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DE3446001C2 - Integrierte Differentialverstärkerschaltung - Google Patents

Integrierte Differentialverstärkerschaltung

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DE3446001C2
DE3446001C2 DE3446001A DE3446001A DE3446001C2 DE 3446001 C2 DE3446001 C2 DE 3446001C2 DE 3446001 A DE3446001 A DE 3446001A DE 3446001 A DE3446001 A DE 3446001A DE 3446001 C2 DE3446001 C2 DE 3446001C2
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vertical pnp
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differential amplifier
amplifier circuit
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Takashi Fukaya Saitama Koga
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Toshiba Corp
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Abstract

Eine integrierte Halbleiterschaltung mit Vertikal-PNP-Transistoren besitzt ein Differentialpaar von Transistoren (Q11, Q12), ein Paar Konstantstromquellen-Transistoren (Q13, Q14), einen Emitter-Widerstand (R11), der zwischen den Emittern der Differential-Transistoren liegt, und einen Lastwiderstand, der an den Kollektor eines der Differential-Transistoren gekoppelt ist. Jeder der Differential-Transistoren und der Konstantstromquellen-Transistoren ist ein Vertikal-PNP-Transistor. In der integrierten Halbleiterschaltung ist daher jeder Vertikal-PNP-Transistor mit seinem Kollektor an eine parasitäre Diode (Dn12, Dn13, Dn14) gekoppelt, die eine relativ große Sperrschichtkapazität besitzt. Die parasitären Dioden werden beim Betrieb der Schaltung in Sperrichtung vorgespannt. Um eine Verschlechterung des Frequenzgangs aufgrund der Sperrschichtkapazität der parasitären Dioden zu vermeiden, liegt zwischen den Kathoden dieser Dioden und einer Spannungsquelle eine Widerstandsschaltung (R15, R16, R17), die zusammen mit dem Emitter-Widerstand (11) eine Differentierschaltung bildet, deren Zeitkonstante derart eingestellt wird, daß sie etwa genauso groß ist wie die Integrationszeitkonstante einer Integrierschaltung, die den Lastwiderstand (R12) und die parasitäre Diode (Dn12) enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine integrierte Differentialverstärkerschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Im allgemeinen werden in einer bipolaren integrierten Schaltung NPN-Transistoren verwendet. Daher wird ein p- leitendes Siliziumsubstrat verwendet. Beim Entwurf der Schaltung jedoch kommt es häufig vor, daß PNP-Transistoren benötigt werden. Um derartige PNP-Transistoren auf einem p-leitenden Siliziumsubstrat zu bilden, werden verschiedene Arten von PNP-Transistoren entworfen. In den vergangenen Jahren haben Vertikal-PNP-Transistoren, deren Aufbau in Fig. 1A gezeigt ist, weite Verbreitung gefunden. Zur Bildung eines solchen Typs von PNP-Transistoren wird auf dem p-leitenden Siliziumsubstrat eine vergrabene n&spplus;-leitende Schicht gebildet, die als lokales n-leitendes Siliziumsubstrat dient. Auf dieser vergrabenen Schicht werden gemäß Fig. 1A eine Kollektorzone (p-leitend), eine Basiszone (n-leitend) und eine Emitterzone (p-leitend) in der genannten Reihenfolge gebildet. In dem Vertikal-PNP-Transistor wird zwischen der p&spplus;-Zone, die den Kollektor bildet, und dem n-leitenden Substrat (der n&spplus;-leitenden vergrabenen Schicht) eine parasitäre Diode gebildet, wobei die p&spplus;-leitende Zone und die vergrabene Schicht einen Übergang bilden. Um diese parasitäre Diode in Sperrichtung vorzuspannen, wird das n-leitende Substrat an eine Spannungsquelle gelegt. Da sowohl die p&spplus;-Zone als auch das n-leitende Substrat eine hohe Dotierstoffdichte aufweisen und die Verarmungszone mithin sehr schmal ist, besitzt die parasitäre Diode eine große Sperrschichtkapazität.
  • Gleichstrommäßig entstehen hinsichtlich der Ausgangsimpedanz des Kollektors des Vertikal-PNP-Transistors keine Probleme, da die parasitäre Diode nicht-leitend gemacht wird. Wechselstrommäßig jedoch entsteht ein Problem insofern, als mit dem Ansteigen der Frequenz des Eingangssignals die Ausgangsimpedanz aufgrund der großen Sperrschichtkapazität der parasitären Diode abnimmt. Wird der Vertikal-PNP-Transistor als Verstärkungstransistor eingesetzt, ist die Sperrschichtkapazität parallel zu einem Lastwiderstand zwischen dem Kollektor des Transistors und Masse geschaltet. Wenn daher die Frequenz eines Eingangssignals ansteigt, nimmt die Lastimpedanz ab. Demzufolge verschlechtert sich der Frequenzgang der Verstärkung spürbar. In anderen Worten: Derjenige Abschnitt, wo die Frequenzkennlinie flach verläuft, wird schmal.
  • Auch in demjenigen Fall, daß ein Differentialverstärker aus Vertikal-PNP-Transistoren besteht, wird der Frequenzgang des Verstärkers durch parasitäre Dioden beeinträchtigt. In der Differentialverstärkerschaltung werden ein Paar Differential-Transistoren, die jeweils aus einem Vertikal-PNP-Transistor bestehen, und ein Paar Konstantstromquellen-Transistoren, die ebenfalls jeweils aus einem Vertikal-PNP-Transistor bestehen, verwendet, so daß sich ein komplizierter Schaltungsaufbau ergibt. Dabei beeinflussen parasitäre Dioden in starkem Maß den Frequenzgang der Differentialschaltung. In der Frequenzkennlinie ergibt sich eine Welligkeit. Die Welligkeit des Frequenzgangs verursacht im Ausgangssignal der Schaltung eine Wellenformverschlechterung in Form des sogenannten "ringing" (eine abklingende Schwingung). Die Welligkeit der Frequenzkennlinie ist zurückzuführen auf eine Integrationszeitkonstante, die mitbestimmt wird durch eine parasitäre Diode, die an der Last liegt, und ist außerdem zurückzuführen auf eine Differenzier-Zeitkonstante, die bestimmt wird durch eine an einem Konstantstrom-Transistor wirksame parasitäre Diode. Die Integrationszeitkonstante hat die Wirkung, die Verstärkung zu verringern, während die Differenzier-Zeitkonstante die Neigung hat, die Verstärkung zu vergrößern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine integrierte Differentialverstärkerschaltung zu schaffen, bei der Beeinträchtigung des Frequenzgangs der Schaltung aufgrund der Sperrschichtkapazität der jeweiligen parasitären Dioden verhindert wird.
  • Ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruches 1 wird diese Aufgabe durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
  • Die Differentialverstärkerschaltung enthält ein Paar Differentialverstärker-Transistoren und ein Paar Konstantstromquellen-Transistoren zur Einstellung der Differenzier-Zeitkonstanten einer Differenzierschaltung, die gebildet ist durch einen Emitter-Widerstand, der zwischen den Emittern der Differential-Transistoren und parasitären Dioden liegt, die mit den Kollektoren der Konstantstromquellen-Transistoren in Verbindung stehen, und zwar wird die Differenzier-Zeitkonstante so eingestellt, daß sie etwa genauso groß ist wie die Integrier-Zeitkonstante einer Integrierschaltung, die gebildet wird durch einen Lastwiderstand und eine parasitäre Diode, die mit dem Kollektor eines der Differential-Transistoren in Verbindung steht. Zwischen den Kathoden der an die Kollektoren der Konstantstromquellen-Transistoren gekoppelten parasitären Dioden und der Spannungsquelle liegt eine Widerstandsanordnung. Hierdurch werden die Effekte der Differenzier-Zeitkonstanten und der Integrier-Zeitkonstanten auf den Frequenzgang der Differentialverstärkerschaltung aufgehoben, mit dem Ergebnis, daß man einen flachen Verlauf der Frequenzkennlinie erhält.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
  • Fig. 1A den Aufbau eines Vertikal-PNP-Transistors in einer integrierten Schaltung,
  • Fig. 1B eine dem Stand der Technik entsprechende integierte Differentialverstärkerschaltung mit PNP-Transistoren,
  • Fig. 2 den Frequenzgang der Schaltung nach Fig. 1B,
  • Fig. 3 eine integrierte Differentialverstärkerschaltung mit Vertikal-PNP-Transistoren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 4 den Frequenzgang der Schaltung nach Fig. 3, und
  • Fig. 5 und 6 modifizierte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, soll zunächst anhand der Fig. 1B eine herkömmliche integrierte Differentialverstärkerschaltung mit PNP-Transistoren beschrieben werden. Vertikal-PNP-Transistoren Q 1 und Q 2 (Differential-Transistoren), ein Emitter-Widerstand R 1 und ein Lastwiderstand R 2 bilden einen Differentialverstärkerabschnitt der integrierten Schaltung. Vertikal- PNP-Transistoren Q 3 und Q 4, Emitter-Widerstände R 3 und R 4 und eine Gleichstromquelle Vb bilden einen Konstantstromquellen-Abschnitt. Ein von einer Eingangssignalquelle Vi kommendes Differential-Eingangssignal wird an die Basen der Differential-Transistoren Q 1 und Q 2 gelegt. Am Kollektor des Transistors Q 2 wird ein Ausgangssignal abgenommen. Bei dieser integrierten Differentialverstärkerschaltung sind zwischen den Kollektoren (p-leitenden Zonen) der Transistoren Q 2 bis Q 4 und den n-leitenden Substraten (der n&spplus;-leitenden vergrabenen Schicht) ns 2 bis ns 4 parasitäre Dioden Dn 2 bis Dn 4 gebildet. Die Kathoden (n-leitendes Substrat) der parasitären Dioden Dn 2 bis Dn 4 sind üblicherweise zum Zwecke der PN-Übergangs-Sperrung an eine Gleichstromquelle Vcc angeschlossen, so daß diese Dioden in Sperrichtung vorgespannt sind. Tatsächlich ist am Kollektor des Transistors Q 1 eine parasitäre Diode gebildet, da dieser Kollektor jedoch auf Masse liegt, hat diese Diode keinen Einfluß auf den Frequenzgang der integrierten Schaltung, so daß diese parasitäre Diode nicht dargestellt ist.
  • In der oben beschriebenen integrierten Differentialverstärkerschaltung besitzen die parasitären Dioden Dn 2 bis Dn 4 jeweils eine große Sperrschichtkapazität, so daß die Schaltung nicht die gewünschte Frequenzkennlinie besitzt.
  • Ein Beispiel für den Frequenzgang ist in Fig. 2 gezeigt. In Fig. 2 ist eine Abnahme der Verstärkung in einem Bereich "1" zurückzuführen auf eine Integrations-Zeitkonstante, die bestimmt wird durch den Widerstandswert des Lastwiderstands R 2, die Sperrschichtkapazität der parasitären Diode Dn 2 und die Eingangskapazität Cs der nachfolgenden Stufe. Andererseits wird die Verstärkung in einem Bereich "2" erhöht aufgrund einer Differenzier- Zeitkonstante, die bestimmt wird durch den Widerstandswert des Emitter-Widerstands R 1 und die jeweiligen Sperrschichtkapazitäten der parasitären Dioden Dn 3 und Dn 4. Wie oben erwähnt wurde, ergibt sich also eine Welligkeit im Frequenzgang aufgrund der Sperrschichtkapazitäten der parasitären Dioden. Die Welligkeit im Frequenzgang verursacht eine Signalverschlechterung des Ausgangssignals in Form des sogenannten "ringing".
  • Im folgenden soll in Verbindung mit Fig. 3 eine erfindungsgemäße integrierte Differentialverstärkerschaltung beschrieben werden. Transistoren Q 11 bis Q 14 sind als Vertikal-PNP-Transistoren ausgebildet. Die Transistoren Q 11 und Q 12 dienen als Differential-Transistoren und sind mit ihren Emittern über einen Widerstand R 11 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q 11 ist auf Masse gelegt, während der Kollektor des Transistores Q 12 über einen Lastwiderstand R 12 geerdet ist. Die Transistoren Q 13 und Q 14 dienen als Konstantstromquellen-Transistoren und sind mit ihren Kollektoren an die Emitter der Transistoren Q 11 bzw. Q 12, mit ihren Emittern über Widerstände R 13 bzw. R 14 an eine Gleichspannungsquelle Vcc und mit ihren Basen gemeinsam an eine Gleichspannungsquelle Vb angeschlossen.
  • Die oben beschriebene integrierte Differentialverstärkerschaltung hat insoweit den gleichen Aufbau wie die bekannte Schaltung. Erfindungsgemäß sind die Kathoden von parasitären Dioden Dn 13 und Dn 14, d. h. n-leitende Substrate ns 13 und ns 14 über in Reihe geschaltete Widerstände R 15 und R 16 miteinander verbunden. Ein Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 15 und R 16 ist über einen Widerstand R 17 an die Spannungsquelle Vcc angeschlossen.
  • Auf der Emitterseite der Transistoren Q 11 und Q 12 ist durch die parasitären Dioden Dn 13 und Dn 14, die Widerstände R 15 und R 16 und den Emitterwiderstand R 11 eine Differenzierschaltung gebildet, deren Zeitkonstante dadurch einstellbar oder variabel gemacht werden kann, daß man die Widerstandswerte der Widerstände R 11, R 15 und R 16 einstellt bzw. variiert. Andererseits wird eine Integrierschaltung gebildet durch den am Kollektor des Transistors Q 12 liegenden Lastwiderstand R 12, die parasitäre Diode Dn 12 und die Eingangskapazität Cs der nachfolgenden Stufe.
  • Es sei nun angenommen, die Dioden Dn 12, Dn 13 und Dn 14 besäßen eine gleich große Sperrschichtkapazität Cj und die Widerstände R 15 und R 16 besäßen einen gleich großen Widerstandswert Ra, und außerdem besäße der Widerstand R 17 einen Wert, der ausreichend größer wäre als der Widerstandswert Ra.
  • Die Verstärkung G(ω ) der integrierten Differentialverstärkerschaltung nach Fig. 3 läßt sich wie folgt ausdrücken: °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;wobei Re der Wert des Widerstands R 11 ist, Rl der Wert des Lastwiderstands R 12 ist und ω die Kreisfrequenz des Eingangssignals ist.
  • Wenn die Widerstandswerte Ra, Re und Rl in geeigneter Weise derart bestimmt werden, daß die Differenzier-Zeitkonstante Cj (Ra + Re/ 2) und die Integrier-Zeitkonstante (Cj + Cs)Rl in Gleichung (1) gleich groß sind, d. h. wenn die Gleichung (2) oder (3) gilt, so besitzt die Verstärkung G(ω ) nur die Integrier-Zeitkonstante CjRa gemäß Gleichung (4). °=c:20&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz1&udf54; °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;
  • Der Frequenzgang der Verstärkung G(ω ) gemäß Gleichung (4) verläuft flach und enthält keine Welligkeit. Für gewöhnlich gilt Cs « Cj. Daher ergibt sich aus Gleichung (3) die Beziehung Ra &lt Rl. Vergleicht man den erfindungsgemäßen Differentialverstärker mit dem bekannten Differentialverstärker hinsichtlich der Integrations-Zeitkonstanten so ergibt sich (Cj + Cs)Rl &gt CjRa. Daher ist der Frequenzgang im hohen Frequenzbereich verbessert in dem Sinne, daß der flache Kennlinienbereich verlängert ist. Der Wert des Widerstands R 17 liegt in der Größenordnung von einigen 10 Kiloohm, während die Werte der Widerstände R 11, R 15 und R 16 zwischen einigen 100 Ohm und einigen Kiloohm liegen.
  • In der integrierten Differentialverstärkerschaltung nach Fig. 3 ist zwischen den Kathoden der parasitären Dioden Dn 13 und Dn 14 und der Spannungsquelle Vcc eine T-Widerstandsschaltung gebildet, um die Differenzier-Zeitkonstante an die Integrier-Zeitkonstante anzupassen, damit die Wirkung der ersteren durch die Wirkung der letzteren aufgehoben wird. Im Ergebnis ergibt sich gemäß Fig. 4 eine verbesserte, flache Frequenzkennlinie. Da außerdem die Integrier-Zeitkonstante klein gemacht werden kann, wird die Frequenzkennlinie der Verstärkung in ihrem Hochfrequenzbereich verbessert. In der Zeichnung bedeutet eine gestrichelte Linie den Frequenzgang der bekannten Differentialverstärkerschaltung, wie er in Fig. 2 gezeigt ist.
  • Fig. 5 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung, bei der anstelle der T-Widerstandsschaltung nach Fig. 3 eine π-Widerstandsschaltung mit Widerständen R 18, R 19 und R 20 vorgesehen ist. Wenn bei dieser modifizierten Ausführungsform der Widerstandswert Rb des Widerstands R 18 einen Wert hat, der etwa doppelt so groß ist wie der Wert Ra gemäß Gleichung (2), und wenn die Widerstände R 19 und R 20 auf einen Wert eingestellt werden, der ausreichend größer ist als Rb, so läßt sich der gleiche Vorteil erzielen wie bei der Schaltung nach Fig. 3.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die integrierte Differentialverstärkerschaltung so aufgebaut, daß die Differenzier-Zeitkonstante derart eingestellt ist, daß sie etwa genauso groß ist wie die Integrier-Zeitkonstante. Die Flexibilität beim Schaltungsentwurf würde jedoch größer werden, wenn man die Integrier-Zeitkonstante einstellt. Wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, liegt zwischen der Kathode ns 12 der parasitären Diode Dn 12, die dem Kollektor des Transistors Q 12 zugeordnet ist, und der Spannungsquelle Vcc ein Widerstand R 21. Wenn in diesem Fall der Widerstand R 21 einen Wert Rc hat, der genügend größer ist als der Wert Rl des Lastwiderstands R 12, so wird die Integrier-Zeitkonstante aufgrund der Sperrschichtkapazität Cj der parasitären Diode Dn 12 vernachlässigbar. Man kann also die obige Gleichung (3) folgendermaßen umschreiben: °=c:30&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;°KRa°k¤=¤@W:°KCs°k:°KCj&udf56;&udf54;°KRl°k¤^¤@W:1:2&udf54;°KRe°k@,(5)&udf53;zl10&udf54;wobei Rc » Rl.
  • In der obigen Beschreibung wurde die Erfindung anhand einer Differentialverstärkerschaltung erläutert. Allerdings läßt sich die erfindungsgemäße Lehre auch anwenden auf andere Verstärkerschaltung mit Vertikal-PNP-Transistoren als Differentialverstärkerschaltungen. Beispielsweise kann die Erfindung angewendet werden bei einer Verstärkerschaltung, wie sie häufig im Bereich von integrierten Halbleiterschaltungen verwendet werden, und die einen Verstärkungstransistor (welcher dem Transistor Q 12 in den obigen Ausführungsbeispielen entspricht) und einen Konstantstromquellen-Transistor (der dem obigen Transistor Q 14 entspricht) aufweist, die in Durchlaßrichtung in Reihe an eine Spannungsquelle Vcc geschaltet sind. Wenn in einer solchen Verstärkerschaltung die Differenzier- Zeitkonstante einer Differenzier-Schaltung am Kollektor des Konstantstromquellen-Transistors in Übereinstimmung gebracht wird mit der Integrier-Zeitkonstante einer auf der Kollektorseite des Verstärkungstransistor gebildeten Integrierschaltung, so läßt sich wie bei den obigen Ausführungsformen der Frequenzgang der Verstärkung verbessern. Außerdem ist die Erfindung anwendbar bei einer Verstärkerschaltung, die im wesentlichen aus einem Verstärkungstransistor (welcher bei den obigen Ausführungsformen dem Transistor Q 12 entspricht) und einem Lastwiderstand (der dem obigen Widerstand R 12 entspricht) besteht. Bei einer solchen Verstärkerschaltung liegt, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein Gleichstromübertragungselement, z. B. der Widerstand R 21, dessen Impedanz genügend größer ist als die des Lastwiderstands, zwischen der Kathode einer parasitären Diode (welche der obigen parasitären Diode Dn 12 entspricht), die an den Kollektor des Verstärkungstransistors gekoppelt ist, und einer Spannungsquelle, wodurch die Sperrschichtkapazität der parasitären Diode vernachlässigbar wird. Es ist also möglich, die Verschlechterung des Frequenzgangs der Schaltung im Hochfrequenzbereich zu verhindern. Bei einer Verstärkerschaltung, die mit sehr hohen Frequenzen arbeitet, kann als Gleichstromübertragungselement hoher Impedanz eine Induktivität verwendet werden.

Claims (7)

1. Integrierte Differentialverstärkerschaltung, bei der Vertikal-PNP-Transistoren (Q 11-Q 14) auf einem jeweiligen n-leitenden Substrat (ns 12-ns 14) ausgebildet sind, wobei zwischen Kollektor und Substrat eines jeweiligen Vertikal- PNP-Transistors (Q 11-Q 14) eine parasitäre Diode (Dn 12-Dn 14) vorhanden und durch Anlegen des Substrats (ns 12-ns 14) an eine Spannungsquelle (Vcc) in Sperrichtung beaufschlagbar ist, umfassend folgende Merkmale:
(a) sowohl ein erster (Q 11) und ein dritter (Q 13) Vertikal-PNP-Transitor als auch ein zweiter (Q 12) und ein vierter (Q 14) Vertikal-PNP-Transistor sind mit ihren Kollektor-Emitter-Stecken in Durchlaßrichtung in Reihe an eine Spannungsquelle (Vcc) angeschlossen,
(b) die Basen des dritten und des vierten Vertikal- PNP-Transistors (Q 13, Q 14) sind an eine Gleichspannungsquelle (vb) angeschlossen,
(c) die Basen des ersten und des zweiten Vertikal-PNP- Transistors (Q 11, Q 12) sind an eine Differenz-Eingangssignalquelle (vi) geschaltet,
(d) der Kollektor des zweiten Vertikal-PNP-Transistors (Q 12) ist mit einem Lastwiderstand (R 12) verbunden und
(e) zwischen dem Emitter des ersten und dem des zweiten Vertikal-PNP-Transistors (Q 11, Q 12) ist ein Emitterwiderstand (R 11) angeordnet,
dadurch gekennzeichnet, daß
(f) zwischen die n-leitenden Substrate (ns 13, ns 14) des dritten und des vierten Vertikal-PNP-Transistors (Q 13, Q 14) und die Spannungsquelle (Vcc) eine Widerstandsanordnung (R 15- R 17; R 18-R 20) geschaltet ist, die zusammen mit dem Emitterwiderstand (R 11) und den parasitären Dioden (Dn 13, Dn 14) des dritten und des vierten Vertikal-PNP-Transitors (Q 13, Q 14) eine Differenzierschaltung bildet, und
(g) die Zeitkonstante der Differenzierschaltung so bemessen ist, daß sie etwa genauso groß ist wie die Zeitkonstante einer den Lastwiderstand (R 12) und die parasitären Diode (Dn 12) des zweiten Vertikal-PNP-Transistors (Q 12) umfassende Integrierschaltung.

2. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsanordnung (R 15-R 17) die Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Widerstand (R 15, R 16) zwischen den n-leitenden Substraten (ns 13, ns 14) des dritten und des vierten Vertikal-PNP-Transitors (Q 13, Q 14) sowie einen zwischen den Verbindungspunkt dieser Reihenschaltung und die Spannungsquelle (Vcc) geschalteten dritten Widerstand (R 17) umfaßt.
3. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Widerstand (R 15, R 16) etwa den gleichen Widerstandswert aufweisen, während der dritte Widerstand (R 17) einen Widerstandswert besitzt, der beträchtlich größer ist als derjenige des ersten und des zweiten Widerstands (R 15, R 16).
4. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsanordnung einen ersten Widerstand (R 18) zwischen den n- leitenden Substraten (ns 13, ns 14) des dritten und des vierten Vertikal-PNP-Transistors (Q 13, Q 14) sowie zwischen den Verbindungspunkten des ersten Widerstands (R 18) mit den n-leitenden Substraten (ns 13, ns 14) und der Spannungsquelle Vcc einen zweiten (R 19) bzw. dritten (R 20) Widerstand aufweist.
5. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Widerstand (R 19, R 20) etwa den gleichen Widerstandswert aufweisen und daß dieser Widerstandswert deutlich größer ist als der des ersten Widerstands (R 18).
6. Differentialverstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das n-leitende Substrat (ns 12) des zweiten Vertikal-PNP-Transistors (Q 12) und die Spannungsquelle (Vcc) ein Gleichstromübertragungselement geschaltet ist, dessen Impedanz deutlich größer ist als der Widerstandswert des Lastwiderstands (R 12).
7. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichstromübertragungselement ein Widerstand (R 21) ist.
DE3446001A 1983-12-17 1984-12-17 Integrierte Differentialverstärkerschaltung Expired DE3446001C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58238670A JPS60130206A (ja) 1983-12-17 1983-12-17 半導体集積回路用増幅回路
JP58238669A JPS60130166A (ja) 1983-12-17 1983-12-17 縦形pνpトランジスタ回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3446001A1 DE3446001A1 (de) 1985-07-04
DE3446001C2 true DE3446001C2 (de) 1987-02-12

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DE3446001A Expired DE3446001C2 (de) 1983-12-17 1984-12-17 Integrierte Differentialverstärkerschaltung

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US (1) US4573022A (de)
KR (1) KR890003415B1 (de)
DE (1) DE3446001C2 (de)
GB (1) GB2151865B (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703285A (en) * 1986-04-23 1987-10-27 Tektronix, Inc. Wideband amplifier with active high-frequency compensation
CA2102721C (en) * 1993-11-09 1999-05-04 Stephen Paul Webster Differential gain stage for use in a standard bipolar ecl process
WO1995022206A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-17 Rambus, Inc. Delay-locked loop
US5621340A (en) * 1995-08-02 1997-04-15 Rambus Inc. Differential comparator for amplifying small swing signals to a full swing output
RU2321156C1 (ru) * 2006-10-09 2008-03-27 ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) Широкополосный усилитель
US9502992B2 (en) * 2012-06-01 2016-11-22 Coriant Operations, Inc. Diode substitute with low drop and minimal loading
JP6171311B2 (ja) * 2012-11-12 2017-08-02 住友電気工業株式会社 差動増幅回路

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456887A (en) * 1980-09-25 1984-06-26 Pioneer Electronic Corporation Differential amplifier

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

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KR850005157A (ko) 1985-08-21
GB2151865A (en) 1985-07-24
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GB2151865B (en) 1987-08-05
US4573022A (en) 1986-02-25
GB8431534D0 (en) 1985-01-23
DE3446001A1 (de) 1985-07-04

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