Интегральный к-моп дифференциальный усилитель

Интегральный к-моп дифференциальный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение откосится к электронной технике и может быть использоэано при разработке аналоговых интегральных схем операционных усилителей, компараторов напряжений, аналого-цифровых преобразователен и других схем, содержащих К-МОП дифференциальные усилители. Цель изобретения - расширение диапазона входных синфазных сигналов, повышение коэффициентов усиления и подавления синфазных входных сигналов, снижение низкочастотных входных шумов. К-МОП дифферен - циальныи усилитель включает транчистор 1 генератора тока, пару входных транзисторов 2 и 3, истоки которых соединены со стоком транзистора генератора тока, и пару нагрузочных транзисторов 4 и 5. В области канала входных транзисторов сформированы мелкие области, образующие встроенный канал при нулевом смещении истоков относительно их подложки, при этом максимальном смещении истокподложка эффективное пороговое напряжение входных транзисторов долтно превышать пороговое направление нагрузочных транзисторов. 1 ил. с СО С

„„SU„„> 575850

СВОЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I ) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г30 И306РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

:„ 16) 07.03.93. Бюл. М9 (2!) 4457378/25 (22) 07.07,88 ! 72) Ю.В. Агвич и С.А.Сульжиц о (56) Электроника. М.: Мир, 982, h> б с. 68.

Авторское свидетсльство СССР

Р !316509, кл . Н 03 F 5/!6, !985. . (54) .ИНТЕГРАЛЬНЫЙ К-МОП ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЬ(Й УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к:электронной технике и может быть использовано при разработке аналоговых интегральных схем операционных усилителей, компараторов напряжений, аналого-цифровых преобразователей и других схем, содержащих К-МОП дифференциальные усилители. Цель изобретения — расширение диапазона входных синфаэных сигналов, говышение коэффициентов

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке аналоговых интегральных схем операционных усилителей, компараторов напряжения, аналого-цифровых преобразователей и других схем, содержащих К-МОП дифференциальные усилители (N ) °

Цель изобретения — расширение входных синфазных сигналов, повышение коэффициентов усиления и подавления синфазных входных сигналов, снижение высокочастотных входных шумов.

На чертеже изображена электрическая схема .ду с р-каналыыми входными ,транзисторами.

2 усиления и подавления синфазных вход". ных сш напав, снижение ниэкочастотных входных шумов. К-МОП дифференциальный усилитель включает транзистор генератора тока, лару входных транзисторов 2 и 3 истоки кс торых соединены со стоком транзистора ге-. нератора тока, и пару нагрузочных транзисторов 4 и 5, В области канала входных транзисторов сформированы мелкие области, образующие встроен" ный канал при нулевом смещ пии истоков относительна их подложки, при этом максимальном смещении истокподложка эффективное пороговое напряжение входных транзисторов должно превышать пороговое напряжение нагрузочных транзисторов. ил.

P-канальный транзистор выполняет функции генератора тока ДУ, р-канальные транзисторы 2 и 3 с общим исто.ком, подключенным к стоку генератора тока, и подложкой, подключенной к источнику положительного питания, яв-. ляются.активными {входными) приборами, а транзисторы 4 и 5 с каналами и-типа явпяются нагрузками входных транзисторов ДУ. Для определенности показан частный случай, когда нагруэочные транзисторы, 4 и 5 включены по схеме токового зеркала, образуя несимметричный выход ДУ. Для íîр яль ной работы ДУ необходима, чтобы все пять транзисторов работали в вслагой

Интегральный К-МОП дифференциальный усилитель, включающий МОП-транзистор генератора тока с каналом первого типа проводимости, два входных

МОП-транзистора с каналами второго типа проводимости с общим истоком, подключенным к стоку транзистора re3 )575850 4 ь области ВАХ, т. е, в области насыще- - ««e . --,--, т.е. при сохрания. В ДУ согласно изобретению это ненни для транзистора 1 режима насыдостигается тем, что при обработке щения входные транзисторы „ и 3 ври входных сигналов близких к потенци4Р" потен и „ н потенциале на их затворах, равном лу U, входные транзисторы 2 и 3 U ос аю ся н р л ют Ормально открытыми и имеют, встроенный канал с напряжением нормальное ф нк нормальное ункционирование ДУ сохраняется.

Гь, ь и

2C (U — -- + — -- — I U I IU 1 > бк н 1 К 2К

Ьх мин

N .Р

tI "

qE (U + )U I-U — — — -- — — — ) то

<4 ™ .2Кн 2К Вк

Выражение дает M bHyN величи- сигналов и снизить коэффициенты влия ну концентрац примеси в подложк х н я источников питания Наряду с д транзисторов, при которой еще 15 обеспечением РасшиРенного вплоть Да возможна реализация ДУ по изобрет е- суммы питающик напряжений рабочего нию в зависимости от параметров тран-. диапазона входных синфазных сигналов, зисторов и режима работы ДУ, при этом использование изобретения позволяет

U и 0д,1 - напряжения положительного повысить коэффициент усиления Ду за сс и отрицательного питания; C „— ем- 20 счет повышенной концентрации примеси кость затворного диэлектрика МОП- в подложке входных транзисторов, и, транзисторов; U „ — пороговое напря- следовательно, повышение дифференжение нагрузочных МОП-транзисторов;- циального сопротивления сток-исток

I » постоянный ток генератора тока входных транзисторов, особенно если о 25 дифференциального усилителя; К, К „, они имеют короткие каналы. В отличие

К вЂ” удельная крутизна МОП-транзисто- от известных ДУ при таком повышении

Й ров генератора тока, входных и нагру- концентрации примеси в подложке входзочных соответственно; Е>- диэлект- . ных транзисторов н транзистора генерическая проницаемость; и — заряд . pBTopi тока не ведет к сужению диаэлектрона; U „ минимальный ypq- З0 пазона входных сигналов н, следовавень входных синфазных сигналов. тельно, не ограничено сверху. СнижеГлубина перекомпенсированной об- ние уровня низкочастотных шумов заявласти встроенного канала задана не ляемого ДУ обусловлено, во-первых, более 0,2 мкм, так как при большей возможностью использования длиннокаглубине канал невозможно перекрыть 35 нальных нагрузочных транзис торов с приемлемым напряженнем на затворе.. низкой крутизной, которые практнчесКонцентрация примеси в. области встро" к»е вносят вклад в общий шум ду, енного канала задана в диапазоне H во BTopbK,ñíèæåíèåì шумов вход(2-6) 10 7л 1/смЗ для обеспечения Ha- Hex транзисторов за счет наличия пряжения отсечки встроенного канала 40 скрытого канала в мелкой перекомпенна уровне 0,3-0,8 В, что соответству- сированной области, отделенного от ет минимальному напряжению насыщения границы с затворным диэлектриком обычно используемых транзисторов re- б дненным слоем. В последнем случае нератора тока. При этом максимальный носители в скРытом (заглУбленном в допустимый уровень входного синфазно- 45 объем ) канале не рассеиваются на ло-. го сигнала достигает U . вУшках гРаницы с окислом, что ведет сс °

В отличие от известного ДУ всÄpo- к повышению Удельной кРутизны траненный канал имеется только у входных зистора, а также снижению НЧ-шума транзиСторов, а транзистор генератора тока имеет индуцированный канал с ф о м л

50 изобретения большой величиной порогового напряжения, так как концентрация примеси в его подложке повышена до уровня большего ?3„,.„„. Последнее позволяет обес- . печить высокое дифференциальное со" противление транзистора генератора тока, а следовательно, повысить коэффициент подавления сннфазных вхоцных напряжения питания емкость затворного диэлектрика МОП-транзисторов, пороговое напряжение 25 нагрузочных МОП"траи" зисторов; постоянный ток генератора тока дифференциального усилителя;

I о

5 !575850 Ь нератора тока, с затворами, являющи- сннфаэных сигналов, повышения коэффимися входами дифференциального уси- циента усиления и лодавле п я сннфаз=

I лителя и стоками, подключенными со- нь1х входных сигналов, снижения низко .,ответственно к стокам двух нагрузоч- частотных входных шумов, в области ных МОЛ-транзисторов с каналами вто- каналов входных ИОП-транзисторов вы5 рогО типа проводимости z общим исто- полнены области первого типа провоком, оба затвора которых подключены димости глубиной менее 0,2 мкм конк атоку одного из входных транзисто-. центрацией (2"6) ° l0 " I/ñì, при этом ров, а подложка, в которой сформиро- Ig МОП-транзистор генератора тока и вход" вани транзистор генератора тока и два ные транзисторы выполнены в подложке входных транзистора, подключена к ис- с эффективной концентрацией (N„) притоку транзистора генератора тока, меси второго типа проводимости на о т л и ч в ю шийся тем, что, с глубине, превышающей 0,2 мкм, удовцелью расширения диапазона входных летворяющей условию, 2Сок 0тн + 2К + К Uyg 1+ 1 эх м и О

N r е.

Iî Io

+ („ - U — — — — — — — — ) с сс " " 2К ех т где U и У,ц— К, К и К „— удельная крутизна где ес оц от Вх

С H0II-транзисторов геЬ» нератора тока, входных и нагрузочных со"

Т ответственно;

Тн

P> — диэлектрическая проницаемость подложки, q - заряд электрона

U вх .мин HH bl ypo eH входных синфязных налов,