Интегральный к-моп дифференциальный усилитель

О 1 ООЦИА сних ЕСКИХ 9 (И)(22) 07.07,8872) Ю.В.Агоичо и С.А.Сульжиц сльство СССР Г 5/16, 198 -МОП ДИФФЕРЕ стоке наирящецинпороговторов дапрлжен ь нам с этом максим подложка эф ктивное трацзи цие входны лжное нагруть порогово превышазочных транзисторов. и р-кацальцим исто генераторцнай к тания,прибор аналамцис ля входныхелеццасти гда цагруключецы по разул ценп.р, яль -чтс бы все с лагоц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СВИ. (54) .ИНТЕГРАЛЬНЫЙ К НЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке аналоговых интегральных схем операционных усилителей, компараторов напряжений, аналого-циф" ровых 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 дифференциальныеусилители (ДУ).Цель изобретецил - расширение входных синфазных сигналов, повыше ние коэффициентов усиления и подавления синфазных входных сигналов, снижение высокочастотцых входных шумов.На чертеже изображена электрическая схема,ду с р-кацллыпми входными ,транзисторами. 2усиления и подавления сицфазцых вход". цых сш напав, снижение ниэкоча тотных входных шумов. К-МОП дифферен- циальный усилитель включает транзистор 1 генератора тока, пару входных трацзистопов 2 и 3 истоки которых 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 смещции истоков относительна их подложки, при Р-кацальный транзистор ункции генератора тока Дные транзисторы 2 и 3 с о м, подключенным к сток тока, и подложкои, подключеточнику положительного пиются, активными (входными)ми, а транзисторы 4 и 5 с ки-типа явпяются нагрузкамитранзисторов ДУ. Для опредпоказан частный случай, коэочные транзисторы, 4 и 5 всхеме токового зеркала, обсимметричный выход ДУ, Дляной работы ДУ необходима,пять транзисторов работалц вИнтегральный К-МОП диффвренциальный усилитель, включающий МОП-транзистор генератора тока с каналом первого типа проводимости, два входных МОП-транзистора с каналаии второго типа проводимости с общим истоком, подключенным к стоку транзистора ге 3 1575850 4ь области ВАХ, т.е, в области насыще- отсечки более т.е, при сохра- ния. В ДУ согласно изобретению этоненни для транзистора 1 режима насыдостигается тем что при обработкещения входные транзисторы 2 и 3 при входных сигналов близких к потенци 4 Р" потен инпотенциале на их затворах, равном лу 11 , входные транзистоРы 2 и 3 Б остаются ностаются нормально открытыми и имеют, встроенный канал с напряжением нормальное фнормальное ункционирование ДУ сохраняетсяГь, ьФ2 С 0 + 1 -+ ----Ц 1 + Ц 1)1 К, 2 Кбх минЯе щ2 ., --- .- ф(Ц +Цщ Це ие щеюа аееетв)1 о 1 осс ац, тй 2 К нк"Выражение дает минимальную величи-сигналов и снизить коэффициенты влия-. ну, концентрации примеси в подложках ния источников питания. Наряду с входных транзисторов, при которой еще 15 обеспечением расширенного вплоть до возможна реализация ДУ по изобрете- суммы питающик напряжений рабочего нию в зависимости от параметров тран-, диапазона входных синфазных сигналов, зисторов и режима работы ДУ, при этом использование изобретения позволяет 0 и 0 д - напряжения положительного повысить коэффициент усиления ДУ за сси отрицательного питания; С- ем счет повьппенной концентрации примеси кость затворного диэлектрика МОП- , в подложке входных транзисторов, и транзисторов, Б- пороговое напря- следовательно, повышение дифферен" жение нагрузочных МОП-транзисторов; циального сопротивления сток-исток 1 - постоянный ток генератора тока входных транзисторов, особенно еслио 23дифференциального усилителя; К , Кп, они имеют короткие каналы. В отличие К - удельная крутизна МОП-транзисто- от известных ДУ при таком повьппенниЙров генератора тока, входных и нагру- концентрации примеси в подложке входзочных соответственно; Ез- диэлект- . ных транзисторов н транзистора генерическая проницаемость; и - заряд , ратора тока не ведет к сужению диаэлектрона; Ь- минимальный уро- З 0 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 транзисгоров с приемлемым напряжением на затворе низкой крутизной, которые практнчесКонцентрация примеси в, области встро" ки не вносят вклад в общий шум ду, енного канала задана в диапазонен во вторыхснижением шумов вход- (2-6)ф 101/смэ для обеспечения на-ных 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 ге- обедненным слоем. В последнем случае нератора тока. При этом максимальный носители в скрытом заглубленном в допустимый уровень входного синфазно объем ) канале не Рассеиваются на ло-. го сИгнала достигает П . вушках границы с окислом, что ведетссеВ отличие от известного ду всгро- к повышению удельной крутизны траненный канал Имеется только у входных зистора, а также снижению НЧ-шуматранзиСторов, а транзистор генераторатока иМеет инДУцированный канал с ф о м л50изобретениябольшой величиной порогового напряжения, так как концентрация примеси вего подложке повышена до уровня большего Л. Последнее позволяет обес- .печить высокое дифференциальное со"противление транзистора генераторатока, а следовательно, повысить коэффициент подавления сннфазных вхоцныхнапряжения питания емкость затворного диэлектрика МОП-транзисторов,пороговое напряжение 25 нагрузочных МОП"траи" зисторов;постоянный ток генератора тока дифференциального усилителя;Р 5 575850 Ь нератора тока, с затворами, являющи- сннфаэных сигналов, повышения коэффимися входами дифференциального уси- циента усиления и подавлещя сннфаз=лителя и стоками, подключенными со- нь 1 х входных сигналов, снижения низко .,ответственно к стокам двух нагрузоч- частотных входных шумов, в области ных МОП-транзисторов с каналами вто- каналов входных ИОП-транзисторов вы 5 рого типа проводимости с 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) 1 Оф 1/смЗ, ври этом ров, а подложка, в которой сформиро МОП-транзистор генератора тока и вход" вани транзистор генератора тока и два ньиве транзисторы выполнены в подложке входных транзистора, подключена к ис- с эффективной концентрацией (М) притоку транзистора генератора тока, меси второго типа проводимости на о т л и ч в ю щ и й с я тем, что, с глубине, превышающей 0,2 мкм, удовцелью расширения диапазона входных 1 летворяющей условию ,2 Сь 0 тн+ 2 К + К Пе 1 у 1+ Пех ммнк) ьк2 Ки Ков е е1 ф Хо Ч 01 + 1 П 1- и - - =- ) 5 сс . он 2 К 2 К ехт где О и 0,1, - К, К и Кц - удельная крутизна ес еф Вх С ИОП-транзисторов ге- Ь нератора тока, входных и нагрузочных со" Тответственно; Тн с- диэлектрическая проницаемость подложки,и - заряд электрона 0 Вх .мн минимальный уровень входных синфязныхналов,