Повторитель напряжения Советский патент 1990 года по МПК H03F3/50 

Фм.1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в интегральной полупроводниковой схемотехнике, в частности в прецизионных операционных преобразователях напряжения в ток на-полевых транзисторах.

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений и мощности потребления при повышении коэффициента полезного действия.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема повторителя напряжения; на фиг.2 - то же, прецизионного преобразователя операцион- ного преобразователя напряжения в ток на КМДП-транзисторах с использованием повторителя напряжения.

Повторитель напряжения (фиг.1) содержит первый, второй и третий полевые транзисторы 1-3, первый и второй источники 4,5 тока-.

Операционный преобразователь напряжения в ток (фиг.2), выполненный на двух повторителях 6,7 напряжения, дополнительно содержит полевые транзисторы 8,9.

Повторитель напряжения работает следующим образом.

Отрицательная обратная связь обеспечивает работу первого полевого транзистора (ПТ) 1 в режиме постоянного тока. Ток смещения I первого источника 4 тока течет в первом ПТ 1, создавая напряжение на выходе устрой- ства, равное

V,

(I)

где

V,

К - пор

напряжение на входе устройства;

крутизна первого ПТ 1; пороговое напряжение первого ПТ 1 .

Предполагается, что ток стока ПТ имеет зависимость от его напряжения между затвором и истоком вида

.1

(2)

1с- К VSH- VnoPV

Выходной импеданс устройства представляет собой выходной импеданс ис- токового повторителя на первом ПТ 1, деленный на коэффициент усиления петли обратной связи - А, который является произведением крутизны второго ПТ 2, крутизны третьего ПТ 3, суммарного импеданса между узлом а (индекс на фиг.1) и общей шиной, суммарного импеданса между узлом б и общей шиной. Если значение коэффициента усиления петли А стремится

0

5

0

0

5

0

5

к бесконечности, то значение выходного сопротивления стремится к нулю, обеспечивая почти идеальную характеристику повторителя напряжения.

Любое изменение тока, вытекающего из узла 5, будет практически эквивалентно изменению тока в третьем ПТ 3 и лишь в незначительной степени отражает изменение тока в первом ПТ 1. Снижение нелинейных искажений обусловлено увеличением значения коэффициента усиления петли А, благодаря действию которой стабилизируется напряжение затвор-исток первого и второго ПТ 1,2 при одновременном снижении потребляемой мощности повторителя напряжения. Это связано с тем, что в устройстве-прототипе для обеспечения нормального режима работы требуется, чтобы ток второго источника 5 тока во много раз превышал ток первого источника 4 тока. В данном повторителе напряжения такая необходимость отсутствует, поэтому потребляемая мощность в нем определяется практически только током 10.

При использовании МДП-транзисто- ров подложки первого и второго ПТ 1,2 соединяют с их истоками.

На фиг.2 показан пример практического использования повторителя напряжения в схеме операционного преобразователя напряжения в ток на КМДП-транзисторах. Соединение подложек с истоками у ПТ 8,9, а также у транзисторов в повторителях 6,7 обеспечивает устранение влияния эффекта модуляции порогового напряжения под воздействием подложки, чем достигается высокая точность коэффициента преобразования устройства. В то же время эффект модуляции порогового напряжения в третьем ПТ 3 первого 6 и второго 7 повторителей напряжения в случае вынужденного соединения их подложек с пололи:ельной шиной источника питания не влияет на точность коэффициента преобразования.

Использование данных повторителей напряжения позволяет значительно снизить потребляемую мощность устройства и коэффициент нелинейных искажений.

Формула изобретения

Повторитель напряжения, содержащий первый полевой транзистор, имею 156119

щий один тип, затвор и исток которого являются соответственно входом и выходом повторителя напряжения, а сток соединен с затвором второго полевого транзистора, имеющего другой тип, и через первый источник тока - с пер-- вой шиной источника питания, к которой подключен исток второго полевого транзистора, сток которого через вто- .Q рой источник тока соединен с второй шиной источника питания, о т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений и мощности потребления при повышении КПД введен третий полевой транзистор, имеющий тип второго полевого транзистора, при этом сток третьего полевого транзистора соединен с второй шиной источника питания, затвор - со стоком второго полевого транзистора, а исток - с истоком первого полевого транзистора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений и мощности потребления при повышении КПД. Повторитель напряжения содержит полевые транзисторы (ПТ) 1 - 3 и источники 4 и 5 тока. Отрицательная обратная связь обеспечивает работу ПТ 1 в режиме постоянного тока. Ток смещения I₀ источника 4 течет в ПТ 1, создавая выходное напряжение устройства. Снижение нелинейных искажений обусловлено увеличением значения коэффициента усиления петли обратной связи. За счет ее действия стабилзируется напряжение затвор-исток ПТ 1 и 2 и одновременно снижается потребляемая мощность повторителя напряжения, которая определяется только током I₀. 2 ил.

Составитель И.Водяхина Редактор А.Маковская Техред Л.Олийнык Корректор В.Кабаций

Заказ 983

Тираж 664

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

И.П

Ъх.1

-Ј

им.

Фиг.1

Подписное