Преобразователь напряжения в ток Советский патент 1989 года по МПК H03F3/45 

150

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в интегральной полупроводниковой схемотехнике

Цель изобретения - расширение допустимого входного синфазного напряжения и частотного диапазона преобразователя напряжения в ток.

На чертеже представлена принципи- альная электрическая схема преобразователя напряжения в ток.

Преобразователь напряжения в ток (ПНТ) содержит с первого по четверты полевые транзисторы (ПТ) 1-А одного типа, с пятого по восьмой (ПТ) полевые транзисторы 5-8 другого типа, с первого по шестой источники 9-14 тока, первую и вторую шины 15 и 16 источника питания.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Работа устройства основана на принципе вычитания выходных токов I, и 1, имеющих квадратичную зависи- мость от входного напряжения V ви - да: 1, K(VB + V,)2 и 1 K(Vg - - V)2, где К и Vg - постоянные параметры.

При этом разностный ток I I,- 1 линейно зависит от напряжения V с постоянной преобразователя 4KVg. В известном ПНТ при превышении входным напряжением V напряжения Vg оди из его входных ПТ закрьшается и ПНТ выходит из линейной области работы устройства. Таким образом, для того, чтобы увеличить допустимое входное напряжение V, д, необходимо увеличивать напряжение Vg. В прототипе на- пряжение Vg реализуется посредством повторителя напряжения на п-каналь- ном МДП транзисторе, и равно

f, где I - ток источника тока, К -

Крутизна характеристики ПТ.

При наличии ограничений на значение напряжения источника питания напряжение Vg нельзя увеличивать бес конечно, так как по мере увеличения Vj входные ПТ при наличии сигнала на их входах закрьшаются не по затвору ПТ, а вследствие уменьшения токов, протекаюп1их через источники тока повторителей напряжения. Это обусловлено тем, что разность потенциалов на вьшодах источников тока повторителей напряжения уменьшается

В результате чего допустимый линейный диапазон работы ПНТ определяется не напряжением Vg, а значением разности потенциалов на выводах источников тока повторителей напряжения ПНТ.

Введение в предлагаемом устройстве дополнительных повторителей напряжения позволяет увеличивать напряжение Vj, без соответствующего уменьшения разности потенциалов на выводах источников тока основных повторителей напряжения.

Предполагая квадратичную зависимость тока стока ПТ от напряжения между его затвором и истоком получают разность между токами стока четвертого и второго ПТ 4 и 2

Т7

К

Т т -Т Bbix 4 г

.t

-(V, - Vn,p,, ),, -К, v, +v,p

12 I fi

J (1)

ПОр.П

) -V,

-крутизна i-ro ПТ;

-ток через i-й ПТ;

-напряжение на первом и втором входе устройства;

-пороговое напряжение ПТ соответственно с п- и р К

каналом. Таким образом, при условии К

г

К , - К.,

К 8

I, Ч.

1 Ig из выражения (1) нетрудно получить

1вь.х Л.п

II ) (v -V )

, У,; (2)

G,(V,-V).

Как видно из выражения (2), дифференциальный выходной ток ПНТ линейно зависит от разности входного напряжения, при этом напряжение

пор.р

а допустимый синфазньй диапазон входных напряжений приблизительно симметричен по отношению к положительной и отрицательной шинам 16 и 15 источника питания. Кроме того, первый, третий, пятый и шестой ПТ можно использовать с относительно небольшими размерами, что снижает их паразитные емкости и расширяет частотный диапазон устройства.

-

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в ток содержащий с первого по четвертый полевые транзисторы, одного типа, пятый и шестой полевые транзисторы, другого типа, при этом истоки первого и второго полевьпс транзисторов через первый источник тока, а истоки третьего и четвертого полевых транзисторов через второй источник тока подключены к первой шине источника питания, затворы первого и третьего полевых транзисторов являются соответственно первым и вторым входами преобразователя напряжения в ток, стоки через соответственно третий и четвертый источники тока подключены к второй шине источника питания, к которой подключены истоки пятого и шестого полевых транзисторов, затворы которьк соединены со стоками, а стоки - с истоками соот10

065156

ветственно первого и третьего псле- вых транзисторов, при этом стоки второго и четвертого полевых транзисторов являются дифференциальным выходом преобразователя напряжения в ток, отличающийся тем, что, с целью расширения допустимого входного синфазного напряжения и частотного диапазона, введены седьмой и восьмой полевые транзисторы, тип которых соответствует типу пятого и шестого полевых транзисторов, и пятый и шестой источники тока, причем затворы седьмого и восьмого полевых транзисторов соединены с затворами соответственно первого и третьего полевых транзисторов, стоки - с первой шиной источника питания, истоки - с затворами соответственно четвертого и второго полевых транзисторов и через соответственно пятый и шестой источники тока - с второй шиной источника питания.

15

20

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в интегральной полупроводниковой схемотехнике. Цель изобретения - расширение допустимого входного синфазного напряжения и частотного диапазона преобразователя напряжения в ток. Преобразователь содержит полевые транзисторы 1-4, имеющие один тип, полевые транзисторы 5,6, имеющие другой тип, четыре источника 9-12 тока, две шины 15 и 16 источника питания. В устройство введены полевые транзисторы 7, 8, тип которых соответствует транзисторам 5 и 6 и источники 13, 14 тока. Для того, чтобы увеличить допустимое входное напряжение, необходимо увеличивать напряжение V_B . Введение в устройство дополнительных повторителей напряжения позволяет увеличивать напряжение V_B без соответствующего уменьшения разности потенциалов на выводах источников тока основных повторителей напряжения. 1 ил.