Активный фильтр на коммутируемых конденсаторах Советский патент 1988 года по МПК H03H19/00 

Изобретение относится к активным ф11льтрам на коммутируемых колденса- торах и может быть использовано в микроэлектронных устройствах частотной сепекцни.

Целью изобретения является повышение стабильности параметров активного фильтра iia коммутируемых конденсаторах.

На чертеже изображен предложенный активньй фильтр,

AKTHBHbDi фильтр на коммутируемых конденсаторах содержит N звеньев 1,,,

1

1), каждое из которых содержит

К конденсаторов 2, 2,

2ц,, К ключей 3,, 2

3, ,..3, истоковьц повторитель 4, выпо:п1е п1ый на МДП-транзис- торе 5 со встроенным каналом и МДП- транзисторе 6 с индуцированным капа- лом, дополнительный истоковый повторитель 7, выполненный на МДП-транзис торах 8 и 9 со встроенным и индуцированным каналами соответственно, дифференциальный усилитель 10, блок 11 частотной коррекции, развязывающи фильтр 12, распределитель 13 кмпуль- срв, источник 14 напряжения смещения

Активньй фильтр на коммутируемых конденсаторах работает следующим образом.

При поочередном замыкании и размыкании ключей 3,...3|, звена 1 входное постоянное напряжение U передается на затвор ВДП-транзистора 5 без изменения. На вь1ходе истокового повторителя 4, т.е. на истоке ЗДП-тpaн- зистора 5 и на стоке МДП-траизистора 6 напряжение Up,j,,,( , равно UQ - -Ujju, а на выходе N-ro звена на истоке МДП-транзистора 5 напряжение Ug,,

равно Ug ,

где - Ивых

падение напряжения затвор-исток каждого из идентичных ВДП-транзисторов 5 определяется из уравнения токов; I К, (и,- и,) К2 (и,

- U.J

ffr. - е Ь1X

Напряжение Uao зависит от удельных крутизн К,, К МДП-транзисторов, Q пороговых напряжений U., U соответственно МДП-транзисторов 5 и 6 со встроенным и индуцированным каналами, напряжения смещения . Пороговое напряжение , в свою очередь зависит сг от точности поддержания технологических параметров ионного легирования, коэффициента влияния подложки и выходного напряжения Ugbn

Конструктивные и технологические параметры выбираются таким образом, чтобы в рабочей точке напряжение U,. было близким к 0. Узлы, вырабатывающие напряжение смещения U, действующее на затворах МДП-транзисторов 6 истоковых повторителей 4, поддерживают его такой величины, чтобы напряжение поддерживалось макси- мально близким к О при колебаниях параметров технологического процесса. Коэффициент усиления К истоковых повторителей 4,7 стабилизируется вслед15 ствие постоянства U

BOIX

Стабилизи5

0

0

руются также другие параметры активного - фильтра, зависящие от К - коэффициент усиления напряжения и верх- няя граничная частота полосы пропус- кания. МДП-транзисторы 8,9 дополнительного истокового повторителя 7 топологически идентичны соответствующим МДП-транзисторам 5 и 6 истоковых повторителей звеньев. На затвор МДП-транзистора 8 дополнительного истокового повторителя 7 и на инвертирующий вход дифференциального усилителя 10 с -шины источника 14 напряжения смещения.поступает напряжение, равное UQ. Выходное напряжение дополнительного истокового повторителя 7 с истока МДП-транзистора 8 поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 10. Раз5

0

5

Q г

БЫХ

- Ujj) усиностное напряжение (U ливается в К раз и через блок 11 частотной коррекции поступает на затвор МДП-транзистора 9, изменяя ток дополнительного истокового повторителя 7 до величины, при которой напряжение (Ug, - U) на B-x.Off,e дифференциального усилителя 10 близко к О, т.е. поддерживая вь)о

Блок 11 частотной коррекции необходим для обеспечения устойчивости активного фильтра с обратной связью.

Напряжение U. с выхода блока 11 частотной коррекции подается ниже через развязывающий фильтр 12 на затворы МДП-транзисторов 6 истоковых повторителей 4, вырабатывая в них ток, при котором напряжение каждого из истоковых повторителей 4 близко к О, что обеспечивает минимальный сдвиг постоянного напряжения между входом и выходом и как следствие стабилизацию параметров активного фильтра при колебаниях параметров технологического процесса, когда

на вход кроме постоянного напряжения

- б

и поступает напряжение сигнала Up

Формула изобретения

Активный фильтр на коммутируемых конденсаторах, содержащий N последовательно включенных звеньев, каждое из которых содержит К, где , последовательно соединенных ключей, вход первого из которых является входом звена, и истоковый повторитель выход которого является выходом звена, и К конденсаторов, первый вывод каждого из которых подключен к выходу соответствующего ключа, управляющие входы четных и нечетных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам распределителя импульсов, причем вторые выводы (К - 1) конденсаторов подключены к первой шине источника питания, а вторые выводы остальных конденсаторов подключены к выходу истокового повторителя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности параметров активного фильтра, введены дополнительный истоковый повторитель, последовательно соединенные дифференциальный усилитель, блок частотной коррекции и развязывающий фильтр, а истоковые повторители каждого звена и дополнительный истоковый повторитель выполнены .ча МДП-транзис- торе со встроенным каналом, нагрузкой которого является МДП-транзистор с индуцированным каналом, сток МДП- транзистора с встроенным каналом соединен с второй щиной источника питания, исток МДП-транзистора с индуцированным каналом соединен с первой шиной источника питания, причем выход развязывающего фильтра соединен с объединенными затворами ОДП-транзисторов с индуцированным каналом казедого звена, вход развязывающего фильтра соединен с затвором МДП-транзистора с индуцированным каналом дополнительного истокового повторителя, вход которого соединен с выходом введенного источника напряжения смещения и инвертирующим входом дифференциального усилителя, а его неинвертирующий вход соединен с выходом дополнительного истокового повторителя.

Изобретение м.б. использовано в микроэлектронных устр-вах частотной селекции. Цель изобретения - повышение стабильности параметров активного фильтра на коммутируемых конденсаторах. Фильтр содержит N звеньев 1,-1N, каждое из к-рьрс содержит К конденсаторов 2,-2,, К ключей 3,-Зц, истоковый повторитель (ИП) 4, также распределитель 13 импульсов, источник 14 напряжения смещения. Введены ИП 7, диф.у-ль 10, блок 11 частотной коррекции и развязывающий фильтр 12. ИП 4 и 7 выполнены соответственно на МДП-транзис- торах 5 н 8 со встроенными каналами, нагрузкой к-рых являются МДП-транзис- торы 6 и 9 с индуцированными каналами. Коэф, усиления ИП 4 и 7 стабилизируется вследствие постоянства выходного напряжения. Стабилизируются также др. параметры, зависящие от коэф, усиления, - коэф. усиления напряжения и верхняя граничная частота полосы пропускания. МДП-транзисторы 8 и 9 топологически идентичны МДП-транзисторам 5 и 6, Напряжение смещения с блока 11 подается через фильтр 12 на затворы МДП- транзистиров 6, вырабатывая в них ток, при к-ром напряжение V.y каждого из ИП 4 близко к О, что обеспечивает МИНИН.сдвиг постоянного напряжения между входом и выходом и как следствие стабилизацию параметров фильтра при колебаниях технология, процесса. 1 ил. с 9 сл 00 00 О5