Дифференциальный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТ СССРОТНЕЫТИЙ НИЯ ОПИОАЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ,содержащий входной и выходной дифференциальные каскады, каждое плечокоторых выполнено на последовательносоединенных основном транзисторе ипервом и втором транзисторах динамических нагрузок, причем затвор основного транзистора первого плеча выходного диФФеренциального каскада соединен со стоком основного транзистора второго плеча входного дифференциального каскада, а затвор основного транзистора второго плеча выходного дифференциального каскада соединен со стоком. основного транзистора первого плеча входного дифференциального каскада, затворы и стоки всех вторых транзисторов динамических нагрузок и первых транзисторов динамических нагрузок выходного дифференциального каскада объединены, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коэффициента ослабления синфазного сигна-Е ла затворы первых транзисторов ди) намических нагрузок одноименных плеч входного и выходного дифференциальных каскадов соединены между собой.Изобретение относится к микроэлектронике и полупроводниковой технике и может быть использовано винтегральных схемах (ИС) на полевыхтранзисторах.Известен дифференциальный усилитель, содержащий входной и выходнойдифференциальные каскады с динамической нагрузкой 1 3.Недостатком известного усилителяявляется низкий коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС),1Наиболее близким к изобретениюявляется дифференциальный, усилитель,содержащий входной и выходной дифференциальные каскады, каждое плечокоторых выполнено на последователь"но соединенных основном транзистореи первом и втором транзисторах динамической нагрузки, причем затворосновного транзистора первого плечавыходного дифференциального каскада 30соединен со стоком основного транзистора второго плеча входного дифференциального каскада, а затвор основного транзистора второго плеча выходного дифференциального каскада соединен со стоком основного транзистора первого плеча входного дифференциального каскада, затворы и стокивсех вторых транзисторов динамических нагрузок и первых транзисторовдинамических нагрузок выходногодифференциального каскада объедииены Г 2,Недостатком данного дифференциального усилителя является НизкийКОСС.Цель изобретения - увеличениеКОСС.Для достижения цели в дифференциальном усилителе, содержащем входнойи выходной дифференциальные каскады, 40каждое плечо которых выполнено напоследовательно соединенных основном транзисторе и первом и второмтранзисторах динамических нагрузок,причем затвор основного транзистора 45первого плеча выходного дифференциального каскада соединен со стокомосновного транзистора второго плечавходного дифференциального каскада,а затвор основного транзистора второго плеча выходного .дифференциального каскада соединен со стоком основного транзистора первого плечавходного дифференциального каскада,затворы и стоки всех вторых транзисторов динамических нагрузок и первыхтранзисторов динамических. нагрузокл выходного дифференциального каскадаобъединены, затворы первых транзисторов динамических нагрузок одноименных плеч входного и выходного дифференциальных каскадов соединены междусобой.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого дифференциального усилителя, б 5 Дифференциальный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (ДК), выполненный на основных транзисторах 1 и 2 й транзисторах"3-6 динамических нагрузок, и выходной ДК, выполненный на основных транзисторах 7; 8 и транзисторах 9-12 динамических нагрузок.Дифференциальный усилитель работает следующим образом. Входной дифференциальный сигнал подается на затворы основных транзисторов 1 и 2, являющиеся входами дифференциального усилителя. Динамической нагрузкой первого плеча входного дифференциального каскада является сопротивление последовательно соединенных транзисторов 5 и 3, второго плеча входного ДК - сопротивле- ние транзисторов 6 и 4. Применение динамических нагрузок, состоящих иэ двух последовательно соединенных транзисторов, позволяет повысить коэФФициент усиления ДК и сократить площадь, занимаемую транзисторами динамической нагрузки на полупроводниковом кристалле, Усиленные входным ДК сигналы со стоков основных тран" зисторов 1 и 2 подаются на затворы основных транзисторов 8 и 9 соответственно, Нагрузкой плеч выходного ДК также являются сопротивления .двух последовательно соединенных транзисторов 11 и 9, 12 и 10, В отсутствие дифференциальных сигналов на входе дифференциального усилителя режимы работы ДК по постоянному току идентичны, Это приводит к равенству постоянного напряженич на стоках транзисторов 5 и 6 напряжению на затворах этих же транзисторов. При наличии дифференциального сигнала на затворах основных транзисторов 1 и 2, на их стоках, появляется инвентированная дифференциальная составляющая, Дифференциальная составляющая на стоке основного транзистора 8 синфаэна напряжению на затворе.основного транзистора 1, Дифференциальная составляющая напряжения на стоке транзистора 12 также синфазна напряжению на затворе основного транзистора 1 и противофазна напряжению на затворе основного транзистора 2. Сток транзистора 12 соединен с затвором транзистора б, поэтому напряжение на затворах основного транзистора 2 и транзистора б меняются противофазно, Это приводит к дополнительному изменению напряжения на стоке основного транзистора 2, т.е. осуществляется положительная обратная связь по дифференциальной составляющей. Ь силу симметрии плеч ДК, а также связей между ними, положительная связь по дифференциальной составляющей воздействует на оба плеча каскадов.Заказ 10057/56 Тираж 936- Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Ьсли на вход дифференциального усилителя воздействует синфазная составляющая; то в силу идентичности плеч обоих ДК потенциалы на стокаХ транзисторов 11 и 12 меняются одновременно, поэтому схема может быть э заменена эквивалентной, получающейся при соединении затвора транзистора Ь со стоком транзистора 12. Синфазная составляющая на стоке основного транзистора 1 протиаофаэна входному сигналу, синфазная составляющая на стоке транзистора 12 (а следовательно, и на стоке транзистора 11) синфазна входному сигналу. Это означает, что напряжения, воздействующие на затворы основного транзистора 1 и транзистора 5, а также основного транзистора 2 и транзистора 6 синфаэны, следовательно, обратная связь по синфазной составляющей является отрицательной.Таким образом, в предлагаемом дифференциальном усилителе коэффици.ент ослабления синфазного сигнала увеличивается как за счет роста коэффициента усиления дифференциального сигнала, так и за счет снижения коэффициента усиления синфазной составляющей сигнала в 3,7 раза,