RU2788499C1 - Gallium arsenide differential voltage-current converter - Google Patents

Gallium arsenide differential voltage-current converter Download PDF

Info

Publication number
RU2788499C1
RU2788499C1 RU2022107319A RU2022107319A RU2788499C1 RU 2788499 C1 RU2788499 C1 RU 2788499C1 RU 2022107319 A RU2022107319 A RU 2022107319A RU 2022107319 A RU2022107319 A RU 2022107319A RU 2788499 C1 RU2788499 C1 RU 2788499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
effect transistor
input
additional
field
source
Prior art date
Application number
RU2022107319A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Матвеевич Савченко
Николай Николаевич Прокопенко
Алексей Андреевич Жук
Андрей Анатольевич Пронин
Дмитрий Геннадьевич Дроздов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Центр инновационных разработок ВАО"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Центр инновационных разработок ВАО" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Центр инновационных разработок ВАО"
Application granted granted Critical
Publication of RU2788499C1 publication Critical patent/RU2788499C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as an analogue signal amplification and conversion element in the structure of gallium arsenide microcircuits for various functional purposes. Gallium arsenide differential voltage-current converter comprises a first input (1) and a second input (2), as well as a first (3) and a second (4) current outputs; a first (5) and a second (6) input field-effect transistors, the joint sources whereof are linked with the first (7) bus of the power supply unit via the first (8) reference current source; a first (9) and a second (10) auxiliary resistors, wherein the first (3) and the second (4) current outputs are matched with the second (11) bus of the power supply unit, the gate of the first (5) input field-effect transistor is linked with the first (1) input of the apparatus, and the gate of the second (6) input field-effect transistor is linked with the second (2) input of the apparatus. The drain of the first (5) input field-effect transistor is linked with the gate of the first (12) additional field-effect transistor and is linked with the source of the first (12) additional field-effect transistor and the gate of the second (13) additional field-effect transistor via the first (9) auxiliary resistor; the drain of the second (13) additional field-effect transistor is linked with the first (3) current output of the apparatus; the source of the second (13) additional field-effect transistor is connected to the drain of the first (12) additional field-effect transistor; the drain of the second (6) input field-effect transistor is linked with the gate of the third (14) additional field-effect transistor and is linked with the source of the third (14) additional field-effect transistor and the gate of the fourth (15) additional field-effect transistor via the second (10) auxiliary resistor; the drain of the fourth (15) additional field-effect transistor is connected to the second (4) current output of the apparatus, and the source thereof is linked with the drain of the third (14) additional field-effect transistor; the first (8) reference current source is made in the form of an input-controlled (16) inverting reference current source; the sources of the second (13) and the fourth (15) additional field-effect transistors are linked with the emitter of the additional bipolar transistor (17) with the base connected to a bias voltage source (18) and the collector linked with the control input (16) of the reference current source (8).
EFFECT: increase in the gain slope of the differential converter without a significant increase in the total static current consumption of GaAs transistors.
3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве элемента усиления и преобразования аналоговых сигналов, в структуре арсенид-галлиевых микросхем различного функционального назначения.The invention relates to the field of radio engineering and communications and can be used as an element for amplifying and converting analog signals in the structure of gallium arsenide microcircuits for various functional purposes.

В микросхемах для систем связи, радиолокации и измерительной техники находят широкое применение различные модификации преобразователей «напряжение-ток» (ПНТ), которые реализуются на практике в виде классических [1-4] или каскодных [5-10] дифференциальных каскадов разных модификаций и на разных технологических процессах.In microcircuits for communication systems, radar and measuring equipment, various modifications of voltage-to-current converters (VTS) are widely used, which are implemented in practice in the form of classical [1-4] or cascode [5-10] differential cascades of various modifications and on different technological processes.

Особую актуальность имеют схемотехнические решения для GaAs технологии [11, 12]. Сегодня GaAs полевые транзисторы незаменимы в СВЧ дифференциальных каскадах и усилителях как общего, так и специального назначения, где особую роль играют малый уровень шумов и надежность.Of particular relevance are circuit solutions for GaAs technology [11, 12]. Today, GaAs field-effect transistors are indispensable in microwave differential stages and amplifiers for both general and special purposes, where low noise and reliability play a special role.

Ближайшим прототипом (фиг. 1) заявляемого устройства является схема дифференциального преобразователя «напряжение-ток» на основе дифференциального каскада по патенту US 5.291.149, fig.4, 1994 г., который также присутствует в патентах RU 284473, fig. 1, 2020 г. и US 3.873.933, fig. 2, 1975 г.. Известный ПНТ содержит первый 1 и второй 2 входы, а также первый 3 и второй 4 токовые выходы, первый 5 и второй 6 входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой 7 шиной источника питания через первый 8 источник опорного тока, первый 9 и второй 10 вспомогательные резисторы, причем первый 3 и второй 4 токовые выходы согласованы со второй 11 шиной источника питания, затвор первого 5 входного полевого транзистора соединен с первым 1 входом устройства, затвор второго 6 входного полевого транзистора связан со вторым 2 входом устройства.The closest prototype (Fig. 1) of the claimed device is a differential voltage-current converter circuit based on a differential stage according to US patent 5.291.149, fig.4, 1994, which is also present in patents RU 284473, fig. 1, 2020 and US 3.873.933, fig. 2, 1975. The well-known PNT contains the first 1 and second 2 inputs, as well as the first 3 and second 4 current outputs, the first 5 and second 6 input field-effect transistors, the combined sources of which are connected to the first 7 power supply bus through the first 8 reference source current, the first 9 and second 10 auxiliary resistors, the first 3 and second 4 current outputs are matched with the second 11 power supply bus, the gate of the first 5 input FET is connected to the first 1 input of the device, the gate of the second 6 input FET is connected to the second 2 input devices.

Существенный недостаток известного дифференциального преобразователя «напряжение-ток», архитектура которого представлена на чертеже фиг. 1, состоит в том, что при работе входных арсенид-галлиевых транзисторов 5 и 6 в режиме микротоков он имеет малое значения крутизны усиления, оказывающей существенное влияние на многие параметры аналоговых микросхем.A significant drawback of the known differential converter "voltage-current", the architecture of which is shown in the drawing of Fig. 1 is that when the input gallium arsenide transistors 5 and 6 operate in the microcurrent mode, it has a low gain slope, which has a significant effect on many parameters of analog microcircuits.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в увеличении крутизны усиления дифференциального преобразователя без существенного повышения общего статического токопотребления GaAs транзисторов.The main objective of the present invention is to increase the gain slope of the differential converter without significantly increasing the overall static current consumption of GaAs transistors.

Поставленная задача решается тем, что в дифференциальном преобразователе «напряжение-ток» фиг. 1, содержащем первый 1 и второй 2 входы, а также первый 3 и второй 4 токовые выходы, первый 5 и второй 6 входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой 7 шиной источника питания через первый 8 источник опорного тока, первый 9 и второй 10 вспомогательные резисторы, причем первый 3 и второй 4 токовые выходы согласованы со второй 11 шиной источника питания, затвор первого 5 входного полевого транзистора соединен с первым 1 входом устройства, затвор второго 6 входного полевого транзистора связан со вторым 2 входом устройства, предусмотрены новые элементы и связи - сток первого 5 входного полевого транзистора соединен с затвором первого 12 дополнительного полевого транзистора и связан с истоком первого 12 дополнительного полевого транзистора и затвором второго 13 дополнительного полевого транзистора через первый 9 вспомогательный резистор, сток второго 13 дополнительного полевого транзистора соединен с первым 3 токовым выходом устройства, исток второго 13 дополнительного полевого транзистора подключен к стоку первого 12 дополнительного полевого транзистора, сток второго 6 входного полевого транзистора соединен с затвором третьего 14 дополнительного полевого транзистора и связан с истоком третьего 14 дополнительного полевого транзистора и затвором четвертого 15 дополнительного полевого транзистора через второй 10 вспомогательный резистор, сток четвертого 15 дополнительного полевого транзистора подключен ко второму 4 токовому выходу устройства, а его исток связан со стоком третьего 14 дополнительного полевого транзистора, первый 8 источник опорного тока выполнен в виде управляемого по входу 16 инвертирующего источника опорного тока, истоки второго 13 и четвертого 15 дополнительных полевых транзисторов связаны с эмиттером дополнительного биполярного транзистора 17, база которого подключена к источнику напряжения смещения 18, а коллектор соединен с управляющим входом 16 источника опорного тока 8.The problem is solved by the fact that in the differential converter "voltage-current" Fig. 1, containing the first 1 and second 2 inputs, as well as the first 3 and second 4 current outputs, the first 5 and second 6 input field-effect transistors, the combined sources of which are connected to the first 7 power supply bus through the first 8 reference current source, the first 9 and second 10 auxiliary resistors, the first 3 and second 4 current outputs are matched with the second 11 power supply bus, the gate of the first 5 input field-effect transistor is connected to the first 1 input of the device, the gate of the second 6 input field-effect transistor is connected to the second 2 input of the device, new elements and connections - the drain of the first 5 input field-effect transistor is connected to the gate of the first 12 additional field-effect transistor and is connected to the source of the first 12 additional field-effect transistor and the gate of the second 13 additional field-effect transistor through the first 9 auxiliary resistor, the drain of the second 13 additional field-effect transistor is connected to the first 3 current output device, the source of the second 13 will complement of the left field effect transistor is connected to the drain of the first 12 additional field effect transistor, the drain of the second 6 input field effect transistor is connected to the gate of the third 14 additional field effect transistor and is connected to the source of the third 14 additional field effect transistor and the gate of the fourth 15 additional field effect transistor through the second 10 auxiliary resistor, the drain of the fourth 15 additional field effect transistor is connected to the second 4 current output of the device, and its source is connected to the drain of the third 14 additional field effect transistor, the first 8 reference current source is made in the form of an inverting reference current source controlled by the input 16, the sources of the second 13 and fourth 15 additional field effect transistors connected to the emitter of an additional bipolar transistor 17, the base of which is connected to the bias voltage source 18, and the collector is connected to the control input 16 of the reference current source 8.

На чертеже фиг. 1 приведена схема дифференциального преобразователя - прототипа.In the drawing of FIG. 1 shows a diagram of a differential converter - a prototype.

На чертеже фиг. 2 представлена схема дифференциального преобразователя - прототипа в среде LTspice на моделях арсенид-галлиевых транзисторов.In the drawing of FIG. Figure 2 shows a differential converter circuit - a prototype in the LTspice environment on models of gallium arsenide transistors.

На чертеже фиг. 3 показаны проходные характеристики дифференциального преобразователя-прототипа фиг. 2.In the drawing of FIG. 3 shows the flow characteristics of the prototype differential converter of FIG. 2.

На чертеже фиг. 4 приведена схема заявляемого дифференциального преобразователя «напряжение-ток» в соответствии с п. 1 и п. 2 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 4 shows a diagram of the proposed differential converter "voltage-current" in accordance with paragraph 1 and paragraph 2 of the claims.

На чертеже фиг. 5 представлена схема заявляемого дифференциального преобразователя «напряжение-ток» в соответствии с п. 3 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 5 shows a diagram of the proposed differential converter "voltage-current" in accordance with paragraph 3 of the claims.

На чертеже фиг. 6 показана схема заявляемого дифференциального преобразователя «напряжение-ток» в соответствии с п. 2 формулы изобретения для случая, когда первый 8 источник опорного тока выполнен на основе дифференциального каскада на транзисторах 26, 27, резисторах 28, 29 и р-n переходах 30, 31.In the drawing of FIG. 6 shows a diagram of the inventive differential converter "voltage-current" in accordance with paragraph 2 of the claims for the case when the first 8 reference current source is made on the basis of a differential stage on transistors 26, 27, resistors 28, 29 and p-n junctions 30, 31.

На чертеже фиг. 7 приведена схема заявляемого дифференциального преобразователя «напряжение-ток» фиг. 5 в среде моделирования LTspice.In the drawing of FIG. 7 shows a diagram of the proposed differential converter "voltage-current" Fig. 5 in the LTspice simulation environment.

На чертеже фиг. 8 представлены проходные характеристики дифференциального преобразователя «напряжение-ток» фиг. 7.In the drawing of FIG. 8 shows the flow characteristics of the differential voltage-to-current converter of FIG. 7.

Моделирование, представленное на чертежах фиг. 3, фиг. 7, фиг. 8, проводилось на моделях РНЕМТ полевых и pnp биполярных транзисторов (НТВ), изготовленных в Минском научно-исследовательском институте радиоматериалов (г. Минск).The simulation shown in the drawings of FIG. 3, fig. 7, fig. 8 was carried out on RNEMT models of field-effect and pnp bipolar transistors (NTV) manufactured at the Minsk Research Institute of Radio Materials (Minsk).

Арсенид-галлиевый дифференциальный преобразователь «напряжение-ток» фиг. 2 содержит первый 1 и второй 2 входы, а так же первый 3 и второй 4 токовые выходы, первый 5 и второй 6 входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой 7 шиной источника питания через первый 8 источник опорного тока, первый 9 и второй 10 вспомогательные резисторы, причем первый 3 и второй 4 токовые выходы согласованы со второй 11 шиной источника питания, затвор первого 5 входного полевого транзистора соединен с первым 1 входом устройства, затвор второго 6 входного полевого транзистора связан со вторым 2 входом устройства. Сток первого 5 входного полевого транзистора соединен с затвором первого 12 дополнительного полевого транзистора и связан с истоком первого 12 дополнительного полевого транзистора и затвором второго 13 дополнительного полевого транзистора через первый 9 вспомогательный резистор, сток второго 13 дополнительного полевого транзистора соединен с первым 3 токовым выходом устройства, исток второго 13 дополнительного полевого транзистора подключен к стоку первого 12 дополнительного полевого транзистора, сток второго 6 входного полевого транзистора соединен с затвором третьего 14 дополнительного полевого транзистора и связан с истоком третьего 14 дополнительного полевого транзистора и затвором четвертого 15 дополнительного полевого транзистора через второй 10 вспомогательный резистор, сток четвертого 15 дополнительного полевого транзистора подключен ко второму 4 токовому выходу устройства, а его исток связан со стоком третьего 14 дополнительного полевого транзистора, первый 8 источник опорного тока выполнен в виде управляемого по входу 16 инвертирующего источника опорного тока, истоки второго 13 и четвертого 15 дополнительных полевых транзисторов связаны с эмиттером дополнительного биполярного транзистора 17, база которого подключена к источнику напряжения смещения 18, а коллектор соединен с управляющим входом 16 источника опорного тока 8.Gallium arsenide differential converter "voltage-current" Fig. 2 contains the first 1 and second 2 inputs, as well as the first 3 and second 4 current outputs, the first 5 and second 6 input field-effect transistors, the combined sources of which are connected to the first 7 power supply bus through the first 8 reference current source, the first 9 and second 10 auxiliary resistors, the first 3 and second 4 current outputs are matched with the second 11 power supply bus, the gate of the first 5 input field-effect transistor is connected to the first 1 input of the device, the gate of the second 6 input field-effect transistor is connected to the second 2 input of the device. The drain of the first 5 input FET is connected to the gate of the first 12 additional FET and is connected to the source of the first 12 additional FET and the gate of the second 13 additional FET through the first 9 auxiliary resistor, the drain of the second 13 additional FET is connected to the first 3 current output of the device, the source of the second 13 additional field-effect transistor is connected to the drain of the first 12 additional field-effect transistor, the drain of the second 6 input field-effect transistor is connected to the gate of the third 14 additional field-effect transistor and is connected to the source of the third 14 additional field-effect transistor and the gate of the fourth 15 additional field-effect transistor through the second 10 auxiliary resistor , the drain of the fourth 15 additional field effect transistor is connected to the second 4 current output of the device, and its source is connected to the drain of the third 14 additional field effect transistor, the first 8 reference source The current is made in the form of an inverting reference current source controlled by the input 16, the sources of the second 13 and the fourth 15 additional field-effect transistors are connected to the emitter of an additional bipolar transistor 17, the base of which is connected to the bias voltage source 18, and the collector is connected to the control input 16 of the reference current source 8 .

На чертеже фиг. 4, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, истоки второго 13 и четвертого 15 дополнительных полевых транзисторов связаны с эмиттером дополнительного биполярного транзистора 17 через вспомогательный резистор 19.In the drawing of FIG. 4, in accordance with paragraph 2 of the claims, the sources of the second 13 and fourth 15 additional field-effect transistors are connected to the emitter of the additional bipolar transistor 17 through an auxiliary resistor 19.

На чертеже фиг. 5, в соответствии с п. 3 формулы изобретения, исток второго 13 дополнительного полевого транзистора связан с эмиттером дополнительного биполярного транзистора 17 через третий 20 дополнительный резистор, а исток четвертого 15 дополнительного полевого транзистора связан с эмиттером дополнительного биполярного транзистора 17 через четвертый 21 дополнительный резистор.In the drawing of FIG. 5, in accordance with paragraph 3 of the claims, the source of the second 13 additional field-effect transistor is connected to the emitter of the additional bipolar transistor 17 through the third 20 additional resistor, and the source of the fourth 15 additional field-effect transistor is connected to the emitter of the additional bipolar transistor 17 through the fourth 21 additional resistor.

В схеме фиг. 4 резисторы Rн1 и Rн2 моделируют свойства нагрузки, которая подключается к токовым выходам 3 и 4.In the diagram of Fig. 4 resistors R n1 and R n2 simulate the properties of the load, which is connected to the current outputs 3 and 4.

В частном случае на чертеже фиг. 5 первый 8 управляемый источник опорного тока выполнен на полевых транзисторах 22, 23 и содержит резисторы 24 и 25.In a particular case, in the drawing of Fig. 5, the first 8 controlled reference current source is made on field-effect transistors 22, 23 and contains resistors 24 and 25.

На чертеже фиг. 6 первый 8 источник опорного тока выполнен на основе дифференциального каскада на транзисторах 26, 27, резисторах 28, 29 и р-n переходах 30, 31.In the drawing of FIG. 6, the first 8 reference current source is made on the basis of a differential stage based on transistors 26, 27, resistors 28, 29 and p-n junctions 30, 31.

Рассмотрим работу заявляемого устройства фиг. 4.Consider the operation of the claimed device of Fig. four.

Статический режим ПНТ фиг. 4 по напряжению на истоках второго 13 и четвертого 15 дополнительных полевых транзисторов определяется падением напряжения на вспомогательном резисторе 19, напряжением эмиттер-база дополнительного биполярного транзистора 17, а также источником напряжения смещения 18. При этом токи истоков первого 5 и второго 6 входных полевых транзисторов зависят от выбранных значений опорного тока I0 *, который рекомендуется выбирать в диапазоне не более ддесятков микроампер, а также коэффициента передачи по току первого 8 управляемого источника опорного тока.The static mode of the PNT of FIG. 4, the voltage at the sources of the second 13 and fourth 15 additional field-effect transistors is determined by the voltage drop across the auxiliary resistor 19, the emitter-base voltage of the additional bipolar transistor 17, and also by the bias voltage source 18. In this case, the currents of the sources of the first 5 and second 6 input field-effect transistors depend from the selected values of the reference current I 0 * , which is recommended to be selected in the range of not more than tens of microamperes, as well as the current transfer coefficient of the first 8 controlled reference current source.

В схеме фиг. 4 стоки первого 5 и второго 6 входных полевых транзисторов являются высокоимпедансными узлами, что положительно сказывается на коэффициенте усиления по напряжению от первого 1 входа устройства на стоки первого 5 и второго 6 входных полевых транзисторов. Если на первый 1 вход подается положительное напряжение относительно второго 2 входа, то это вызывает уменьшение напряжения на стоке первого 5 входного полевого транзистора, которое передается в исток первого 12 дополнительного полевого транзистора и далее на затвор второго 13 дополнительного полевого транзистора. При этом напряжение на стоке второго 6 входного полевого транзистора, затворе третьего 14 дополнительного полевого транзистора, истоке третьего 14 дополнительного полевого транзистора, затворе четвертого 15 дополнительного полевого транзистора увеличивается. Таким образом, второй 13 и четвертый 15 дополнительные полевые транзисторы работают как дополнительный дифференциальный каскад усиления, что повышает общую эквивалентную крутизну ПНТ по первому 3 и второму 4 выходам. Данные выводы подтверждатся графиками фиг. 3 и фиг. 8. Так, в схеме ПНТ-прототипа фиг. 1 напряжение ограничения проходной характеристики превышает 500 мВ (фиг. 2). В заявляемом устройстве граничное напряжение ПНТ лежит в диапазоне 6-10 мВ при таких же выходных статическом токах (фиг. 8). Поэтому крутизна усиления схемы ПНТ фиг. 7 выше чем крутизна ПНТ-прототипа более чем в 50 раз, что положительно сказывается на параметрах арсенид-галлиевых микросхем с предлагаемым ПНТ.In the diagram of Fig. 4, the drains of the first 5 and second 6 input field-effect transistors are high-impedance nodes, which has a positive effect on the voltage gain from the first 1 input of the device to the drains of the first 5 and second 6 input field-effect transistors. If a positive voltage is applied to the first 1 input relative to the second 2 input, this causes a decrease in the voltage at the drain of the first 5 input FET, which is transmitted to the source of the first 12 additional FET and then to the gate of the second 13 additional FET. The voltage at the drain of the second 6 input FET, the gate of the third 14 additional FET, the source of the third 14 additional FET, the gate of the fourth 15 additional FET increases. Thus, the second 13 and fourth 15 additional field-effect transistors work as an additional differential amplification stage, which increases the total equivalent slope of the PNT for the first 3 and second 4 outputs. These conclusions are confirmed by the graphs of Fig. 3 and FIG. 8. So, in the scheme of the PNT prototype of FIG. 1, the forward limiting voltage exceeds 500 mV (FIG. 2). In the claimed device, the boundary voltage of the PNT lies in the range of 6-10 mV at the same output static currents (Fig. 8). Therefore, the gain slope of the PNT circuit of FIG. 7 is higher than the steepness of the PNT prototype by more than 50 times, which has a positive effect on the parameters of gallium arsenide microcircuits with the proposed PNT.

Таким образом, заявляемое устройство имеет существенные преимущества в сравнении с ПНТ-прототипом по крутизне усиления.Thus, the inventive device has significant advantages in comparison with the PNT prototype in terms of gain slope.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКREFERENCES

1. Патент US 6.531.919, fig. 1, fig.4, 2003 г. 1. Patent US 6.531.919, fig. 1, fig.4, 2003

2. Патент US 5.083.046, 1992 г. 2. Patent US 5.083.046, 1992

3. Патент US 5.367.271, 1994 г. 3. Patent US 5.367.271, 1994

4. Патент US 5.648.743, fig. 23, 19974. Patent US 5.648.743, fig. 23, 1997

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

6. Патент SU 437193, 1974 г. 6. Patent SU 437193, 1974

7. Патент SU 1385225, 1988 г. 7. Patent SU 1385225, 1988

8. Патент US 5.210.505, fig. 4, 1993 г. 8. Patent US 5.210.505, fig. 4, 1993

9. Патент US 9.167.327, 2015 г.9. Patent US 9.167.327, 2015

10. Патент US 9.888.315, 2018 г. 10. Patent US 9.888.315, 2018

11. В. Bernhardt, М. LaMacchia, J. Abrokwah and others, «Complementary GaAs(CGaAs): a high performance BiCMOS alternative», GaAs IC Symposium IEEE Gallium Arsenide Integrated Circuit Symposium 17th Annual Technical Digest 1995, pp. 1-4, DOI: 10.1109/GAAS.1995.528953.11. B. Bernhardt, M. LaMacchia, J. Abrokwah and others, "Complementary GaAs(CGaAs): a high performance BiCMOS alternative", GaAs IC Symposium IEEE Gallium Arsenide Integrated Circuit Symposium 17th Annual Technical Digest 1995, pp. 1-4, DOI: 10.1109/GAAS.1995.528953.

12. A. Bessemoulin, J. Dishong, G. Clark and others, «1 watt broad Ka-band ultra small high power amplifier MMICs using 0.25-/spl mu/m GaAs PHEMTs», 24th Annual Technical Digest Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs IC) Symposium, pp. 1-4, DOI: 10.1109/GAAS.2002.1049025.12. A. Bessemoulin, J. Dishong, G. Clark and others, "1 watt broad Ka-band ultra small high power amplifier MMICs using 0.25-/spl mu/m GaAs PHEMTs", 24th Annual Technical Digest Gallium Arsenide Integrated Circuit ( GaAs IC) Symposium, pp. 1-4, DOI: 10.1109/GAAS.2002.1049025.

Claims (3)

1. Арсенид-галлиевый дифференциальный преобразователь «напряжение-ток», содержащий первый (1) и второй (2) входы, а также первый (3) и второй (4) токовые выходы, первый (5) и второй (6) входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой (7) шиной источника питания через первый (8) источник опорного тока, первый (9) и второй (10) вспомогательные резисторы, причем первый (3) и второй (4) токовые выходы согласованы со второй (11) шиной источника питания, затвор первого (5) входного полевого транзистора соединен с первым (1) входом устройства, затвор второго (6) входного полевого транзистора связан со вторым (2) входом устройства, отличающийся тем, что сток первого (5) входного полевого транзистора соединен с затвором первого (12) дополнительного полевого транзистора и связан с истоком первого (12) дополнительного полевого транзистора и затвором второго (13) дополнительного полевого транзистора через первый (9) вспомогательный резистор, сток второго (13) дополнительного полевого транзистора соединен с первым (3) токовым выходом устройства, исток второго (13) дополнительного полевого транзистора подключен к стоку первого (12) дополнительного полевого транзистора, сток второго (6) входного полевого транзистора соединен с затвором третьего (14) дополнительного полевого транзистора и связан с истоком третьего (14) дополнительного полевого транзистора и затвором четвертого (15) дополнительного полевого транзистора через второй (10) вспомогательный резистор, сток четвертого (15) дополнительного полевого транзистора подключен ко второму (4) токовому выходу устройства, а его исток связан со стоком третьего (14) дополнительного полевого транзистора, первый (8) источник опорного тока выполнен в виде управляемого по входу (16) инвертирующего источника опорного тока, истоки второго (13) и четвертого (15) дополнительных полевых транзисторов связаны с эмиттером дополнительного биполярного транзистора (17), база которого подключена к источнику напряжения смещения (18), а коллектор соединен с управляющим входом (16) источника опорного тока (8).1. Gallium arsenide voltage-to-current differential converter containing the first (1) and second (2) inputs, as well as the first (3) and second (4) current outputs, the first (5) and second (6) input field transistors, the combined sources of which are connected to the first (7) power supply bus through the first (8) reference current source, the first (9) and second (10) auxiliary resistors, the first (3) and second (4) current outputs being matched with the second (11) power supply bus, the gate of the first (5) input FET is connected to the first (1) input of the device, the gate of the second (6) input FET is connected to the second (2) input of the device, characterized in that the drain of the first (5) of the input field effect transistor is connected to the gate of the first (12) additional field effect transistor and is connected to the source of the first (12) additional field effect transistor and the gate of the second (13) additional field effect transistor through the first (9) auxiliary resistor, the drain of the second (13) additional th field-effect transistor is connected to the first (3) current output of the device, the source of the second (13) additional field-effect transistor is connected to the drain of the first (12) additional field-effect transistor, the drain of the second (6) input field-effect transistor is connected to the gate of the third (14) additional field-effect transistor and is connected to the source of the third (14) additional field effect transistor and the gate of the fourth (15) additional field effect transistor through the second (10) auxiliary resistor, the drain of the fourth (15) additional field effect transistor is connected to the second (4) current output of the device, and its source is connected with the drain of the third (14) additional field-effect transistor, the first (8) reference current source is made in the form of an inverting reference current source controlled by the input (16), the sources of the second (13) and fourth (15) additional field-effect transistors are connected to the emitter of the additional bipolar transistor (17), the base of which is connected to a source of bias voltage i (18), and the collector is connected to the control input (16) of the reference current source (8). 2. Арсенид-галлиевый дифференциальный преобразователь «напряжение-ток» по п. 1, отличающийся тем, что истоки второго (13) и четвертого (15) дополнительных полевых транзисторов связаны с эмиттером дополнительного биполярного транзистора (17) через вспомогательный резистор (19).2. Gallium arsenide voltage-to-current differential converter according to claim 1, characterized in that the sources of the second (13) and fourth (15) additional field-effect transistors are connected to the emitter of the additional bipolar transistor (17) through an auxiliary resistor (19). 3. Арсенид-галлиевый дифференциальный преобразователь «напряжение-ток» по п. 1, отличающийся тем, что исток второго (13) дополнительного полевого транзистора связан с эмиттером дополнительного биполярного транзистора (17) через третий (20) дополнительный резистор, а исток четвертого (15) дополнительного полевого транзистора связан с эмиттером дополнительного биполярного транзистора (17) через четвертый (21) дополнительный резистор.3. Gallium arsenide differential voltage-to-current converter according to claim 1, characterized in that the source of the second (13) additional field-effect transistor is connected to the emitter of the additional bipolar transistor (17) through the third (20) additional resistor, and the source of the fourth ( 15) of the additional field effect transistor is connected to the emitter of the additional bipolar transistor (17) through the fourth (21) additional resistor.
RU2022107319A 2022-03-18 Gallium arsenide differential voltage-current converter RU2788499C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788499C1 true RU2788499C1 (en) 2023-01-20

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5367271A (en) * 1993-02-03 1994-11-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Quadrature modulator having phase shift and amplitude compensation circuits
US6531919B1 (en) * 2002-06-28 2003-03-11 Analog Devices, Inc. Phase inversion prevention circuit for an operational amplifier input stage
RU2388139C1 (en) * 2008-09-08 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Cascode differential amplifier with controlled gain
US9888315B1 (en) * 2009-10-09 2018-02-06 Cloud Microphones, LLC. Microphone with rounded magnet motor assembly, backwave chamber, and phantom powered JFET circuit
RU2739213C1 (en) * 2020-06-08 2020-12-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) Broadband voltage-to-current converter on field-effect transistors with control p-n junction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5367271A (en) * 1993-02-03 1994-11-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Quadrature modulator having phase shift and amplitude compensation circuits
US6531919B1 (en) * 2002-06-28 2003-03-11 Analog Devices, Inc. Phase inversion prevention circuit for an operational amplifier input stage
RU2388139C1 (en) * 2008-09-08 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Cascode differential amplifier with controlled gain
US9888315B1 (en) * 2009-10-09 2018-02-06 Cloud Microphones, LLC. Microphone with rounded magnet motor assembly, backwave chamber, and phantom powered JFET circuit
RU2739213C1 (en) * 2020-06-08 2020-12-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) Broadband voltage-to-current converter on field-effect transistors with control p-n junction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101451455B1 (en) Multimode amplifier for operation in linear and saturated modes
Hosticka Improvement of the gain of MOS amplifiers
US20030112072A1 (en) Exponential function generator embodied by using a CMOS process and variable gain amplifier employing the same
KR20020035324A (en) Differential amplifier
CN113193841A (en) Amplifier bias circuit with enable control
US4433303A (en) Push-pull amplifier circuit with field-effect transistors
RU2788499C1 (en) Gallium arsenide differential voltage-current converter
US6710657B2 (en) Gain control circuit with well-defined gain states
RU2388137C1 (en) Complementary cascode differential amplifier with controlled gain
US4757275A (en) Wideband closed loop amplifier
KR100475405B1 (en) A highly accurate variable gain amplifier with compensations
RU2789756C1 (en) Gallium arsenide differential stage with an amplification steepness multiplier
Colleran et al. A 3.2 GHz 26 dB wide-band monolithic matched GaAs MESFET feedback amplifier using cascodes
RU2771316C1 (en) Gallium buffer amplifier
RU2786943C1 (en) Gallium arsenide input differential cascade of class ab of a fast operational amplifier
RU2773912C1 (en) Gallium arseniide output stage of a fast operational amplifier
RU2796638C1 (en) Bipolar field arsenide gallium buffer amplifier
RU2788498C1 (en) Gallium arsenide buffer amplifier on field-effect and bipolar p-n-p transistors
RU2789482C1 (en) Push-pull gallium arsenide buffer amplifier with a small dead zone of the amplitude characteristic
RU2784373C1 (en) Source signal follower with a low systematic component of the zero offset voltage
CN111585523A (en) Power detector with bipolar junction transistor
RU2770912C1 (en) Differential amplifier on arsenide-gallium field-effect transistors
Tadic et al. A floating, negative-resistance voltage-controlled resistor
RU2786941C1 (en) Differential cascade on complementary field-effect transistors
RU2784376C1 (en) GALLIUM ARSENIDE BUFFER AMPLIFIER BASED ON n-CHANNEL FET AND p-n-p BIPOLAR TRANSISTORS