RU2786941C1 - Differential cascade on complementary field-effect transistors - Google Patents

Differential cascade on complementary field-effect transistors Download PDF

Info

Publication number
RU2786941C1
RU2786941C1 RU2022123429A RU2022123429A RU2786941C1 RU 2786941 C1 RU2786941 C1 RU 2786941C1 RU 2022123429 A RU2022123429 A RU 2022123429A RU 2022123429 A RU2022123429 A RU 2022123429A RU 2786941 C1 RU2786941 C1 RU 2786941C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
field
effect transistor
output
input
source
Prior art date
Application number
RU2022123429A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Евгеньевич Чумаков
Анна Витальевна Бугакова
Николай Николаевич Прокопенко
Александр Иванович Гавлицкий
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2786941C1 publication Critical patent/RU2786941C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: differential cascade on complementary field-effect transistors is proposed, which contains the first (1) and second (2) inputs, the first (3) and second (4) current outputs aligned with the first (5) bus of the power supply, the first (6) input field-effect transistor, the second (7) bus of the power supply, first (8) auxiliary resistor, second (9) input field-effect transistor, second (10) auxiliary resistor, first (11) output field-effect transistor, second (12) output field-effect transistor, first (13) additional field-effect transistor, second (14) additional field-effect transistor.
EFFECT: invention enables to increase the steepness of the conversion of the input differential voltage into the output differential currents of the device, increasing the voltage gain.
3 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве малошумящего устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения, например, в операционных усилителях (ОУ), компараторах и т.п., в т.ч. работающих в широком диапазоне температур и воздействия радиации.The invention relates to the field of radio engineering and can be used as a low-noise device for amplifying analog signals, in the structure of analog microcircuits for various functional purposes, for example, in operational amplifiers (op-amps), comparators, etc., incl. operating in a wide range of temperatures and exposure to radiation.

Известны схемы классических дифференциальных каскадов (ДК) на полевых транзисторах с управляющим p-n переходом (JFet) [1-15], которые стали основой многих малошумящих аналоговых микросхем.Known schemes of classical differential cascades (DC) on field effect transistors with a control p-n junction (JFet) [1-15], which became the basis of many low-noise analog microcircuits.

Ближайшим прототипом (фиг. 1) заявляемого устройства является дифференциальный каскад, представленный в патенте RU 2679970, фиг. 2, 2019 г., который содержит первый 1 и второй 2 входы, первый 3 и второй 4 токовые выходы, согласованные с первой 5 шиной источника питания, первый 6 входной полевой транзистор, затвор которого соединен с первым 1 входом устройства, сток согласован со второй 7 шиной источника питания, исток связан с первым выводом первого 8 вспомогательного резистора, второй 9 входной полевой транзистор, затвор которого соединен со вторым 2 входом устройства, сток согласован со второй 7 шиной источника питания, исток связан с первым выводом второго 10 вспомогательного резистора, первый 11 выходной полевой транзистор, сток которого подключен к первому 3 токовому выходу устройства, второй 12 выходной полевой транзистор, сток которого подключен ко второму 4 токовому выходу устройства.The closest prototype (Fig. 1) of the claimed device is a differential cascade presented in patent RU 2679970, fig. 2, 2019, which contains the first 1 and second 2 inputs, the first 3 and second 4 current outputs, matched with the first 5 power supply bus, the first 6 input field-effect transistor, the gate of which is connected to the first 1 input of the device, the drain is matched with the second 7 power supply bus, the source is connected to the first terminal of the first 8 auxiliary resistor, the second 9 input field effect transistor, the gate of which is connected to the second 2 input of the device, the drain is matched with the second 7 power supply bus, the source is connected to the first terminal of the second 10 auxiliary resistor, the first 11 output field effect transistor, the drain of which is connected to the first 3 current output of the device, the second 12 output field effect transistor, the drain of which is connected to the second 4 current output of the device.

Существенный недостаток известного ДК фиг. 1 состоит в том, что при работе полевых транзисторов в микрорежиме его крутизна усиления (SДК) получается небольшой. Это отрицательно сказывается на работе микромощных устройств, например, операционных усилителей, компараторов, в которых ДК фиг.1 применяется во входных или промежуточных каскадах.A significant drawback of the known DC of FIG. 1 is that when field-effect transistors operate in micromode, its gain slope (S DC ) turns out to be small. This adversely affects the operation of micropower devices, such as operational amplifiers, comparators, in which the DC figure 1 is used in the input or intermediate stages.

Основная задача предполагаемого изобретения состоит в создании условий, при которых в ДК фиг. 2 повышается крутизна преобразования входного дифференциального напряжения в выходные дифференциальные токи устройства (SДК), что важно при работе ДК с малыми статическими токами транзисторов, в т.ч. арсенид-галлиевых полевых транзисторов [16]. В конечном итоге, это повышает коэффициент усиления по напряжению практических схем включения ДК, например, в операционных усилителях или компараторах напряжения.The main objective of the proposed invention is to create conditions under which in the DC of Fig. 2 increases the steepness of the conversion of the input differential voltage into the output differential currents of the device (S DC ), which is important when operating DC with low static currents of transistors, incl. gallium arsenide field-effect transistors [16]. Ultimately, this increases the voltage gain of practical DC switching circuits, for example, in operational amplifiers or voltage comparators.

Поставленная задача решается тем, что в дифференциальном каскаде фиг. 1, содержащем первый 1 и второй 2 входы, первый 3 и второй 4 токовые выходы, согласованные с первой 5 шиной источника питания, первый 6 входной полевой транзистор, затвор которого соединен с первым 1 входом устройства, сток согласован со второй 7 шиной источника питания, исток связан с первым выводом первого 8 вспомогательного резистора, второй 9 входной полевой транзистор, затвор которого соединен со вторым 2 входом устройства, сток согласован со второй 7 шиной источника питания, исток связан с первым выводом второго 10 вспомогательного резистора, первый 11 выходной полевой транзистор, сток которого подключен к первому 3 токовому выходу устройства, второй 12 выходной полевой транзистор, сток которого подключен ко второму 4 токовому выходу устройства, предусмотрены новые элементы и связи – исток первого 6 входного полевого транзистора соединен с затвором первого 13 дополнительного полевого транзистора, исток которого соединен с истоком первого 6 входного полевого транзистора через первый 8 вспомогательный резистор и подключен к затвору первого 11 выходного полевого транзистора, сток первого 13 дополнительного полевого транзистора соединен с истоком первого 11 выходного полевого транзистора, исток второго 9 входного полевого транзистора соединен с затвором второго 14 дополнительного полевого транзистора, исток которого соединен с истоком второго 9 входного полевого транзистора через второй 10 вспомогательный резистор и подключен к затвору второго 12 выходного полевого транзистора, сток второго 14 дополнительного полевого транзистора соединен с истоком второго 12 выходного полевого транзистора и связан со стоком первого 13 дополнительного полевого транзистора.The problem is solved by the fact that in the differential cascade of Fig. 1, containing the first 1 and second 2 inputs, the first 3 and second 4 current outputs, matched with the first 5 power supply bus, the first 6 input field-effect transistor, the gate of which is connected to the first 1 input of the device, the drain is matched with the second 7 power supply bus, the source is connected to the first terminal of the first 8 auxiliary resistor, the second 9 input field-effect transistor, the gate of which is connected to the second 2 input of the device, the drain is connected to the second 7 power supply bus, the source is connected to the first terminal of the second 10 auxiliary resistor, the first 11 output field-effect transistor, the drain of which is connected to the first 3 current output of the device, the second 12 output field-effect transistor, the drain of which is connected to the second 4 current output of the device, new elements and connections are provided - the source of the first 6 input field-effect transistor is connected to the gate of the first 13 additional field-effect transistor, the source of which is connected with the source of the first 6 input field effect transistor through the first th 8 auxiliary resistor and is connected to the gate of the first 11 output FET, the drain of the first 13 additional FET is connected to the source of the first 11 output FET, the source of the second 9 input FET is connected to the gate of the second 14 additional FET, the source of which is connected to the source of the second 9 of the input FET through the second 10 auxiliary resistor and connected to the gate of the second 12 output FET, the drain of the second 14 additional FET is connected to the source of the second 12 output FET and is connected to the drain of the first 13 additional FET.

На чертеже фиг. 1 представлена схема ДК-прототипа по патенту RU 2679970, фиг. 2, 2019 г.In the drawing of FIG. 1 shows a diagram of a DC prototype according to patent RU 2679970, fig. 2, 2019

На чертеже фиг. 2 приведена схема заявляемого дифференциального каскада в соответствии с п.1 и п. 2 формулы изобретения для случая, когда в качестве полевых транзисторов используются комплементарные полевые транзисторы с управляющим p-n переходом.In the drawing of FIG. 2 shows a diagram of the proposed differential stage in accordance with paragraph 1 and paragraph 2 of the claims for the case when complementary field-effect transistors with a control p-n junction are used as field-effect transistors.

На чертеже фиг. 3 показана схема заявляемого дифференциального каскада в соответствии с п.3 формулы изобретения для случая, когда в качестве полевых транзисторов используются комплементарные КМОП транзисторы со встроенными p и n каналами.In the drawing of FIG. 3 shows a diagram of the proposed differential stage in accordance with claim 3 of the claims for the case when complementary CMOS transistors with built-in p and n channels are used as field-effect transistors.

На чертеже фиг. 4 приведен статический режим в среде LTSpice дифференциального каскада-прототипа фиг. 1 при 27°С, резисторах R1=R2=50кОм, R4=R5=500кОм. Выбор численного значения сопротивлений R4=R5=500кОм сделан для исключения их влияния на крутизну ДК.In the drawing of FIG. 4 shows the static mode in the LTSpice environment of the prototype differential stage of FIG. 1 at 27°С, resistors R1=R2=50kΩ, R4=R5=500kΩ. The choice of the numerical value of the resistances R4=R5=500 kOhm was made to exclude their influence on the steepness of the DC.

На чертеже фиг. 5 представлена зависимость выходных токов ДК-прототипа фиг. 4 от входного напряжения при температуре 27°С и резисторах R1=R2=50кОм, из которой следует что ДК – прототип при выбранных сопротивлениях резисторов имеет крутизну усиления
Sдк ≈ 8,8 мкА/В.
In the drawing of FIG. 5 shows the dependence of the output currents of the DC prototype of FIG. 4 from the input voltage at a temperature of 27°C and resistors R1=R2=50 kOhm, from which it follows that the DC - the prototype with the selected resistances of the resistors has a gain slope
S dk ≈ 8.8 μA / V.

На чертеже фиг. 6 показана зависимость выходных токов ДК-прототипа фиг. 4 от входного напряжения при отрицательных температурах (-197°С) и резисторах R1=R2=50кОм. Здесь Sдк ≈ 8,52 мкА/В, т.е. рассматриваемая схема характеризуется слабой зависимостью Sдк от температуры.In the drawing of FIG. 6 shows the output currents of the DC prototype of FIG. 4 from the input voltage at negative temperatures (-197°С) and resistors R1=R2=50kΩ. Here S dk ≈ 8.52 μA / V, i.e. the scheme under consideration is characterized by a weak dependence of S dk on temperature.

На чертеже фиг. 7 показан статический режим в среде LTSpice заявляемого дифференциального каскада фиг. 2 при 27°С, резисторах R1=R2=50кОм. In the drawing of FIG. 7 shows the static mode in the LTSpice environment of the inventive differential stage of FIG. 2 at 27°С, resistors R1=R2=50kΩ.

На чертеже фиг. 8 приведена зависимость выходных токов заявляемого ДК фиг. 7 от входного напряжения при температуре 27°С и резисторах R1=R2=50кОм, из которой следует что крутизна усиления ДК Sдк ≈ 150 мкА/В.In the drawing of FIG. 8 shows the dependence of the output currents of the claimed DC of FIG. 7 from the input voltage at a temperature of 27°C and resistors R1=R2=50 kOhm, from which it follows that the slope of the DC amplification S DC ≈ 150 μA/V.

На чертеже фиг. 9 приведена зависимость выходных токов заявляемого ДК фиг. 7 от входного напряжения при отрицательных температура (-197°С) и резисторах R1=R2=50кОм. В данном режиме Sдк ≈ 100 мкА/В.In the drawing of FIG. 9 shows the dependence of the output currents of the claimed DC of FIG. 7 from the input voltage at negative temperatures (-197°С) and resistors R1=R2=50kΩ. In this mode, S dk ≈ 100 μA/V.

На чертеже фиг. 10 показана схема входного дифференциального каскада с умножителем крутизны усиления (фиг. 2) для случая, когда в качестве первого 6 и второго 9 входных полевых транзисторов используются JFET c p-каналом.In the drawing of FIG. 10 shows a diagram of an input differential stage with a gain multiplier (Fig. 2) for the case when JFETs with a p-channel are used as the first 6 and second 9 input FETs.

На чертеже фиг. 11 представлен пример применения входного дифференциального каскада фиг. 10 для случая, когда в качестве первого 6 и второго 9 входных транзисторов используются GaAs p-n-p биполярные транзисторы.In the drawing of FIG. 11 shows an application example of the differential input stage of FIG. 10 for the case where GaAs p-n-p bipolar transistors are used as the first 6 and second 9 input transistors.

Дифференциальный каскад на комплементарных полевых транзисторах фиг. 2 содержит первый 1 и второй 2 входы, первый 3 и второй 4 токовые выходы, согласованные с первой 5 шиной источника питания, первый 6 входной полевой транзистор, затвор которого соединен с первым 1 входом устройства, сток согласован со второй 7 шиной источника питания, исток связан с первым выводом первого 8 вспомогательного резистора, второй 9 входной полевой транзистор, затвор которого соединен со вторым 2 входом устройства, сток согласован со второй 7 шиной источника питания, исток связан с первым выводом второго 10 вспомогательного резистора, первый 11 выходной полевой транзистор, сток которого подключен к первому 3 токовому выходу устройства, второй 12 выходной полевой транзистор, сток которого подключен ко второму 4 токовому выходу устройства. Исток первого 6 входного полевого транзистора соединен с затвором первого 13 дополнительного полевого транзистора, исток которого соединен с истоком первого 6 входного полевого транзистора через первый 8 вспомогательный резистор и подключен к затвору первого 11 выходного полевого транзистора, сток первого 13 дополнительного полевого транзистора соединен с истоком первого 11 выходного полевого транзистора, исток второго 9 входного полевого транзистора соединен с затвором второго 14 дополнительного полевого транзистора, исток которого соединен с истоком второго 9 входного полевого транзистора через второй 10 вспомогательный резистор и подключен к затвору второго 12 выходного полевого транзистора, сток второго 14 дополнительного полевого транзистора соединен с истоком второго 12 выходного полевого транзистора и связан со стоком первого 13 дополнительного полевого транзистора. В схеме фиг. 2 двухполюсники Rн1 и Rн2 моделируют свойства нагрузки. The differential cascade on complementary field-effect transistors of Fig. 2 contains the first 1 and second 2 inputs, the first 3 and second 4 current outputs, matched with the first 5 power supply bus, the first 6 input field-effect transistor, the gate of which is connected to the first 1 input of the device, the drain is matched with the second 7 power supply bus, the source connected to the first output of the first 8 auxiliary resistor, the second 9 input field effect transistor, the gate of which is connected to the second 2 input of the device, the drain is matched with the second 7 power supply bus, the source is connected to the first output of the second 10 auxiliary resistor, the first 11 output field effect transistor, drain which is connected to the first 3 current output of the device, the second 12 output field-effect transistor, the drain of which is connected to the second 4 current output of the device. The source of the first 6 input field effect transistor is connected to the gate of the first 13 additional field effect transistor, the source of which is connected to the source of the first 6 input field effect transistor through the first 8 auxiliary resistor and is connected to the gate of the first 11 output field effect transistor, the drain of the first 13 additional field effect transistor is connected to the source of the first 11 output field-effect transistor, the source of the second 9 input field-effect transistor is connected to the gate of the second 14 additional field-effect transistor, the source of which is connected to the source of the second 9 input field-effect transistor through the second 10 auxiliary resistor and is connected to the gate of the second 12 output field-effect transistor, the drain of the second 14 additional field-effect transistor transistor is connected to the source of the second 12 output FET and is connected to the drain of the first 13 additional FET. In the diagram of Fig. 2 two-terminal networks R n1 and R n2 simulate the properties of the load.

На чертеже фиг. 2, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, в качестве комплементарных полевых транзисторов используются полевые транзисторы с управляющим p-n переходом.In the drawing of FIG. 2, in accordance with paragraph 2 of the claims, field-effect transistors with a control p-n junction are used as complementary field-effect transistors.

На чертеже фиг. 3, в соответствии с п. 3 формулы изобретения, в качестве комплементарных полевых транзисторов используются КМОП транзисторы со встроенными p и n каналами [17].In the drawing of FIG. 3, in accordance with paragraph 3 of the claims, CMOS transistors with built-in p and n channels are used as complementary field-effect transistors [17].

Рассмотрим работу ДК фиг. 2.Let us consider the operation of the DC of Fig. 2.

В статическом режиме, например, при подключении первого 1 и второго 2 входов ДК фиг. 2 к общей шине источников питания, статические токи истоков первого 6 и второго 9 входных полевых транзисторов, первого 11 и второго 12 выходных полевых транзисторов, первого 13 и второго 14 дополнительных полевых транзисторов определяются численными значениями идентичных сопротивлений первого 8 и второго 10 вспомогательных резисторов: In static mode, for example, when connecting the first 1 and second 2 inputs of DC Fig. 2 to a common power supply bus, the static currents of the sources of the first 6 and second 9 input field-effect transistors, the first 11 and second 12 output field-effect transistors, the first 13 and second 14 additional field-effect transistors are determined by the numerical values of the identical resistances of the first 8 and second 10 auxiliary resistors:

Figure 00000001
, (1)
Figure 00000001
, (one)

где Iиi – ток истока i-го полевого транзистора (6, 9, 11, 12, 13, 14);where I ii is the source current of the i-th field-effect transistor (6, 9, 11, 12, 13, 14);

Uзи.i – напряжение затвор-исток первого 13 и второго 14 дополнительных полевых транзисторов в рабочей точке при токе истока, равном заданному значению I0, например 200 мкА;U zi.i - gate-source voltage of the first 13 and second 14 additional field-effect transistors at the operating point at the source current equal to the specified value I 0 , for example, 200 μA;

Ri – сопротивления первого 8 и второго 10 вспомогательных резисторов. R i are the resistances of the first 8 and second 10 auxiliary resistors.

Таким образом, в схеме фиг. 2 за счет выбора идентичными сопротивлений первого 8 и второго 10 вспомогательных резисторов при известных стоко-затворных характеристиках идентичных JFET обеспечивается заданный статический режим по току, в т.ч. заданное постоянное напряжение на истоках первого 11 и второго 12 выходных полевых транзисторов: Us.11=Us.12=Uзи.6-Uзи.13-Uзи.11.Thus, in the diagram of Fig. 2 due to the choice of identical resistances of the first 8 and second 10 auxiliary resistors with known drain-gate characteristics of identical JFETs, a given static current mode is provided, incl. given constant voltage at the sources of the first 11 and second 12 output field-effect transistors: U s.11 =U s.12 =U zi.6 -U zi.13 -U zi.11 .

Если на вход 1 подается положительное приращение входного напряжения uвх относительно входа 2, то это вызывает увеличение напряжения на истоке первого 6 входного полевого транзистора (us.6), затворе первого 13 дополнительного полевого транзистора, истоке первого 13 дополнительного полевого транзистора (us.13) и затворе первого 11 выходного полевого транзистора us.13, причем:If a positive increment of the input voltage u in relative to input 2 is applied to input 1, then this causes an increase in the voltage at the source of the first 6 input field-effect transistor (u s.6 ), the gate of the first 13 additional field-effect transistor, the source of the first 13 additional field-effect transistor (u s .13 ) and the gate of the first 11 output field effect transistor u s.13 , moreover:

us.6 =us.13 ≈ us.11 ≈uвх. (2)u s.6 =u s.13 ≈ u s.11 ≈u in . (2)

Приращение напряжения на затворе первого 11 выходного полевого транзистора ug.11=us.13 вызывает уменьшение тока стока этого полевого транзистора: The voltage increment at the gate of the first 11 output FET u g.11 =u s.13 causes a decrease in the drain current of this FET:

Figure 00000002
, (3)
Figure 00000002
, (3)

где S11= S12 – крутизна стоко-затворных характеристик первого 11 и второго 12 полевых выходных транзисторов.where S 11 \u003d S 12 is the steepness of the drain-gate characteristics of the first 11 and second 12 field-effect output transistors.

Поэтому сигнал на выходе Вых.i1 (3) инвертируется относительно сигнала uвх на входе 1 устройства. При этом приращение тока is.11 (+) передается в цепь истока второго 12 выходного полевого транзистора. Поэтому напряжение на втором 4 токовом выходе устройства совпадает по фазе с напряжением uвх на входе 1 дифференциального каскада. Therefore, the signal at the output Vy.i 1 (3) is inverted relative to the signal u in at the input 1 of the device. In this case, the increment of current i s.11 (+) is transferred to the source circuit of the second 12 output field-effect transistor. Therefore, the voltage at the second 4 current output of the device is in phase with the voltage u in at the input 1 of the differential stage.

В частных случаях в качестве полевых транзисторов могут использоваться КМОП транзисторы со встроенным каналом (фиг. 3). При этом КМОП ДК фиг. 3, также как и JFet ДК фиг.2, имеет повышенную крутизну усиления дифференциального сигнала. Данное схемотехническое решение перспективно для построения операционных усилителей, реализуемых с применением КМОП транзисторов со встроенным каналом [17].In particular cases, CMOS transistors with a built-in channel can be used as field-effect transistors (Fig. 3). In this case, the CMOS DC of FIG. 3, as well as JFet DC figure 2, has an increased gain slope of the differential signal. This circuit solution is promising for the construction of operational amplifiers implemented using CMOS transistors with a built-in channel [17].

В схеме ДК на чертеже фиг. 10, соответствующей п.1 формулы изобретения, в качестве первого 6 и второго 9 входных полевых транзисторов используются JFET с p-каналом.In the DC scheme in the drawing of Fig. 10, corresponding to claim 1 of the claims, as the first 6 and second 9 input field-effect transistors, p-channel JFETs are used.

Следует отметить, что при использовании совмещенных GaAs технологических процессов первый 6 и второй 9 входные транзисторы могут быть выполнены как GaAs p-n-p биполярные транзисторы (см. фиг. 11).It should be noted that when using combined GaAs technological processes, the first 6 and second 9 input transistors can be made as GaAs p-n-p bipolar transistors (see Fig. 11).

Таким образом, заявляемый ДК имеет существенные преимущества по крутизне усиления в сравнении с ДК-прототипом, что позволяет рекомендовать его для практического использования в аналоговых схемах, содержащих, например, полевые транзисторы, в т.ч. КМОП транзисторы со встроенным каналом. Thus, the claimed DC has significant advantages in terms of gain slope in comparison with the DC prototype, which allows us to recommend it for practical use in analog circuits containing, for example, field-effect transistors, incl. CMOS transistors with built-in channel.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКREFERENCES

1. Патент RU 2710296, 2019 г.1. Patent RU 2710296, 2019

2. Авт.св. СССР 537435, 1976 г.2. Auto light USSR 537435, 1976

3. Патентная заявка RU 2020134402, 2020 г.3. Patent application RU 2020134402, 2020

4. Патент US 5.291.149, fig. 3, 1994 г.4. Patent US 5.291.149, fig. 3, 1994

5. Патент RU 2679970, fig. 2, 2019 г.5. Patent RU 2679970, fig. 2, 2019

6. Патент RU 2624565, fig. 1, 2016 г.6. Patent RU 2624565, fig. 1, 2016

7. Патент RU 2571399, fig. 2, 2014 г.7. Patent RU 2571399, fig. 2, 2014

8. Авт.св. СССР 437193, 1972 г.8. Auto. USSR 437193, 1972

9. Патентная заявка US 2006/01255222, 2006 г.9. Patent application US 2006/01255222, 2006

10. Патент US 4.121.169, fig. 5, fig. 6, 1978 г.10. Patent US 4.121.169, fig. 5, fig. 6, 1978

11. Патент US 9.668.045, 2017 г.11. Patent US 9.668.045, 2017

12. Патент US 9.888.315, 2018 г.12. Patent US 9.888.315, 2018

13. Патент US 9.167.327, 2015 г.13. Patent US 9.167.327, 2015

14. Патент EP 0293488, fig. 1, 1988 г.14. Patent EP 0293488, fig. 1, 1988

15. Патент US 5.166.553, fig. 14, 1992 г.15. Patent US 5.166.553, fig. 14, 1992

16. Shur, Michael S., “GaAs Devices and Circuits”, Springer Science+Business Media, New York, 1987, 677 p. DOI 10.1007/978-1-4899-1989-216. Shur, Michael S., “GaAs Devices and Circuits,” Springer Science+Business Media, New York, 1987, 677 p. DOI 10.1007/978-1-4899-1989-2

17. Санчес-Синенсио Эдгар, Аллен Филлип «Электронные схемы с переключаемыми конденсаторами», Издательство «Радио и связь», 1989, с. 548, рис. 8.7.9.17. Sanchez-Sinencio Edgar, Allen Phillip "Electronic Circuits with Switched Capacitors", Radio and Communication Publishing House, 1989, p. 548, fig. 8.7.9.

Claims (3)

1. Дифференциальный каскад на комплементарных полевых транзисторах, содержащий первый (1) и второй (2) входы, первый (3) и второй (4) токовые выходы, согласованные с первой (5) шиной источника питания, первый (6) входной полевой транзистор, затвор которого соединен с первым (1) входом устройства, сток согласован со второй (7) шиной источника питания, исток связан с первым выводом первого (8) вспомогательного резистора, второй (9) входной полевой транзистор, затвор которого соединен со вторым (2) входом устройства, сток согласован со второй (7) шиной источника питания, исток связан с первым выводом второго (10) вспомогательного резистора, первый (11) выходной полевой транзистор, сток которого подключен к первому (3) токовому выходу устройства, второй (12) выходной полевой транзистор, сток которого подключен ко второму (4) токовому выходу устройства, отличающийся тем, что исток первого (6) входного полевого транзистора соединен с затвором первого (13) дополнительного полевого транзистора, исток которого соединен с истоком первого (6) входного полевого транзистора через первый (8) вспомогательный резистор и подключен к затвору первого (11) выходного полевого транзистора, сток первого (13) дополнительного полевого транзистора соединен с истоком первого (11) выходного полевого транзистора, исток второго (9) входного полевого транзистора соединен с затвором второго (14) дополнительного полевого транзистора, исток которого соединен с истоком второго (9) входного полевого транзистора через второй (10) вспомогательный резистор и подключен к затвору второго (12) выходного полевого транзистора, сток второго (14) дополнительного полевого транзистора соединен с истоком второго (12) выходного полевого транзистора и связан со стоком первого (13) дополнительного полевого транзистора.1. Differential stage on complementary field-effect transistors, containing the first (1) and second (2) inputs, the first (3) and second (4) current outputs, matched with the first (5) power supply bus, the first (6) input field-effect transistor , the gate of which is connected to the first (1) input of the device, the drain is matched to the second (7) power supply bus, the source is connected to the first output of the first (8) auxiliary resistor, the second (9) input field-effect transistor, the gate of which is connected to the second (2 ) device input, the drain is matched with the second (7) power supply bus, the source is connected to the first output of the second (10) auxiliary resistor, the first (11) output field-effect transistor, the drain of which is connected to the first (3) current output of the device, the second (12 ) output field-effect transistor, the drain of which is connected to the second (4) current output of the device, characterized in that the source of the first (6) input field-effect transistor is connected to the gate of the first (13) additional field-effect transistor ra, the source of which is connected to the source of the first (6) input field-effect transistor through the first (8) auxiliary resistor and is connected to the gate of the first (11) output field-effect transistor, the drain of the first (13) additional field-effect transistor is connected to the source of the first (11) output field-effect transistor transistor, the source of the second (9) input field-effect transistor is connected to the gate of the second (14) additional field-effect transistor, the source of which is connected to the source of the second (9) input field-effect transistor through the second (10) auxiliary resistor and is connected to the gate of the second (12) output field-effect transistor transistor, the drain of the second (14) additional field effect transistor is connected to the source of the second (12) output field effect transistor and is connected to the drain of the first (13) additional field effect transistor. 2. Дифференциальный каскад на комплементарных полевых транзисторах по п. 1, отличающийся тем, что в качестве комплементарных полевых транзисторов используются полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом.2. Differential cascade on complementary field-effect transistors according to claim 1, characterized in that field-effect transistors with a control p-n junction are used as complementary field-effect transistors. 3. Дифференциальный каскад на комплементарных полевых транзисторах по п. 1, отличающийся тем, что в качестве комплементарных полевых транзисторов используются КМОП-транзисторы со встроенными p и n каналами.3. Differential cascade on complementary field-effect transistors according to claim 1, characterized in that CMOS transistors with built-in p and n channels are used as complementary field-effect transistors.
RU2022123429A 2022-09-01 Differential cascade on complementary field-effect transistors RU2786941C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786941C1 true RU2786941C1 (en) 2022-12-26

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820562C1 (en) * 2023-12-25 2024-06-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Gallium arsenide operational amplifier with high gain and low level of systematic component of zero offset voltage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291149A (en) * 1992-03-30 1994-03-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Operational amplifier
RU2331971C1 (en) * 2007-05-14 2008-08-20 ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) Differential amplifier with extended rating of operation
RU2421892C1 (en) * 2010-05-04 2011-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Differential amplifier with paraphase output
RU2679970C1 (en) * 2018-06-07 2019-02-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Differential amplifier on complimentary field transistors with controlled voltage limitations of passage characteristics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291149A (en) * 1992-03-30 1994-03-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Operational amplifier
RU2331971C1 (en) * 2007-05-14 2008-08-20 ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) Differential amplifier with extended rating of operation
RU2421892C1 (en) * 2010-05-04 2011-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Differential amplifier with paraphase output
RU2679970C1 (en) * 2018-06-07 2019-02-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Differential amplifier on complimentary field transistors with controlled voltage limitations of passage characteristics

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820562C1 (en) * 2023-12-25 2024-06-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Gallium arsenide operational amplifier with high gain and low level of systematic component of zero offset voltage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3152922B2 (en) Current mirror circuit
US6147550A (en) Methods and apparatus for reliably determining subthreshold current densities in transconducting cells
US7336133B2 (en) Buffered cascode current mirror
CN116009641B (en) Current mirror circuit, protection circuit, bias circuit and electronic equipment
JP2008288900A (en) Differential amplifier
US5801523A (en) Circuit and method of providing a constant current
US7265622B1 (en) Differential difference amplifier
RU2710917C1 (en) Analogue microcircuit output cascade on complementary field-effect transistors with control p-n junction
US20020171486A1 (en) High gain, high bandwidth, fully differential amplifier
Pennisi et al. Frequency compensation scheme for a full GaN OpAmp driving 1-nF load
RU2741056C1 (en) Radiation-resistant and low-temperature operational amplifier on complementary field-effect transistors
RU2786941C1 (en) Differential cascade on complementary field-effect transistors
RU2736548C1 (en) Degenerative-type voltage stabilizer on field-effect transistors for operation at low temperatures
RU2346388C1 (en) Differential amplifier
RU2741055C1 (en) Operational amplifier with "floating" input differential cascade on complementary field-effect transistors with control p-n junction
US9246455B2 (en) Three stage amplifier
US20210250006A1 (en) Output pole-compensated operational amplifier
RU2710846C1 (en) Composite transistor based on complementary field-effect transistors with control p-n junction
RU2770912C1 (en) Differential amplifier on arsenide-gallium field-effect transistors
US20050110470A1 (en) Analog level shifter
RU2770915C1 (en) Differential amplifier with increased slope on field-effect transistors
RU2792710C1 (en) Multichannel differential amplifier based on gallium arsenide field-effect and bipolar transistors
US20200218304A1 (en) Butterfly Universal Temperature Profile
KR100744229B1 (en) Integrated dynamic memory with differential amplifier
US6831501B1 (en) Common-mode controlled differential gain boosting