Преобразователь напряжения в ток

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователь напряжения в ток содержит МДП-транзисторы 1 - 8, источники 9 - 12 тока и источники 13 - 15 опорного напряжения. Транзисторы 3 - 6 работают в крутой области вольт-амперной характеристики. С их помощью осуществляется операция линейного преобразования напряжения между истоками и стоками соответствующих транзисторов в разность токов, протекающих на двух выходах устройства. При этом транзисторы 1, 2, 7 и 8 работают в пологой области вольт-амперной характеристики. С их помощью осуществляется сдвиг уровня и передача входного напряжения на соответствующие истоки и стоки транзисторов 3 - 6 и осуществляется передача сигнального тока транзисторов 3 - 6 на выходы устройства с одновременным преобразованием относительно низкого импеданса этих транзисторов в высокий выходной импеданс устройства. Цель достигается введением транзисторов 4 - 8, источников 11 и 12 тока и источника 15 опорного напряжения. Преобразователь отличается тем, что шина источника 14 опорного напряжения является шиной источника питания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„Л0„„158937

f51)5 " 03 F 3/45

1

i !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4396598/24-09 (22) 23.03 ° 88 (46) 30.08.90, Бюл. Ь"- 32 (71) Московский инженерно-физический институт. (72) А,N.!(узюкин, !!.Н.Краснов и С.В.Лиховид (53) 621.375.024 (088.8) (56) Electronics letters, 1986, Vol,22, !!о 19, р.1027, Fig. 2. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯ!!(ЕНИЯ В TOK (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение точности преобразования. Преобразователь напряжения в ток содержит

ИДП-транзисторы 1-8, источники 9-12 тока и источники 13-15 опорного напряжения. Транзисторы 3-6 работают в крутой области вольт-амперной характеристики. С их помощью осуществляется операция линейного преобразова-!

2 ния напряжения между истоками и стоками соответствующих транзисторов в разность токов, протекающих на двух выходах устр-ва. При этом транзисторы

1, 2, 7 и 8 работают в пологой области вольт-амперной характеристики. е

С их помощью осуществляется сдвиг уровня и передача входного напряжения на соответствующие истоки и стоки транзисторов 3-6, и осуществляется передача сигнального тока транзисторов 3-6 на выходы устройства с одновременным преобразованием относитель- но низкого импеданса этих транзисторов в высокий выходной импеданс. устр-ва. Цель достигается введением транзисторов 4-8, источников 11 и 12 . тока и источника 15 опорного напряжения. Преобразователь отличается тем, что шина источника 14 опорного напряжения является шиной источника питания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1589378

Ч В вЂ” ширина запрещенной зоны; в — потенциал Ферми;

5 подвижность основных носителей; ! С„„ — удельная емкость тонкого окисла;

1, Ь вЂ” соответственно ши10 рина и длина ИДПтранзистора; заряд электрона;

Бд — концентрация примеси;

15 Я вЂ” диэлектрическая про5 ницаемость кремния.

Формула (1.) полностью симметрична относительно потенциалов стока V u истока V>.

20 Поэтому формулу (1) можно переписать в виде:

ИДП-транзисторы 3 — 6 работают в крутой области вольт-амперной характеристики (ВАХ), С помощью этих транзисторов осуществляется операция линейного преобразования напряжения между истоками и стоками соответствующих

ИДП-транзисторов в разность токов, протекающих на первом и втором выходах устройства. При этом ИДП-транзисторы эО

1, 2, 7 и 8 работают в пологой Области ВАХ. Посредством этих транзисторов, во-первых, осуществляется сдвиг уровня и передача входного напряжения ня соответствующие истоки и стоки ИДПтранзисторов 3 — 6, во-вторых, осу35 ществляется передача сигнального тока

МДП-транзнсторов 3 — 6 на выходь), устройства с одновременным преобразованием относительно низкого импеданса этих транзисторов в высокий выходной импеданс устройства.

Предположим, что ток стока Iz, ИДПтранзистора в крутой области ВАХ Описывается выражением:

2ку» (V(-„1 — V(;2) . (4) I = 2K(V — V — Vq -q)q) (V — Vb)

-KI(v -v) -(v -v) j--(ч

D б 5 в 3 (((— vö+(() — (v — v, + q, )

3(2 >)z"). 50

1 (М (" ох,*

---(2ЧИд(), (1)

1 Иг

Соохх

55 ственно затвора, стока, истока и подложки

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аналого-цифровой схемотехнике на .

ИДП-транзисторах.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

На чертеже представлена принципиаль ная электрическая схема преобразователя напряжения в ток.

Преобразователь напряжения в ток содержит первый — восьмой ИДП транзисторы 1 — 8, первый — четвертый источники 9 — 12 тока, первый — третий источники 13 — 15 опорного напряжения, причем второй источйик 14 опорного напряжения является шиной источника питания.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

I где V, V, V, ((— потенциалы соответр

= Г(Ч2), Ч,) — Г(Ч, V ); (2) t

F(V», Чо) = 2К(Чо — х76 гв Чв) хх",,х

° (V„-V ) -33 (V -Ъ Р,), где F — функция двух переменных.

Как следует из (1), (2) и (3) функция F имеет следующее свойство:

Г(Ч„, Ч,) — F(Vx Чс,) =

Таким образом, при отсутствии напряжения на входе устройства на истоках ИДП-транзисторов 1, 2, 7 и 8 устанавливается некоторое статическое напряжение V<, абсолютное значение которого не влияет на работу устройства.

При подаче на первый вход устройства напряжения V, на второй вход напряжения — V>x, на истоках ИДП-транзисторов 1 и 7 устанавливаются напряжения Vq + V », а на ис-.оках ИДП-транзисторов 2 и 8 устанавливаются напряжения Vg — Чвх. В результате через

ИДП-транзисторы 3 — 4 протекают токи, cooTBeTcTBeHHo I g, I5, Ig, Iq Токи текут слева направо, поэтому левые по чертежу диффузионные области этих транзисторов являются стоками, а правые — истоками (указянные транзисторы и-канальные). Выходной ток устройства >bi» будет равен:

1589378 и окончательно (6) где .Чй, Ч вЂ” соответствующие потенциалы затворов ИДП-транзисторов;

V — некоторый потенциал, абсолютное значение которого не влияет на работу устройства.

Несмотря на нелинейное поведение

МДП-транзисторов в крутой области

ВАХ предлагаемое устройство полностью ЗО линейно с крутизной преобразования

4К. В это же время в устройстве-про тотипе не устраняются искажения, обу. словленные зависимостью тока стока

МДП-транзистора вида (1). При смене знака напряжений на входах устройства схема работает аналогичным образом, с той лишь разницей, что сигнальные токи текут справа налево, поэтому левые по чертежу диффузионные области

ЩП-транзисторов 3, 5, 7 и 8 являются истоками МДП-транзисторов,. а правые — стоками.

Выходной ток попрежнему определяется выражениями (5) и (6). Для упро- 4g щения устройства можно, хотя и не обязательно, в качестве второй опорной шины использовать шину питания, как это и показано на чертеже, &ых = вых,1 вых.7 = (— ) я вх й) — F(Vg + Чьх, Чс) + F(Vo, Чс)— (М

-F(V, Чй) + F(V(), Чй — (Ч,,Ч,) +

+ F(Vg Чвх Чс) — F(Vg - Чвх Чд)

С учетом выражения (4) получают выy 2K(Vg+ Vex)(ЧА Чс) +

2КЧо (Чс — Чй) + КЧ,(Чй — Чс ) +

+ 2К(Ч р — Чвх ) (V с Вы = 4К(Чй — Чс)Чвх

Формула из о бр ет ения

Преобразователь напряжения в . ток, содержащий первый, второй, третий ИДП-транзисторы, имеющие одну структуру, а также первый и второй источники тока, включенные между соответствующей шиной источника питания и истоками соответственно первого и второго ИДП-транзисторов, затво— ры которых являются соответствующими ° входами, а стоки — выходами преобразователя напряжения в ток, при этом управляющий электрод третьего ИДПтранзистора соединен с шиной первого источника опорного напряжения, подложка — с шиной второго источника опорного напряжения, а первый электрод третьего ЩП-транзистора подключен к истоку первого ИДП-транзистора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой ЩП-транзисторы, имеющие структуру первого ЩПтранзистора, и третий, четвертый источники тока, включенные между соответствующей шиной источника питания и истоками соответственно седьмого и восьмого ЩП-транзисторов, затворы которых подключены к затворам соответственно первого и второго ИДП-транзисторов, а стоки — к стокам соответственно второго и первого ЩП-транзисторов, при этом вторые электроды третьего, четвертого, пятого, шестого ИДП-транзисторов соединены между собой, первый электрод четвертого

МДП-транзистора подключен к истоку второго ЩП-транзистора, а управляющий электрод — к управляющему электроду третьего ЩП-транзистора, к подложке которого подключены подложки четвертого, пятого и шестого ЩП-транзисторов, причем первые электроды пятого и шестого МДП-транзисторов соединены с истоками соответственно седьмого и восьмого ЩП-транзисторов, .а управляющие электроды пятого и шес того МДП-транзисторов подключены к шине введенного третьего источника опорного напряжения ,!

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что шина второго источника опорного напряжения является шиной источника питания.