Преобразователь напряжения в ток

. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТ К АВТОРСКОМ 7/24-098688. Бюлский инж линеиности образовател ных эл-та структуры, структуры, г-ры 9, 10 а УЭ 1-6 вь ий рно-физич снов 5.02 ик зисторах, ностью пов напряжения нейное, топреобразовразности в теомтехн ТОК ОВ тенибеупроизоб тегех" о, приче реобразо опротивл е г вив.Е. Операционныеипы построения,М,: Энергоато15, рис. 3.27,ЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Вотносится к радипользовано в индниковой схемоттения - повьппени преобразования в ток.Пр ь содержит три усилитель УЭ) 1-3, имеющих один ти и УЭ 4-6, имеющие др. ти г"ры 7 и 8 тока, Введены тока, резистор (Р) 11, полнены на полевых транНапряжение на Р 11 полторяет разность входногот.к, Р - устройство лиразность выходного тока ателя будет зависеть от ходного напряжения линей- эквивалентная крутизна ателя будет равна значению ния Р 11. 1 нл.ЪИ 1 ЭИ 6 ЗИ 4 Аи 26 х ЗИ ЗщЗИ 2фф где; - напряжение между затвороми истоком 1.-го полевоготранзистора;- напряжение на резисторе 11, 40Третье уравнение в системе (1) можно переписать в виде(2,)45 ц= -( ,- ) ( - )Линейный преобразователь напряжения в ток получается в случае, когдавыполняется условие 11 зил-азиз-м 1.зи;. Физический смысл этого условия заключается в том, что если обеспечить отслеживание разности напряжений,-и которое является сигналом ошибки преобразователя напряжения в ток, то напряжение на резисторе 11 будет полностью повторять разность 55 входного напряжения А так как резистор - устройство линейное, то разность выходного тока преобразоваИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в интегральной полупроводниковой схемо" технике.Цель изобретения " повышение ли 5 нейности преобразования напряжения в ток.На чертеже представлена электри" ческая принципиальная схема преобразователя напряжения в ток.Преобразователь напряжения в ток :,содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой б ,усилительные элементы, выполненные на полевых транзисторах, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 генераторы тока, резистор 11.Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.При входном напряжении 6 = -отличном от нуля, через резис,тор 11 протекает ток По этой при" чине через полевые транзисторы 1-б25 преобразователя напряжения в ток протекают различные токи и разность их напряжений между затвором и истоком ,Ц щ,- , ,р - щ, Ц,р,. 6 отлична от нуля, Используя законы Кирхгофа, можно записать уравнения, связывающие потенциалы узлов схемы:30(3) где К "- удельная крутизна -го по"- левого транзистора;Б, - отношение ширины к длинеканала -го транзистора;1; - значение тока -го генератора тока,При этом разность выходного тока Ь 1связана с разностью входного напряжения линейным соотношением(4) Справедливость выражения (4) легко проверить, если подставить в систему (1) напряжения, выраженные через их токи стоков. Принимая:. квадратичную зависимость тока стока 1 полевого транзистора от напряжения между затвором и истоком 1 =КБ(,-, ) где К - удельная крутизна;Б - отношение ширины канала кдлине канала;- пороговое напряжение.получим, что с +Подставим это выражение в крайней точке динамического диапазона преобразователя напряжения в ток, т,е. когда ток через второй полевой транзистор 2 равен нулю, а ток через первый полевой транзистор 1 равен удвоенному значению его режимного тока 1. При этом получим ,см. систему(1 теля напряжения в ток зависит от разности входного напряжения линейно,причем эквивалентная крутизна преобразователя напряжения в ток равна значению сопротивления резистора 11,Условие (2) выполняется в случае,когда в приведенной схеме преобразователя топологические размеры полевых транзисторов, а также режимныетоки генераторов тока удовлетворяютследующим условиям:+ о О +ц о о цКъБз 4 21,К Б,21,К,Б,21,(5) Формула изобретенияПреобразователь напряжения в ток, содержащий первый и второй усилительные элементы, имеющие один тип структуры, и третий, четвертый, пятый и шестой усилительные элементы, имеющие другой тип структуры, причем управляющие входы первого и второго усилительных элементов являются соответст венно первым и вторым входами преобразователя напряжения в ток, выход первого усилительного элемента соединен с выходами третьего и шестого усилительных элементов, выход второ О го усилительного элемента соединен с выходами четвертого и пятого усилительных элементов, противофазные выходы первого и второго усилительных элементов являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя напряжения в ток, управляющий вход третьего усилительного элемента соединен с его противофазным выходом, с управляющим входом пятого уси 1Составитель НеДубровРедактор Е.Копча Техред МеХоданич Бу. КЗБз К 4 4 25 2 6 61 1 3 3422- удельная крутизна -готранзистора;- отношение ширины канала кдлине канала 1-го транзистора;- значение тока -го генератора тока. К,Б, =К где К. 1Б ская Корректор А. Тяско Заказ 1584/55 Тираж 928 Подпи си оеЗНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно иэ системы (5), д П =21 о- при выполнении условияК(Б,(3). Таким образом, напряжение на резисторе 11 повторяет входное напряжение, при этом динамический иапазон преобразователя равен 2 у,/ /К,б Аналотнчнув проверку справедливости системы (1).и уравнения (4) при выполнении условия (3) можно провести в любой точке внутри динамического диапазона устройства. Результат получается аналогичный.Таким образом, предлагаемый преобразователь напряжения в ток обладает повышенной точностью линейного закона преобразования напряжения в ток. лительного элемента и первым выводомпервого генератора тока, управляющийвход четвертого усилительного элементасоединен с его противофаэным выходом,с управляющим входом шестого усилительного элемента и первым выводомвторого генератора тока, вторые выводы генераторов тока соединены с соот"ветствующей шиной источника питания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения линейности преобразования напряжения в ток, введенырезистор и третий и четвертый генераторы тока, а усилительные элементывыполнены на полевых транзисторах,причем стоки транзисторов пятого ишестого усилительных элементов соединены с первыми выводами соответственно второго и первого генераторов тока и с первым и вторым выводами резистора, первые выводы третьего ичетвертого генераторов тока соединены с истоками транзисторов соответственно первого и второго усилительныхэлементов, вторые выводы третьего ичетвертого генераторов тока соединены с соответствующей шиной источника питания, при этом топологическиеразмеры транзисторов и режимные токигенераторов тока удовлетворяют следующим соотношениям: