RU2487467C1 - Apparatus for compensating for static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors - Google Patents
Apparatus for compensating for static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487467C1 RU2487467C1 RU2011150785/08A RU2011150785A RU2487467C1 RU 2487467 C1 RU2487467 C1 RU 2487467C1 RU 2011150785/08 A RU2011150785/08 A RU 2011150785/08A RU 2011150785 A RU2011150785 A RU 2011150785A RU 2487467 C1 RU2487467 C1 RU 2487467C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compensating
- transistors
- transistor
- substrate
- input currents
- 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 датчиков с высоким внутренним сопротивлением, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, операционных усилителях (ОУ), широкополосных и избирательных усилителях, фильтрах и т.п.).The invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as a device for amplifying analog signals of sensors with high internal resistance, in the structure of analog microcircuits for various functional purposes (for example, operational amplifiers (op amps), broadband and selective amplifiers, filters, etc. )
Известны устройства для компенсации статических и динамических входных токов дифференциальных каскадов на биполярных транзисторах [1-7], которые используются для уменьшения статических и динамических погрешностей дифференциальных каскадов, обусловленных β-транзисторов.Known devices for compensating static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors [1-7], which are used to reduce the static and dynamic errors of differential stages caused by β-transistors.
Ближайшим прототипом заявляемого устройства является схема, представленная в патенте RU №2346386. Он содержит первый 1 и второй 2 компенсирующие транзисторы, эмиттеры которых соединены друг с другом и связаны с источником тока 3, дифференциальный каскад 4 на биполярных транзисторах с первым 5 и вторым 6 входами, связанными с коллекторами соответствующих первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, первый 7 и второй 8 закрытые изолирующие p-n переходы на подложку первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, первые выводы которых связаны с коллекторами соответствующих первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, причем база первого 1 компенсирующего транзистора соединена с коллектором второго 2 компенсирующего транзистора, а база второго 2 компенсирующего транзистора соединена с коллектором первого 1 компенсирующего транзистора.The closest prototype of the claimed device is a circuit presented in patent RU No. 2346386. It contains the first 1 and second 2 compensating transistors, the emitters of which are connected to each other and connected to a
Данная структура ДУ присутствует также в патентах RU №2346386, RU №2346385, RU №2393628, RU №2394361, RU №2394360, RU №2396699, RU №2396698.This structure of the remote control is also present in patents RU No. 2346386, RU No. 2346385, RU No. 2393628, RU No. 2394361, RU No. 2394360, RU No. 2396699, RU No. 2396698.
Существенный недостаток известного устройства состоит в том, что при его реализации на p-n-p транзисторах, имеющих традиционную изоляцию p-n переходами на подложку, оно не обеспечивает полную компенсацию входных токов дифференциальных каскадов в широком диапазоне температур, а также при воздействии радиации, что требует введения специальных компенсирующих p-n переходов [1-7].A significant drawback of the known device is that when it is implemented on pnp transistors having traditional isolation of pn junctions on a substrate, it does not provide full compensation of the input currents of differential stages in a wide temperature range, as well as when exposed to radiation, which requires the introduction of special compensating pn transitions [1-7].
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении стабильности выходных токов устройства компенсации, и, как следствие, повышение эффективности его использования при работе с классическими дифференциальными каскадами на биполярных транзисторах.The main objective of the invention is to increase the stability of the output currents of the compensation device, and, as a result, increase the efficiency of its use when working with classical differential cascades on bipolar transistors.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для компенсации статических и динамических входных токов дифференциальных каскадов на биполярных транзисторах фиг.1, содержащем первый 1 и второй 2 компенсирующие транзисторы, эмиттеры которых соединены друг с другом и связаны с источником тока 3, дифференциальный каскад 4 на биполярных транзисторах с первым 5 и вторым 6 входами, связанными с коллекторами соответствующих первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, первый 7 и второй 8 закрытые изолирующие p-n переходы на подложку первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, первые выводы которых связаны с коллекторами соответствующих первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, причем база первого 1 компенсирующего транзистора соединена с коллектором второго 2 компенсирующего транзистора, а база второго 2 компенсирующего транзистора соединена с коллектором первого 1 компенсирующего транзистора, предусмотрены новые связи - вторые выводы первого 7 и второго 8 закрытых изолирующих p-n переходов на подложку первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов соединены с объединенными эмиттерами первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов.The problem is achieved in that in the device for compensating the static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors of Fig. 1, containing the first 1 and second 2 compensating transistors, the emitters of which are connected to each other and connected to the
На чертеже фиг.1 представлена схема известного устройства для компенсации входных токов дифференциального каскада 4.The drawing of figure 1 presents a diagram of a known device for compensating the input currents of a
На чертеже фиг.2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с формулой изобретения.The drawing of figure 2 presents a diagram of the inventive device in accordance with the claims.
В схеме фиг.3 приведены схемы устройства компенсации с тремя вариантами включения изолирующих p-n переходов на подложку:The diagram of figure 3 shows the scheme of the compensation device with three options for the inclusion of insulating p-n junctions on the substrate:
- фиг.3а - p-n переходы на подложку включены традиционным образом, что соответствует прототипу фиг.1;- figa - p-n transitions to the substrate are included in the traditional way, which corresponds to the prototype of figure 1;
- фиг.3б - p-n переходы на подложку включены в соответствии с формулой изобретения;- figb - pn transitions to the substrate are included in accordance with the claims;
- фиг.3в - p-n переходы на подложку отсутствуют (идеальный случай).- figv - p-n transitions to the substrate are absent (ideal case).
На чертеже фиг.4 показана температурная зависимость выходного (компенсирующего) тока Icom.1=IR1 в устройстве-прототипе при разных значениях тока I1 (40 мкА, 100 мкА, 200 мкА), который связан с численными значениями β транзисторов дифференциального каскада 1.The drawing of figure 4 shows the temperature dependence of the output (compensating) current I com.1 = I R1 in the prototype device for different values of current I 1 (40 μA, 100 μA, 200 μA), which is associated with the numerical values of β transistors of the differential stage one.
На чертеже фиг.5 показана температурная зависимость выходного (компенсирующего) тока Icom.1=IR1 в заявляемом устройстве при разных значениях тока I1 (40 мкА, 100 мкА, 200 мкА).The drawing of figure 5 shows the temperature dependence of the output (compensating) current I com.1 = I R1 in the inventive device at different current values I 1 (40 μA, 100 μA, 200 μA).
На чертеже фиг.6 показана температурная зависимость выходного (компенсирующего) тока Icom.1=IR1 в рассматриваемых устройствах фиг.3в при разных значениях тока I1 (40 мкА, 100 мкА, 200 мкА) и отсутствии изолирующих p-n переходов на подложку (идеальный вариант схемы).The drawing of Fig. 6 shows the temperature dependence of the output (compensating) current I com.1 = I R1 in the considered devices of Fig.3c for different values of the current I 1 (40 μA, 100 μA, 200 μA) and the absence of isolating pn junctions on the substrate ( ideal version of the circuit).
Устройство для компенсации статических и динамических входных токов дифференциальных каскадов на биполярных транзисторах фиг.2 содержит первый 1 и второй 2 компенсирующие транзисторы, эмиттеры которых соединены друг с другом и связаны с источником тока 3, дифференциальный каскад 4 на биполярных транзисторах с первым 5 и вторым 6 входами, связанными с коллекторами соответствующих первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, первый 7 и второй 8 закрытые изолирующие p-n переходы на подложку первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, первые выводы которых связаны с коллекторами соответствующих первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов, причем база первого 1 компенсирующего транзистора соединена с коллектором второго 2 компенсирующего транзистора, а база второго 2 компенсирующего транзистора соединена с коллектором первого 1 компенсирующего транзистора. Вторые выводы первого 7 и второго 8 закрытых изолирующих p-n переходов на подложку первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов соединены с объединенными эмиттерами первого 1 и второго 2 компенсирующих транзисторов.The device for compensating the static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors of figure 2 contains the first 1 and second 2 compensating transistors, the emitters of which are connected to each other and connected to a
Рассмотрим работу ДУ фиг.2.Consider the operation of the remote control of figure 2.
Дифференциальный каскад 4 характеризуется входными токами
где I3=2I0 - суммарный ток эмиттеров транзисторов 1, 2;where I 3 = 2I 0 is the total current of the emitters of
αi≈1 - коэффициент усиления по току эмиттера транзисторов 1, 2, связанный с β транзисторов дифференциального каскада 4.α i ≈1 is the current gain of the emitter of
В результате эквивалентные входные токи для узлов 5 и 6 уменьшаются.As a result, the equivalent input currents for
За счет соответствующего выбора тока I0 (
Компьютерное моделирование (фиг.5, фиг.6) показывает, что компенсирующие токи в предлагаемой схеме IR1=Icom.1, IR2=Icom.2 не изменяются в диапазоне температур. Для схемы-прототипа эти эффекты не характерны (фиг.4).Computer simulation (figure 5, figure 6) shows that the compensating currents in the proposed circuit I R1 = I com.1 , I R2 = I com.2 do not change in the temperature range. For the prototype circuit, these effects are not characteristic (figure 4).
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более эффективную компенсацию входных токов дифференциального каскада 4 на биполярных транзисторах.Thus, the proposed device provides a more efficient compensation of the input currents of the
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST
1. Патент RU №23463861. Patent RU No. 2346386
2. Патент RU №23463852. Patent RU No. 2346385
3. Патент RU №23936283. Patent RU No. 2393628
4. Патент RU №23943614. Patent RU No. 2394361
5. Патент RU №23943605. Patent RU No. 2394360
6. Патент RU №23966996. Patent RU No. 2396699
7. Патент RU №23966987. Patent RU No. 2396698
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011150785/08A RU2487467C1 (en) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | Apparatus for compensating for static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011150785/08A RU2487467C1 (en) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | Apparatus for compensating for static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2487467C1 true RU2487467C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011150785/08A RU2487467C1 (en) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | Apparatus for compensating for static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487467C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU978320A1 (en) * | 1981-02-12 | 1982-11-30 | Предприятие П/Я В-2119 | Differential amplifier |
US20040174216A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-09 | Viswanathan Tandur L. | Highly linear low voltage rail-to-rail input/output operational amplifier |
US6963244B1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-11-08 | Analog Devices, Inc. | Common mode linearized input stage and amplifier topology |
RU2346386C1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Differential amplifier |
RU2396698C1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Differential amplifier |
-
2011
- 2011-12-13 RU RU2011150785/08A patent/RU2487467C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU978320A1 (en) * | 1981-02-12 | 1982-11-30 | Предприятие П/Я В-2119 | Differential amplifier |
US20040174216A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-09 | Viswanathan Tandur L. | Highly linear low voltage rail-to-rail input/output operational amplifier |
US6963244B1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-11-08 | Analog Devices, Inc. | Common mode linearized input stage and amplifier topology |
RU2346386C1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Differential amplifier |
RU2396698C1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Differential amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419197C1 (en) | Differential amplifier with increased amplification factor as to voltage | |
RU2523124C1 (en) | Multi-differential operational amplifier | |
RU2487467C1 (en) | Apparatus for compensating for static and dynamic input currents of differential stages on bipolar transistors | |
RU2523947C1 (en) | Output stage of power amplifier based on complementary transistors | |
RU2321159C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2411636C1 (en) | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2412530C1 (en) | Complementary differential amplifier | |
RU2421893C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2390912C2 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2446555C2 (en) | Differential operational amplifier | |
RU2396698C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2419187C1 (en) | Cascode differential amplifier with increased zero level stability | |
RU2432667C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage | |
RU2346387C1 (en) | Low-voltage differential amplifier | |
RU2321158C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2365029C1 (en) | Cascode difference amplifier with low offset voltage | |
RU2421894C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2432666C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage | |
RU2420862C1 (en) | Differential amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2412536C1 (en) | Complementary differential amplifier | |
RU2402151C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2439783C1 (en) | Differential amplifier with higher amplification ratio by voltage | |
RU2374760C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2390914C1 (en) | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2444114C1 (en) | Operational amplifier with low-resistance load |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131214 |