Дифференциальный усилитель

 

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной и выходной дифференциальные каскады, каждое плечо которых выполнено на последовательно соединенных основном транзисторе и первом и втором транзисторах динамических нагрузок, причем затвор основного транзистора первого плеча выходного дифференциального каскгща соединен со стоком основного транзистора второго йлеча входного дифференциального каскада, а затвор основного транзистора второго плеча выходного дифференциального каскада соединен со стоком.основного транзистора первого плеча входного дифференциального каскада, затворы и стоки всех вторах транзисторов динамических нагрузок и первых транзисторов динамических нагрузок выходного дифференциального каскада объединены , отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента ослабления синфазного сигна-i ла затворы первых транзисторов намических нагрузок одноименных плеч входного и выходного, дифференциальС ных каскадов соединены между собой. ччирк-. о: 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Н 03 Р 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОВРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3494392/18-09 (22) 24.09.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) B.Н.Бирюков и В.Н.ДмитриевЗдоров. (71) Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Патент США Р 4079332, кл. Н 03 F 3/45, 1979.

2. Кобболд P. Теория и применение полевых транзисторов. Л. "Энергия", 1975, с. 214, рис. 114 (прототип), (54 ) (57 ) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной и выходной дифференциальные каскады, каждое плечо которых выполнено на последовательно соединенных основном транзисторе и первом и втором транзисторах динамических нагрузок, причем затвор основного транзистора первого плеча выходного дифференциального каскада соединен со стоком основного транзистора второго плеча входного дифференциального каскада, а затвор основного транзистора второго плеча выходного дифференциального каскада соединен со стоком. основного транзистора первого плеча входного дифференциального каскада, затворы и стоки всех вторых транзисторов динамических нагрузок и первых транзисторов динамических нагрузок выходного дифференциального каскада объединены, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента ослабления синфазного сигна-Я ла затворы первых транзисторов ди! намических нагрузок одноименных плеч входного и выходного дйфференциальных каскадов соединены между собой.

1061244

Изобретение относится к микроэлектронике и полупроводниковой технике и может быть использовано в интегральных схемах (ИС) на полевых транзисторах.

Известен дифференциальный усилитель, содержащий входной и выходной дифференциальные каскады с динамической нагрузкой f1 1.

Недостатком известного усилителя является низкий коэффициент ослабления синфазного сигнала (KOCC).

Наиболее близким к изобретению является дифференциальный. усилитель, содержащий входной и выходной дифференциальные каскады, каждое плечо которых выполнено на последовательно соединенных основном транзисторе и первом и втором транзисторах динамической нагрузки, причем затвор основного транзистора первого плеча выходного дифференциального каскада Я соединен со стоком основного транзистора второго плеча входного дифференциального каскада, а затвор основного транзистора второго плеча выходного дифференциального каскада сое- 25 динен со стоком основного транзистора первого плеча входного дифференциального каскада, затворы и стоки всех вторых транзисторов динамических нагрузок и первых транзисторов динамических нагрузок выходного дифференциального каскада объедииены (2), Недостатком данного дифференциального усилителя является низкий

КОСС.

Цель изобретения — увеличение

КОСС.

Для достижения цели в дифференциальном усилителе, содержащем входной и выходной дифференциальные каскады, 4() каждое плечо которых выполнено на последовательно соединенных основном транзисторе и первом и втором транзисторах динамических нагрузок, причем затвор основного транзистора 45

nepaoro плеча выходного дифференциального каскада соединен со стоком основного транзистора второго плеча входного дифференциального каскада, а затвор основного транзистора второго плеча выходного .дифференциального каскада соединен со стоком основного транзистора первого плеча входного дифференциального каскада, затворы и стоки всех вторых транзисторов динамических нагрузок и первых транзисторов динамических. нагрузок .выходного дифференциального каскада объединены, затворы первых транзисторов динамических нагрузок одноименных плеч входного и выходного диффе- 60 ренциальных каскадов соединены между собой.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого дифференциального усилителя. 65

Дифференциальный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (ДК), выполненный на основных транзисторах 1 и 2 и транзисторах 3-6 динамических нагрузок, и выходной ДК, выполненный на основных транзисторах

7; 8 и транзисторах 9-12 динамических нагрузок.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

Входной дифференциальный сигнал подается на затворы основных транзисторов 1 и 2, являющиеся входами дифференциального усилителя. Динамической нагрузкой первого плеча входного дифференциального каскада является сопротивление последовательно соединенных транзисторов 5 и 3, второго плеча входного ДК вЂ” сопротивле- ние транзисторов 6 и 4. Применение динамических нагрузок, состоящих иэ двух последовательно соединенных транзисторов, позволяет повысить коэФФициент усиления ДК и сократить площадь, занимаемую транзисторами динамической нагрузки на полупроводниковом кристалле. Усиленные входным

ДК сигналы со стоков основных транзисторов 1 и 2 подаются на затворы основных транзисторов 8 и 9 соответственно. Нагрузкой плеч выходного ДК также являются сопротивления .двух последовательно соединенных транзисторов 11 и 9, 12 и 10, В отсутствие дифференциальных сигналов на входе дифференциального усилителя режимы работы ДК по постоянному току идентичны. Это приводит к равенству постоянного напряженич на стоках транзисторов 5 и 6 напряжению на затворах этих же транзисторов. При наличии дифференциального сигнала на затворах основных транзисторов

1 и 2, на их стоках, появляется инвентированная дифференциальная сос.— тавляющая. Дифференциальная составляющая на стоке основного транзистора

8 синфаэна напряжению на затворе. основного транзистора 1. Дифференциальная составляющая напряжения на стоке транзистора 12 также синфазна напряжению на затворе основного транзистора 1 и противофазна напряжению на затворе основного транзистора 2.

Сток транзистора 12 соединен с затвором транзистора 6, поэтому напряжение на затворах основного транзистора 2 и транзистора 6 меняются противофазно. Это приводит к дополнительному изменению напряжения на стоке основного транзистора 2, т.е. осуществляется положительиая обратная связь по дифференциальной составля- . ющей. Ь силу симметрии плеч ДК, а также связей между ними, положительная связь по дифференциальной составляющей воздействует на оба плеча каскадов.

1061244

Составитель Ю. Рогаткин

Редактор М. Келемеш Техред С.Мигунова Корректор A. Дзятко

Заказ 10057/56 Тираж 936- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35р Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ьсли на вход дифференциального усилителя воздействует синфазная составляющая; то в силу идентичности плеч обоих ДК потенциалы на стокаХ транзисторов 11 и 12 меняются одновременно, поэтому схема может быть заменена эквивалентной, получающейся при соединении затвора транзистора Ь со стоком транзистора 12. Синфазная составляющая на стоке основного транзистора 1 протийофаэна вход-10 ному сигналу, синфазная составляющая на стоке транзистора 12 (а следовательно, и на стоке транзистора 11) синфазна входному сигналу. Это означает, что напряжения, воздействующие на затворы основного транзистора 1 и транзистора 5, а также основного транзистора 2 и транзистора 6 синфаэны, следовательно, обратная связь по синфазной составляющей является отрицательной.

Таким образом, в предлагаемом дифференциальном усилителе коэффици.ент ослабления синфазного сигнала увеличивается как за счет роста коэффициента усиления дифференциального сигнала, так и за счет снижения коэффициента усиления синфазной составляющей сигнала в 3,7 раза.