Преобразователь напряжения в ток

 

Изобретение относится к радио- . электронике. Цель изобретения - расширение диапазона входных сигналов и повышение точности преобразования. Преобразователь содержит iДП-тpaнзистрры 1-6, выполненные с индуцированным каналом п-типа, МДП-транзисторы 7-12, выполненные с индуцированным каналом р-типа, источники 13 и 14 тока и источники 15-18 напряжения смещения. Вся работа преобразователя разделяется на три области . В первой области в работе участвуют транзисторы 3,4,9 и 10, а транзисторы 5,6,11 и 12 закрыты. Выходной ток преобразователя равен разности токов стоков транзисторов 3 и 4. Во второй области работают транзисторы 3,5,10 и 12, а транзисторы 4,6,9 и 11 закрыты. Выходной ток преобразователя определяется разностью токов транзисторов.3 н 5. В третьей области работают транзисторы 4,6,9 и If, а транзисторы 3,5, 10,12 закрыты. При этом выходной ток преобразователя определяется разностью токов транзисторов 4 и 6, В результате выходной ток преобразо вателя линейно зависит от входного напряжения при любых значениях входного напряжения. 2 ил. с ,8«яай

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) (51)4 Н 03 F 3/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

re ИЗО1-РЕТЕНИЯ 1 И ОТНРЫТИДМ

ПРИ ГКНТ СССР (2t) 4256511/24-09 (22) 24.04.87 (46) 23.03,89. Бюл. Р 11 (71) Иосковский инженерно-физический институт (72) А.И. Кузюкин и И.Н. Краснов (53) 621.375.024(088.8) (56) IEEE Journal of Solid-State

Circuits V. В 6, 1984, рр. 818-836. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ТОК (57) Изобретение относится к радио- . электронике. Цель изобретения - расширение диапазона входных сигналов и ловьппение точности преобразования.

Преобразователь содержит МДП-транзисторы 1-6, выполненные с индуцированным каналом п-типа, 1ЩП-транзисторы 7-12, выполненные с индуцированным каналом р-типа, источники

13 и 14 тока и источники 15-18 напряжения смещения. Вся работа преобразователя разделяется на три области. В первой области в работе участвуют транзисторы 3,4,9 и 10, а транзисторы 5,6,11 и 12 закрыты. Выходной ток преобразователя равен разности токов стоков транзисторов 3 и 4 °

Во второй области работают транзисторы 3,5,10 и 12, а транзисторы

4,6,9 и 11 закрыты. Выходной ток преобразователя определяется разностью токов транзисторов. 3 и 5. В третьей области работают транзисторы 4,6,9 и 1 Г, а транзисторы 3,5, 10, 12 закрыты. При этом выходной ток преобразователя определяется разностью токов транзисторов 4 и 6.

В результате выходной ток преобразователя линейно зависит от входного напряжения при любых значениях входного напряжения, 2 ил.

1467745 (3) где К, Uä„

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в, области интегральной полупроводниковой схемотехнике.

Цель изобретения . — расширение, диапазона входных сигналов и повышение точности преобразователя.

На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема преобразо- . вателя напряжения в ток (ПНТ); на фиг. 2 — электрическая принципиальная схема источников напряжения смещения.

Схема ПНТ (фиг. 1) содержит первый, второй, третий, четвертый, де, вятый и десятый МДП-транзисторы

1-6, выполненные с индуцированным . каналом и-типа, пятый, шестой, седь. мой,- восьмой, одиннадцатый и двенадцатый ИДП-транзисторы 7-12, выполненные с индуцированным каналом р-типа, первый и второй источники 13 и 14 тока, первый, второй, третий, четвертый источники 15-18 напряжения смещения. Блок источников напряжения смещения содержит МДП-транзисторы

19 и 20, выполненные с индуцированным каналом п-типа, NJIII-транзисторы

2i и 22, выполненные с индуцированным каналом р-типа, источники 23-26 тока.

Устройство работает следующим образом.

Предполагается, что ток стока I, ЬЩП-транзистора имеет квадратичную зависимость от напряжения между его затвором и источником U < вида (4к Unop пр ) (1)

2.

I 40 соответственно крутизна и пороговое напряжение МПП- транзистора, индексы ll и р соответствуют транзистору с 45 п и р-каналом.

Разность выходных токов устройства линейно зависит от входного напряжения при любых входных напряже-50 ниях. Всю работу устройства можно разделить на три области. В первой области работы, когда входное напряжение U „ удовлетворяет неравенству

+ — )<ц с — + Ц-, (2) где U „- разность потенциалов между первым и вторым входами устройства, в работе ПНТ участвуют третий, четвертый, седьмой и восьмой ИДП-транзисторы 3, 4, 9 и 10, так как девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы 5, 6, 11 н 12 закрыты (напряжение между затвором и истоком у них меньше порогового).

При подаче на входы устройства напряжения U>„ ) О, токи стоков третьего и восьмого МДП-транзисторов

3 и 10 увеличиваются, а токи стоков четвертого и седьмого NJIII-транзисторов 4 и 9 уменьшаются.

Выходной ток устройства I Sl,„ равен разности токов стоков третьего и четвертого транзисторов 3 и 4 6ьи G U 8к ЕК УГ, (4) Кп ! где Т вЂ” ток первого и второго источников 13 и 14 тока.

Во второй области работы устройства, когда входное напряжение удовлетворяет неравенству

Ц > --+ (5)

КО Кр в работе ПНТ участвуют третий, восьмой, девятый и двенадцатый МДП-транзисторы 3, 10, 5 и 12, а четвертый, десятый, седьмой и одиннадцатый ИДПтранзисторы 4, 6, 9 и 11 в это время закрыты и не влияют на работу ПНТ.

При этом выходной ток ПНТ определяется разностью токов третьего и девя.того транзисторов 3 и 5 и по-прежнему определяется выражениями (3,4).

В третьей области работы устройства, когда выходное напряжение удовлетворяет неравенству в Работе ПНТ участвуют четвертый, десятый, седьмой и одиннадцатый

МДП-транзисторы 4, 6, 9 и 11, а третий, восьмой, девятый и двенадцатый

ИДП-транзисторы 3, 10, 5 и 12 закрыты и в работе ПНТ не участвуют. При этом. выходной ток ПНТ определяется разностью токов десятого и четвертого МДП-транзисторов 6 и 4, Ток снова определяется выражениями (3, 4). В результате выходной ток з 1467745 4 линеино зависит от входного напряже-, гo МДП-транзистора соединен с истония при любых значениях входного на- ком шестого МДП-транзистора, затвор . пряжения. которого соединен со стоком, а такБлок источников напряжения сме- же с первым выводом второго источнищения работает следующим образом. ка тока и затвором восьмого МДПЕсли положить значен з ачение тока ис- транзистора, исток которого соединен точников 23 и .25 тока авным равным 2Ic, с истоком третьего ИДП-транзистора, значение тока источников 24 и 26 то- сток которого является первым выхока, равным In, а также выбрать топо- 1О дом устройства, стоки седьмого и логические размеры МДП-транзисторов восьмого ЩП-транзисторов и вторые

P опо огическим раз- выводы первого и второго источников мерам соответственно т етьего и о ретьего и тока соединены с первой шиной питания, седьмого МДП-транзисторов 3 и 9 ПНТ, а стоки первого и второго МДП-транзиса отношение ши ины канала Ы р ы канала к дли- 1 торов соединены с второй шиной питане канала 1. МДП-транзистора 20 в де- ния, отличающийся тем, вягь раз больше чем МДП-т ан

Э

МДП-транэисто- что, с целью расширения диапазона ра 19, и отношение W/L транзистора входных сигналов и повышения точносWL -т в девять раэ больше отношения ти преобразования в устройств

/ МДП-транзистора 21, то будет по- 2 дены девятый и десятый 14ЩП-транэислучена требуемая разность потенциа- торы, выполненного с индуцированным лов между затворами МДП-транзисто- каналом первого типа, одиннадцатый рр сумме с разностью ррв 19 и 20 в с и двенадцатый МДП-транзисторы, выпотенциалов между затворами МДП-. полненные с индуцированным каналом транзисторов 22 и 2 1 второй схемы 2g второго типа, а также первьй, ВТо источников напряжения подключенной

У рой третий и тый

Э и четвер источники к затворам десятого и восьмого МДП- напряжения смещения, причем затвор транзисто ов 12 и 10 Рч р и 10. Рчалогичные первого 14ЩП-транзистора соединен с соотношения выполняются и для источ- первым выводом первог . с м п рвого .источника ников 16 и 17 напряжения смещения ЗО напряжения смещения, второй вывод ния которого соединен с затвором девятого МДП-транзистора, исток которого . U 5+11 8 =U«+U,z =2 (Ко + î/Kp) соединен с истоком двенадцатого

МДП-транзистора, затвор которого соеФ о р м у л а и з о б р е т е н и я динен с первым выводом четвертого

35 источника напряжения смещения, втоПреобразователь напряжения в ток, рой вывод которого соединен с затвосьмого МД -транзистора, затвор четвертый МДП-транзисторы, выполнен- второго ИЩП-транзистора соединен с ные с индуцированным каналом перво- первым вывод выводом второго источника го типа, пятый, шестой, седьмой

Э напряжен напряжения смещения, второй вывод восьмой МДП-транзисторы, выполненные которог оторого соединен с затвором десятос индуцировлнным каналом второго о -транзистора, исток которого типа, а также первый и второй источ- соединен с истоком одиннадцатого ники тока, затвор первого МДП-тран- -транзистора, затвор которого соезистора соединен с затвором третьего 45 динен с первым выводом третьего источника напряжения ия смещения, второй входом устройства, затвор второго вывод кот р о ого соединен с затвором

NggI-транзистора соединен с затвором пятого ."ЩП- ."ЩП- транзистора, стоки одинчетвертого ИДП-транзистора и являет- надцатого и го и двенадцатого г Щ-транся вторым входом устройства, исток gg зисторов соединены с первого шиной первого ИДП-транзистбра соединен с питания стоки девят

Ф и девятого и десятого истоком пятого МДП-транзисто а р МДП-транзисторов соединены соответзатвор которого соединен со стоком

В ственно со стоками четвертого p а также с первым выводом первого ис- треть ретьего М Щ-транзисторов, при этом точника тока и затвором се ьмого д мого 55 сумма напряжений первого и четвертоMjgI-транзистора, исток которого сое- го источник ч иков напряжения смещения динен с истоком четвертого ИДП-тран- равна сумме умме напряжений второго и зистора, сток которого является вто- третьего источни ч иков напряжения смещерым выходом устройства, исток второ- ния и равна 2 (Г2(К + I/K )

А ) Ю заждаау иранъцсттра 1g

Ю Загю8ару, юрамЗисгюора Я

Составитель А.Чайкин

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Пожо

Редактор Л.Зайцева

Заказ 1212/54 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1467745. 6 где I — ток идентичных первого и вто- ЬЩП транзисторов; К вЂ” крутизна иденрого источников тока; K, — крутизна ти чных пя то r î, me сто го, седьмого, идентичных первого второго, третье- восьмого, одиннадцатого и двенадцаго, четвертого, девятого и десятого того транзисторов.