RU158424U1 - Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления - Google Patents
Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления Download PDFInfo
- Publication number
- RU158424U1 RU158424U1 RU2015133804/08U RU2015133804U RU158424U1 RU 158424 U1 RU158424 U1 RU 158424U1 RU 2015133804/08 U RU2015133804/08 U RU 2015133804/08U RU 2015133804 U RU2015133804 U RU 2015133804U RU 158424 U1 RU158424 U1 RU 158424U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drain
- transistor
- μοπ
- input
- mos transistor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
КМОП-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления, включающий токостабилизирующий двухполюсник, включенный между общей шиной и объединенными истоками первого и второго входных Ν-ΜΟΠ транзисторов, затворы которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя, соответственно, причем сток первого (входного) Ν-ΜΟΠ транзистора соединен с истоком (выходного) Ν-ΜΟΠ транзистора, затвор которого соединен с затвором и стоком четвертого (нагрузочного) Р-МОП транзистора, сток подключен к стоку третьего (выходного) Р-МОП транзистора и выходу дифференциального усилителя; сток второго (входного) Ν-ΜΟΠ входного транзистора соединен с объединенными затвором и стоком четвертого Р-МОП транзистора и затвором третьего Р-МОП транзистора; истоки третьего и четвертого Р-МОП транзисторов подключены к шине питания, причем, изолирующие "карманы" всех МОП транзисторов подключены к истокам этих транзисторов, отличающийся тем, что в схему введены дополнительные элементы:- шестой (дополнительный) Р-МОП транзистор, соединенный затвором со стоком второго (входного) Ν-ΜΟΠ транзистора, истоком - с шиной положительного электропитания, а стоком - с объединенными истоками входных Ν-ΜΟΠ транзисторов;- седьмой (дополнительный) Ν-ΜΟΠ транзистор в диодном включении между стоками второго Ν-ΜΟΠ транзистора и четвертого Р-МОП транзистора.
Description
Полезная модель относится к области радиотехники и электроники. В частности, к интегральным микросхемам на основе технологии КМОП, и может быть использована в качестве устройства усиления аналоговых сигналов в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, в операционных усилителях (ОУ), компараторах).
Задачей настоящей полезной модели является увеличение коэффициента усиления по напряжению КМОП-дифференциального усилителя путем включения дополнительного усилительного транзистора в схему усилителя. Технический результат состоит в увеличении коэффициента усиления дифференциального усилительного каскада примерно в 5 раз без ухудшения его частотных характеристик. Согласно полезной модели, этот технический результат достигается за счет того, что дополнительный усилительный транзистор модулирует ток дифференциального каскада. Симметричное включение транзисторов в схеме обеспечивает пониженное напряжение смещения нуля дифференциального сигнала.
Известны изобретения RU 2469467 (2011 г.), RU 2455758 (2011 г.), RU 2463703 (2011 г.), которые содержат ряд технических решений для увеличения коэффициента усиления дифференциальных усилителей. При этом повышение коэффициента усиления КМОП усилительных каскадов обычно достигается увеличением длины затворов МОП транзисторов или использованием последовательного (каскодного) включения усилительных транзисторов. Однако при увеличении длины затворов снижается быстродействие усилителя, а каскодное включение транзисторов увеличивает минимальное напряжение питания и требует введения в схему дополнительного блока опорного напряжения.
Наиболее близким по технической сущности прототипом предлагаемой полезной модели можно считать техническое решение (фиг. 1), описанное в полезной модели RU 132651.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение коэффициента усиления по напряжению однокаскадного КМОП-дифференциального усилителя. Технический результат, позволяющий достичь поставленной задачи, состоит в увеличении коэффициента усиления дифференциального усилительного каскада в 5÷6 раз без ухудшения его частотных характеристик путем включения дополнительного усилительного P-МОП транзистора, модулирующего ток дифференциального каскада, и дополнительного компенсирующего N-МОП транзистора, снижающего напряжение смещения нуля входного дифференциального сигнала за счет выравнивания напряжений на стоках входных МОП транзисторов.
Согласно предлагаемой полезной модели, этот технический результат достигается за счет того, что в КМОП-дифференциальный каскад (фиг. 1), содержащий токостабилизирующий двухполюсник 1, включенный между общей шиной 2 и объединенными истоками первого 3 и второго 4 входных N-МОП транзисторов, затворы которых соединены с инвертирующим 5 и неинвертирующим 6 входами дифференциального усилителя, соответственно, причем, сток первого (входного) N-МОП транзистора 3 соединен с истоком (выходного) N-МОП транзистора 11, затвор которого соединен с затвором и стоком четвертого (нагрузочного) P-МОП транзистора, сток подключен к стоку третьего (выходного) P-МОП транзистора 7 и выходу дифференциального усилителя 8; сток второго (входного) N-МОП входного транзистора 4 соединен с объединенными затвором и стоком четвертого P-МОП транзистора 9 и затвором третьего P-МОП транзистора 7; истоки третьего 7 и четвертого 9 P-МОП транзисторов подключены к шине питания 10, причем, изолирующие «карманы» всех МОП транзисторов подключены к истокам этих транзисторов, введены дополнительные элементы (фиг. 2):
- шестой (дополнительный) P-МОП транзистор 12, соединенный затвором со стоком второго входного N-МОП транзистора, истоком - с шиной положительного электропитания, а стоком - с объединенными истоками входных N-МОП транзисторов 3, 4;
- седьмой (дополнительный) N-МОП транзистор 13 (фиг. 3) в диодном включении между стоками второго входного N-МОП транзистора 4 и четвертого P-МОП транзистора 9.
На фиг. 1 представлена схема дифференциального усилителя, выбранного в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.
На фиг. 2 представлена схема КМОП-дифференциального усилителя с дополнительным P-МОП усилительным транзистором.
На фиг. 3 представлена схема КМОП-дифференциального усилителя с дополнительными: P-МОП усилительным и N-МОП симметрирующим транзисторами.
На фиг. 4 приведены частотные зависимости коэффициента усиления по напряжению для прототипа и предлагаемой полезной модели.
Реализация полезной модели заключается в следующем. КМОП-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления (фиг. 2), включающий, токостабилизирующий двухполюсник 1, включенный между общей шиной 2 и объединенными истоками первого 3 и второго 4 входных N-МОП транзисторов, затворы которых соединены с инвертирующим 5 и неинвертирующим 6 входами дифференциального усилителя, соответственно, причем, сток первого (входного) N-МОП транзистора 3 соединен с истоком (выходного) N-МОП транзистора 11, затвор которого соединен с затвором и стоком четвертого (нагрузочного) P-МОП транзистора, сток подключен к стоку третьего (выходного) P-МОП транзистора 7 и выходу дифференциального усилителя 8; сток второго (входного) N-МОП входного транзистора 4 соединен с объединенными затвором и стоком четвертого Р-МОП транзистора 9 и затвором третьего P-МОП транзистора 7; истоки третьего 7 и четвертого 9 P-МОП транзисторов подключены к шине питания 10, причем, изолирующие «карманы» всех МОП транзисторов подключены к истокам этих транзисторов, содержит дополнительные элементы:
- шестой (дополнительный) P-МОП транзистор 12, соединенный затвором со стоком второго входного N-МОП транзистора 4, истоком - с шиной положительного электропитания 10, а стоком - с объединенными истоками входных N-МОП транзисторов 3, 4;
- седьмой (дополнительный) N-МОП транзистор 13 в диодном включении между стоками второго N-МОП транзистора 4 и четвертого P-МОП транзистора 9.
Технический результат достигается за счет того, что: седьмой (дополнительный) симметрирующий N-МОП транзистор 13 снижает напряжение смещения нуля за счет выравнивания напряжений на стоках входных N-МОП транзисторов 3, 4 дифференциального усилителя; ток стока шестого (дополнительного) P-МОП транзистора 12 синхронно модулирует весь ток дифференциального усилительного каскада. Общий коэффициент усиления дифференциального усилителя возрастает благодаря совместному действию снижения смещения нуля и синхронной модуляции тока всего каскада.
На фиг. 4 представлены частотные зависимости коэффициента усиления, полученные при моделировании, для предлагаемой полезной модели и технического решения, выбранного в качестве прототипа. По приведенным графикам можно судить о том, что коэффициент усиления по напряжению предлагаемой полезной модели увеличивается не менее чем в четыре раза в сравнении с коэффициентом усиления прототипа. Таким образом, предлагаемое схемотехническое решение полезной модели демонстрирует преимущество по коэффициенту усиления по напряжению в сравнении с известным дифференциальным усилителем.
Реализуемость полезной модели подтверждается результатами моделирования с использованием лицензированных средств САПР фирмы Cadence Microsystems.
Используемая литература:
[1] Ракитин В.В. Интегральные схемы на КМОП-транзисторах. Учебное пособие - М.: МФТИ. - 2007 - 308 с.
[2] Патент на полезную модель RU №132651 «КМОП-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления»
[3] Эннс В.И., Кобзев Ю.М. Проектирование аналоговых КМОП-микросхем. Краткий справочник разработчика / Под редакцией канд. техн. наук В.И. Эннса. - М.: Горячая линия - Телеком. - 2005. - 454 с: ил.
Claims (1)
- КМОП-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления, включающий токостабилизирующий двухполюсник, включенный между общей шиной и объединенными истоками первого и второго входных Ν-ΜΟΠ транзисторов, затворы которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя, соответственно, причем сток первого (входного) Ν-ΜΟΠ транзистора соединен с истоком (выходного) Ν-ΜΟΠ транзистора, затвор которого соединен с затвором и стоком четвертого (нагрузочного) Р-МОП транзистора, сток подключен к стоку третьего (выходного) Р-МОП транзистора и выходу дифференциального усилителя; сток второго (входного) Ν-ΜΟΠ входного транзистора соединен с объединенными затвором и стоком четвертого Р-МОП транзистора и затвором третьего Р-МОП транзистора; истоки третьего и четвертого Р-МОП транзисторов подключены к шине питания, причем, изолирующие "карманы" всех МОП транзисторов подключены к истокам этих транзисторов, отличающийся тем, что в схему введены дополнительные элементы:- шестой (дополнительный) Р-МОП транзистор, соединенный затвором со стоком второго (входного) Ν-ΜΟΠ транзистора, истоком - с шиной положительного электропитания, а стоком - с объединенными истоками входных Ν-ΜΟΠ транзисторов;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015133804/08U RU158424U1 (ru) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015133804/08U RU158424U1 (ru) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU158424U1 true RU158424U1 (ru) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015133804/08U RU158424U1 (ru) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU158424U1 (ru) |
-
2015
- 2015-08-13 RU RU2015133804/08U patent/RU158424U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2879292B1 (en) | Amplifier arrangement | |
US8217721B1 (en) | Slew rate enhancing circuit | |
KR20150061247A (ko) | 네거티브 레벨 쉬프터 | |
US7295067B2 (en) | Current source circuit and differential amplifier | |
JP2010258577A (ja) | 補間型a/d変換器 | |
US9369098B2 (en) | Inverting amplifier | |
US9755588B2 (en) | Signal output circuit | |
US8604878B2 (en) | Folded cascode amplifier with an enhanced slew rate | |
RU158424U1 (ru) | Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления | |
KR20150089941A (ko) | 기준 전압 회로 | |
US8928409B1 (en) | Trans-capacitance amplifier with picoAmperes input biasing and large output swing | |
JP6949463B2 (ja) | シングル差動変換回路 | |
US10622950B2 (en) | Amplifier arrangement and switched capacitor integrator | |
KR20150087111A (ko) | 증폭 회로 | |
RU132651U1 (ru) | Кмоп-дифференциальный усилитель с повышенным коэффициентом усиления | |
Promee et al. | CMOS wide-range four-quadrant analog multiplier circuit | |
KR101783490B1 (ko) | 출력 회로 | |
KR100669074B1 (ko) | 클램핑 회로를 이용한 차동증폭기 | |
RU139042U1 (ru) | Дифференциальный кмоп-усилитель | |
KR20110006329U (ko) | 아날로그 배수기 | |
JP2015220689A (ja) | 差動増幅回路 | |
RU158710U1 (ru) | Дифференциальный усилительный входной каскад для схем с низким напряжением питания | |
RU2651221C1 (ru) | Дифференциальный усилитель токов | |
RU158126U1 (ru) | Низковольтный кмоп дифференциальный усилитель | |
US9608607B2 (en) | Speed booster for comparator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160301 |