Преобразователь напряжения в ток

(51)4 Н 03 о-Лизи аОСУДАРСТВЕННЫй НОИТЕТПО ИжЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИДМРИ ГКНТ СССР(71) Иосковский инженерн ческийинститут(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯВ ТОК(57) Изобретение относится к радио- .электронике, Цель изобретения - расширение диапазона входных сигналови ловьппение точности преобразования.Преобразователь содержит 1 ДП-транзисторы 1-6, выполненные с индуцированным каналом п-типа, ЩП-транзисторы 7-12, выполненные с индуцированным каналом р-типа, источники13 и 14 тока и источники 15-18 н пряжения смещения. Вся работа преобразователя разделяется на три области, В первой области в работе участвуют транзисторы 3,4,9 и 10, а транзисторы 5,6,11 и 12 закрыты. Выходной ток преобразователя равен разнос ти токов стоков транзисторов 3 и 4Во второй области работают транзисторы 3,5,10 и 12, а транзисторы 4,6,9 и 11 закрыты. Выходной ток преобразователя определяется разностью токов транзисторов. 3 и 5. В третьей области работают транзисторы 4,6,9 и 1 Г, а транзисторы 3,5, 10, 12 закрыты. При этом выходной ток преобразователя определяется разностью токов транзисторов 4 и 6. В результате выходной ток преобразователя линейно зависит от входного напряжения при любых значениях входного напряжения, 2 ил.к(3) где К, У,Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в, области интегральной полупроводниковой схемотехнике.Цель изобретения - расширение,диапазона входных сигналов и повышение точности преобразователя,На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема преобразо- .вателя напряжения в ток (ПНТ); нафиг. 2 - электрическая принципиальная схема источников напряжения смещения.Схема ПНТ (Фиг. 1) содержит первый, второй, третий, четвертый, де, вятый и десятый МДП-транзисторы1-6, выполненные с индуцированным .каналом и-типа, пятый, шестой, седь.мой,- восьмой, одиннадцатый и двенадцатый ИДП-транзисторы 7-12, выполненные с индуцированным каналом р-типа,первый и второй источники 13 и 14тока, первый, второй, третий, четвертый источники 15-18 напряжения смещения. Блок источников напряжениясмещения содержит МДП-транзисторы19 и 20, выполненные с индуцированным каналом п-типа, МПП-транзисторы21 и 22, выполненные с индуцированным каналом р-типа, источники 23-26тока.Устройство работает следующим образом,Предполагается, что ток стока 1,ЬЩП-транзистора имеет квадратичнуюзависимость от напряжения между егозатвором и источником Уу вида 1 с К р (Пзц Пор п,р ) ) (1)а40 соответственно крутизна и пороговое напряжение МЦП-транзистора,индексы и и р соответствуют транзистору с 45п и р-каналом,Разность выходных токов устройства линейно зависит от входного напряжения при любых входных напряжеО ниях. Всю работу устройства можно разделить на три области. В первой области работы, когда входное напряжение Б удовлетворяет неравенству- )и с - + г - , (2) где Б- разность потенциалов междупервым и вторым входами устройства, в работе ПНТ участвуют третий, четвертый,седьмой и восьмой ИДП-транзисторы 3, 4, 9 и 1 О, таккак девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы 5, 6, 11 н 12 закрыты (напряжение между затвором и истоком у них меньшепорогового).При подаче на входы устройстванапряжения П) ) О, токи стоковтретьего и восьмого МДП-транзисторов3 и 10 увеличиваются, а токи стоковчетвертого и седьмого Щ 1 П-транзисторов 4 и 9 уменьшаются,Выходной ток устройства 1 в равен разности токов стоков третьегои четвертого транзисторов 3 и 4 16 ьи С П 8 кС: 4 ЛЕЕЕ УГ, (4)%Кпгде 1 - ток первого и второго источников 13 и 14 тока.Во второй области работы устройства, когда входное напряжение удовлетворяет неравенствуП з - + (5)Крв работе ПНТ участвуют третий, восьмой, девятый и двенадцатый МДП-транзисторы 3, 10, 5 и 12, а четвертый, десятый, седьмой и одиннадцатый ИДП- транзисторы 4, 6, 9 и 11 в это время закрыты и не влияют на работу ПНТ. При этом выходной ток ПНТ определяется разностью токов третьего и девя.того транзисторов 3 и 5 и по-прежнему определяется выражениями (3,4).В третьей области работы устройства, когда выходное напряжение удовлетворяет неравенству в работе ПНТ участвуют четвертый,десятый, седьмой и одиннадцатыйМДП-транзисторы 4, 6, 9 и 11, а третий, восьмой, девятый и двенадцатыйИДП-транзисторы 3, 10, 5 и 12 закрыты и в работе ПНТ не участвуют. Приэтом, выходной ток ПНТ определяетсяразностью токов десятого и четвертого МДП-транзисторов 6 и 4, Ток1 снова определяется выражениямиз 1467745 4нлинеино зависит от входного напряже-, го МДП-транзистора соединен с истония при любых значениях входного на- ком шестого МДП-транзистора, затвор , пряжения, которого соединен со стоком, а такБлок источников напряжения сме- же с первым выводом второго источнищения работает следующим образом. ка тока и затвором восьмого МДПЕсли положить значенз ачение тока ис- транзистора, исток которого соединен точников 23 и .25 тока авнымравным 21 о, с истоком третьего ИДП-транзистора, значение тока источников 24 и 26 то- сток которого является первым выхока, равным 1, а также выбрать топо О дом устройства, стоки седьмого и логические размеры МДП-транзисторов восьмого ЩП-транзисторов и вторыеР опо огическим раз- выводы первого и второго источников мерам соответственно т етьего ио ретьего и тока соединены с первой шиной питания, седьмого МДП-транзисторов 3 и 9 ПНТ, а стокипервого и второго МДП-транзиса отношение ши ины канала Ыр ы канала к дли торов соединены с второйшиной пита- не канала 1. МДП-транзистора 20 в де- ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, вять раз больше чем МДП-т анЭМДП-транэисто- что, с целью расширения диапазона ра 19, и отношение У/1. транзистора входных сигналов и повышения точносИ 1 -тв девять раэ больше отношения ти преобразования в устройств/ МДП-транзистора 21, то будет по дены девятый и десятый 1 ЩП-транэислучена требуемая разность потенциа- торы, выполненного с индуцированным лов между затворами МДП-транзисто- каналом первого типа, одиннадцатый РРсумме с разностьюррв 19 и 20 в с и двенадцатый МДП-транзисторы, выпотенциалов между затворами МДП-. полненные с индуцированным каналом транзисторов 22 и 2 1 второй схемы 25 второго типа, а также первьй, втоисточников напряжения подключеннойУрой третий и тыйЭ и четвер источники к затворам десятого и восьмого МДП- напряжения смещения, причем затвор транзисто ов 12 и 10 Рчр и 10. Рчалогичные первого ЬЩП-транзистора соединен с соотношения выполняются и для источ- первым выводом первог см п рвого источника ников 16 и 17 напряжения смещения ЗО напряжения смещения, второй вывод ния которого соединен с затвором девятого МДП-транзистора, исток которого. П,+0, =У,+0, =2 ( Ко + 1 /К). соединен с истоком двенадцатогоМДП-транзистора, затвор которого соеф о р м у л а и з о б р е т е н и я динен с первым выводом четвертого35 источника напряжения смещения, втоПреобразователь напряжения в ток, рой вывод которого соединен с затвосьмого МД -транзистора, затвор четвертый МДП-транзисторы, выполнен" второго 1 цтт-транзистора соединен с ные с индуцированным каналом перво- первым выводвыводом второго источника го типа, пятый, шестой, седьмойЭ40 напряженнапряжения смещения, второй вывод восьмой МДП-транзисторы, выполненные котороготорого соединен с затвором десятос индуцировлнным каналом второго о -транзистора, исток которого типа, а также первый и второй источ- соединен с истоком одиннадцатого ники тока, затвор первого МДП"тран- -транзистора, затвор которого соезистора соединен с затвором третьего 45 динен с первым выводом третьего источника напряженияия смещения, второй входом устройства, затвор второго вывод кот ро ого соединен с затвором ЩП-транзистора соединен с затвором пятого МДП-МДП-транзистора, стоки один- четвертого ИДП-транзистора и являет- надцатого иго и двенадцатого гЩ-транся вторым входом устройства, исток 5 О зисторов соединены с первого шиной первого ИДП-транзистбра соединен с питания стоки девятФ и девятого и десятого истоком пятого МДП-транзисто аР МДП-транзисторов соединены соответ" затвор которого соединен со стокомВ ственно со стоками четвертого и а также с первым выводом первого ис- третьретьего МЖ-транзисторов, при этом точника тока и затвором се ьмогод мого 55 сумма напряжений первого и четверто- ЩП-транзистора, исток которого сое- го источникч иков напряжения смещения динен с истоком четвертого 1 ЩП-тран- равна суммеумме напряжений второго и зистора, сток которого является вто- третьего источнич иков напряжения смещерым выходом устройства, исток второ- ния и равна 2 (Г 1(К + Л/К )Б 1467745. 6где 1 - ток идентичных первого и вто- МЦП транзисторов; К- крутизна иден- рого источников тока; К, - крутизна тичных пятого, шестого, седьмого, идентичных первого второго, третье- восьмого, одиннадцатого и двенадцаго, четвертого, девятого и десятого того транзисторов.6 Составитель А,Чайкин едактор Л.Зайцева Техред Л.Сердюкова Корректор И.ПожоЗак 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород 01 212/54 Тираж 879Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж,Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ ССушская наб., д. 4/5