NL9100170A - Differentieelaftastversterker. - Google Patents

Description

UITTREKSEL

Differentieelaftastversterker voor het versterken van eenklein spanningsverschil tussen een paar ingangssignalen meteen paar eerste complementaire stuurmiddelen voor het opwek¬ken van signalen met verschillende toestand in responsie ophet paar ingangssignalen een paar uitgangsaansluitingen ver¬bonden met de respectievelijke uitgangen van het paarcomplementaire stuurmiddelen en een paar tweede complementairestuurmiddelen opgenomen tussen het paar uitgangsaansluitingenwelke reageren op de signalen van verschillende toestand vande eerste complementaire stuurmiddelen.

Korte aanduiding: Differentieelaftastversterker.

De uitvinding heeft betrekking op een differentieel-aftastversterker te gebruiken in een halfgeleidergeheu-geninrichting en in het bijzonder om een dergelijkeversterker met stabiele goede versterkingskarakteristiekenen een lage stroomopname.

Een halfgeleidergeheugen vergt, voor het uitlezen vande in geheugencellen opgeslagen data, een keten voor hetdeponeren van adressen om een serie geheugencellen teadresseren, een versterker voor het versterken van de uitde gekozen geheugencellen uitgelezen data en een keten voorhet aan een uitgang leveren van de versterkte data. Bij devervaardiging van een hoog geïntegreerde halfgeleiderge¬heugen met een hoge snelheid moet in het bijzonder aandachtworden besteed aan de verbetering der betrouwbaarheid enaan een laag opgenomen vermogen.

Wanneer een halfgeleidergeheugeninrichting hooggeïntegreerd is dalen zowel het werkspanningsniveau van degeheugeninrichting als het spanningsverschil tussen dedatalijnen zodat een aftastversterker nodig is voor hetzeker waarnemen van het lagere spanningsverschil. Devoornaamste in een halfgeleidergeheugeninrichting gebruikteversterkers, in het bijzonder in een statisch willekeurigtoegankelijk geheugen (SRAM) zijn differentieelaftastver-sterkers die het kleine spanningsverschil tussen de beideingangsaansluitingen van een paar datalijnen (of bitlijnen)versterken.

Een dergelijke aftastversterker is in het algemeen vande stroomspiegelsoort waarvan de fundamentele opbouw isbeschreven in het Amerikaans octrooischrift 4.697.112 en inhet artikel "A 28ns CMOS SRAM With Bipolar SenseAmplifiers", pag. 224-223, IEEE ISSCC, gepubliceerd op 23februari 1984.

Figuur 1 toont een gebruikelijke keten met een aftast¬versterker zoals in bovengenoemde publikaties beschreven.De keten versterkt het verschil tussen de spanningen die worden aangelegd aan eerste en tweede ingangsaansluitingen1 en 2, en welke spanningen worden geleverd aan de uitgangaan de eerste en tweede uitgangsaansluitingen 3 en 4. Daarer geen spanningsverschil optreedt tussen de poort en deaf voer van een PMOS transistor 6, daar deze zijn door¬verbonden, zal de spanning aan de eerste uitgangsaanslui-ting 3 ondanks een variatie van het ingangssignaalniveaugeen merkbare verandering ondergaan.

Het effectieve uitgangssignaal wordt uitsluitendverkregen aan de tweede uitgangsaansluiting 4, zodat deketen dan ook een keten met enkele uitgang is. Eenpraktische geheugeninrichting gebruikt twee dergelijkeketens met enkele uitgang met stroomspiegelversterkers,zoals in figuur 2 aangegeven.

In de figuren 1 en 2 is een NMOS transistor 11 met debron verbonden met de massaspanning Vss aanwezig om tevoorkomen dat vermogen wordt opgenomen in responsie op eenaftastversterkerbesturingssignaal 10 dat de logische "lage"toestand heeft en wordt ontvangen door de poort wanneer deaftastversterker niet wordt gestuurd.

Het gelijkmakingssignaal 12 aangelegd aan eengelijkmakingstransmissiepoort 13 opgenomen tussen een paarbitlijnen (of datalijnen) 15 en 16 maakt de bitlijnen 15 en16 voor en na de werking van de aftastversterker gelijk,terwijl zij logisch "hoog" worden zodat het uitgangssignaalvan de aftastversterker tijdens bedrijf optreedt in debitlijnen of datalijnen.

Het gebruik van bovenomschreven aftastversterker van destroomspiegelsoort leidt tot de volgende problemen:

Wanneer het spanningniveau van de ingangssignalenbetrekkelijk laag of hoog is wordt de versterking van deuitgangsspanningen klein. De oorzaak hiervan is dat, hoewelgeen problemen zouden worden veroorzaakt wanneer er eenspanningsverschil zou zijn tussen de ingangsspanningeninclusief de drempelspanningen van de NMOS transistors 8 en9 (figuur 1) welke de ingangsspanningen ontvangen, hetspanningsverschil tussen de eerste en tweede uitgangsaan- sluitingen 3 en 4 zeer klein wordt omdat NMOS transistorsvrijwel gelijke geleidbaarheid hebben wanneer de niveausvan de twee ingangssignalen over een waarde kleiner ofgroter dan de drempelspanning van elkaar verschillen.

In de tweede plaats is de werksnelheid zeer laag. Deoorzaak hiervan is dat wanneer het signaal ontvangen via deeerste aansluiting 1 een hoger niveau heeft dan het signaalontvangen via de tweede ingangsaansluiting 2 de NMOStransistor 8 vergeleken met de normale toestand sneller inde geleidende toestand komt, waardoor de spanning van deeerste uitgangsaansluiting 3 daalt. Bijgevolg brengt dePMOS transistor 7 de tweede uitgangsaansluitinge 4 op devoedingsspanning Vcc zodat de variatie der uitgangsspannin-gen wordt teweeggebracht. De tijd nodig voor de spannings-variatie hangt af van de geleidende toestand van detransistor zelf, zodat het effectieve uitgangssignaalbetrekkelijk langzaam optreedt.

Teneinde de stroomspiegelaftastversterker te verbeterenis een andere, op zich bekende, aftastversterker voorgesteld en wel die afgebeeld in figuur 3.

De vergrendelaftastversterker volgens figuur 3 heefteerste en tweede uitgangsaansluitingen 53 en 54 diekruiselings zijn gekoppeld met de poorten van de PMOStransistors 57 en 56.

Deze structuur dient voor het compenseren van hetonvoldoende positieve terugkoppeleffect optredend bij destand der techniek veroorzaakt door de PMOS transistor 6, 7gekoppeld met de voeding in de ketens volgens figuur 1 en 2en in het verzadigingsgebied werkend. De aftastversterkerin figuur 3 vertoont echter ook een daling van de uitgangs-spanningsversterking bij een laag of een hoog niveau vanhet ingangssignaal.

Uit de grafiek volgens figuur 6 zal het duidelijk zijndat de spanningsversterkingskrommen 61 en 63 die respectie¬velijk de spanningsversterkingskarakteristieken van deketens 2 en 3 representeren snel dalen wanneer het niveauvan de ingangsspanning daalt tot beneden 2V of stijgt tot boven 3V. De oorzaak daarvan is dat, omdat de componentenwelke de ingangsspanningen in de ketens 2 en 3 ontvangenNMOS transistors zijn, de spanningniveauzone (of band¬breedte) waarin een hoge uitgangsspanningversterking wordtgehandhaafd slechts smal is.

In de gebruikelijke ketens volgens de figuren 1 of 3zal, wanneer het aftastversterkerbesturingssignaal 10logisch "laag" wordt om, wanneer de aftastversterker nietwordt gebruikt, stroomopname te voorkomen de NMOS

transistor 11 geblokkeerd zijn waardoor de stromen vloeienddoor de NMOS transistoren 8, 9 of 58, 59 worden afgeschakeld en de spanningen van de eerste en tweedeuitgangsaansluitingen 3, 4 of 53, 54 toenemen totdat de PMOS transistoren 6, 7 of 56, 57 zijn geblokkeerd.

Aldus krijgen de spanningsniveau's van de beideuitgangsaansluitingen dezelfde waarde zodat het oorspronkelijk effectief uitgangssignaal van de aftast-versterker verloren zal gaan. Teneinde dit probleem teondervangen kan als extra een grendelketen worden toegevoegd tussen de eerste en tweede uitgangsaansluitingen3, 4 of 53, 54.

De uitvinding beoogt een differentieelaftastversterkervoor een halfgeleidergeheugeninrichting te verschaffen meteen hoge werksnelheid en een hoge spanningversterkingwaarbij, wanneer de aftastversterker niet wordt gestuurdstroomopname wordt voorkomen en waarbij voor het handhavenvan het uitgangsspanningsniveau geen extra grendelketennodig is.

Voorts beoogt de uitvinding een differentieelaftastver¬sterker te verschaffen welke een stabiele en effectieveuitgangsspanningversterking geeft zelfs bij een laag ofhoog niveau van de ingangsspanning.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt dooreen paar tweede complementaire stuurmiddelen verbondentussen het paar uitgangsaansluitingen en bestemd tereageren op de signalen met verschillende toestanden van deeerste complementaire stuurmiddelen.

Bij voorkeur is de versterker volgens de uitvindingzodanig uitgevoerd dat elk van genoemd paar eerstecomplementaire stuurmiddelen tenminste twee geïsoleerdepoorttransistoren in serie omvat, welke geïsoleerdepoorttransistoren werken met verschillende werkspanningen.

Daarbij is de uitvoering bij voorkeur zodanig dathet paar eerste complementaire stuurmiddelen is verbondentussen een voedingsspanning en een massaspanning, meteerste schakelmiddelen opgenomen tussen de massaspanning enhet paar eerste complementaire stuurmiddelen, welke eersteschakelmiddelen door een bepaald besturingssignaal wordengestuurd.

Verdere uitvoeringsvormen der uitvinding zijnaangegeven in de conclusies 4-15.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van detekening. Hierin is: figuur 1 het schema van een gebruikelijke differen-tieelaftastversterker? figuur 2 het schema van een gebruikelijke keten; figuur 3 het schema van een andere uitvoeringsvorm vande gebruikelijke keten; figuur 4 het schema van een differentieelaftastver-sterker volgens de uitvinding; figuur 5 een afbeelding van golfvormen optredend in deversterker volgens figuur 4; figuur 6 toont een aantal krommen waarmee de karakteristieken van de keten volgens de uitvinding wordenvergeleken met die der gebruikelijke keten; en de figuren 7 t/m 12 zijn schema's van andere uitvoeringsvormen der uitvinding.

Volgens figuur 4 omvat een differentieelaftastver-sterker 100 een eerste complementaire ingangsinvertor 24met een eerste ingangsaansluiting 101, en een tweedecomplementaire ingangsinvertor 125 met een tweedeingangsaansluiting 102. De eerste complementaire ingangs¬invertor 124 bestaat uit een in serie geschakelde PMOStransistor 105 en een NMOS transistor 106. De tweede complementaire ingangsinvertor 125 bestaat uit een in seriegeschakelde PMOS transistor 107 en een NMOS transistor 108.Van de eerste complementaire ingangsinvertor 124 is eenuitgang verbonden met een eerste uitgangsaansluiting 103welke is gekoppeld met de uitgang van een eerste complementaire invertor 126 en de ingang van een tweedecomplementaire invertor 127. De tweede complementaireingangsinvertor 125 heeft een uitgang verbonden met eentweede uitgangsaansluiting 104, en welke tevens isverbonden met de uitgang van de tweede complementaireingangsinvertor 127 en de ingang van · de eerste complementaire invertor 126. De eerste invertor 126 bestaatuit een PMOS transistor 110 in serie met een NMOStransistor 111. De tweede complementaire invertor 127 bestaat uit de in serie geschakelde PMOS transistor 112 enNMOS transistor 113. De voedingsspanning Vcc wordt geleverdaan de gemeenschappelijke bronnen van de PMOS transistor105 en 107 van de eerste respectievelijk tweede complementaire ingangsinvertors 124 respectievelijk 125 viahet kanaal van een PMOS transistor 109 waarbij de poort eennegatief aftastversterkerbesturingssignaal SAÉ toegevoerdkrijgt. Tussen de gemeenschappelijke bronnen van de NMOStransistors 106 en 108 van de eerste en tweedecomplementaire ingangsinvertors 124 en 125 en de massaspanning Vss is het kanaal van een NMOS transisor 115opgenomen waarvan de poort een positief aftastversterker-besturingssignaal SAE toegevoerd krijgt. De eerste entweede uitgangsaansluitingen 103 respectievelijk 104 zijnverbonden met een paar datalijnen 119 respectievelijk 120.Een gelijkmakingsketen 123 is verbonden tussen dedatalijnen 119 en 120 en heeft dezelfde functie als die uitde figuren 1, 2 en 3.

De PMOS en NMOS transistors 109 respectievelijk 115,die zijn verbonden met respectievelijk de voedingsspanningVcc en de massaspanning Vss worden uitgeschakeld inresponsie op het positieve aftastversterkerbesturings-signaal SAE van de logische "laag" toestand (of het negatieve aftastversterkerbesturingssignaal SAE van delogische "hoog" toestand) om te voorkomen dat deaftastversterker stroom opneemt wanneer deze niet gestuurdwordt (de stand-by toestand). Bovendien fungeren de eersteen tweede complementaire invertors 126 en 127 alsgrendelketens.

In figuur 5, die de tijdens bedrijf optredendegolfvormen van de aftastversterker volgens figuur 4 toontgeeft A aan het adressignaal, B het niveau van hetingangssignaal, C het gelijkmakingssignaal EQ aangelegd aande gelijkmakingsketen 123 voor het gelijkmaken van hetdatalijnpaar, D het positieve aftastversterkerbesturings-signaal SAE en E het uitgangssignaal.

In de grafische voorstelling volgens figuur 6 welke deresultaten toont van de vergelijking tussen deconventionele aftastversterkers der figuren 2 en 3enerzijds, en de aftastversterker volgens figuur 4 envolgens de uitvinding anderzijds is langs de y-as uitgezetde spanningsversterking der aftastversterker en langs dex-as het niveau van de ingangsspanning. De krommen 61, 63en 65 representeren de resultaten verkregen met deaf tastversterkers volgens de figuren 2, 3 en 4. Deze resultaten werden verkregen met onderling gelijkevoedingsspanningen.

Figuur 7 toont een andere uitvoeringsvorm volgens deuitvinding die daarin van de uitvoeringsvorm volgens figuur4 verschilt dat de eerste en tweede complementaireinvertors 126 en 127 van figuur 7 via NMOS transistors 115zijn verbonden met de massaspanning tezamen met de eersteen tweede complementaire ingangsinvertors 124 en 125. Dewerkingen van de twee ketens zijn in hoofdzaak gelijk.

Figuur 8 toont een andere uitvoeringsvorm volgens deuitvinding die de conventionele stroomspiegelaftastver-sterker combineert met een grendelketen 170 met twee NMOStransistors 166 en 167. Van de NMOS transistor 166 is hetkanaal verbonden tussen de eerste uitgangsaansluiting 161en de massaspanning Vss en is de poort verbonden met de tweede uitgangsaansluiting 162. Van de andere NMOStransistor 167 is het kanaal verbonden tussen de tweedeuitgangsaansluiting 162 en de massaspanning Vss en is depoort verbonden met de eerste uitgangsaansluiting 161.

De aftastversterker volgens figuur 9 verschilt van dievolgens figuur 8 daarin dat de bronnen van de NMOStransistors 166 en 167 afgebeeld in figuur 9 via de NMOStransistor 115 (waarvan uitsluitend de aansluiting isaangegeven) zijn verbonden met de massaspanning Vss.

Figuur 10 toont de schakeling van een andereuitvoeringsvorm van de uitvinding; deze is een modificatievan die volgens figuur 9. De aftastversterker uit figuur 10is verkregen door aan de schakeling volgens figuur 9 tweePMOS transistoren 184 en 187 toe te voegen. Het kanaal Vande PMOS transistor 184 is verbonden tussen devoedingsspanning Vcc en de afvoer van de ingangs NMOStransistor 168 waarvan de poort is verbonden met de eersteingangsaansluiting 101, en de poort daarvan is verbondenmet de tweede uitgangsaansluiting 162, terwijl het kanaalvan de andere PMOS transistor 187 is verbonden tussen devoedingsspanning Vcc en de afvoer van de andere ingangsNMOS transistor 169 welks poort is verbonden met de tweedeingangsaansluiting 102, en de poort van de transistor 167is verbonden met de eerste uitgangsaansluiting 161. Alduswordt het positieve terugkoppeleffeet versterkt zodat deuitgangsspanningsversterking wordt verhoogd.

De schakeling volgens figuur 11 verschilt van dievolgens figuur 10 in het feit dat de bronnen van de tweeNMOS transistors 166 en 167, die de grendelketen vormen,gemeenschappelijk zijn verbonden met de afvoer van de metmassa verbonden NMOS transistor 115 (waarvan slechts deaansluiting is getekend) tezamen met de bronnen van deingangs NMOS transistoren 168 en 169.

In feite is dus de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 inhoofdzaak dezelfde als die volgens figuur 7 (metuitzondering van de massaverbinding) terwijl de schakelingvolgens figuur 8 in hoofdzaak overeenkomt met die volgens figuur 9 en de schakeling volgens figuur 10 in hoofdzaakovereenkomt met die volgens figuur 11.

De ketens van de schakelingen volgens de figuren 4 t/m7 ontvangen de ingangssignalen via CMOS invertorketens (decomplementaire ingangsinvertors 124, 125), terwijl de schakeling volgens de figuren 8 en 9 een grendelketen omvatgevormd uit twee NMOS transistoren 166 en 167 tussen debeide uitgangsaansluitingen van de gebruikelijke stroom-spiegelaftastversterker terwijl de ketens volgens defiguren 10 en 11 een positieve terugkoppellus omvat gevormddoor de twee NMOS transistoren 184 en 187 die zijnverbonden met de voedingsspanning.

Figuur 12 heeft betrekking op een andere uitvoerings¬vorm van de aftastversterker volgens de uitvinding waarbij,in tegenstelling tot de ketens 4 t/m 7, geen PMOStransistor 109 wordt gebruikt voor de verbinding metvoedingsspanning. Het is duidelijk dat binnen het kader vande uitvinding nog vele andere wijzigingen mogelijk zijn.

Aan de hand van de figuren 4 en 5 zal de werking van deaftastversterker volgens de uitvinding worden toegelicht.

Voordat de aftastversterker 100 in bedrijf komt maakthet gelijkmakingssignaal (EQ) C in de logische "laag"toestand het de gelijkmakingsketen 123 mogelijk dedatalijnen 119 en 120 op een bepaald niveau te brengen. Inhet geval van SRAM is het gelijke niveau der datalijnen inhet algemeen het niveau van de voedingsspanning Vcc, ofweinig daarvan verschillend.

Wanneer de datalijnen gelijk zijn gemaakt maakt hetaftastversterkerbesturingssignaal (SAE) D in de logische"hoog" toestand het de versterker 100 mogelijk de aftast-functie te verrichten.

Aangenomen wordt nu dat het signaalniveau van de eersteingangsaansluiting 101 hoger is dan dat van de tweedeingangsaansluiting 102, waarbij de uitgang van de eersteingangsinvertor 124 geleidelijk op een laag niveau komtterwijl de uitgang van de tweede ingangsinvertor 125 eenhoger niveau bereikt dan de uitgang van de eerste ingangsinvertor 124. De NMOS transistor 106 van de eersteingangsinvertor 124 geleidt meer stroom naar massa via deNMOS transistor 115, terwijl de NMOS transistor 108 van detweede ingangsinvertor 125 via de NMOS transistor 115 meerstroom naar massa afvoert dan de NMOS transistor 106.

Daarna wordt het spanningniveau van de eerste uitgangs-aansluiting 103 lager dan dat van de tweede uitgangs-aansluiting 104, waardoor de uitgang van de tweede invertor127 als gevolg van de positieve terugkoppeling naar een"hogere" toestand gaat. Daar de uitgang van de tweedeinvertor 127 is gekoppeld met de ingang van de eersteinvertor 126 zal de uitgang van de eerste invertor 126 meeren meer in de logische "lage" toestand komen. Het resultaatis dat de aanwezige toestand stabiel wordt gehouden zolangde spanningniveau's van de eerste en tweede ingangsaan-sluitingen 101 en 102 niet veranderen.

Wanneer het spanningsniveau van de eerste uitgangs-aansluiting 103 afneemt en dat van de tweede uitgangs-aansluiting 104 toeneemt worden de NMOS transistor 113 vande tweede invertor 127 en de PMOS transistor 110 van deeerste invertor 126 geblokkeerd zodat voorkomen wordt datvia de eerste en tweede invertors 126 respectievelijk 127gelijkstroom wordt opgenomen. Wanneer het spanningsniveauvan de eerste ingangsaansluiting 101 lager is dan dat vande tweede ingangsaansluiting 102 treedt hetzelfde effectop.

Het voldoend versterkte uitgangssignaal E wordt aldusafgevoerd in het paar bit- of datalijnen 119 en 120 via deeerste en tweede uitgangsaansluitingen 103 en 104. Deuitgangsspanningsversterking van de aftastversterkervolgens figuur 4 wordt zonder merkbare wijziging van deingangsspanning zelfs op hoog en laag niveau (lager danongeveer 2V of hoger dan ongeveer 3Vj stabiel gehouden,zoals de kromme 65 in figuur 6 toont.

De aftastversterker volgens figuur 7 werkt in hoofdzaakop dezelfde wijze als die volgens figuur 4 uitgezonderd demassaverbinding van de eerste en tweede invertors 126 en 127.

De aftastversterker volgens figuur 8 gebruikt niet deeerste en tweede ingangsinvertors 124 en 125 zoals in defiguren 4 en 7. In plaats daarvan levert de grendelketen170 opgebouwd uit de twee NMOS transistors 166 en 167 hetpositieve terugkoppeleffect waarmee een stabiele uitgangs-spanningsversterking wordt verkregen overeenkomstig diegerepresenteerd door de kromme 65 in figuur 6.

Wanneer het spanningniveau van de eerste ingangsaan-sluiting 101 hoger is dan dat van de tweede ingangsaan-sluiting 102 daalt het spanningniveau van de eersteuitgangsaansluiting 161 sneller dan het spanningniveau vande tweede uitgangsaansluiting 162 zodat de NMOS transistor167 wordt uitgeschakeld omdat zijn poort is verbonden metde eerste uitgangsaansluiting 161. Intussen worden de tweePMOS transistors 164 en 165 ingeschakeld als gevolg van hetlage spanningniveau van de eerste uitgangsaansluiting 161zodat op de uitgangsaansluitingen de voedingsspanning Vccwordt opgedrukt. Daar van de PMOS transistor 164 de poorten de bron zijn doorverbonden werkend in het verzadigings-gebied wordt vergeleken met de PMOS transistor 165 met deafvoer verbonden met de tweede uitgangsaansluiting 162nauwelijks spanning opgedrukt. Bijgevolg wordt hetspanningniveau van de tweede uitgangsaansluiting 162 hoogwaardoor de NMOS transistor 166 geleidend wordt. Bijgevolggaat het spanningniveau van de uitgangsaansluiting 161logisch "laag" terwijl het spanningniveau van de tweedeuitgangsaansluiting 162 logisch "hoog" blijft. Aldus wordtde uitgangsspanningstoestand E volgens figuur 5 verkregen.

Bovendien geleidt de PMOS transistor 164 nauwelijks degelijkstroom van de voeding als gevolg van de werking inhet verzadigingsgebied en de andere PMOS transistor 165 kanvia zijn kanaal geen stroom geleiden als gevolg van de hogespanning op de tweede uitgangsaansluiting 162 waardoorwordt voorkomen dat gelijkstroom wordt opgenomen.

In de aftastversterker volgens figuur 10 reageren,aannemend dat het spanningniveau van de eerste ingangs- aansluiting 101 hoger is dan dat van de tweede ingangs-aansluiting 102 der PMOS transistors 187 en 184 op de"lage" spanning van de eerste uitgangsaansluiting 161 en de"hoge" spanning van de tweede uitgangsaansluiting 162 zodathet positieve terugkoppeleffect wordt versterkt, en deresponsiesnelheid der uitgangsspanning wordt verhoogd. De"hoge" spanning van de tweede uitgangsaansluiting 162blokkeert de PMOS transistor 184 terwijl de "lage" spanningvan de eerste uitgangsaansluiting 161 de andere PMOStransistor 187 geleidend maakt zodat de tweedeuitgangsaansluiting 162 sneller naar het niveau van devoedingsspanning Vcc kan worden gebracht.

Wanneer daarentegen het spanningniveau van de eersteingangsaansluiting 101 lager is dan dat van de tweedeingangsaansluiting 102 brengt de PMOS transistor 184 deeerste uitgangsaansluiting 161 sneller op het niveau van devoedingsspanning.

Uit bovengegeven beschrijvingen van uitvoeringsvormender uitvinding is het duidelijk dat de aftastversterkervolgens figuur 11 op in hoofdzaak dezelfde wijze werkt alsdie volgens figuur 10. De aftastversterker volgens figuur12 werkt in hoofdzaak op dezelfde wijze als die volgens defiguren 4 en 7. Verschillende andere uitvoeringsvormen zijnbinnen het kader der uitvinding mogelijk.

De aftastversterker maakt gebruik van CMOS invertor-ketens voor het ontvangen der ingangssignalen en versterkthet spanningsverschil tussen de ingangssignalen waardoorhet effectieve werkgebied van de aftastversterker wordtvergroot.

De versterker reageert op de spanningsniveau's derbeide uitgangsaansluitingen zodat een stabiel uitgangs¬signaal wordt verkregen gepaard aan een grote versterkingen een snellere werking.

Voorts verschaft de uitvinding een schakeling waarinwordt voorkomen dat, wanneer de aftastversterker nietwerkzaam is, stroom vloeit tussen de voedingsspanningbronen massa zodat minder vermogen wordt opgenomen.

Claims (15)

1. Differentieelaftastversterker voor het versterken van een klein spanningsverschil tussen een paar ingangs¬signalen, omvattende: een paar eerste complementaire stuurmiddelen voor het leveren van signalen van verschillende toestand in responsie op het paar ingangs¬signalen, welke signalen het spanningniveau inclusief éénvan genoemd paar ingangssignalen bepalen, en een paaruitgangsaansluitingen verbonden met de respectievelijkeuitgangen van het paar complementaire stuurmiddelen,gekenmerkt door een paar tweede complementaire stuur¬middelen verbonden tussen het paar uitgangsaansluitingen enbestemd te reageren op de signalen met verschillendetoestanden van de eerste complementaire stuurmiddelen.

2. Versterker volgens conclusie 1, met het kenmerk, datelk van genoemd paar eerste complementaire stuurmiddelentenminste twee geïsoleerde poorttransistoren in serieomvat, welke geïsoleerde poorttransistoren werken metverschillende werkspanningen.

3. Versterker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dathet paar eerste complementaire stuurmiddelen is verbondentussen een voedingsspanning en een massaspanning met eersteschakelmiddelen opgenomen tussen de massaspanning en hetpaar eerste complementaire stuurmiddelen, welke eersteschakelmiddelen door een bepaald besturingssignaal wordengestuurd.

4. Versterker volgens conclusie 1 of 3, met het kenmerk,dat tweede schakelmiddelen zijn verbonden tussen het paareerste complementaire stuurmiddelen en de voedingsspanningen volgens een bepaald besturingssignaal worden gestuurd.

5. Versterker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deingangen/uitgangen en de uitgangen/ingangen van het paartweede complementaire stuurmiddelen kruiselings met elkaarzijn gekoppeld, en deze ingangen/uitgangen enuitgangen/ingangen zijn gekoppeld met het paar uitgangs¬aansluitingen.

6. Versterker volgens conclusie 1 of 5, met het kenmerk. dat elk van het paar tweede complementaire stuurmiddelentenminste twee geïsoleerde poorttransistoren in serieomvat, welke transistoren verschillende werkspanningenhebben.

7. Versterker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dathet paar tweede complementaire stuurmiddelen is verbondentussen de voedingsspanning en de massaspanning.

8. Differentieelaftastversterker met een paar eerste en tweede uitgangsaansluitingen, gekenmerkt door voorwaartsterugkoppelmiddelen omvattende: eerste omlaagtrekmiddelen tussen de tweede uitgangsaansluiting en de massaspanning,werkzaam in responsie op de spanning van de eersteuitgangsaansluiting en tweede omlaagtrekmiddelen verbondentussen de eerste uitgangsaansluiting en de massaspanning,werkzaam in responsie op de spanning van de tweedeuitgangsaansluiting.

9. Versterker volgens conclusie 8, met het kenmerk, datelk van de eerste en tweede omlaagtrekmiddelen een N-typegeïsoleerde poortveldeffecttransistor omvat.

10. Versterker volgens conclusie 8, gekenmerkt door eeneerste PMOS transistor waarvan het kanaal is verbondentussen de voedingsspanning en een eerste uitgangsaanslui¬ting en de poort is verbonden met de eerste uitgangsaan¬sluiting; een tweede PMOS transistor waarvan het kanaal isverbonden tussen de voedingsspanning en een tweedeuitgangsaansluiting en de poort is verbonden met de eersteuitgangsaansluiting; een eerste NMOS transistor waarvan hetkanaal is verbonden tussen de eerste uitgangsaansluiting eneen massaspanning en aan de poort waarvan een uitwendigtoegevoerd ingangssignaal wordt toegevoerd, terwijl eentweede NMOS transistor met het knaal is opgenomen tussen detweede uitgangsaansluiting en een massaspanning en de poorteen ander uitwendig toegevoerd ingangssignaal ontvangt.

11. Versterker volgens conclusie 10, gekenmerkt doormiddelen voor het verbinden van de kanalen van de NMOStransistors met de massaspanning in responsie op eenbepaald besturingssignaal.

12. Differentieelaftastversterker met een eerste en eentweede uitgangsaansluiting, gekenmerkt door eerste terug-koppelmiddelen verbonden tussen de eerste en tweedeuitgangsaansluitingen en een massaspanning en reagerend opde spanningen van de eerste en tweede uitgangsaanslui¬tingen, en door tweede terugkoppelmiddelen verbonden tussende eerste en tweede uitgangsaansluitingen en eenvoedingsspanning en reagerend op de spanningen van deeerste en tweede uitgangsaansluitingen.

13. Versterker volgens conclusie 12, met het kenmerk, datde eerste terugkoppelmiddelen eerste omlaagtrekmiddelenomvatten verbonden tussen de eerste uitgangsaansluiting ende massaspanning en reagerend op de spanning van de tweedeuitgangsaansluiting, en tweede omlaagtrekmiddelen zijnverbonden tussen de tweede uitgangsaansluiting en demassaspanning en reagerend op de spanning van de eersteuitgangsaansluiting.

14. Versterker volgens conclusie 12, met het kenmerk, datde tweede terugkoppelmiddelen eerste optrekmiddelenomvatten verbonden tussen de voedingsspanning en de eersteuitgangsaansluiting en reagerend op de spanning van detweede uitgangsaansluiting, en tweede optrekmiddelen zijnverbonden tussen de voedingsspanning en de tweedeuitgangsaansluiting en reageren op de spanning van deeerste uitgangsaansluiting.

15. Versterker volgens conclusie 12, gekenmerkt door eeneerste PMOS transistor waarvan het kanaal is verbondentussen de voedingsspanning en de eerste uitgangsaansluitingen de poort is verbonden met de eerste uitgangsaansluiting;een tweede PMOS transistor waarvan het kanaal is verbondentussen de voedingsspanning en de tweede uitgangsaansluitingen de poort is verbonden met de eerste uitgangsaansluiting;een eerste NMOS transistor waarvan het kanaal is verbondentussen de eerste uitgangsaansluiting en de massaspanning enwaarvan de poort een uitwendig toegevoerd ingangssignaalontvangt; en een tweede NMOS transistor waarvan het kanaalis verbonden tussen de tweede uitgangsaansluiting en de massaspanning en waarvan de poort een ander uitwendigtoegevoerd signaal ontvangt.