DE2851496A1 - Stromspiegelverstaerker mit programmierbaren stromverstaerkungen - Google Patents

Stromspiegelverstaerker mit programmierbaren stromverstaerkungen

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DE2851496A1 DE19782851496 DE2851496A DE2851496A1 DE 2851496 A1 DE2851496 A1 DE 2851496A1 DE 19782851496 DE19782851496 DE 19782851496 DE 2851496 A DE2851496 A DE 2851496A DE 2851496 A1 DE2851496 A1 DE 2851496A1
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Description

72 417/HO/ba 2 8 51^96
USSN 855,088 . Lf -
vom 28. November 1977
RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
Stromspiegelverstärker mit programmierbaren S tromvers tärkun gen
Die Erfindung betrifft Stromspiegelverstärker mit programmierbaren Stromverstärkungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der amerikanischen Patentschrift 4 o64 5o6 sind Stromspiegelverstärker bekannt, bei denen Feldeffekttransistoren des Anreicherungstyps eingesetzt sind. In der genannten Druckschrift wird die Verwendung einer Drain-Gate-Verbindung eines Haupt- oder Master-Spiegeltransistors beschrieben, die eine direkt gekoppelte Drain-Gate-Rückkopplung zur Einstellung der Source-Gate-Spannung dieses Transistors liefert, damit der Transistor in einen Zustand versetzt wird, bei dem er als Drainstrom einen zwischen seinen Source- und Kollektorelektroden angelegten Eingangsstrom leitet. Es wird weiter beschrieben, daß diese Source-Gate-Spannung zwischen die Source-Elektrode und die Gate-Elektrode eines Hilfs- oder Slave-Spiegeltransistors angelegt wird, um diesen in einen Zustand zu versetzen, bei dem er zwischen seiner Drain-Elektrode und seiner
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Source-Elektrode einen Ausgangsstrom leitet, der zum Eingangsstrom im selben Verhältnis steht, wie die Drainstrom/ Source-Gate-Spannungs-Kenngröße (In über V_q) des Slave-Spiegeltransistors zu der des Master-Spiegeltransistors. Eine Programmierbarkeit wird hierbei dadurch erzielt, daß die Source-Elektroden der Spiegeltransistoren ständig auf demselben Potential gehalten werden und daß wahlweise das Gate-Potential des Master-Spiegeltransistors an das Gate des Slave-Spiegeltransistors angelegt wird. Dieses wahlweise Anlegen wird mit Hilfe einer Einrichtung ausgeführt, die einen weiteren Feldeffekttransistor aufweist, der als ein Ubertragungs- oder Schaltglied zwischen die Gate-Elektroden der Spiegeltransistoren geschaltet ist. Der Vorteil der Verwendung eines Feldeffekttransistors im Schaltglied ergibt sich daraus, daß das zur Steuerung der Signalübertragung über den Kanal dieses weiteren Feldeffekttransistors dienende Steuersignal nicht in die Source-Gate-Kreise eines der Spiegeltransistoren gekoppelt wird.
Beim bekannten Stromspiegelverstärker ist der ohmsche Spannungsabfall am Kanal des weiteren Feldeffekttransistors vernachlässigbar klein, insbesondere verglichen mit den Source-Gate-Spannungen der Spiegeltransistoren, die ohne weiteres über 1 Volt liegen können. Dieser ohmsche Spannungsabfall von im wesentlichen 0 Volt ergibt sich, da der Slave-Spiegeltransistor ein Feldeffekttransistor ist, dessen Gate-Strom im wesentlichen den Wert Null hat. Auch würde eine Offsetspannung von einigen Millivolt am Kanal des weiteren Feldeffekttransistors nur einen geringen Einfluß auf die Stromverstärkung des bekannten Stromspiegelverstärkers haben, da die Spiegeltransistoren Feldeffekttransistoren sind, die verglichen mit einem bipolaren Transistor zu relativ niedrigen Transkonduktanzen neigen.
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Aus einer Anzahl von Gründen ist es of erwünscht, anstelle von Feldeffekttransistoren bipolare Transistoren als Spiegel transistoren zu verwenden. Bei Betrieb mit niedriger Spannung sind die Emitter-Basis-Spannungen (V__) von bipolaren Transistoren bei herkömmlicher Fertigung geringer als die Source-Gate-Spannungen (V„s) von Feldeffekttransistoren. Bei vorgegebener Chipfläche (einer integrierten Schaltung) ergibt sich für bipolare Transistoren ein besserer Verlauf des Ausgangsstroms über der Eingangsspannung, als dies bei Feldeffekttransistoren der Fall ist. Die Transkonduktanzen bipolarer Transistoren sind bei vorgegebenem Wert einer Streukapazität höher, so daß die Bandbreite von Stromspiege!verstärkern, die bipolare Transistoren enthalten, größer sein kann. Der "Early-Effekt" ist mehr ein Problem herkömmlicher Feldeffekttransistoren mit Aluminium-Gate als bipolarer Transistoren, so daß die Stromverstärkungen von Stromspiegelverstärkern mit bipolaren Transistoren von Änderungen der Spannungen über ihren Ausgangskreisen weniger beeinflußt werden. Es ist gleichzeitig erwünscht, einen Feldeffekttransistor als Schaltglied zu erhalten, um die Programmierbarkeit sicherzustellen, da diese eine Isolation des Steuersignals von dem am Stromspiegelprozeß beteiligten Strömen erfordert.
Erwünscht ist also ein Stromspiegelverstärker, der die Vorteile des erläuterten bekannten StromspiegelVerstärkers aufweist, in Form einer BIMOS-integrierten Schaltung, einer integrierten Schaltung also, bei der bipolare Transistoren und Feldeffekttransistoren auf demselben monolithischen Träger vorhanden sind.
Es erwies sich, daß der einfache Austausch der beim bekannten Stromspiegelverstärker mit programmierbarer Stromverstärkung als Spiegeltransistoren verwendeten FeId-
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effekttransistoren durch bipolare Transistoren zu einer schlecht definierten Stromverstärkung führte, wenn der als Schaltglied verwendete Feldeffekttransistor leitend war. Der Grund hierfür ist im grundsätzlichen Unterschied zwischen Feldeffekttransistor und bipolarem Transistor zu sehen. Obwohl beide Transistorarten Transkonduktanzverstärker sind, deren Ausgangsstrom abhängig von Eingangsspannungsänderungen steuerbar ist, handelt es sich beim bipolaren Transistor um einen Stromverstärker, beim Feldeffekttransistor hingegen nicht. Um im Ausgangskreis eines bipolaren Transistors zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor einen Kollektorstrom aufrecht zu erhalten, muß seinem Eingang Basisstrom zugeführt werden. Der Basisstrom des bipolaren Slave-Spiegeltransistors verursacht einen ohmschen Spannungsabfall am Kanal des Schaltglied-Feldeffekttransistors , wenn dieser in vollem Leitzustand ist. Dies führt dazu, daß sich die Basispotentiale von Master-Spiegeltransistor und Slave-Spiegeltransistor voneinander unterscheiden.
Da der Kollektorstrom des Slave-Spiegeltransistors mit jeder Verringerung seiner Emitter-Basis-Spannung um 18 Millivolt halbiert wird, kann selbst ein ohmscher Spannungsabfall am Kanal des Schaltglied-Feldeffekt-Tranasistors in der Größenordnung von 1 Millivolt oder so einen erheblichen Fehler in der Stromverstärkung des Stromspiegelverstärkers verursachen.Da die Basisströme bipolarer Transistoren eine Funktion ihrer Vorwärtsstromverstärkung in Emitterschaltung (hf ) ist, und dieser Wert normalerweise zwischen 5o und 2oo liegt, wird der Spannungsabfall am Kanal des Schaltglieds auf die Stromverstärkung des Stromspiegelverstärkers eine Wirkung haben, die durch das einfache Hilfsmittel der Justierung der relativen
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I /V -Kenntwerte der Spiegeltransistoren nicht zufrieden-
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stellend kompensiert werden kann (diese Justierung wird gewöhnlich durch Justierung der relativen wirksamen Flächen der Emitter-Basis-übergänge der Spiegeltransistoren im Fall vertikal aufgebauter Transistoren und durch Justierung der relativen wirksamen Kollektorflächen der Spiegeltransistören zur Beeinflussung ihrer relativen Sammelwirkungsgrade im Fall lateral aufgebauter Transistoren ausgeführt.}.
Aufgabe der Erfindung ist es, Stromspiegelverstärker in Form einer integrierten BIMOS-Schaltung mit programmierbarer und exakt bestimmter Stromverstärkung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bipolare Master- und Slave-Transistoren arbeiten in einem Stromspiegelverstärker bei demselben Kennwert von Stromdichte über Emitter-Basis-Spannung sowie bei derselben Temperatur; sie werden außerdem gleichzeitig in einem monolithischen Aufbau hergestellt. Interessanterweise besteht daher eine starke statistische Tendenz dahin, daß ihre Werte hf im wesentlichen gleich sind, selbst wenn ihre I /V -Kennwerte unterschiedlich sind. Die Verfüg-
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barkeit gleicher Stromverstärkungen bei den Spiegeleinrichtungen macht die vorliegende Erfindung möglich.
Die Erfindung wird beispielsweise als Stromspiegelverstärker der bekannten Art abgesehen davon ausgeführt, daß die Spiegeltransistoren stromverstärkend sind und daß eine direkt gekoppelte Gegenkopplung des Master-Spiegeltransistors vorgesehen ist in einer Weise, daß ein
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geeigneter Widerstand, vorzugsweise ein zweites Schaltglied vor den Eingangskreis des Master-Spiegeltransistors in Reihenschaltung eingesetzt ist. Die infolge der Gegenkopplung über dieser Reihenschaltung auftretende Spannung ist die Spannung, die wahlweise über das erste Schaltglied dem Eingangskreis des Slave-Spiegeltransistors zugeführt wird, um die Programmierbarkeit der Stromverstärkung zu erzielen. Das zweite Schaltglied, falls es als der genannte geeignete Widerstand benutzt wird, ist so angeordnet, daß es wenigstens immer dann leitend ist wenn das erste Schaltglied leitend ist und kann beispielsweise ununterbrochen leitend sein. Da die Stromverstärkungen der Spiegeltransistoren einander ähnlich gemacht werden können, können auch die ohmschen Spannungsabfälle am ersten Schaltglied und an dem geeigneten Widerstand einander ähnlich gemacht werden und Unterschiede der an die Eingangskreise der Spiegeltransistoren angelegten Potentiale verhindern, die andernfalls die Stromverstärkuncr des Stromspiegelverstärkers beeinflussen würden. Dies ist speziell dann einfach zu erreichen, wenn der geeignete Widerstand ein zweites Schaltglied umfaßt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stromspiegelverstärker, bei dem einfache Feldeffekttransistoren als Schaltglieder verwendet werden, und
Fig. 2 und 3 Stromspiegelverstärker mit alternaitven Schaltgliedanordnungen.
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Der in Fig. 1 gezeigte Stroraspiegelverstärker (SSV), dessen Stromverstärkung programmierbar ist, ist ein SSV mit Doppelausgang, der von einer Stromquelle IS 1 einen Eingangsstrom I-. erhält. Die Stromquelle Is 1 ist zwischen einen positives Betriebspotential B+ führenden Punkt und den Eingang IM des SSV geschaltet. Der gemeinsame Anschluß COMMON des SSV ist mit Masse als Bezugspotential verbunden. Die mehreren Ausgänge OUT1 und OUT2 sind über jeweilige Lasten LD1 und LD2 mit dem Punkt des Betriebspotentials B+ verbunden. MMQ ist der Master-Spiegeltransistor, der in einen solchen Zustand zu versetzen ist, daß er im wesentlichen den gesamten Strom I- leitet. SMQ1 und SMQ2 sind ein erster bzw. ein zweiter Slave-Spiegeltransistor, die dazu dienen, von den Ausgängen OUT1 bzw. OUT2 Strom zu ziehen. Es sind auch SSVs möglich, bei denen weitere Ausgänge und zugehörige Slave-Spiegeltransistoren vorgesehen sind. Jegliche dieser SSVs, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind oder alternativ noch beschrieben werden, können mit ihren Ausgängen so angeschlossen werden, daß die Slave-Spiegeltransistoren eine gemeinsame bzw. geteilte Last versorgen. Dies führt zu einem SSV mit einem einzigen Ausgang, der für verschiedene Ausgangsstromwerte programmierbar ist. Anordnungen dieser Art, bei denen jedoch der Anschluß COMMON zur Versorgung einer gemeinsamen Last entweder direkt oder zusammen mit anderen Anordnungen dieser Art angeschlossen ist, sind ebenfalls möglich.
Solange der Feldeffekttransistor FET1 leitet, ist der Master-Spiegeltransistor MMQ in unmittelbarer bzw. galvanischer Kopplung mit einer Kollektor-Basis-Rückkopplung versehen, die über eine direkte Verbindung FB zwischen dem Eingang IN und einem Schaltungsknoten N und d«m Kanal des Feldeffekttransistors FET1 verläuft. Die
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Rückkopplung dient dem Anlegen eines Basispotentials an den Transistor MMQ, das diesen in den Zustand versetzt, den gesamten Strom I aißer denjenigen Anteilen zu leiten, die zur Aufrechterhaltung der Basisströme zu den Transistoren MMQ, SMQ1 und SMQ2 erforderlich sind. Es ist bekannt, daß man die direkte Verbindung FB durch einen Verstärker, z.B. einen Emitterfolgertransistor oder einen Sourcefolgertransistor ersetzen kann, um einen nicht durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors MMQ fließenden Teil des Eingangsstroms zu vermindern oder auszuschließen. Der Feldeffekttransistor FET1 kann so eingesetzt sein, daß er wahlweise leitend ist, wie dies in Fig. 1 beispielsweise gezeigt ist, wo der Kollektorlastwiderstand R1 des Schalttransistors SWQt das Gate-Potential des Feldeffekttransistors FET1 auf ein Vorspannpotential C+ hochzieht, sobald der Schalttransistor SWQ1 gesperrt ist. Der Feldeffekttransistor FETi kann jedoch auch dauernd leitend sein, was durch Schließen des Schalters SW herbeigeführt werden kann. Hierbei wird an das Gate des Feldeffekttransistors FET1 ununterbrochen das Vorspannpotential C+ angelegt. Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise sei zunächst angenommen, daß der Schalter SW geschlossen ist.
Der ohmsche. Spannungsabfall über dem Kanal des leitenden Feldeffekttransistors ist infolge dessen Widerstand und des Basisstroms des Transistors MMQ gering. Die Spannung V zwischen dem Schaltungsknoten N und Masse wird gleich der Emitterbasis-(Offset)-Spannung des Transistors MMQ bei einem Kollektorstrom von im wesentlichen gleich I1n plus diesem ohmschen Spannungsabfall sein. Dieser ohmsche Spannungsabfall über dem Kanal des Feldeffekttransistors FET1 wird dazu verwendet,- das Potential am Schaltungsknoten N zu erhöhen, um die Spannungsabfalle zu kompensie-
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ren, dir über den Übertragungs- bzw. Schaltgliedern auftreten, die die Feldeffekttransistoren FET2 bzw. FET3 enthalten, wenn diese Schaltglieder leitend sind. Dadurch wird erreicht, daß die an die Slave-Spiegeltransistoren SMQl und SMQ2 angelegten Emitter-Basis-Spannungen im wesentlichen gleich der Emitter-Basis-Spannung des Master-Spiegeltransistors MMQ sind.
Die von den Feldeffekttransistoren FET2 und FET3 gebildeten Schaltglieder werden leitend, wenn Schalttransistoren SWQ1 und SWQ2 gesperrt sind. Die Widerstände R2 und R3 werden die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors FET2 bzw. die des Feldeffekttransistors FET3 auf das Vorspannpotential C+ ziehen, wodurch beide Feldeffekttransistoren FET2 und FET3 in ihre lineare Widerstandszone kommen und leitend sind. Die I /V_„-Kennwerte der Transistoren MMQ,
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SMQ1 und SMQ2 verhalten sich wie. p:m:n. Dies ist durch die umkreisten Buchstaben p, m und η nahe den jeweiligen Emittern dieser Transistoren in der Zeichnung angedeutet. Wenn an die Transistoren SMQl und SMQ2 die gleiche Emitter-Basis-Spannung wie an den Transistor MMQ angelegt wird, dann ziehen diese Transistoren SMQ1 und SMQ2 Kollektorströme (mIIN)/p bzw. (nIIN)/p.
Die jeweiligen Basisströme der Transistoren MMQ, SMQ1 und SMQ2 werden gleich ihren jeweiligen Kollektorströmen geteilt durch ihren jeweiligen Kennwert hf . Wenn diese Transistoren gleichartig hergestellt und bei derselben Temperatur betrieben werden, sind ihre Kennwerte h- im wesentlichen gleich. Dann verhalten sich aber die Basisströme der Transistoren MMQ, SMQ1 und SMQ2 wie ihre jeweiligen Kollektorströme, nämlich wie p:m:n. Damit die Spannungsabfälle über den Feldeffekttransistoren FET1,
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FET2 und FET3 gleich sind, ist es nötig, daß die Leitwerte ihrer Kanäle im leitenden Zustand dieser Transistoren im Verhältnis p:m:n stehen. Dies ist der Fall, wie durch die eingekreisten Buchstaben p, m und η nahe ihren jeweiligen Source-Elektroden angedeutet.
Die Techniken zur entsprechenden Bemessung der Leitwerte der Feldeffekttransistor-Kanäle sind bekannt. Beispielsweise können die Kanalbreiten der Feldeffekttransistoren FET1, FET2 und FET3 gleich sein, während ihre Kanallängen im Verhältnis p:m:n stehen.
Um den Stromabfluß eines Stroms (ml )/p vom Ausgang OUT1 durch den Transistor SMQ1 zu beenden, wird der Basis eines mit seinem Emitter an Masse liegenden Transistors SWQ2 Strom von einer Stromquelle IS2 zugeführt. Hierdurch wird der Transistor SWQ2 leitend und klemmt das Gate des Feldeffekttransistors FET2 an ein Potential nahe dem Massepotential. Der leitende Zustand des Feldeffekttransistors FET2 wird dadurch unterbrochen und das von ihm gebildete Schaltglied geöffnet (undurchlässig). Dadurch wird die Reaktion auf die. Spannung V , welche an der Basis des Transistors SMQ1 erscheint, infolge des hohen Kanalwiderstands des gesperrten Feldeffekttransistors FET2 im Verhältnis zur Basiseingangsimpedanz des Transistors SMQ1 erheblich abgeschwächt. Der Abfluß des Stroms (nIT.)/p vom Ausgang OUT2 durch den Transistor SMQ2 kann analog unterbrochen werden, indem der Basis eines Schalttransistors SWQ3 Strom von einer Stromquelle IS3 zugeführt wird. Dieser Schalttransistor klemmt dann das Gate des Feldeffekttransistors FET3 an Masse, so daß dieser Feldeffekttransistor gesperrt wird und das von ihm gebildete Schaltglied geöffnet wird.
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Der soweit beschriebene Stromspiegelverstärker mit programmierbarer Stromverstärkung nimmt ständig Eingangsstrom auf, da der Transistor MMQ (voraussetzungsgemäß) ununterbrochen mit der direkt gekoppelten Kollektor-Basis-Rückkopplung versehen ist. Bei einigen Anwendungen ist es erwünscht, daß der SSV keinen zugeführten Eingangsstrom aufnimmt, solange ihm kein Ausgangsstrom abgefordert wird. Dies kann beispielsweise dem Zweck einer Verringerung des Leistungsverbrauchs dienen. Diese Betriebsart kann durch öffnen des Schalters SW erhalten werden oder dadurch, daß dieser Schalter überhaupt nicht benutzt wird und eine Stromquelle IS4 vorgesehen wird, die den mit seinem Emitter an Masse liegenden Schalttransistor SWQ1 so vorspannt, daß er das Gate des Feldeffekttransistors FET1 an Masse klemmt, diesen Feldeffekttransistor dadurch sperrt und das von ihm gebildete Schaltglied öffnet.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Verwendung von Stromspiegelverstärkern (CMA-1, CMA-2, CMA-3), die so angeordnet sind, daß die Transkonduktanz von Feldeffekttransistoren (FET1, FET2, FET3) mit der Stromverstärkung des SSV multipliziert wird. Ein Vorteil hiervon liegt darin, daß man in einem monolithisch integrierten Schaltungsaufbau Fläche sparen kann, wenn das Verhältnis p:m, p:n oder m:n sich wesentlich von Eins unterscheidet. Die Feldeffekttransistoren FET1, FET2 und FET3 können alle als Feldeffekttransistoren mit einer Minimalfläche ausgebildet werden. Die I_VV.,C-
D ob
Kennwerte der Feldeffekttransistoren FET1, FET2 und FET3 werden dann durch die einzelnen SSV CMA1, CMA 2 bzw. CMA3 in Fig. 2 und CMA1', CMA2' bzw. CMA3' in Fig. 3 um die Faktoren (p-1), (m-1) bzw. (n-1) erhöht. Die Erhöhungsoder Maßstabsfaktoren p, m und η sollten alle größer oder gleich Eins sein. Vorzugsweise hat einer oder haben zwei
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dieser Faktoren der Wert Eins, so daß ein Ausgangstransistor der SSV-Komponente, die zur Erzielung des Erhöhungsfaktors dient, überhaupt keinen Kollektorstrom zu liefern brauchte. Dieser Ausgangstransistor könnte folglich entfallen, so daß nur der selbst vorgespannte Transistor übrig bliebe, der der Eingangstrunsistor der SSV-Komponente gewesen wäre. Dieser selbst vorgespannte Transistor arbeitet als eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode und konnte gewünschtenfalls durch einen einfachen Halbleiterübergang ersetzt werden.
Fachleute können aufgrund der voranstehenden Offenbarung leicht andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnten die Schaltglieder Feldeffekttransistoren mit gegenüber den bipolaren Spiegeltransistoren komplementärer Leitfähigkeit anstelle der gleichen Leitfähigkeit verwenden. Auch könnten als Schaltglieder bei entsprechender Änderung der Steuerspannung Feldeffekttransistoren des Verarmungstyps anstatt solcher des Anreicherungstyps verwendet werden. Ferner könnten die Spiegeltransistoren beispielsweise mit jeweiligen Emitterwiderständen oder Schaltungen zur Verringerung des Basispotentials versehen werden, deren Wirkleitwerte im ähnlichen Verhältnis zu ihren jeweiligen I -V -Kennwerten stehen. Es ist ferner möglich, beispielsweise die bipolaren Spiegeltransistoren durch Verbundtransistoranordnungen, z.B. Transistoren in Darlington-Kaskadenverbindung, zu ersetzen, die. den bipolaren Spiegeltransistoren insoweit im wesentlichen funktionell äquivalent sind, als sie Stromverstärker darstellen. Soweit in den Ansprüchen von "Master-Spiegeltransistor" und "Slave-Spiegeltransistor" die Rede ist, soll dies solche Verbund-Transistoranordnungen einschließen.
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L e e r s e i f e

Claims (5)

  1. Patentanwälte
    Dr. Diester ν. Hezo'd ;
    417/HO/ba Dipl.-Ing. Peter Schütz / b Π ! -·:-b D
    Dipl.-Ing. Wol.'gang Houclsr 8 München £6, Postfach 360668
    RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
    Patentansprüche
    My Stromspiegelverstärker mit programmierbarer Stromverstärkung, umfassend:
    Master- und Slave-Spiegeltransistoren derselben Leitfähigkeitsart und mit gleichen Stromverstärkungskennwerten, von denen jeder eine erste und eine zweite Elektrode, zwischen denen sich ein gesteuerter Leitungsweg befindet, sowie eine dritte oder Steuerelektrode aufweist, wobei der Leitungsweg in direkter Abhängigkeit von der Spannung zwischen der zweiten und der dritten Elektrode steuerbar ist;
    einen Eingangsanschluß, an dem die erste Elektrode des Master-Spiegeltransistors angeschlossen ist;
    einen Ausgangsanschluß, an dem die erste Elektrode des Slave-Spiegeltransistors angeschlossen ist;
    einen gemeinsamen Anschluß, mit dem die zweiten Elektroden der Master- und der Slave-Spiegeltransistoren verbunden sind;
    einen Schaltungsknoten, der direkt mit dem Eingangsanschluß gekoppelt ist; und
    ein erstes Schaltglied zur Schaffung einer wahlweisen Verbindung des Schaltungsknotens mit der dritten Elektrode des Slave-Spiegeltransistors bei wahlweisem Anlegen eines ersten Pegels eines Steuersignals an das Schaltglied, wobei der Strom zur dritten Elektrode des Slave-Spiegeltransistors während dieser wahlweisen Verbindung am Widerstand des durchgeschalteten ersten Schaltglieds einen Spannungsabfall verursacht,
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    — ο -.
    gekennzeichnet durch
    eine Einrichtung (FET 1) zur Einschaltung eines Widerstands zwischen dem Schaltungsknoten (N) und der dritten Elektrode (Basis) des Master-Spiegeltransistors (MMQ) wenigstens jedesmal dann, wenn die genannte wahlweise Verbindung hergestellt ist, wobei dieser Widerstand einen solchen Wert hat, daß der Strom zur dritten Elektrode des Master-Spiegeltransistors (MMQ) an ihm einen Spannungsabfall verursacht, der im wesentlichen gleich dem Spannungsabfall am Widerstand des durchgeschalteten ersten Schaltglieds (FET 2) ist, um die Auswirkung dieses Spannungsabfalls auf die programmierbare Stromverstärkung zu kompensieren.
  2. 2. Stromspiegelverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Einschaltung eines Widerstands zwischen den Schaltungsknoten (N) und die dritte Elektrode (Basis) des Master-Spiegeltransistors (MMQ) ein zweites Schaltglied (FET 1; FET 1; CMA 1) derselben grundsätzlichen Art wie das erste Schaltglied (FET 2; FET 2, CMA 2) umfaßt, das bei ununterbrochenem Anliegen des ersten Pegels (C+) des Steuersignals am zweiten Schaltglied den Schaltungsknoten (N) ununterbrochen mit der dritten Elektrode (Basis) des Master-Spiegeltransistors (MMQ) verbindet.
  3. 3. Stromspiegelverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Einschaltung eines Widerstands zwischen dem Schaltungsknoten (N) und der dritten Elektrode (Basis) des Master-Spiegeltransistors (MMQ) ein zweites Schaltglied (FET 1)
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    derselben grundsätzlichen Art wie das erste. Schaltglied (FET 2) umfaßt, das bei wahlweisem Anlegen des ersten Pegels (C+) des Steuersignals an das zweite Schaltglied eine wahlweise Verbindung des Schaltungsknotens (N) mit der dritten Elektrode (Basis) des Master-Spiegeltransistors (MMQ) herstellt, wobei der erste Pegel des Steuersignals wenigstens immer dann an das zweite Schaltglied angelegt wird, wenn er am ersten Schaltglied anliegt.
  4. 4. Stromspiegelverstärker nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Schaltglied und das zweite Schaltglied einen ersten Feldeffekttransistor (FET 2) bzw. einen zweiten Feldeffekttransistor (FET 1) ähnlichen Kanaltyps (N) aufweisen, die jeweilige Kanäle besitzen, die ihre jeweiligen gesteuerten Widerstandswege bilden, und jeweilige Gate-Elektroden besitzen, die als jeweilige Steuerelektroden dienen.
  5. 5. Stromspiegelverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal jedes der Feldeffekttransistoren (FET 1, FET 2) in Reihenschaltung mit dem Eingangskreis eines jeweiligen Stromspiegelverstärkers (CMA 1, CMA 2) liegt,dessen Ausgangskreis parallel zur Reihenschaltung liegt, um die Transkonduktanz jedes Feldeffekttransistors mit der Stromverstärkung seines jeweiligen Stromspiegelverstärkers zu multiplizieren.
    9 0 9822/0866
DE2851496A 1977-11-28 1978-11-28 Stromspiegelverstärker mit programmierbaren Stromverstärkungen Expired DE2851496C3 (de)

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