RU2411636C1 - Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift - Google Patents
Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411636C1 RU2411636C1 RU2009129672/09A RU2009129672A RU2411636C1 RU 2411636 C1 RU2411636 C1 RU 2411636C1 RU 2009129672/09 A RU2009129672/09 A RU 2009129672/09A RU 2009129672 A RU2009129672 A RU 2009129672A RU 2411636 C1 RU2411636 C1 RU 2411636C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- bus
- transistor
- current
- collector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, операционных усилителях с малыми значениями напряжения смещения нуля (ОУ)).The invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as a device for amplifying analog signals in the structure of analog microcircuits for various functional purposes (for example, operational amplifiers with small values of zero bias voltage (OA)).
Известны схемы дифференциальных усилителей (ДУ) на основе так называемых «перегнутых» каскодов [1-12], которые стали основой более чем 20 серийных операционных усилителей (НА2520, НА5190, AD797, AD8631, AD8632, ОР90 и др.). В связи с высокой популярностью такой архитектуры ДУ на их модификации выдано более 50 патентов. Предлагаемое изобретение относится к данному подклассу устройств.There are known schemes of differential amplifiers (DU) based on the so-called “bent” cascodes [1-12], which became the basis of more than 20 serial operational amplifiers (HA2520, NA5190, AD797, AD8631, AD8632, OP90, etc.). Due to the high popularity of such a remote control architecture, more than 50 patents have been issued for their modification. The present invention relates to this subclass of devices.
Ближайшим прототипом заявляемого устройства является ДУ, описанный в патенте фирмы National Semiconductor США №5420540 (фиг.1), содержащий входной 1 параллельно-балансный каскад, первый 2 и второй 3 токовые выходы которого подключены к соответствующим первому 4 и второму 5 выходным транзисторам и через первый 6 и второй 7 токостабилизирующие двухполюсники соединены с первой 8 шиной источника питания, выходной эмиттерный повторитель 9, входной транзистор 10 которого имеет такой же тип проводимости, что и первый 4 и второй 5 выходные транзисторы, вспомогательный транзистор 11, база которого подключена к коллектору первого 4 выходного транзистора и через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник соединена со второй 13 шиной источника питания, а эмиттер подключен к объединенным базам первого 4 и второго 5 выходных транзисторов, причем коллектор второго 5 выходного транзистора связан с базой входного транзистора 10 выходного эмиттерного повторителя 9 и через четвертый 14 токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй 13 шиной источника питания.The closest prototype of the claimed device is the remote control described in the patent of National Semiconductor USA No. 5420540 (Fig. 1), containing an
Существенный недостаток известного каскодного дифференциального усилителя состоит в том, что он характеризуется сравнительно большим напряжением смещения нуля (Uсм).A significant disadvantage of the known cascode differential amplifier is that it is characterized by a relatively large bias voltage of zero (U cm ).
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в уменьшении напряжения смещения нуля (Uсм).The main objective of the invention is to reduce the bias voltage of zero (U cm ).
Поставленная задача достигается тем, что в известном ДУ, содержащем входной 1 параллельно-балансный каскад, первый 2 и второй 3 токовые выходы которого подключены к соответствующим первому 4 и второму 5 выходным транзисторам и через первый 6 и второй 7 токостабилизирующие двухполюсники соединены с первой 8 шиной источника питания, выходной эмиттерный повторитель 9, входной транзистор 10 которого имеет такой же тип проводимости, что и первый 4 и второй 5 выходные транзисторы, вспомогательный транзистор 11, база которого подключена к коллектору первого 4 выходного транзистора и через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник соединена со второй 13 шиной источника питания, а эмиттер подключен к объединенным базам первого 4 и второго 5 выходных транзисторов, причем коллектор второго 5 выходного транзистора связан с базой входного транзистора 10 выходного эмиттерного повторителя 9 и через четвертый 14 токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй 13 шиной источника питания, предусмотрены новые связи - третий 12 и четвертый 14 токостабилизирующие двухполюсники выполнены на основе первого 15 и второго 16 дополнительных транзисторов, базы которых подключены к цепи установления статического режима 17, эмиттеры связаны со второй 13 шиной источника питания через первый 18 и второй 19 дополнительные резисторы, а коллектор вспомогательного транзистора 11 связан с эмиттером первого 15 дополнительного транзистора.The task is achieved by the fact that in the known remote control containing the
На фиг.1 показана схема каскодного дифференциального усилителя-прототипа.Figure 1 shows a diagram of a cascode differential amplifier of the prototype.
На фиг.2 представлена схема заявляемого ДУ.Figure 2 presents a diagram of the claimed remote control.
На фиг.3 представлен вариант построения ДУ фиг.1 в среде компьютерного моделирования PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар». Здесь (без учета разброса параметров элементов) Uсм=-1,35 мВ.Figure 3 presents a variant of constructing the remote control of figure 1 in the environment of computer simulation PSpice on models of integrated transistors of FSUE NPP Pulsar. Here (without taking into account the spread in the parameters of the elements) U cm = -1.35 mV.
На фиг.4 представлен заявляемый ДУ в среде компьютерного моделирования PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар». Здесь Uсм=113,3 мкВ.Figure 4 presents the claimed remote control in a computer simulation environment PSpice on models of integrated transistors of FSUE NPP Pulsar. Here U cm = 113.3 μV.
На фиг.5 приведена схема фиг.4 со специальным транзистором VT15, который повышает температурную стабильность Uсм ДУ фиг.4.Figure 5 is a diagram of figure 4 with a special transistor VT15, which increases the temperature stability of U cm remote control of figure 4.
На фиг.6 приведены температурные зависимости Uсм ДУ фиг.3, фиг.4, фиг.5.In Fig.6 shows the temperature dependence of U cm DU of Fig.3, Fig.4, Fig.5.
Каскодный дифференциальный усилитель фиг.2 содержит входной 1 параллельно-балансный каскад, первый 2 и второй 3 токовые выходы которого подключены к соответствующим первому 4 и второму 5 выходным транзисторам и через первый 6 и второй 7 токостабилизирующие двухполюсники соединены с первой 8 шиной источника питания, выходной эмиттерный повторитель 9, входной транзистор 10 которого имеет такой же тип проводимости, что и первый 4 и второй 5 выходные транзисторы, вспомогательный транзистор 11, база которого подключена к коллектору первого 4 выходного транзистора и через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник соединена со второй 13 шиной источника питания, а эмиттер подключен к объединенным базам первого 4 и второго 5 выходных транзисторов, причем коллектор второго 5 выходного транзистора связан с базой входного транзистора 10 выходного эмиттерного повторителя 9 и через четвертый 14 токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй 13 шиной источника питания. Третий 12 и четвертый 14 токостабилизирующие двухполюсники выполнены на основе первого 15 и второго 16 дополнительных транзисторов, базы которых подключены к цепи установления статического режима 17, эмиттеры связаны со второй 13 шиной источника питания через первый 18 и второй 19 дополнительные резисторы, а коллектор вспомогательного транзистора 11 связан с эмиттером первого 15 дополнительного транзистора.The cascode differential amplifier of FIG. 2 contains an
В частном случае выходной эмиттерный повторитель 9 содержит резистор 10, а входной каскад 1 реализован на базе транзисторов 21, 22 и двухполюснике 23.In a particular case, the
Рассмотрим работу заявляемого устройства (фиг.2).Consider the operation of the claimed device (figure 2).
Статический режим по току транзисторов 4 и 5 ДУ фиг.2 определяется транзисторами 15 и 16. Токи коллекторов этих транзисторов:The static current mode of the
Поэтому эмиттерные токи транзисторов 4 и 5Therefore, the emitter currents of
где Iб.p - ток базы транзисторов 4 и 5.where I b.p is the base current of
При идентичных резисторах 6 и 7 и одинаковых токах выходов 2 и 3 эмиттерный ток транзистора 5 будет равен эмиттерному току транзистора 4With
Таким образом, ток коллектора транзистора 5Thus, the collector current of
Для цепи базы транзистора 10 (узел «А»)For the base circuit of the transistor 10 (node "A")
Из последнего уравнения следует, что при IБУ=2Iб.р условием взаимной компенсации токов в цепи базы транзистора 10 и, как следствие, малых напряжений Uсм будет равенствоFrom the last equation it follows that for I BU = 2I bp the condition for mutual compensation of currents in the base circuit of
Поэтому предлагаемая схема ДУ имеет более низкие значения Uсм.Therefore, the proposed scheme of remote control has lower values of U see
Данные теоретические выводы подтверждаются результатами моделирования схем фиг.3, фиг.4, фиг.5. Численные значения систематической составляющей Uсм (без учета разброса параметров элементов) лежат для предлагаемых схем в диапазоне до 150 мкВ. В то же время в ДУ-прототипе Uсм изменяется единицами милливольт (Uсм≈1,5 мВ).These theoretical conclusions are confirmed by the simulation results of the schemes of figure 3, figure 4, figure 5. The numerical values of the systematic component U cm (without taking into account the spread in the parameters of the elements) are for the proposed schemes in the range up to 150 μV. At the same time, in the prototype DU, U cm varies in units of millivolts (U cm ≈1.5 mV).
Таким образом, заявляемое устройство имеет существенное преимущество в сравнении с ДУ-прототипом.Thus, the claimed device has a significant advantage in comparison with the remote control prototype.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №5422600;1. US patent No. 5422600;
2. Патент США №4644295 (НА-2539);2. US patent No. 4644295 (HA-2539);
3. Патент США №5734296;3. US patent No. 5734296;
4. Патент США №4293824;4. US patent No. 4293824;
5. Патент США №5420540;5. US patent No. 5420540;
6. Патент США №5952882;6. US Patent No. 5952882;
7. Патент США №6717466;7. US Patent No. 6,717,466;
8. Патент США №6542030;8. US Patent No. 6542030;
9. Патент США №5422600;9. US patent No. 5422600;
10. Патент США №6456162;10. US patent No. 6456162;
11. Патент США №6456163;11. US patent No. 6456163;
12. Патент США №6617466.12. US patent No. 6617466.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129672/09A RU2411636C1 (en) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129672/09A RU2411636C1 (en) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2411636C1 true RU2411636C1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=46309410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009129672/09A RU2411636C1 (en) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2411636C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463703C1 (en) * | 2011-11-10 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Cascode differential amplifier |
RU2468503C1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Cascode amplifier |
-
2009
- 2009-08-03 RU RU2009129672/09A patent/RU2411636C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468503C1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Cascode amplifier |
RU2463703C1 (en) * | 2011-11-10 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Cascode differential amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2411636C1 (en) | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2354041C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2333593C1 (en) | Differential amplifier with wider active operation range | |
RU2416155C1 (en) | Differential operating amplifier | |
RU2421893C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2416149C1 (en) | Differential operating amplifier with low zero offset voltage | |
RU2419187C1 (en) | Cascode differential amplifier with increased zero level stability | |
RU2411637C1 (en) | Precision operational amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2412530C1 (en) | Complementary differential amplifier | |
RU2393629C1 (en) | Complementary cascode differential amplifier | |
RU2365029C1 (en) | Cascode difference amplifier with low offset voltage | |
RU2402157C1 (en) | Cascode operational amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2412528C1 (en) | Cascode differential operating amplifier with low zero offset voltage | |
RU2421894C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2402151C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2420863C1 (en) | Differential operational amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2416150C1 (en) | Differential operating amplifier | |
RU2390914C1 (en) | Cascode differential amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2432666C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage | |
RU2402156C1 (en) | Differential operational amplifier with low voltage of zero shift | |
RU2412540C1 (en) | Differential operating amplifier | |
RU2412536C1 (en) | Complementary differential amplifier | |
RU2374757C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2416145C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2401508C1 (en) | Differential operating amplifier with low zero-shift voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130804 |