Компаратор напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) 511 4 С 05 В03 К 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИО Д ТНРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вц ф И А ВТОРСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к импульс ной технике и может, быть использован в качестве устройства сравнения двух аналоговых напряжений. Цель изобретения - расширение области примене-. ния за счет увеличения динамического диапазона синфазных входных напряжений и повьппение чувствительности. Для этого в компаратор, содержащий12460 .1 ХБ-т 1) лцзисторы 1, 3." " с каналом 11 типа, элементыО, 11,6 нагрузки, шину питания 12, 13, входные 14, 15, выходные 17, 18 шины, введены МЩП- трацзисторь 2,4 с каналом р -типа. Эффект расширения динамического диапазона синфазных входных напряжений и повышение чувствительности компаратора достигается включением во входные цепи комплементарных пар МДП- транзисторов 1, 2 и 3,4, Расширение динамического диапазона в областьменьших входных напряжений дости ается благодаря управлению величинойтока, задаваемого в точки 19, 20МД 1-транзисторами 2,4 с каналом Ртипа, входным напряжением, меньшимпо величине порогового напряженияМДП-транзистора с каналом-типа,Чувствительность компаратора определяется коэффициентом усиления еговходных каскадов, 1 ил, Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве устройства сравнения, двух аналоговых напряжений,Целью изобретения является расширение динамического диапазона синфазных входных напряжений и повышениечувствительности,На чертеже представлена принципиальная схема компаратора напряжений,Компаратор напряжений содержитпервый МДП-транзистор 1 с каналом и -типа, затвор которого подключен кзатвору первого МДП-транзистора 2 сканалом р-типа, исток - к истокувторого МДП-транзистора 3 с каналоми -типа, затвором соединенного с затвором второго МДП-транзистора 4 сканалом р-типа, к истокам третьего,четвертого МДП-транзисторов 5 и 6с каналом-типа, затворы и стокикоторых перекрестно соединены междусобой, и к истокам пятого, шестогои седьмого МДП-транзистора 7 - 9 сканалом и -типа, при этом истоки первого и второго МДП-транзисторов 1 и3 с каналом-типа подключены соответственно через первый и второй элементы 10 и 11 нагрузки к шине 12 питания, а источник первого, второго,третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого МДП-транзисторов3, 5 - 9 с каналом-типа подключены к общей шине 13, причем затворпервого и затвор второго МДП-транзисторов 1 и 3 с каналом-типа подключены соответственно к первой и второйвходным шинам 14 и 15, сток седьмогоМДП-транзистора 9 с каналом ь -типаподключен к шине 12 питания через третий элемент 16 нагрузки, стоки третьего и четвертого МДП-транзисторов 5 и 6 с каналом-типа соединены соответственно с первой и второйвыходными шинами 17 и 18.Устройство работает следующим образом,В общем случае ток через МДП-транзисторы 2, 10 и 4, 1 втекает в со 1 О ответствующие узловые точки 19,и 20и вьпекает из них через МДП-транзисторы 1, 7, 5 и 3, 8, 6, Необходимымусловием работы устройства являетсяпревышение величины тока, задаваемого15 в узловую точку 19(20) МДП-транзисторами 2 и 10 (4 и ), над величинойтока, отбираемого МДП-транзисторами1 и 7 (3 и 8). Разность втекающегов узловые точки 1.9 и 20 и вытекающего из них через МДП-транзисторы 1, 7и 3, 8 токов протекает соответственночерез транзисторы 5 и 6 и вызываетна них падение напряжения,В случае равенства входных напря 2 жеций и идентичности соответствующихэлементов устройства разность потенциалов в точках 19 и 20 равна нулю.При появлении дифференциального входного сигнала в узловые точки 19 и 20ЗО через транзисторы 2 и 4 втекает разньй по величине ток, а из узловыхточек 19 и 20 через транзисторы 1 и3 вытекает разный по величине ток,что связано с изменением крутизныэтих транзисторов в соответствии сфазировкой входных сигналов. Черезтранзисторы 5 и 6 протекает разныйпо величине ток и вызывает на нихсоответствующее падение напряжения,40 Возникает разность потенциалов междуВНИИПИ Заказ 3996/39 Тираж 836 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 точками 19 и 20. В результате действия положительной обратной связи возникает лавинообразный процесс усиления выделенной во входных каскадахдифференциальной разности напряжений,Усиленный сигнал в прямой и инверс. ной формах поступает на выходные тцины -17 и 18 устройства,Эффект расширения динамическогодиапазона синфаэных входных напряжений и повышения чувствительностикомпаратора достигается включениемво входные цепи устройства комплементарных пар транзисторов 1, 2 и 3,4,В отличие от известного устройства, которое не управляется при синфазных входных напряжениях, меньшихпорогового напряжения транзисторовс каналом т -типа, предлагаемое устройство управляется в диапазоне синфазных входных напряжений от потенциала общей шины 13 до потенциала шины12 питания (а теоретически и в болеешироком диапазоне). Расширение динамического диапазона в область меньшихвходных напряжений достигается благодаря управлению величиной тока,задаваемого в точки 19 и 20 транзисторами 2 и 4 с каналом,р-типа, входным напряжением, меньшим по величинепорогового напряжения транзистора сканалом и -типа.Чувствительность компаратора определяется коэффициентом усилениявходных каскадов устройства, в которых выделяется дифференциальная разность входных сигналов, поступающихна входные шины 14 и 15, Входной каскад в известном устройстве представляет собой транзистор с каналом л -типа и элементом нагрузки в цепи стока. Коэффициент усиления такого усилителя принципиально низок и не превышает 10.Входной же каскад предлагаемогоустройства представляет собой комплементарную пару транзисторов, Коэффициент усиления такого каскадаобычно составляет сотни - тисячи единиц.Такое значительное повышение чувствительности компаратора наблюдается в диапазоне синфазных входных напряжений, при которых одновременноуправляются оба транзистора 1(3) с 26 14 9 4каналом. типа тс 2 (4) с каналом ртипа входного каскада, Этот диапазон составляет разность между напряжением штшы 12 питания и суммой пороговых напряжений транзисторов с каналами п - и р-типа. Ф о р и у л а изобретения Компаратор напряжения, содержащийпервый и второй МДП-транзисторы сканалом т, -типа, стоки которых черезсоответствующие первый и второй элементьт нагрузки соединены с шиной питания, их истоки - с общей шиной, азатворы - с соответствующими входными шинами компаратора, третий и четвертый МДП-транзисторы с каналомтипа, истоки которых связаны с обшей20 шиной, а затворы и стоки соединеныперекрестно между собой, пятый МДПтранзистор с каналом л -типа, Сток которого соединен со стоками первого,третьего МДП-транзисторов с каналом25 т-типа и первой выходной шиной, шес.той МДП-транзистор с каналом т -типа,сток которого соединен со стокамивторого, четвертого МДП-транзисторовс каналом тт -типа и второй выходной3 О шинои исток с истоком пятого МДПтранзистора с каналом л -типа и с общей шиной, а затворы пятого и шестого МДП-транзистора с каналом д -типа объединены и соединены с затвором35и стоком седьмого МДП-транзистора сканалом 6 -типа, истоком подключенного непосредственно к общей шине ичерез третий элемент нагрузки - кшине питания., о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияобласти применения за счет увеличениядинамического диапазона синфазньжвходных напряжений и повышения чувствительности компаратора, в него вве-дены первый и второй МДП-транзисторыс каналом Р -типа, затворы которыхсоединены с соответствующими входными шинами, а истоки - с шиной питания., сток первого МДП-транзистора сканалом Р .-типа соединен со стокомпервого МДП-транзистора с каналом е. -типа, а сток второго МДП-транзистора с каналом Р -типа соединен со стоком второго МДП-транзистора с каналом т -типа,