[go: up one dir, main page]

SU1388977A1 - Voltage-to-current converter - Google Patents

Voltage-to-current converter Download PDF

Info

Publication number
SU1388977A1
SU1388977A1 SU864143987A SU4143987A SU1388977A1 SU 1388977 A1 SU1388977 A1 SU 1388977A1 SU 864143987 A SU864143987 A SU 864143987A SU 4143987 A SU4143987 A SU 4143987A SU 1388977 A1 SU1388977 A1 SU 1388977A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
voltage
amplifying
converter
amplifying elements
Prior art date
Application number
SU864143987A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Николаевич Краснов
Алексей Михайлович Кузюкин
Original Assignee
Московский Инженерно-Физический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Инженерно-Физический Институт filed Critical Московский Инженерно-Физический Институт
Priority to SU864143987A priority Critical patent/SU1388977A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1388977A1 publication Critical patent/SU1388977A1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и м.б. использовано в интегральной полупроводниковой схемотехнике . Цель изобретени  - повьшение Bbixodf Вм81 iLje линейности преобразовани  в ток. Преобразователь содержит три усилительных эл-та (УЭ) 1-3, имеющих один тип структуры, и УЭ 4-6, имек цие др. тип структуры, г-ры 7 и 8 тока. Введены Г-ры 9, 10 тока, резистор (Р) 11, а УЭ 1-6 выполнены на полевых транзисторах . Напр жение на Р 11 полностью повтор ет разность входного напр жени , т.к. Р-- устройство линейное , то разность выходного тока преобразовател  будет зависеть от разности входного напр жени  линейно , причем эквивалентна  крутизна преобразовател  будет равна значению сопротивлени  Р 11. 1 ил. а B6fxffd2 (Л L- 8xed2 00 00 00 ;о | The invention relates to radio engineering and m. used in integrated semiconductor circuitry. The purpose of the invention is to increase the linearity of conversion into current by Bbixodf Bm81 iLje. The converter contains three amplifying elements (CI) 1-3, having one type of structure, and CI 4-6, having another type of structure, g-ry 7 and 8 current. Led 9, 10 current, resistor (P) 11, and UE 1-6 are implemented on field-effect transistors. The voltage on P 11 completely repeats the difference of the input voltage, since P-- the device is linear, then the difference in the output current of the converter will depend linearly on the difference in the input voltage, and the equivalent slope of the converter will be equal to the resistance value P 11. 1 Il. and B6fxffd2 (L L- 8xed2 00 00 00; o |

Description

11eleven

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в интегральной полупроводниковой схемотехнике .This invention relates to radio engineering and can be used in integrated semiconductor circuitry.

Цель изобретени  - повьшение линейности преобразовани  напр жени  в ток.The purpose of the invention is to increase the linearity of the voltage-to-current conversion.

На чертеже представлена электрическа  принципиальна  схема преобразовател  напр жени  в ток.The drawing shows an electrical circuit diagram of a voltage-to-current converter.

Преобразователь напр жени  в ток содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый А, п тый 5 и шестой 6 усилительные элементы, выполненные на полевых транзисторах, перный 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 ;генераторы тока, резистор 11 „ ; Преобразователь напр жени  в токThe voltage to current converter contains the first 1, second 2, third 3, fourth A, fifth 5 and sixth 6 amplifying elements made on field-effect transistors, first 7, second 8, third 9 and fourth 10; current generators, resistor 11 ; Voltage to current converter

I работает следующим образом.I works as follows.

I При входном напр жении I 8ха от нул , через резне-- I тор II протекает ток,, По этой при- ;чине через полевые транзисторы 1-6 I преобразовател  напр жени  в ток про- Iтекают различные токи и разность их ;напр жений между затвором и истоком |Ци,-Чи1 Ц и}-изи4э отлична от |нул . Использу  законы Кирхгофа, мож- но записать уравнени , св зывающие потенциалы узлов схешзг:I When the input voltage I 8xa from zero, through the siren-- I torus II current flows, For this reason, through the field transistors 1-6 I voltage-to-current converter various currents and their difference flow; between the gate and the source | Qi, -Ci1 C, and} -isi4e is different from | zero. Using Kirchhoff's laws, it is possible to write down the equations relating the potentials of the shells of the nodes:

U,,Ke-U.,:;U ,, Ke-U.,:;

Чт+и,и,-и, Цц, +и,« 3 ,,, -и, Ш,„Thu + and, and, -i, TsC, + and, "3 ,,, -и, Ш,„

(1(one

тел  напр жени  в ток зависит от разности входного напр жени  линейно, причем эквивалентна  крутизна преобразовател  напр жени  в ток равна значению сопротивлени  резистора П. Условие (2) выполн етс  в случае, когда в приведенной схеме преобразовател  топологические размеры полевых .транзисторов, а также режимные токи генераторов тока удовлетвор ют следующим услови м;Voltage to current depends on the input voltage difference linearly, and the equivalent slope of the voltage to current converter is equal to the value of the resistor P. Condition (2) is satisfied when, in the above converter circuit, the topological dimensions of the field transistors and the currents of the current generators satisfy the following conditions;

K,S, K, S,

Т Т Т тT T T t

2 2г 2  2 2g 2

(3)(3)

00

5five

где К; - удельна  крутизна 1-го по-левого транзистора; S; - отношение ширины к длине канала i-ro транзистора; 1| - значение тока i-ro.генератора тока.where K; - the specific steepness of the 1st on the left transistor; S; - the ratio of the width to the channel length of the i-ro transistor; 1 | - current value of i-ro. current generator.

При этом разность выходного тока U Igjj, св зана с разностью входного напр жени  линейным соотношениемAt the same time, the difference in the output current U Igjj, is connected with the difference in the input voltage by the linear relation

11eleven

R R

1.ь,.ив,1.b, .iv,

(4)(four)

Справедливость выражени  (4) легко проверить, если подставить в систему (О напр жени , выраженные через их токи стоков. Принима ;, квадратичную зависимость тока стока 1 полевого транзистора от напр жени  между затвором и истокомThe validity of expression (4) is easy to check if you substitute into the system (Voltages expressed through their drain currents. Accepting;, the quadratic dependence of the drain current 1 of the field-effect transistor on the voltage between the gate and the source

где и,„; - напр жение между затвором и истоком 1-го полевого транзистора; и - напр жение на резисторе П. доwhere and, „; - voltage between the gate and the source of the 1st field-effect transistor; and - voltage on the resistor P. to

Третье уравнение в системе (1) м;ож- но переписать в видеThe third equation in system (1) is m; it can be rewritten as

,-(и,„,-и,„ J+(u,,,u,,,). , - (and, „, - and,„ J + (u ,,, u ,,,).

(2)(2)

Линейный преобразователь напр жени  в ток получаетс  в случае, когда выполн етс  условие и,). Физический смысл этого услови  заключаетс  в том, что есхси обеспечить отслеживание разности напр жений которое  вл етс  сигналом ошибки преобразовател  напр жени  Ei ток, то напр жение на резисторе 11 будет полностью повтор ть разность входного напр жени  AUg. А так как резистор - устройство линейное, то разность выходного тока преобразова1 КБ{и ,„-и,A linear voltage-to-current converter is obtained when the condition and,) is fulfilled. The physical meaning of this condition is that, if the displacement monitor voltage difference is the error signal of the voltage converter Ei current, then the voltage across the resistor 11 will completely repeat the difference of the input voltage AUg. And since the resistor is a linear device, the difference in output current is 1 kB {and, „- and

где К - удельна  крутизна;where K is the specific slope;

S - отношение ширины канала кS is the ratio of the channel width to

длине канала;channel length;

и - пороговое напр жение. получим, чтоand - threshold voltage. we get that

Подставим это выражение в крайней точке динамического диапазона преобразовател  напр жени  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 it. При этом получим (см. систему (1))We substitute this expression at the extreme point of the dynamic range of the voltage to current converter, i.e. when the current through the second field-effect transistor 2 is zero, and the current through the first field-effect transistor 1 is equal to twice the value of its modal current, it. In this case, we obtain (see system (1))

2loI 21,+2lo (2I,, llo-lo ,,, .2loI 21, + 2lo (2I ,, llo-lo ,,,.

K7. « K7. "

217+ Ilo-Io 12 V2I,,- llo-Io .„ . /5)217+ Ilo-Io 12 V2I ,, - llo-Io. „. /five)

icTsrNl KTs; i-Kjs;- ,- icTsrNl KTs; i-kjs; -, -

u « MK,S,u "MK, S,

Как видно из системы (5), & Ug при вьшолнении услови As can be seen from the system (5), & Ug under the condition

(З). Таким образом, напр жение на резисторе 11 повтор ет входное напр жение , при этом динамический диапазон преобразовател  равен т|21о/ /K,S,. Аналогичную провер-ку справедливости системы (П.и уравнени  (4) при выполнении услови  (3) можно провести в любой точке внутри динамического диапазона устройства. Результат получаетс  аналогичный.(3) Thus, the voltage across the resistor 11 repeats the input voltage, and the dynamic range of the converter is t | 21o / / K, S ,. A similar verification of the validity of the system (PI and Eq. (4), under condition (3), can be carried out at any point within the dynamic range of the device. The result is the same.

Таким образом, предлагаемый преобразователь напр жени  в ток обладает повышенной точностью линейного з ако- на преобразовани  напр жени  в ток.Thus, the proposed voltage-to-current converter has a high accuracy of linear conversion voltage to current.

Claims (1)

Формула изобретени  Преобразователь напр жени  в ток, содержащий первый и второй усилительные элементы, имеющие один тип структуры , и третий, четвертый, п тый и шестой усилительные элементы, имеющие другой тип структуры, причем управл ющие входы первого и второго усилительных элементов  вл ютс  соответст- венно первым и вторым входами преобразовател  напр жени  в ток, выход первого усилительного элемента соединен с выходами третьего и шестогоClaims of Invention A voltage to current converter comprising first and second amplifying elements having one type of structure and third, fourth, fifth, and sixth amplifying elements having a different type of structure, and the control inputs of the first and second amplifying elements are first and second inputs of the voltage to current converter, the output of the first amplifying element is connected to the outputs of the third and sixth го усилительного элемента соединен с выходами четвертого и п того усилительных элементов, противофазные выходы первого и второго усилительных элементов  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами преобразовател  напр жени  в ток, управл ющий вход третьего усилительного элемента соединен с его противофазным выходом , с управл ющим входом п того уси- 50The amplifying element is connected to the outputs of the fourth and fifth amplifying elements, the antiphase outputs of the first and second amplifying elements are respectively the first and second outputs of the voltage to current converter, the control input of the third amplifying element is connected to its antiphase output, with a control input n that usi- 50 Составитель Н.Дубро Редактор Е.Копча Техред М.ХоданичCompiled by N. Dubro. Editor E. Kopcha Tehred M. Khodanych лительного элемента и первым выводом первого генератора тока, управл ющий вход четвертого усилительного элемента соединен с его противофазным выходом, с управл ющим входом шестого усилительного элемента и первым выводом второго генератора тока, вторые выводы генераторов тока соединены с соответствующей шиной источника питани , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  линейности преобразовани  напр жени  в ток, введены резистор и третий и четвертый генераторы тока, а усилительные элементы выполнены на полевых транзисторах, причем стоки транзисторов п того и шестого усилительных элементов соединены с первыми выводами соответственно второго и первого генераторов тока и с первым и вторым выводами резистора , первые выводы третьего и четвертого генераторов тока соединены с истоками транзисторов соответственно первого и второго усилительных элементов, вторые выводы третьего и четвертого генераторов тока соединены с соответствующей шиной источника питани , при этом топологические размеры транзисторов и режимные токи генераторов тока удовлетвор ют следующим соотношени м:the first element of the current generator, the control input of the fourth amplifying element is connected to its anti-phase output, the control input of the sixth amplifying element and the first output of the second current generator, the second terminals of the current generator are connected to the corresponding power supply bus, characterized in that , in order to increase the linearity of the voltage-to-current conversion, a resistor and the third and fourth current generators are introduced, and the amplifying elements are made on field-effect transistors, and The currents of the transistors of the fifth and sixth amplifying elements are connected to the first terminals of the second and first current generators, respectively, and the first and second terminals of the resistor; the first terminals of the third and fourth current generators are connected to the sources of the transistors of the first and second amplifiers, respectively; current is connected to the corresponding power supply bus, while the topological dimensions of the transistors and the mode currents of the current generators satisfy the following ootnosheni m: 1,-1,1, -1, К, S,-K,jS,-K, 2r - Зт 2,- K, S, -K, jS, -K, 2r - 3T, - К. - удельна  крутизна i-ro транзистора;K. is the specific slope of the i-ro transistor; S - отношение ширины канала кS is the ratio of the channel width to длине канала i-ro транзис- . тора;channel length i-ro transis-. Torah; I; значение тока i-ro генератора тока.I; current value of i-ro current generator. Корректор А.Т скоProofreader A.T. sko
SU864143987A 1986-11-10 1986-11-10 Voltage-to-current converter SU1388977A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864143987A SU1388977A1 (en) 1986-11-10 1986-11-10 Voltage-to-current converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864143987A SU1388977A1 (en) 1986-11-10 1986-11-10 Voltage-to-current converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1388977A1 true SU1388977A1 (en) 1988-04-15

Family

ID=21266310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864143987A SU1388977A1 (en) 1986-11-10 1986-11-10 Voltage-to-current converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1388977A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Полонников Д.Е. Операционные усилители, прин ципы построени , теори , схемотехника. М,: Энергоатом- издат, 1983, с. 115, рис. 3.27. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950004709A (en) MOS Differential Voltage-to-Current Conversion Circuit
US20210011066A1 (en) Circuit for measuring a resistance
CN102270972A (en) Variable-gain amplifier
CN103294100A (en) Reference current source circuit compensating resistor temperature drift coefficient
KR19980023768A (en) Low Voltage MOSFET Controlled Multiplier
US5254889A (en) MOSFET analog multiplier
KR880006843A (en) Filter unit
US5966040A (en) CMOS current-mode four-quadrant analog multiplier
SU1388977A1 (en) Voltage-to-current converter
KR880006842A (en) Filter unit
KR920008587A (en) Transconductor-Capacitor Integrator
Pookaiyaudom et al. Integrable electronically variable general-resistance converter-a versatile active circuit element
CN108362929B (en) Double-circuit positive-end current sampling module, sampling circuit, switching circuit and sampling method
SU1280401A1 (en) Analog multiplying device
SU1059664A1 (en) Differential amplifier
SU1113810A1 (en) Signal multiplier
US4859966A (en) Current amplifier circuit and a current amplifying type differential current converter circuit
SU1290199A1 (en) Resistance-to-voltage ratio converter
SU1188853A1 (en) Voltage follower
RU1817030C (en) Voltage-to-current converter
SU1053273A1 (en) Transformer
SU896636A1 (en) Logarithmic amplifier
SU945810A1 (en) Device for converting voltage to current
SU419914A1 (en) DEVICE FOR SOLVING THE BOUNDARY PROBLEMS OF THEORY AND FIELD
SU982030A1 (en) Bipolar transistor model