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DE3021678A1 - Lineare differenzverstaerkerschaltung - Google Patents

Lineare differenzverstaerkerschaltung

Info

Publication number
DE3021678A1
DE3021678A1 DE19803021678 DE3021678A DE3021678A1 DE 3021678 A1 DE3021678 A1 DE 3021678A1 DE 19803021678 DE19803021678 DE 19803021678 DE 3021678 A DE3021678 A DE 3021678A DE 3021678 A1 DE3021678 A1 DE 3021678A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
operated
field effect
stage
effect transistor
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803021678
Other languages
English (en)
Inventor
Stephen Keith Mihalich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Semiconductor Corp
Original Assignee
National Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Semiconductor Corp filed Critical National Semiconductor Corp
Publication of DE3021678A1 publication Critical patent/DE3021678A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

Dl PL.-1 NG. J. RICHTER DIPL.- ING. F. WERDERMANN PATEN ΓΑ
ZUQEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO ■ MANDATAIRES AGREES PRES L1OEB
D-2OOO HAMBURG 36
NEUER WALL 1O $? (O 4O) 34OO4S/34OOS6 TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG
IHR ZEICHEN/YOUR FILE UNSER ZEICHEN/OUR FILE N. DATUM/DATE β C OO
PATENTANMELDUNG
PRIORITÄT:
11. Juni 1979
entspr. U.S. Serial No. 47 450
BEZEICHNUNG: Lineare Differenzverstärkerschaltung.
ANMELDER: NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION 2900 Semiconductor Drive Santa Clara, Kalif. 95051 V.St.A.
ERFINDER: Stephen Keith Mihalich
2420 Pacific Dr., No. l6 Santa Clara, Kalif. 95051 V.St.A.
030051/0845.
Die Erfindung betrifft eine lineare Differenzverstärkerschaltung mit einem ersten und zweiten Differenzsignal-Eingangs anschluss und mit einem Ausgangsanschluss, wobei die Schaltung für einen Aufbau in MOS-Schaltungstechnik ausgelegt ist.
Es hat sich erwiesen, dass lineare Verstärker bei Verwendung von MOS-Bauelementen schwierig herzustellen sind. Jedoch hat sich die MOS-Schaltungstechnik beim Aufbau integrierter Schaltungen als derart wirkungsvoll gezeigt, dass sie zu einer der beherrschenden Konstruktionsformen geworden ist. Da es wünschenswert ist, lineare Verstärker in integrierte MOS-Schaltungen einzubeziehen, sind viele Schaltungslösungen erprobt worden. Die gängigste Vorgehensweise bei der Auslegung von Differenzverstärkern bringt eine Schaltungskonfiguration zum Einsatz, die dem dem Fachmann aus dem Bereich der Schaltungselemente bipolarer Transistoren bekannten paarigen Aufbau mit verlängertem Ausgangsbereich sehr ähnlich ist. In der MOS-Version dieses Aufbaues werden zwei im Stromzunahmebereioh betriebenen Feldeffekttransistoren mit zwei als Last dienenden im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren verbunden, von denen das Ausgangssignal abgenommen wird. Die im Stromzunahmebereich arbeitenden Feldeffekttransistoren werden im Gegentakt vom Eingang her angesteuert und ihre Source-Elektroden sind mit einer gemeinsamen ausgangsseitigen Stromquelle verbunden. In einer solchen Schaltung ist der
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Gleichtakt-Aussteuerungsbereich beschränkt und die Versorgungsspannung muss über der doppelten Schwellwertspannung liegen.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen MOS-Differenzverstärker mit sehr grossem Gleichtakt-Aussteuerungsbereich zu schaffen, der als hochverstärkender linearer Verstärker zum Aufbau von integrierten MOS-Schaltungen geeignet und zum Betrieb über einen zweiten Speisespannungsbereich befähigt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine lineare Differenzverstärkerschaltung gemäss der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäss folgende Bestandteile aufweist:
(a) eine erste und eine zweite Versorgungsleitung , die mit einer Betriebsspannungsquelle verbindbar sind,
(b) eine erste, zweite, dritte und vierte Stufe, von denen eine jede einen im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor in Reihenschaltung mit einem im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor umfasst, deren jeweiliger Verbindungspunkt den Ausgang der Stufe ergibt, und wobei die Drain-Elektrode des zugehörigen, im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors mit der ersten Stromversorgungsleitung und die Source-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Transistors mit der zweiten Stromversorgungsleitung verbunden ist,
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(c) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors in der ersten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt in der ersten Stufe,
(d) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors der zweiten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt der ersten Stufe,
(e) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors der dritten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt der zweiten Stufe,
(f) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors der vierten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt der dritten Stufe, wobei der ausgangsseitige Verbindungspunkt der vierten Stufe den Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung schafft,
(g) Mittel zur Verbindung des ersten Eingangsanschlusses mit den Gate-Elektroden der im Stromabnahmebereich betriebenen Transistoren in der genannten zweiten und vierten Stufe und
(h) Mittel zur Verbindung des zweiten Eingangsanschlusses mit den Gate-Elektroden der im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren in der genannten ersten und dritten Stufe.
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Diese und andere Merkmale und Vorteile werden in einer wie folgt angeordneten Schaltung erreicht: Es wird eine vierstufige, direkt gekoppelte Anordnung eingesetzt. Jede Stufe umfasst in Reihe zueinander geschaltete, im Stromzunahme- und im Stromabnahmebereich betriebene Feldeffekttransistoren. Der Verbindungspunkt dieser Transistoren ergibt den Ausgang der Stufe, und die Gate-Elektrode des im Stromabnahmebereichs betriebenen Feldeffekttransistors ergibt den Eingang der Stufe. In der ersten Stufe ist bei dem im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor die Gate-Elektrode mit der Drain-Elektrode verbunden, und dieser Transistor wirkt als Last für den im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor, der als von einem Eingangsanschluss her angesteuerter Source-Elektrodenfolger arbeitet. Die erste Stufe steuert die Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors der zweiten Stufe an. Der im Stromabnahmebereioh betriebene Feldeffekttransistor der zweiten Stufe wird vom zweiten Eingangsanschluss her angesteuert. Somit werden die beiden ersten Stufen im Gegentakt angesteuert und besitzen einen gemeinsamen Ausgang, der die Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors der dritten Stufe ansteuert. Der im Stromabnahmebereich betriebene Feldeffekttransistor der dritten Stufe wird parallel mit der ersten Stufe angesteuert. Der Ausgang der dritten Stufe steuert die Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereichs betriebenen Feldeffekttransistors der vierten Stufe, und der im Stromabnahmebereich betriebene Feldeffekttransistor der vierten Stufe wird parallel mit der
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zweiten Stufe angesteuert. Wenn die im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren derart aufgebaut sind, dass sie aufeinander angepasst sind und eine höhere Schwellwertspannung als die im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren besitzen, die ebenfalls aufeinander angepasst sind, so besitzt der Verstärker einen Gleichtakt-Aussteuerungsbereich, der sich von unterhalb des Source-Elektrodenpotentials der mit einer Versorgungsleitung verbundenen, im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren bis weit über das Drain-Elektrodenpotential der im Stromabnahmebereich betriebenen, mit der anderen Versorgungsleitung verbundenen Feldeffekttransistoren erstreckt. Somit geht der Gleichtakt-Aussteuerungsbereich weitgehend über den Bereich der Versorgungsspannung hinaus. Ausserdem arbeitet die erfindungsgemässe Schaltung mit einer Versorgungsspannung, die so niedrig wie die Schwellwertspannung eines im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors und bis zur Höhe der Durchbruchsspannung der Transistoren gehend sein kann.
Alternative Ausführungsformen der erfindungsgemässen Schaltung schliessen eine Cascode-Anordnung von im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren und eine offene Schleifenanordnung ein, bei welcher nur die ersten drei Stufen eingangsseitig angesteuert werden.
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Λ«-
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Im weiteren wird die Erfindung beispielsweise und anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung,
Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung, wo eine Cascode-Anordnung von im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren eingesetzt wird, und
Fig. 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung, wo nur die ersten drei Stufen angesteuert werden zur Schaffung einer Ausgangsstufenanordnung in einer offenen Schleife.
In der folgenden Beschreibung werden n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren beschrieben. Es können jedoch ebensogut p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren unter der Voraussetzung verwendet werden, dass die Polarität der Stromversorgung umgekehrt wird. In dem typischen Aufbau einer integrierten n-Kanal-Schaltung haben die im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren üblicherweise eine Schwellwertspannung von etwa 1 Volt. Die im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren haben gewöhnlich eine Schwellwertspannung von etwa -3 Volt. So muss also in einem im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor, der normalerweise leitet,
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/lh
die Spannung an der Gate-Elektrode etwa um 3 Volt oder mehr unterhalb der Spannung an der Source-Elektrode liegen, um diesen Transistor zu sperren. Bei den hier zu beschreibenden Schaltungen wird es vorgezogen, dass der Schwellwert im Stromabnahmebereich grosser als der Schwellwert im Stromzunahmebereich ist. Diese Transistorkennwerte sind typisch für die herkömmliche MOS-Schaltungstechnik.
Fig. 1 zeigt die grundsätzliche Schaltung des Erfindungsgegenstandes. Die VDD~Versorgungsleitung ist mit der positiven Versorgungsleitung bei 10 und die negative Versorgungsleitung (Massepotential) mit dem Anschluss 11 verbunden. Ein Anschluss 12 bildet den Verstärkerausgang. Zwei Anschlüsse 13 und 1*J bilden den umkehrenden bzw. den nicht-umkehrenden Eingang.
Die Transistoren 16, 17, 18 und 19 sind im Stromabnahmebereich betriebene Feldeffekttransistoren, die wechselweise von den Gegentakt-Eingangsanschlüssen 13 und I^ her angesteuert werden. Diese Transistoren sollen alle von gleicher Grosse sein und aufeinander angepasste Kennwerte besitzen. Die Transistoren 20, 21, 22 und 23 sind im Stromzunahmebereich betriebene Feldeffekttransistoren und sollten sämtlich von gleicher Grosse sein, so dass sie aufeinander angepasste Kennwerte besitzen. Die Feldeffekttransistoren 16 und 20 sind in Reihe über die Versorgungsleitungen geschaltet, wobei die Source- und die Drain-Elektroden, wie gezeigt, geschaltet sind. Da diese Anordnung der Verbindungen bei allen Transistorkreisen wiederholt
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wird, so wird diese Übereinkunft der Verbindungen nicht weiter wiederholt. Die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors 20 ist mit der zugehörigen Drain-Elektrode verbunden, so dass dieser solange durchgeschaltet oder leitend ist, wie die Potentialdifferenz zwischen Drain- und Source-Elektrode gleich der oder grosser als die Schwellwertspannung des Transistors ist. Somit werden die Feldeffekttransistoren 16 und 20 vom umkehrenden Eingang her angesteuert als Source-Elektrodenfolger, der die Gate-Elektrode des Transistors 21 ansteuert, und wobei der Transistor 20 als Last wirkt. Die Transistoren 17 und 21 werden im Gegentakt vom Signaleingang Ik her angesteuert. Der Feldeffekttransistor 21 wirkt als umkehrende Stufe, während der Feldeffekttransistor 17 als angesteuerte Last wirkt. Da der Feldeffekttransistor 21 als Inverter arbeitet, wird das Gegentakt-Eingangssignal am Verbindungspunkt 25 verstärkt. Es wird jedoch ersichtlich, dass sich Gleichtaktsignale von den Anschlüssen 13 und 14 am Verbindungspunkt 25 aufheben.
Die Feldeffekttransistoren 18 und 22 bilden die nächste Stufe, Der Feldeffekttransistor 22 wird vom Verbindungspunkt 25 her angesteuert, während der Lasttransistor 18 von dem umkehrenden Eingangsanschluss 13 her angesteuert wird. Somit werden sie im Gegentakt derart angesteuert, dass sich die Differenz-Eingangssignale (Gegentaktkomponenten) wieder an einem Verbindungspunkt 26 verstärken, während die Gleichtakt-Signale einander aufheben.
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Die Feldeffekttransistoren 19 und 23 bilden die Ausgangsstufe. Der umkehrende Transistor 23 wird vom Verbindungspunkt 26 her angesteuert und der zugehörige Lasttransistor 19 wird vom nicht-umkehrenden Eingangsanschluss l4 her angesteuert. Diese Stufe wird ebenfalls im Gegentakt angesteuert, derart, dass die Gegentaktsignale sich am Anschluss 12 verstärken, während Gleichtakt-Signale einander aufheben.
Die Feldeffekttransistoren 21, 22 und 23, die als eine Verstärkerkaskade in Source-Elektrodenschaltung (d.h. die Source-Elektrode liegt im Eingangs- und Ausgangskreis effektiv auf Massepotential) arbeiten, liefern eine wesentliche Verstärkung. Da ihre Lasttransistoren im Gegentakt angesteuert werden, so ergibt sich eine beträchtliche Verstärkung von den Differenzeingangsanschlüssen bei 13 und 14 zum Ausgangsanschluss 12. Verstärkungswerte von einigen Hundert werden leicht erreicht.
Zur Veranschaulichtung der Wirkungsweise für Gleichtaktsignale wird angenommen, dass die Anschlüsse 13 und Ik miteinander verbunden und auf Massepotential gelegt sind. Dann strebt der in den Transistoren 16 und 20 fliessende Strom einen Wert an, der das Potential an der Source-Elektrode des Transistors derart festlegt, dass dieser hinreichend leitet, um den Transistor mit gleichem Strom leitend werden zu lassen. So bewegt sich das Potential an der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors l6 bei einem Wert, der zwischen den Schwellwerten der Transistoren 16 und 20 liegt. Da diese Werte typischerweise 1 Volt und 3 Volt betragen, liegt dieses Potential
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typischerweise bei etwa 2 Volt. Der genaue Wert wird weitgehend durch die Abmessungsverhältnisse der Transistoren bestimmt.
An dieser Stelle leuchtet nun ein, dass die Eingangsanschlüsse geringfügig unterhalb des Massepotentiaüs betrieben werden können und dann noch eine Stromleitung in den Transistoren und 20 vorhanden ist. Wenn aber unter Annahme der obigen Schwellwertspannungen die Gate-Elektrode des Transistors 16 negativer als etwa 2 Volt wird, so beginnt einer der Transistoren zu sperren.
Jetzt sei angenommen, dass die Anschlüsse 13 und 14 beide mit +VDD an ^er Positiv611 Versorgungsleitung verbunden sind. Dies hebt die Spannung zwischen Gate- und Source-Elektrode am Transistor 16 an, lässt ihn stärker leitend werden und sucht danach die Source-Elektrode in ihrem Potential anzuheben. Dies hebt jedoch das Potential an der Gate-Elektrode des Transistors 20 an, womit der Strom ansteigt, wodurch die Source-Elektrode des Transistors 16 auf niedrigeres Potential gebracht wird. Ist der Transistor 20 hochverstärkend, so verändert sich das Potential zwischen seiner Drain- und Source-Elektrode nur um einen geringen Betrag. Wenn also die GIeichtaktspannung von Massepotential bis zu +V-DD ansteigt, so nimmt der Strom in den Transistoren 16 und 20 zu, doch das Potential am Transistor 20 ändert sich dabei nur geringfügig.
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Im Hinblick auf Gleichtaktsignale wird ersichtlich, dass jede Stufe ähnlich reagiert. Die Gate-Elektrode des Transistors 21 ist mit der Drain-Elektrode des Transistors 20 verbunden. Da die Transistoren 20 und 21 aufeinander angepasst sind , ist ihr Drain-Elektrodenpotential gleich hoch. Diese Überlegung wiederholt sich bei den Transistoren 22, 23 bis zum Ausgangsanschluss 12. Es ergibt sich jedoch eine wesentliche Verstärkung mit drei Phasenumkehrvorgängen von der Gate-Elektrode des Transistors 16 bis hin zum Ausgangsanschluss So wird jede Spannungsänderung an der Gate-Elektrode 20 verstärkt und am Anschluss 12 umgekehrt, um die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 19 zur Aufhebung der Wirkung seiner Ansteuerung an der Gate-Elektrode vom Anschluss IiJ anzusteuern. Dies bedeutet, dass sich am Anschluss 12 ein sehr geringes Ansprechen bei Gleichtaktsignalen ergibt.
An dieser Stelle ist zu sehen, dass die Anschlüsse 13 und 1*1 oberhalb von +VDD arbeiten können mit sehr geringer Auswirkung am Ausgang. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemässe Schaltung einen Gleichtakt-Ansteuerungsbereich besitzt, der sich von unterhalb der negativen Versorgungsspannung bis im wesentlichen oberhalb der positiven Versorgungsspannung erstreckt.
Aus der gezeigten Schaltungskonfiguration wird ersichtlich, dass das Potential zwischen Source- und Drain-Elektrode des Transistors 20 gleich der Schwellwertspannung oder grosser sein muss, um diesen Transistor durchzuschalten. Da dieser Wert niedriger als der Schwellwert des Transistors 16 liegt,
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nt'
arbeitet diese Schaltung noch bei Speisespannungen bis herunter zur Schwellwertspannung eines im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors. Dies ist ungefähr die Hälfte der unteren Betriebsspannungsgrenze vorbekannter Schaltungen. Bei typischen integrierten MOS-Schaltungen liegt dieser Wert bei 5 Volt bis einigen 10 Volt.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung. Die Bestandteile aus Fig. 1 werden mit denselben Bezugszeichen verwendet und gezeigt. Jedoch ist zu jedem im Stromabnahmebereich betriebenen Transistor ein zweiter im Stromabnahmebereich, aus der Gruppe von Transistoren 25, 26, 27 und 28, betriebener Transistor in Reihe geschaltet. Die Gate-Elektroden der in Reihe geschalteten Transistoren sind mit den Source-Elektroden der Transistoren 16, 17, 18 und 19 verbunden. Diese Cascode-Schaltung schafft eine zusätzliche Schaltung des Stromes in den im Stromabnahmebereich betriebenen Transistoren. Nimmt man beispielsweise auf die Transistoren 16 und 25 Bezug, so wird ersichtlich, dass der Transistor 16, wenn er stärker leitend gemacht wird, das Potential an seiner Source-Elektrode mit anhebt. Dies lässt das Gate-Elektrodenpotential am Transistor 25 ansteigen und damit gleichzeitig das Source-Pdential an diesem Transistor abfallen. Dies lässt den Transistor 25 stärker leitend werden. Somit wird die Leitfähigkeit beider Transistoren in derselben Richtung verändert und damit die Wirkung der Schaltung verbessert. Ansonsten arbeitet die Schaltung nach Fig. 2 im wesentlichen in derselben Weise wie die Schal-
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tung nach Pig. 1.
Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Schaltung nach Fig. 1. Alle Bestandteile der Schaltung tragen dieselben Bezeichnungen bis auf den Transistor 19'. Hier ist die Gate-Elektrode des Transistors auf die Source-Elektrode zurückgeführt anstatt auf den nicht-umkehrenden Eingang. Dies bewirkt, dass der Feldeffekttransistor 19' als einfacher Lastwiderstand arbeitet, was den herkömmlichen Betrieb im Stromabnahmebereich darstellt. Somit wird die Stromleitung im Transistor 19' einzig und allein durch die Stromleitung im Transistor 23 bestimmt, der als einfacher, hochverstärkender Inverter, vom Verbindungspunkt 26 hergeaänen, arbeitet. Ausserdem ist die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 im wesentlichen dieselbe wie nach Fig. 1.
Ausführungsbeispiel:
Die Schaltung nach Fig. 1 wurde in herkömmlicher, integrierter MOS-p-Kanal-Schaltungstechnik hergestellt. Das Breit/Länge-Verhältnis der Transistoren 16 bis 19 wurde mit 1.5?1'/2.51* (10 ^ mm) gewählt, und für die Transistoren 20 bis 23 mit 10, 16/2.51I (in 10~*mm). Die Gleichtaktunterdrückung am Ausgangsanschluss lag über 56 dB und die Verstärkung der Gegentaktkomponente lag bei etwa 50 dB. Der Gleichtakt-Ansteuerungsbereich für eine Speisespannung V_D von 5 Volt erstreckt sich von +1 Volt bis über -20 Volt. Die Schaltung arbeitete dabei mit einer Versorgungsspannung, die gleich der Schwellwert-
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r-
spannung des im Stromzunahmebereichs betriebenen Transistors (bei etwa 1 Volt) lag. Die Schaltung arbeitete einwandfrei bei allen Speisespannungen bis zum typischen Durchbruchswert der p-n-Diodenstrecke.
Die Erfindung ist beschrieben und alternative Ausführungsformen sind im einzelnen dargestellt worden. Ein arbeitendes Ausführungsbeispiel einer funktionierenden Ausfuhrungsform ist gezeigt worden. Es gibt andere alternative und äquivalente Ausgestaltungen, die dem Fachmann einfallen werden. So konnte die Schaltung nach Fig. 1 weiter ausgedehnt werden durch eine kaskadenförmige Zusehaltung zweier weiterer Stufen ähnlich dem die Transistoren 18, 19, 22 und 23 enthaltenden Abschnitt.
eerse
ite

Claims (1)

  1. DIP L.-ING. J. RICHTER PATENTANWÄLTE
    ZÜGEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO - MANDATAIRES AGREES PRES L1OEB
    D-2OOO HAMBURG 36
    NEUER WALL 1O
    S" CO 4 O) 34 0045/34 00 96 TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG
    IHR ZEICHEN/YOUR FILE
    FILE N. 3434-1-80188
    UNSER ZE1CHEN/OUR
    DATU M/DATE
    9. 6. 80
    Patentansprüche
    fIy Lineare DifferenzVerstärkerschaltung mit einem ersten und. zweiten Differenzsignal-Eingangsanschluss und mit einem Ausgangsanschluss, wobei die Schaltung für einen Aufbau in MOS-Schaltungstechnik ausgelegt ist und die folgenden Bestandteile aufweist:
    (a) eine erste und eine zweite Versorgungsleitung (11, 12), die mit einer Betriebsspannungsquelle verbindbar sind,
    (b) eine erste, zweite, dritte und vierte Stufe, von denen eine jede einen im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor (l6, 17, 18, I9) in Reihenschaltung mit einem im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor (20 bzw. 21, 22, 23) umfasst, deren jeweiliger Verbindungspunkt (25, 26) den Ausgang der Stufe ergibt, und wobei die Drain-Elektrode des zugehörigen, im Stromabnahmebereich betriebenen Feld-
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    ORIGINAL INSPECTED
    effekttransistors (16, 17, 18, 19) mit der ersten Stromversorgungsleitung (10) und die Source-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Transistors (20 bzw. 21, 22, 23) mit der zweiten Stromversorgungsleitung (11) verbunden ist,
    (c) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors (20) in der ersten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt in der ersten Stufe,
    (d) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors (21) der zweiten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt (25) der ersten Stufe,
    (e) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors (22) der dritten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt (25) der zweiten Stufe,
    (f) Mittel zur Verbindung der Gate-Elektrode des im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors (23) der vierten Stufe mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt (26) der dritten Stufe, wobei der ausgangsseitige Verbindungspunkt der vierten Stufe den Ausgangsanschluss (12) der Verstärkerschaltung schafft,
    (g) Mittel zur Verbindung des ersten Eingangsanschlusses (lh) mit den Gate-Elektroden der im Stromabnahmebereich betriebenen Transistoren (17, 19) in der genannten zweiten und vierten Stufe und
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    ORIGINAL INSPECTED
    (h) Mittel zur Verbindung des ztveiten Eingangsanschlusses (13) mit den Gate-Elektroden der im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren (16, 18) in der genannten ersten und dritten Stufe.
    2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren (16, 17, 18, 19) sowie im Stromzunahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren (20, 21, 22, 23) aufeinander angepasst sind.
    3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistoren (16, 17, 18, 19) eine grössere absolute Schwellwertspannung als die im Stromzunahraebereich betriebenen Feldeffekttransistoren (20, 21, 22, 23) besitzen.
    M. Schaltung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass jede der vier Stufen weiterhin einen zusätzlichen, im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistor (25, 26, 27, 28), dessen Source- bzw. Drain-Elektrode zwischen die erste Versorgungsleitung (10) und den genannten, im Stromab nähme bereich betriebenen Feldeffekttransistor (16 bzw. 17, 18, 19) geschaltet ist, und dessen Gate-Elektrode mit dem ausgangsseitigen Verbindungspunkt der jeweiligen Stufe verbunden ist.
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    5. Schaltung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingangsanschluss (1*0 mit der Gate-Elektrode des im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors (17) in der zweiten Stufe und die Gate-Elektrode des im Stromabnahmebereich betriebenen Feldeffekttransistors (191) der vierten Stufe mit dem Ausgangsanschluss (12) der Schaltung verbunden ist.
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DE19803021678 1979-06-11 1980-06-10 Lineare differenzverstaerkerschaltung Withdrawn DE3021678A1 (de)

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US06/047,450 US4240039A (en) 1979-06-11 1979-06-11 MOS Differential amplifier

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