Токовое зеркало Советский патент 1993 года по МПК H03F3/04 H03F3/343 

Изобретение относится к радиотехнике И может быть использовано в аналоговых полупроводниковых устройствах.

Цель изобретения - повышение быстродействия, повышение точности передачи сигнала и получение выходных токов, имеющих противоположные направления относительно общей шины.

На чертеже приведена схема электрическая принципиальная предлагаемого токового зеркала.

Токовое зеркало содержит первый 1, второй 2, третий 3 «четвертый 4 транзисторы, база и коллектор первого транзистора 1 соединены с базой второго транзистора 2 и являются входом токового зеркала, коллекторы второго, третьегом четвертого транзисторов являются соответственно первым, вторым и третьим выходами токового зеркала.

Предложенное токовое зеркало работает следующим образом.

Первоначально к его выходам подключаются цепи нагрузки, после чего подается

входной постоянный ток смещения такой величины, чтобы вывести осе транзисторы в активный режим.

Полагая транзисторы одинаковой структуры идентичными, а базовые токи транзисторов пренебрежимо малыми по сравнению с их коллекторными токами, получим, что входной ток (протекающий в цепях транзисторов 1 и 3) равен току, протекающему о цепях транзисторов 2 и 4. При этом выходные токи, снимаемые со второго и третьего выходов устройства, имеют направление (относительно общей шины), противоположное направлению выходного тока, снимаемого с первого выхода. Т.е. данное токовое зеркало может использоваться для подачи опорных токов равной величины одновременно на два устройства с разнопо- лярным питанием.

Т.к. все выходные токи по абсолютной величине равны входному току, то коэффициент передачи тока по второму и третьему выходам равен -И, а по первому выходу - минус 1.

ел

С

XI Ю 00 00 00 00

Повышение быстродействия предлагаемого токового зеркала обусловлено уменьшением влияния емкостей р-п-переходов транзисторов, а также отсутствием внутренней обратной связи в его схеме. Шунтирующее действие базо-эмиттерных емкостей транзисторов в данном устройстве уменьшено примерно.вдвое по сравнению с прототипом и аналогами вследствие последовательного соединения базо-эмйт- те рных переходов транзисторов 1 и 3, а также транзисторов 2 и 4. Благодаря тому, что транзисторы 3 и 4 включены по схеме с общей базой, в предложенном устройстве минимизирована внутренняя обратная связь. , . . - . :. -. , , : .;

Вследствие заземления коллекторно- базооых емкостей транзисторов 3 и 4 уменьшена обратная передача сигнала со второго и третьего выходов на вход устройства, что обеспечивает повышение точности токового зеркала на повышенных частотах.

Таким образом, предложенное токовое зеркало выгодно отличается от прототипа тем, что при прочих равных условиях (потребляемая мощность, элементная база, количество транзисторов) имеет повышенные быстродействие и точность, а также обеспечивает получение выходных токов, имеющих противоположное направление относительно общей шины.

Формула изобретения

Токовое зеркало, содержащее первый транзистор, имеющий одну структуру, база и коллектор которого объединены, являются входом токового зеркала и соединены с базой второго транзистора, имеющего ту же

структуру, что и первый транзистор, коллектор которого является первы.м выходом токового зеркала, а также третий и четвертый транзисторы, базы которых объединены, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

повышения быстродействия, повышения точности передачи сигнала и получения выходных токов, имеющих противоположные направления относительно общей шины, третий и четвертый транзисторы имеют противоположную структуру, точка соединения их баз подключена к общей шине, эмиттер первого транзистора соединен с эмиттером третьего транзистора, коллектор которого является вторым выходом токового зеркала,

эмиттер второго транзистора соединен с эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого является третьим выходом токового зеркала.

+Ј

il

Использование: в аналоговых полупро- еодниковых устройствах. Сущность изобретения: устройство содержит первый и второй транзисторы с одинаковыми структурами и третий и четвертый транзисторы с противоположными структурами. База и коллектор первого транзистора объединены и соединены с базой второго транзистора, а базы третьего и четвертого транзисторов объединены и подключены к общей шине. Соединены между собой эмиттеры первого и третьего транзисторов, а также второго и четвертого. Первым выходом устройства является коллектор первого транзистора, вторым выходом - коллектор третьего транзистора, а третьим выходом - коллектор четвертого транзистора. 1 ил.

У

8шо32

I

А

Выход 1

Н