RU2332782C1 - Differential amplifier with increased attenuation of common-mode signal - Google Patents
Differential amplifier with increased attenuation of common-mode signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2332782C1 RU2332782C1 RU2007119343/09A RU2007119343A RU2332782C1 RU 2332782 C1 RU2332782 C1 RU 2332782C1 RU 2007119343/09 A RU2007119343/09 A RU 2007119343/09A RU 2007119343 A RU2007119343 A RU 2007119343A RU 2332782 C1 RU2332782 C1 RU 2332782C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- additional
- collector
- output
- current mirror
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, операционных усилителях (ОУ), компараторах).The invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as a device for amplifying analog signals in the structure of analog microcircuits for various functional purposes (for example, operational amplifiers (op amps), comparators).
Известны схемы двухтактных дифференциальных усилителей (ДУ) на основе трех токовых зеркал [1-18], которые стали основой многих серийных операционных усилителей, выпускаемых как зарубежными (СА3080, НА2700 и др.), так и российскими (К154УД1 и др.) микроэлектронными фирмами. В связи с высокой популярностью такой архитектуры ДУ, на их модификации выдано более 50 патентов в различных странах. Предполагаемое изобретение относится к данному подклассу устройств.There are known schemes of push-pull differential amplifiers (DU) based on three current mirrors [1-18], which became the basis of many serial operational amplifiers manufactured both by foreign (CA3080, NA2700 and others), and Russian (K154UD1, etc.) microelectronic companies . Due to the high popularity of such a remote control architecture, more than 50 patents in various countries have been issued for their modification. The alleged invention relates to this subclass of devices.
Ближайшим прототипом (фиг.1) заявляемого устройства является дифференциальный усилитель, описанный в патенте США №5.371.476, содержащий первый 1 и второй 2 входные транзисторы, в общую эмиттерную цепь которых включен источник опорного тока 3, первое 4, второе 5 и третье 6 токовые зеркала, причем вход первого токового зеркала 4 соединен с коллектором второго входного транзистора 2, вход третьего 6 токового зеркала подключен к коллектору первого входного транзистора 1, выход третьего 6 токового зеркала связан со входом второго токового зеркала 5, причем выходы первого 4 и второго 5 токовых зеркал связаны с выходом 7 дифференциального усилителя.The closest prototype (figure 1) of the claimed device is a differential amplifier described in US patent No. 5.371.476, containing the first 1 and second 2 input transistors, the common emitter circuit of which includes a
Существенный недостаток известного ДУ состоит в том, что он имеет недостаточно высокое ослабление синфазных сигналов (коэффициент Кос.сф), что связано с повышенным влиянием на Кос.сф выходной проводимости источника опорного тока и параметров применяемых токовых зеркал.A significant drawback of the known DE is that it does not have a sufficiently high attenuation of common-mode signals (coefficient K os.sf ), which is associated with an increased influence on the K.s. sf of the output conductivity of the reference current source and the parameters of the current mirrors used.
Основная цель предлагаемого изобретения состоит в повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов.The main objective of the invention is to increase the attenuation coefficient of the input common-mode signals.
Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе фиг.1, содержащем первый 1 и второй 2 входные транзисторы, в общую эмиттерную цепь которых включен источник опорного тока 3, первое 4, второе 5 и третье 6 токовые зеркала, причем вход первого токового зеркала 4 соединен с коллектором второго входного транзистора 2, вход третьего 6 токового зеркала подключен к коллектору первого входного транзистора 1, выход третьего 6 токового зеркала связан со входом второго токового зеркала 5, причем выходы первого 4 и второго 5 токовых зеркал связаны с выходом 7 дифференциального усилителя, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введены первый 8 и второй 9 дополнительные транзисторы, эмиттерно-базовые переходы которых включены параллельно эмиттерно-базовым переходам первого 1 и второго 2 входных транзисторов, коллектор второго дополнительного транзистора 9 соединен со входом дополнительного токового зеркала 10, а коллектор первого 8 дополнительного транзистора подключен ко входу третьего токового зеркала 6 и выходу дополнительного токового зеркала 10.This goal is achieved in that in the differential amplifier of figure 1, containing the first 1 and second 2 input transistors, the common emitter circuit of which includes a
Схема заявляемого устройства показана на фиг.2.A diagram of the inventive device is shown in figure 2.
На фиг.3 и фиг.4 представлены схемы известного (фиг.3) и заявляемого (фиг.4) устройств в среде компьютерного моделирования PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар», а на фиг.5-7 - результаты расчеты частотной зависимости Кос.сф для данных схем при различных значениях коэффициентов передачи по току (Gain=Ki12=0,9-0,99) применяемых токовых зеркал.Figure 3 and figure 4 presents the scheme of the known (figure 3) and the claimed (figure 4) devices in the environment of computer simulation PSpice on models of integrated transistors of FSUE NPP "Pulsar", and in figures 5-7 - the results of frequency calculations Dependences K OSF for these circuits for various values of current transfer coefficients (Gain = Ki12 = 0.9-0.99) of current mirrors used.
Дифференциальный усилитель фиг.2 содержит первый 1 и второй 2 входные транзисторы, в общую эмиттерную цепь которых включен источник опорного тока 3, первое 4, второе 5 и третье 6 токовые зеркала, причем вход первого токового зеркала 4 соединен с коллектором второго входного транзистора 2, вход третьего 6 токового зеркала подключен к коллектору первого входного транзистора 1, выход третьего 6 токового зеркала связан со входом второго токового зеркала 5, причем выходы первого 4 и второго 5 токовых зеркал связаны с выходом 7 дифференциального усилителя. В схему введены первый 8 и второй 9 дополнительные транзисторы, эмиттерно-базовые переходы которых включены параллельно эмиттерно-базовым переходам первого 1 и второго 2 входных транзисторов, коллектор второго дополнительного транзистора 9 соединен со входом дополнительного токового зеркала 10, а коллектор первого 8 дополнительного транзистора подключен ко входу третьего токового зеркала 6 и выходу дополнительного токового зеркала 10.The differential amplifier of figure 2 contains the first 1 and second 2 input transistors, the common emitter circuit of which includes a
Рассмотрим работу заявляемого ДУ фиг.2. При изменении входного синфазного сигнала ДУ фиг.2 uc=uc1=uc2 изменяется ток i3 в общей эмиттерной цепи ДУConsider the operation of the claimed remote control of figure 2. When changing the input common mode signal of the remote control of FIG. 2, u c = u c1 = u c2 changes the current i 3 in the common emitter circuit of the remote control
где y3 - выходная проводимость источника опорного тока 3.where y 3 is the output conductivity of the reference
Ток i3 перераспределяется между эмиттерами транзисторов 1, 2, 8, 9, поэтому коллекторные токи этих транзисторовCurrent i 3 is redistributed between the emitters of
где αi≈1 - коэффициент усиления по току эмиттера i-го транзистора.where α i ≈1 is the current gain of the emitter of the i-th transistor.
Если учесть, что все токовые зеркала схемы ДУ имеют отличающиеся от единицы (Кi12<1), но одинаковые по величине коэффициенты передачи по току, то для схемы фиг.2 можно составить следующую систему уравненийIf you consider that all the current mirrors of the remote control circuitry differ from unity (K i12 <1), but the transmission coefficients are identical in magnitude, then for the circuit of Fig. 2, we can compose the following system of equations
Подставляя в (10) формулы (7) и (9) с учетом (6) и (7), можно найти приращение тока в нагрузке Rн, обусловленное синфазным сигналомSubstituting formulas (7) and (9) into (10), taking into account (6) and (7), we can find the current increment in the load R n due to the common-mode signal
где α=α1=α2=α8=α9=⊥1;where α = α 1 = α 2 = α 8 = α 9 = ⊥1;
- крутизна передачи синфазного сигнала со входа ДУ фиг.2 на его выход (Sc=0,25y3Кi12α(1-Кi12)2). - the steepness of the common-mode signal from the input of the remote control of FIG. 2 to its output (S c = 0.25y 3 K i12 α (1-K i12 ) 2 ).
Для дифференциального входного сигнала uвх=uc1-uc2 приращение тока в нагрузкеFor the differential input signal u in = u c1 -u c2 the current increment in the load
где Sд - крутизна передачи дифференциального сигнала со входа ДУ фиг.2 на его выход.where S d - the steepness of the transmission of the differential signal from the input of the remote control of figure 2 to its output.
Таким образом, коэффициент ослабления входных синфазных сигналов ДУ фиг.2Thus, the attenuation coefficient of the input common-mode signals of the remote control of figure 2
Из формулы (13) следует, что в сравнении с прототипом Кос.сф предлагаемой схемы существенно повышается.From the formula (13) it follows that in comparison with the prototype K os.sf of the proposed scheme is significantly increased.
Данные выводы подтверждаются результатами моделирования предлагаемых схем в среде PSpice (фиг.5-7) - выигрыш по Кос.сф ДУ фиг.2 составляет от 25 Дб до 46 Дб в зависимости от численных значений коэффициента передачи по току применяемых токовых зеркал.These findings are confirmed by the simulation results of the proposed schemes in the environment of PSpice ( Figs. 5-7 ) - the gain in K OS.sf of the remote control of Fig. 2 is from 25 dB to 46 dB, depending on the numerical values of the current transfer coefficient of the current mirrors used.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST
1. Патент США №4.783.602.1. US patent No. 4.783.602.
2. Патент США №4.176.323.2. US patent No. 4.176.323.
3. Патент США №5.371.476.3. US patent No. 5.371.476.
4. Патент США RE 30.587.4. US Patent RE 30.587.
5. Патент США №4.241.315.5. US Patent No. 4,241.315.
6. Патент США №4.267.519.6. US patent No. 4.267.519.
7. Патент США №4.361.815.7. US patent No. 4.361.815.
8. Патент США №3.439.542.8. US patent No. 3.439.542.
9. Патент США №5.880.639.9. US Patent No. 5,880.639.
10. Авт.св. СССР №361605.10. Autost. USSR No. 361605.
11. Патент ФРГ №2551068.11. The patent of Germany No. 2551068.
12. Патент ФРГ №2620999.12. German patent No. 2620999.
13. М.Херпи. Аналоговые интегральные схемы. / М.Херпи. - М.: Радио и связь, 1983. - С.185, рис.5.65.13. M. Herpy. Analog integrated circuits. / M. Herpy. - M .: Radio and communications, 1983. - S.185, Fig.5.65.
14. Патент США №5.936.568.14. US patent No. 5.936.568.
15. Патент США №5.497.124.15. US Patent No. 5,497,124.
16. Патент США №3.979.689.16. US Patent No. 3,979.689.
17. Патент США №5.399.991.17. US patent No. 5.399.991.
18. Патент США №4.618.832.18. US Patent No. 4,618.832.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007119343/09A RU2332782C1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Differential amplifier with increased attenuation of common-mode signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007119343/09A RU2332782C1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Differential amplifier with increased attenuation of common-mode signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2332782C1 true RU2332782C1 (en) | 2008-08-27 |
Family
ID=46274669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007119343/09A RU2332782C1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Differential amplifier with increased attenuation of common-mode signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2332782C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538320C2 (en) * | 2010-02-10 | 2015-01-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Pull-push amplifier with inductive inphase decoupling |
-
2007
- 2007-05-24 RU RU2007119343/09A patent/RU2332782C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538320C2 (en) * | 2010-02-10 | 2015-01-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Pull-push amplifier with inductive inphase decoupling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2365969C1 (en) | Current mirror | |
RU2346388C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2332782C1 (en) | Differential amplifier with increased attenuation of common-mode signal | |
RU2354041C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2446554C1 (en) | Differential operational amplifier with paraphase output | |
RU2432667C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage | |
RU2441316C1 (en) | Differential amplifier with low supply voltage | |
RU2390912C2 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2319291C1 (en) | Cascade differential amplifier | |
RU2455757C1 (en) | Precision operational amplifier | |
RU2413356C1 (en) | Differential amplifier with increased input resistance | |
RU2319288C1 (en) | Differential amplifier using low-voltage power supply | |
RU2365029C1 (en) | Cascode difference amplifier with low offset voltage | |
RU2383099C2 (en) | Differential amplifier with low-resistance inputs | |
RU2284647C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2331968C1 (en) | Differential amplifier with high common mode rejection | |
RU2331975C1 (en) | Differential amplifier with minor zero offset voltage | |
RU2365971C1 (en) | Current mirror | |
RU2331969C1 (en) | Differential amplifier with high common mode rejection | |
RU2331966C1 (en) | Differential amplifier with minor zero offset voltage | |
RU2402150C1 (en) | Current mirror with load circuit in form of cascade at transistor with common emitter | |
RU2331972C1 (en) | Differential amplifier with high voltage amplification factor | |
RU2468504C1 (en) | Complementary differential amplifier with paraphase output | |
RU2459348C1 (en) | Operational amplifier having gain adjustment circuit | |
RU2432666C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120525 |