilpaar niet uit verzadiging, dus niet in het triode-gebied mogen komen, kan de gemeenschappelijke spanning ("common-mode"-spanning) op de stuurelektroden van die versterkertransistoren ten opzichte van genoemd gemeenschappelijk punt niet veel lager dan genoemde drempelspan-30 ning worden, bijvoorbeeld niet lager dan twee volt. Verder is de spanning aan de uitgang, niet onafhankelijk van de ingangs-"common-mode"spanning door de rechtstreekse koppeling van het uitgangsaansluitpunt met de afvoer- 800 1 1 20 ·. ¥ -!» » PHN 9687 2 electrode van één van de versterkertransistoren en vertoont de uitgangsspanning een relatief hoge terugwerking op de belastingsschakeling. Hierdoor is de bekende belastingsschakeling minder geschikt om toegepast te kunnen 5 worden in ingangsversterkers die een over een relatief groot bereik variërende "common-mode"-ingangsspanning moeten kunnen ontvangen zonder de versterking van de aan de ingang daarvan aanwezige verschilspanning noemenswaardig te beïnvloeden.
10 De uitvinding beoogt een differentiële belastings schakeling van het in de aanhef genoemde type aan te geven die geschikt is om toegepast te worden in een differentiële ingangstrap die een over een groot bereik variërende ”common-mode ’’-ingangsspanning moet kunnen ontvangen zonder 15 de versterking van de ingangsverschüspanning noemenswaardig te beïnvloeden.
De uitvinding wordt daartoe gekenmerkt, doordat de schakeling verder omvat een derde en een vierde veldeffekt-transistor met onderling verbonden stuurelektroden, een 20 eerste en tweede stroombronschakeling voor het toevoeren van ruststromen aan de derde en vierde transistor, waarbij de afvoerelectrode van de derde respectievelijk de vierde transistor met de eerste respectievelijk de tweede stroom-bron.is verbonden, de bronelectrode van de derde en vierde 25 transistor met de afvoerelectrode van de eerste respectievelijk de tweede transistor is verbonden en de stuur-electroden met de stuurelectroden van de eerste en tweede transistor zijn verbonden, althans een eerste uitgangs-aansluitpunt verbonden met de afvoerelectrode van de vierde 30 transistor en instelmiddelen voor het instellen van de potentiaal op de stuurelectroden van de eerste, tweede, derde en vierde transistor zodanig, datde derde en vierde transistor de door de stroombronnen geleverde ruststromen voeren.
35 Deze belastingsschakeling voldoet aan de gestelde eisen doordat de spanning aan het eerste en tweede ingangsaansluitpunt gelijk is asm de spanning tussen de stuur- en bronelektrode van de eerste respectievelijk^ \/ 800 1 1 20 ' ft ΡΗΝ 9687 3 tweede transistor minus de spanning tussen de stuur-en bronelektrode van de derde respectievelijk» vierde transistor, welke spanning aanmerkelijk lager kan zijn dan de drempelspanning van de toegepaste transistoren 5 zonder dat de eerste respectievelijk tweede transistor geheel uit verzadiging geraken- een restspanning aan de in-gangsaansluitpunten van de belastingsschakeling van bijvoorbeeld één volt is in de praktijk zeer goed haalbaar, doordat de spanning op de afvoerelektrode van de vierde 10 transistor weinig afhankelijk is van de spanning op het tweede ingangsaansluitpunt en doordat de tweede transistor als hoogohmige bronirapedantie van de vierde transistor fungeert wat de terugwerking van de spanning op de afvoerelektrode van de vierde transistor aanmerkelijk reduceert.
15 Voor wat betreft genoemde instelmiddelen kan de belastingsschakeling volgens de uitvinding nader gekenmerkt worden doordat genoemde instelmiddelen een meekoppeling tussen de afvoerelectrode en de stuurelectrode van de derde transistor omvatten.
2Ö Deze uitvoeringsvorm is erg eenvoudig en geschikt voor een enkelzijdige uitgang. Is een differentiële uitgang gewenst door toevoeging van een uitgangsaansluit-punt aan de afvoerelektrode van de derde transistor, dan is een meekoppeling tussen afvoerelektrode en stuur-25 elektrode van de derde transistor, in zijn eenvoudigste vorm een kortsluiting, niet toepasbaar.
Een uitvoeringsvorm die geschikt is voor een differentiële uitgang kan gekenmerkt worden doordat de stuurelectroden van de eerste, tweede, derde en vierde 30 transistor met een spanningsreferentiebron zijn verbonden en de genoemde instelmiddelen een meekoppelversterker voor het opnemen van het gemeenschappelijke spanningsniveau (Eng. "Common Mode level”) aan de afvoerelectroden van de derde en vierde transistor en het sturen van de 35 eerste en tweede stroombron zodanig dat deze stroombronnen qua gemeenschappelijk stroomniveau het gemeenschappelijk stroomniveau in de afvoerketens van de derde en vierde transistor volgen, omvatten.
800 1 1 20 » * ^ ~ ......................... ........... ; ..... 'j
PHN 9687 4 I
i _ Een alternatieve uitvoeringsvorm hiervan kan geken- merkt worden, doordat de instelmiddelen een meekoppelver-sterker voor het opnemen van het gemeenschappelijke spanningsniveau aan de afvoerelektroden van de derde en de j 5 vierde transistor en het sturen van de gemeenschappelijke stuurelektroden van de eerste, tweede, derde en vierde transistor zodanig, dat de derde en vierde transistor qua j gemeenschappelijk afvoerelektrodestroomniveau het gemeenschappelijk stroomniveau van de eerste en tweede stroombron1 i 10 volgen, omvat. i
Een belastingsschakeling volgens de uitvinding die aangestuurd wordt op de beide ingangen door een eerste verschilversterker omvattende een vijfde en een zesde ! transistor van een tweede, aan het eerste geleidingstype 15 tegengestelde geleidingstype, welke vijfde en zesde transistor als verschilpaar zijn geschakeld waarbij hun stuurelektroden een ingang vormen, de afvoerelektroden van de vijfde transistor met de afvoerelektrode van de eerste transistor is verbonden en de afvoerelektrode van de zesde 20 transistor met de afvoerelektrode van de tweede transistor is verbonden kan nader worden gekenmerkt, doordat de eerste' respectievelijk de -tweede stroombron door de serieschake-ling van de kanalen van een zevende en negende respectieve-' lijk achtste en tiende veldeffekttransistor van het tweede 25 geleidingstype worden gevormd, waarbij de bronelektroden van de zevende en achtste transistor met een tweede gemeenschappelijke punt zijn verbonden en de stuurelektroden onder ling en met de stuurelektroden van de negende en tiende '· j transistor zijn verbonden, en waarbij de afvoerelektrode 30 van de negende respectievelijk tiende transistor met de afvoerelektroden van de derde respectievelijk vierde transistor is verbonden en de bronelektrode van de negende ; i respectievelijk tiende transistor met .de afvoerelektrode 1 ί van een elfde respectievelijk twaalfde veldeffecttransistor' 35 van het eerste geleidingstype, waarvan de stuurelektrode met de stuurelektrode van de vijfde respectievelijk zesde transistor is verbonden en de bronelektroden gemeenschappe-lijk geschakeld zijn, is verbonden. _; 80 0 1 1 20" \ Λ* * PHN 9687 5
Een dergelijke schakeling is een samenvlechting van twee verschilparen van tegengesteld geleidingstype elk met een belastingsschakeling volgens de uitvinding die eikaars ruststroombronnen vormen. Een dergelijke schakeling 5 heeft een ingangs common-mode bereik dat zelfs voorbij de waarde van beide voedingsspanningen (positieve en negatieve) loopt.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: 10 Figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van een belastingsschakeling volgens de uitvinding toegepast in een verschilversterker toont;
Figuur 2 een modificatie van de in de schakeling volgens figuur 1 toegepaste belastingsschakeling toont; 15 Figuur 3 een andere modificatie van de in de ‘ schakeling volgens figuur 1 toegepaste belastings schakeling toont;
Figuur 4 een combinatie van een tweetal verschil-versterkers volgens figuur 1 van onderling tegengesteld 20 geleidingstype met onderling vervlochten belastingsschakeling toont;
Figuur 5 ©en modificatie van de in de schakeling volgens figuur 4 toegepaste belastingsschakeling toont, en 25 Figuur 6 een uitvoeringsvorm van de in de schake lingen volgens de figuren 4 en 5 toegepaste "common-mode" meekoppelversterker toont.
Figuur 1 toont een verschilversterker met een belastingsschakeling volgens de uitvinding. Deze omvat een 30 verschilversterker met p-kanaalstransistoren 5 en 6 waarvan de bronelektroden met een stroombron 25 die een stroom 21^ . , levert, verbonden zijn. De stuurelektroden van de transis-toren 5 en 6 zijn verbonden met ingangen 17 en 18. De belastingsschakeling omvat n-kanaalstransistoren 1, 2, 3 en 4.
35 De stuurelektroden van deze transistoren zijn met de af-voerelektrode van transistor 3 rechtstreeks verbonden. Een verbinding via een spanningsvolger is ook mogelijk. De bronelektroden van de transistoren 1 en 2 zijn met een 800 1 1 20 PHN 9687 6 negatief voedingsaansluitpunt -Vgg verbonden en de afvoer-elektroden met de bronelektrode van transistor 3 respectievelijk transistor k en met de afvoerelektrode van transistor 3 respectievelijk transistor 6. De afvoerelektroden 5 van transistoren 3 en k zijn met ruststroombronnen 21 en 22 dia elk een stroom voeren, verbonden. Met de afvoerelektrode van transistor 4 is een enkelzijdig uitgangsaan-sluitpunt 15 verbonden.
Een verschilspanning tussen ingangen 17 en 18 ver-10 oorzaakt een verdeling van de stroom 21 ^ over de afvoerelektroden van transistoren 5 en 6· De stroom in de afvoer-keten van transistor 5» die naar een ingang 13 van de be-lastingsschakeling voert, kan dan geschreven worden als 1^ + i en de stroom in de afvoerketen van transistor 6, die 15 naar ingang 14 van de belastingsschakeling voert, als -i, met 1^ de common-mode uitgangsstroom en i de sig-naalcomponent,-Via de ten opzichte van de afvoerelektrode van transistor 1 laagohmige bronelektrode van transistor 3 en de verbinding tussen de afvoerelektrode van transistor 20 3 en de stuurelektrode van transistor 1, wordt transistor 1 zodanig aangestuurd dat deze de stroom 1^ + i benevens de via transistor 3 vloeiende stroom Iq, opneemt, De door transistor 1 vloeiende stroom 1^ + 1^ + i wordt nagenoeg volledig gespiegeld naar transistor 2; een geringe afwijking 25 is mogelijk omdat transistoren 1 en 2 op de grens van het verzadigingsgebied bedreven worden. Doordat aan ingang 14 van de belastingsschakeling de stroom 1^ -i wordt toegevoerd, vloeit door transistor k een stroom gelijk aan + 2i, waarvan het signaalgedeelte 2i aan uitgang 15 ver-30 schijnt.
De signaalstroom 2i verschijnt aan uitgang 15 ©n het geli jkspanningsniveau aan uitgang 15 wordt niet beperkt door -het "common-mode" gelijkspanningsniveau aan de ingangen 17 en 18 van het verschilpaar 5 en 6 wat bij toepassing 35 van een conventionele stroomspiegel in de afvoerketens van transistoren 5 en 6 - waardoor de uitgang met de afvoerelektrode van transistor 6 verbonden zou zijn - wel het geval is. Doordat transistor 2 als relatief hoogohmige bronbe- 800 1 1 20 1 ¢- ^ PHN 9687 7 lasting voor transistor k fungeert, is de terugwerking van de signaalspanning van uitgang 15 zeer klein.
De werking van de belastingsschakeling is voor wat betreft het common-mode bereik aan ingangen 17 en 18 als 5 volgt: Op de stuurelektrode van transistoren 3 en 4 is een spanning gelijk aan de bron-stuurelektrodespanning van transistor 1 aanwezig. De transistoren 3 en 4 vertonen een bron- stuurelektrodespanning gelijk aan V ^ zodat de gelijkspanning op ingangen 13 en “\k van de belastings-10 schakeling gelijk is aan V^^ - V,j. Alhoewel de bron-stuurelektrodespanningen V^^ en V ^ elk groter zijn als de drempelspanning van de gebruikte veldeffekttransistoren, bijvoorbeeld 3 Volt, is de spanning V . - V 0 aanmerke-lijk lager, bijvoorbeeld 1 Volt. Dit betekent dat de common-15 mode spanning op ingangen 17 en 18 van het verschilpaar in dit uitvoeringsvoorbeeld zelfs negatief kan zijn zonder dat de transistoren 5 en 6 uit verzadiging geraken, wat niet het geval is bij toepassing van een conventionele stroomspiegel in de afvoerketens van de transistoren 5 en 6 20 waarbij de spanning op althans één van de afvoerelektroden van transistoren 5 en 6 door de drempelspanning van de gebruikte transistoren beperkt wordt tot bijvoorbeeld twee Volt. Bij een praktische realisatie van de schakeling volgens figuur 1 funktioneerde de verschilversterker nog 25 bevredigend bij een common-mode ingangsniveau tot voorbij de negatieve voedingsspanning Vgg.
Het gelijkspanningsniveau op de punten 13 ©n 14 van de belastingsschakeling kan, teneinde de transistoren 1 en 2 nog voldoende in het verzadigingsgebied werkzaam te 30 doen zijn, beïnvloed worden door een dimensionering van de afmetingen van de kanalen van transistoren 1 en 2 ten opzichte van die van de kanalen van transistoren 3 en 4 en wel zo dat de verhouding ¥/L, met ¥ de kanaalbreedte en\L de kanaal1engte, van de transistoren 1 en 2 klein is ten 35 opzichte van de verhouding W/L van de transistoren 3 en 4, wat uitgedrukt kan worden als dat de transistoren 1 en 2 onder dezelfde omstandigheden een hogere gelijkstroom-impedantie vertegenwoordigen dan de transistoren 3 en b 900 1 1 20 PHN 9687 8 onder die omstandigheden.
Figuur 2 toont een variant van de belastings-schakeling die in de schakeling volgens figuur 1 toegepast is, waarbij de ingangsverschilversterker met transistoren 5 5 en 6 eenvoudigheidshalve niet getoond is.
Bij de belastingsschakeling volgens figuur 2 worden de stuurelektroden van de transistoren 1, 2, 3 en 4 niet aangestuurd vanaf de afvoerelektrode van transistor 3 maar door de common-mode spanning op de afvoerelektroden 10 van transistoren 3 en 4. De afvoerelektrode van transistor 3 is daarbij met een uitgangsaansluitpunt 16 verbonden. Tengevolge van de common-mode aansturing met versterker 19 (een voorbeeld van een common-mode versterker wordt onder andere getoond in aanvrage 7303851 (PHN 6806)).Tengevolge 15 van deze aansturing vloeien de ruststromen Iq door de transistoren 1, 2, 3 en 4 en vloeit het common-mode gedeelte van de aan ingangen 13 en 14 toegevoerde stromen door transistoren 1 en 2. De signaalcomponenten +i en-ivande aan iiigangen 13 en 14 toegevoerde stromen vloeien via de laag-20 ohmige bronelektrode van transistoren 3 en 4 naar uit-gangsaansluitpunten 15 en 16.
Ten opzichte van de belastingsschakeling in de schakeling volgens figuur 1 voeren de transistoren 1 en 2 de common-mode stromen 1^ + Iq en vloeien de signaalstromen 25 naar de differentiële uitgangen 13» 14, terwijl in de in figuur 1 getoonde belastingsschakeling de transistoren 1 en 2 de common-mode stromen Iq + 1^ en de van transistor 5 afkomstige signaalcomponent +i voeren, waardoor een signaalstroom gelijk aan 2i naar de enkelzijdige uitgang 30 15 vloeit.
Zoals in figuur 2 gestippeld is getekend, kan de common-mode versterker 19 een spanningsreferenttóbron 36 bevatten. De regeling is dan zodanig dat het common-mode niveau aan de uitgangen 15 en 16 met de spanning van die 35 referentiebron 36 correspondeert. Zo’n spanningsreferentie · kan ook impleciet in de versterker 19 aanwezig zijn.
Figuur 3 toont een variant van de schakeling volgens figuur 2 waarbij de stuurelektroden van de transis- 800 1 1 20 PHN 9687 9 toren 1, 2, 3 en 4 een vaste spanning afkomstig van spanningsreferentiebron 20, voeren. Een common-mode versterker 19 regelt de stroombronnen 21 en 22 zodanig dat hun common-mode stromen Iq in overeenstemming zijn met de 5 common-mode stromen in de afvoerketens van de transistoren 3 en 4. De stroombronnen 21 en 22 worden door p-kanaals-transistoren 7 en 8 gevormd die door versterker 19 op hun gemeenschappelijke stuurelektrode worden aangestuurd. Verder werkt de schakeling geheel overeenkomstig de schakeling 10 volgens figuur 2.
In de schakeling volgens figuur 1 is het common-mode bereik aan de ingangen 17 en 18 tenminste de negatieve voedingsspanning -Vgg, echter niet tot aan de positieve voedingsspanning V^. De positieve common-mode slag wordt ^ begrensd door de bronelektrode-stuurelektrodespanning van transitor 3 en de voor stroombron 21 benodigde spanning, in totaal bijvoorbeeld „4 volt.
Een schakeling die in beide richtingen een maximale common-mode slag toestaat toont figuur 4 die de on schakeling volgens figuur 1 omvat, waarbij de stroombronnen 21 en 22 gevormd worden door de belastingsschakeling van eenzelfde doch complementair uitgevoerde schakeling waarvan de ruststroombronnen op hun beurt door de belastings- schakeling van de eerstgenoemde schakeling gevormd worden.
25
Van de complementaire helft corresponderen de elementen 7, 8, 9, 10, 11, 12 en de punten +^, 23, 24, 15, 17 en 18 met de elementen 1, 2, 3, 5 respectievelijk 6 en de punten -Vgg 13, 14, 15, 17 respectievelijk 18 waarbij de afvoerelektrodeketens van de transistoren 9 en 10 de rust-30 stroombronnen voor de belastingsschakeling met transistoren 1, 2, 3 ©n 4 vormen en de afvoerelektrodeketens van de transistoren 3 en 4 de ruststroombronnen voor de belastingsschakeling met transistoren 7, 8, 9 en 10 vormen.
Beide helften werken geheel overeenkomstig de schakeling 35 volgens figuur 1 doch op complementaire wijze. Een verschilspanning tussen ingangen 17 en 18 leidt tot een uitgangs-signaalstroom aan uitgang 15· De ene helft van de schake- 800 1 1 20 PHN 9687 10 ling funktioneert voor een common-mode spanning op de ingangen 17 en 18 tot voorbij de negatieve voedingsspanning -Vgg en de andere helft voor een common-mode spanning op ingangen 17 en 18 tot voorbij de positieve voedingsspan-5 ning +VDD.
Ter instelling van de ruststromen is een weerstand 27 tussen de afvoerketens van de transistoren 3 en 9 opgenomen waardoor een stroom vloeit gelijk aan T.+ - 2V )/R met 2V de som van de stuur-bronelek- ' DD SS ga" ga M trodespanning van de transistoren 1 en 7 en R de weer- standswaarde van weerstand 27· In. plaats van een weerstand 27 kan, zoals in figuur 4 gestippeld is weergegeven, ook een stroombron toegepast worden.
Op soortgelijke wijze als de schakeling van fi-^ guur 4 opgebouwd is uit twee onderling complementaire versies van de schakeling volgens figuur 1 kunnen ook de schakelingen volgens figuren 2 en 3 samen met het complement ervan opgebouwd worden. Figuur 5 toont ter illustratie de belastingsschakeling volgens Figuur 3 samengesteld met 2Π het complement daarvan waarbij de transistoren 7» 8, 9 respectievelijk 10 corresponderen met en complementair zijn met de transistoren 1, 2, 3 respectievelijk 4. De ingangsverschiltrap met transistoren 5» 6, 11 en 12 (figuur 4) is eenvoudigheidshalve niet weergegeven. De common-25 mode versterker 19 stuurt op de stuurelektroden van transistoren 7* 8, 9 en 10. De belastingsschakeling met transistoren 1, 2, 3 en 4 met als ruststroombronnen de tran-sistorcombinaties 7>9 en 8,10 komt overeen met de belas- i tingsschakeling volgens figuur 3 terwijl de situatie ge-30 zien vanuit de belastingsschakeling met transistoren 7» 8, 9 en 10 met als ruststroombronnen de transistorcombinaties 1,3 en 2,4 komt overeen met de complementaire uitvoering van de belastingsschakeling volgens figuur 2.
Figuur 6 toont ter illustratie een uitvoerings-35 voorbeeld van een common-mode versterker 19 die in de schakelingen volgens figuren 3 en 5 en op complementaire wijze in de schakeling volgens figuur 2 toegepast kan 800 1 1 20 PHN 9687 11 worden. Deze omvat twee parallel geschakelde n-kanaal-transistoren 28 en 29 waarvan de stuurelektroden de spanning op uitgangen 15 en 16 ontvangen. De stroom die in de gemeenschappelijke afvoerelektrodeketen van transis-5 toren 28 en 29 vloeit is dus een maat voor de common-mode spanning op uitgangen 15 en 16. Als interne referentie-spanning fungeert hierbij de stuur-bronelektrodespanning van de transistoren 28 en 29»«De stroom I2 wordt over een p-kanaalstransistor 3^· met doorverbonden stuur- en afvoer-10 elektrode omgezet in een spanning die op punt 35» wat met de stuurelektroden van de transistoren 7 sn 8 verbonden wordt, verschijnt. Transistor Jk werkt in combinatie met de transistoren 7 en 8 in de schakelingen volgens figuren 3 en 5 als stroomspiegel.
15 20 25 30 35 800 1 1 20
Claims (10)
1. Differentiële belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffekttransistoren, van het verrijkingstype met een eerste en een tweede ingangsaansluitpunt en een ge- 5 meenschappelijk aansluitpunt, een eerste en een tweede veldeffekttransistor van een eerste geleidingstype waarvan de bronelektroden met het gemeenschappelijke aansluitpunt verbonden zijn, de stuurelektroden met elkaar verbonden zijn en de afvoerelektroden met respectievelijk het eerste ^ en tweede ingangsaansluitpunt, met het kenmerk, dat de schakeling verder omvat een derde en een vierde veldeffekt-transistor met onderling verbonden stuurelektroden, een eerste en een tweede stroombronschakeling voor het toevoeren van ruststromen aan de derde en vierde transistor, ^ waarbij de afvoerelektrode van de derde respectievelijk de vierde transistor met de eerste respectievelijk de tweede stroombron is verbonden, de bronelektrode van de derde en vierde transistor met de afvoerelektrode van de eerste respectievelijk de tweede transistor is verbonden 20 en de stuurelektroden met de stuurelektroden van de eerste en tweede transistor zijn verbonden, althans een eerste uitgangsaansluitpunt verbonden met de afvoerelektrode van de vierde transistor en instelmiddelen voor het instellen van de potentiaal op de stuurelektroden van de eerste, 25 tweede, derde en vierde transistor zodanig, dat de derde en vierde transistor de door de stroombronnen geleverde ruststromen voeren.
2. Differentiële belastingsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk dat genoemde instelmiddelen een 30 meekoppeling tussen de afvoerelektrode en de stuurelektrode van de derde transistor omvatten.
3. Differentiële belastingsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stuurelektroden van de eerste, tweede, derde en vierde transistor met een span-35 ningsreferentiebron zijn verbonden en de genoemde instelmiddelen een meekoppelversterker voor het opnemen van het gemeenschappelijke spanningsniveau (Eng. "Common-Mode Level") 800 1 1 20 PHN 9687 13 aan de afvoerelektroden van de derde en vierde transistor en het sturen van de eerste en tweede stroombron zodanig dat deze stroombronnen qua gemeenschappelijk stroomniveau het gemeenschappelijk stroomniveau in de afvoerketens van 5 de drede en vierde transistor volgen, omvatten.
4. Differentiële belastingsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de instelmiddelen een meekop-pelversterker voor het opnemen van het gemeenschappelijke spanningsniveau aan de afvoerelektroden van de derde en 10 de vierde transistor en het sturen van de gemeenschappelijke stuurelektroden van de eerste, tweede, derde en vierde transistor zodanig, dat de derde en vierde transistor qua gemeenschappelijk afvoerelektrodestroomniveau het gemeenschappelijk stroomniveau van de eerste en tweede 15 stroombron volgen, omvat.
5. Differentiële belastingsschakeling volgens een der voorgaande conclusies die aangestuurd wordt op de beide ingangen door een eerste verschilversterker omvattende een vijfde en een zesde transistor van een tweede, aan 20 het eerste geleidingstype tegengestelde geleidingstype, welke vijfde en zesde transistor als verschilpaar zijn geschakeld waarbij hun stuurelektroden een ingang vormen, de afvoerelektrode van de vijfde transistor met de afvoerelektrode van de eerste transistor is verbonden en de 25 afvoerelektrode van de zesde transistor met de afvoerelektrode van de tweede transistor is verbonden, met het kenmerk, dat de eerste respectievelijk de tweede stroombron door de serieschakeling van de kanalen van een zevende en negende respectievelijk achtste en tiende veld-30 effekttransistor van het tweede geleidingstype worden gevormd, waarbij de bronelektrode van de zevende en achtste transistor met een tweede gemeenschappelijke punt zijn verbonden en de stuurelektroden onderling en met de stuurelektroden van de negende en tiende transistor zijn ver-^ bonden, en waarbij de afvoerelektrode van de negende respectievelijk tiende transistor met de afvoerelektroden van de derde respectievelijk vierde transistor is verbonden 8001120 •«r PHN 9687 14 en de bronelektrode van de negende respectievelijk tiende transistor met de afvoerelektrode van een elfde respectievelijk twaalfde veldeffekttransistor van het eerste ge-leidingstype, waarvan de stuurelektrode met de stuurelek-5 trode van de vijfde respectievelijk zesde transistor is verbonden en de bronelektroden gemeenschappelijk geschakeld zijn, is verbonden.
6. Differentiële belastingsschakeling volgens con clusie 5» voor zover afhankelijk van conclusie 2, met het 10 kenmerk, dat de stuurelektroden van de zevende , achtste, negende en tiende transistor met de afvoerelektrode van de negende transistor in meekoppelende zin zijn verbonden en dat tussen de afvoerelektrode van de derde en negende transistor een stroombepalend element is opgenomen. 15
7· Differentiële belastingsschakeling volgens con clusie 5» voor zover afhankelijk van conclusie 3, met liet kenmerk, dat een uitgang van de meékoppelversterker voert naar de gemeenschappelijke stuurelektroden van de zevende, achtste, negende en tiende transistor.
8. Differentiële belastingsschakeling volgens con clusie voor zover afhankelijk van conclusie 4, met het kenmerk, dat de afvoerelektroden van de zevende, achtste, negende en tiende transistor met een spanningsreferentie-bron zijn verbonden. 25
9, Differentiële belastingsschakeling volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de verhouding van de breedte en lengte van de kanalen van de eerste en tweede transistor relatief klein is ten opzichte van de verhouding van de breedte en lengte van de kanalen van 30 de derde en vierde transistor.
10. Differentiële belastingsschakeling volgens één der conclusies 5» 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de verhouding van de breedte en de lengte van de kanalen van de eerste, tweede, zevende en achtste transistor relatief 35 klein is ten opzichte van de verhouding van de breedte en lengte van de kanalen van de derde, vierde, negende en tiende transistor. 800 1 1 20
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8001120A NL8001120A (nl) | 1980-02-25 | 1980-02-25 | Differentiele belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffecttransistoren. |
| US06/231,652 US4371844A (en) | 1980-02-25 | 1981-02-05 | Differential load circuit equipped with field-effect transistors |
| CA000371261A CA1169488A (en) | 1980-02-25 | 1981-02-19 | Differential load circuit equipped with field-effect transistors |
| FR8103424A FR2476937A1 (fr) | 1980-02-25 | 1981-02-20 | Circuit de charge differentielle realise a l'aide de transistors a effet de champ. |
| GB8105458A GB2070376B (en) | 1980-02-25 | 1981-02-20 | Differential load circuit equipped with field-effect transistors |
| DE19813106524 DE3106524A1 (de) | 1980-02-25 | 1981-02-21 | "differentialbelastungsschaltung, die mit feldeffekttransistoren ausgefuehrt ist" |
| JP2534481A JPS56132803A (en) | 1980-02-25 | 1981-02-23 | Differential load circuit with field effect transistor |
| HK406/85A HK40685A (en) | 1980-02-25 | 1985-05-23 | Differential load circuit equipped with field-effective transistors |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8001120A NL8001120A (nl) | 1980-02-25 | 1980-02-25 | Differentiele belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffecttransistoren. |
| NL8001120 | 1980-02-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8001120A true NL8001120A (nl) | 1981-09-16 |
Family
ID=19834884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8001120A NL8001120A (nl) | 1980-02-25 | 1980-02-25 | Differentiele belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffecttransistoren. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4371844A (nl) |
| JP (1) | JPS56132803A (nl) |
| CA (1) | CA1169488A (nl) |
| DE (1) | DE3106524A1 (nl) |
| FR (1) | FR2476937A1 (nl) |
| GB (1) | GB2070376B (nl) |
| HK (1) | HK40685A (nl) |
| NL (1) | NL8001120A (nl) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943614A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-10 | Hitachi Ltd | 差動増幅回路 |
| US4518926A (en) * | 1982-12-20 | 1985-05-21 | At&T Bell Laboratories | Gate-coupled field-effect transistor pair amplifier |
| US4555673A (en) * | 1984-04-19 | 1985-11-26 | Signetics Corporation | Differential amplifier with rail-to-rail input capability and controlled transconductance |
| US4554515A (en) * | 1984-07-06 | 1985-11-19 | At&T Laboratories | CMOS Operational amplifier |
| GB8913439D0 (en) * | 1989-06-12 | 1989-08-02 | Inmos Ltd | Current mirror circuit |
| US5386200A (en) * | 1993-12-14 | 1995-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | IGFET current mirror amplifiers with nested-cascode input and output stages |
| KR19990087054A (ko) * | 1996-12-20 | 1999-12-15 | 요트.게.아. 롤페즈 | 개선된 출력 전압 스윙을 갖는 증폭기 |
| US6377085B1 (en) | 2000-11-06 | 2002-04-23 | Oki Semiconductor | Precision bias for an transconductor |
| JP4985978B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2012-07-25 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | 変換回路 |
| JP5061957B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2012-10-31 | ソニー株式会社 | 半導体集積回路 |
| JP6115991B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-04-19 | 国立大学法人東京工業大学 | 差動増幅器 |
| JP2019096970A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | ローム株式会社 | オペアンプ、半導体装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3644838A (en) * | 1970-06-11 | 1972-02-22 | Rca Corp | Amplifier using bipolar and field-effect transistors |
| NL7303851A (nl) * | 1973-03-20 | 1974-09-24 | ||
| GB1518961A (en) * | 1975-02-24 | 1978-07-26 | Rca Corp | Amplifier circuits |
| US4010425A (en) * | 1975-10-02 | 1977-03-01 | Rca Corporation | Current mirror amplifier |
| US4004245A (en) * | 1976-05-03 | 1977-01-18 | National Semiconductor Corporation | Wide common mode range differential amplifier |
| GB1592800A (en) * | 1977-12-30 | 1981-07-08 | Philips Electronic Associated | Linear amplifier |
-
1980
- 1980-02-25 NL NL8001120A patent/NL8001120A/nl not_active Application Discontinuation
-
1981
- 1981-02-05 US US06/231,652 patent/US4371844A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-02-19 CA CA000371261A patent/CA1169488A/en not_active Expired
- 1981-02-20 GB GB8105458A patent/GB2070376B/en not_active Expired
- 1981-02-20 FR FR8103424A patent/FR2476937A1/fr active Granted
- 1981-02-21 DE DE19813106524 patent/DE3106524A1/de active Granted
- 1981-02-23 JP JP2534481A patent/JPS56132803A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-23 HK HK406/85A patent/HK40685A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3106524A1 (de) | 1981-12-24 |
| US4371844A (en) | 1983-02-01 |
| DE3106524C2 (nl) | 1988-01-21 |
| GB2070376B (en) | 1983-12-21 |
| GB2070376A (en) | 1981-09-03 |
| HK40685A (en) | 1985-05-31 |
| FR2476937B1 (nl) | 1984-11-09 |
| CA1169488A (en) | 1984-06-19 |
| FR2476937A1 (fr) | 1981-08-28 |
| JPH0159763B2 (nl) | 1989-12-19 |
| JPS56132803A (en) | 1981-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0139078B1 (en) | Amplifier transistor circuit | |
| EP0168198B1 (en) | Cmos operational amplifier | |
| US4333058A (en) | Operational amplifier employing complementary field-effect transistors | |
| US4152663A (en) | Amplifier arrangement | |
| US6356153B1 (en) | Rail-to-rail input/output operational amplifier and method | |
| US5311145A (en) | Combination driver-summing circuit for rail-to-rail differential amplifier | |
| NL8001492A (nl) | Stroomspiegelschakeling. | |
| US4477782A (en) | Compound current mirror | |
| EP0037406B1 (en) | Cmos operational amplifier with reduced power dissipation | |
| US4069431A (en) | Amplifier circuit | |
| JPH0870224A (ja) | 出力緩衝増幅器 | |
| NL8001120A (nl) | Differentiele belastingsschakeling uitgevoerd met veldeffecttransistoren. | |
| JP3040974B2 (ja) | Ｃｍｏｓレール−レール間入出力増幅器 | |
| EP0173370B1 (en) | Amplifier arrangement | |
| EP0228215B1 (en) | Field-effect transistor amplifier circuits | |
| TW201838327A (zh) | 跨導放大器 | |
| CN111295838B (zh) | 差分输入级 | |
| JP2620528B2 (ja) | ネストカスコード入出力段を有する絶縁ゲート電界効果トランジスタの電流ミラー増幅器 | |
| US4333057A (en) | Differential-input complementary field-effect transistor amplifier | |
| US7609112B2 (en) | Boosted tail-current circuit | |
| JPH08256026A (ja) | 差動増幅器 | |
| US5337009A (en) | Error amplifier | |
| KR20180108496A (ko) | 차동 증폭 회로 | |
| US4159449A (en) | Long-tailed-pair with linearization network | |
| JPH0211046B2 (nl) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |