DE69325293T2 - Differenzverstärker mit verbesserter Gleichtaktstabilität - Google Patents

Differenzverstärker mit verbesserter Gleichtaktstabilität

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Verstärker und im besonderen auf Differenzverstärker mit Gleichtaktrückkopplung.
    • Hintergrund der Erfindung
  • In analogen Schaltungen werden Signale oft als Differenzspannungen dargestellt. Ein Differenzsignal kann als aus einer Differenzkomponente und einer Gleichtaktkomponente bestehend gekennzeichnet sein. Ein Differenzverstärker ist sehr nützlich bei der Verarbeitung von Differenzsignalspannungen. Wenn der Differenzverstärker auch ein Differenzausgangssignal bereitstellt, ist er als ein Volldifferenzverstärker bekannt. Der Volldifferenzverstärker benötigt einen Mechanismus, um die Gleichtaktspannung auf eine gewünschte Referenzspannung einzustellen, wie beispielsweise eine analoge Massenspannung, typischerweise mit "VAG" bezeichnet. Dieser Mechanismus ist normalerweise eine Schaltung, welche die Gleichtaktkomponente des Volldifferenzausgangssignals abtastet und ein Rückkopplungssignal an den Verstärker bereitstellt, das proportional zu der abgetasteten Differenz zwischen den zwei Signalen ist. Dieser Gleichtaktrückkopplungsmechanismus verhindert deshalb, daß sich die Gleichtaktspannung von der gewünschten Referenzspannung entfernt (driftet).
  • Bekannte Differenzverstärker sind geeignet, mit Merkmalen zu arbeiten, die nahe denen von idealen Spannungsverstärkern sind, indem sie eine hohe Eingangsimpedanz, niedrige Ausgangsimpedanz und stabile Frequenzantwort haben. Für einige Schaltungsanwendungen kann jedoch die Arbeitsweise des Verstärkers instabil werden. Zum Beispiel regen einige Gleichtaktrückkopplungsschaltungen einen Knoten in der Rückkopplungsschaltung an, mit den Ausgangsknoten der Endverstärkerstufen als die dominante Polstelle des Verstärkers zu konkurrieren, was zu Instabilität in bekannten Verstärkern führt. Deshalb werden neuen Verstärker für diese und andere Instabilitätsprobleme benötigt.
  • Ein Volldifferenz-Breitbandverstärker, welcher Gleichtaktrückkopplung ohne Instabilität oder eine Reduzierung des Verstärkungsbandbreitenprodukts benutzt, ist in der Fig. 2 der EP-A-0 161 154 angegeben. Die WO-A-9 107 814 gibt auch einen Differenzverstärker mit Gleichtaktrückkopplung an. Dieser Verstärker benutzt eine vollsymmetrische Topologie, die eine symmetrische Differenzlast einschließt, welche an die Sourceelektroden (Quellenelektroden) der Eingangstransistoren geschaltet ist.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Demgemäß wird nach einem ersten Aspekt ein Differenzverstärker bereitgestellt, wie er in Anspruch 1 beansprucht ist.
  • Weiterhin wird nach einem zweiten Aspekt eine Differenzlast bereitgestellt, wie sie in Anspruch 6 beansprucht ist.
  • Diese und andere Merkmale und Vorteile werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen klarer verständlich sein.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 veranschaulicht in einem Teilschaltbild einen Differenzverstärker mit Gleichtaktrückkopplung, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Fig. 2 veranschaulicht in einem Teilschaltbild eine Ausführungsform eines Differenzverstärkers mit verbesserter Gleichtaktstabilität gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 3 veranschaulicht in einem Teilschaltbild eine andere Ausführungsform eines Differenzverstärkers mit verbesserter Gleichtaktstabilität gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Fig. 1 veranschaulicht in einem Teilschaltbild einen Differenzverstärker 20 mit Gleichtaktrückkopplung, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Differenzverstärker 20 enthält im allgemeinen einen Differenzabschnitt 30 und eine Gleichtaktrückkopplungsschaltung 50. Fig. 1 zeigt auch einen Gleichtaktkondensator 55 und einen Differenztaktkondensator 56. Der Differenzabschnitt 30 enthält eine Stromquelle 31, einen N-Kanal Transistor 32, einen Kondensator 33, P-Kanal Transistoren 34, 35 und 36, Stromquellen 37, 38, und 39, einen N-Kanal Transistor 40 und einen Kondensator 41. Die Stromquelle 31 hat einen ersten Anschluß, der an einen mit "Vor," bezeichneten Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß, der eine mit "VOUT" bezeichnete negative Ausgangsspannung bereitstellt. VDD ist ein positiverer Leistungsversorgungsspannungsanschluß und ist typischerweise fünf Volt. Der Transistor 32 hat eine Drainelektrode (Abflußelektrode), die an den zweiten Anschluß der Stromquelle 31 geschaltet ist, eine Gateelektrode (Torelektrode) und eine Sourceelektrode (Quelleelektrode), die an einen mit "VSS" bezeichneten Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist. VSS ist ein negativerer Leistungsversorgungsspannungsanschluß und ist typischerweise null Volt. Der Kondensator 33 hat einen ersten Anschluß, der an den zweiten Anschluß der Stromquelle 31 geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß, der an die Gateelektrode des Transistors 32 geschaltet ist. Der Transistor 34 hat eine Sourceelektrode, die an VDO geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang eines mit "VCMEB" bezeichneten Gleichtaktrückkopplungssignals und eine Drainelektrode. Der Transistor 35 hat eine Sourceelektrode, die an die Drainelektrode des Transistors 34 geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang einer mit "VINS" bezeichneten negativen Eingangssignalspannung und eine Drainelektrode, die an den zweiten Anschluß des Kondensators 33 geschaltet ist. Der Transistor 36 hat eine Sourceelektrode, die an die Drainelektrode des Transistors 34 geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang einer mit "VIN+" bezeichneten Eingangssignalspannung und eine Drainelektrode. Die Stromquelle 37 hat einen ersten Anschluß, der an die Drainelektrode des Transistors 35 geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß, der an Vss geschaltet ist. Die Stromquelle 38 hat einen ersten Anschluß, der an die Drainelektrode des Transistors 36 geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß, der an VSS geschaltet ist. Die Stromquelle 39 hat einen ersten Anschluß, der an VDD geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß zur Bereitstellung eines mit "VOUT+" bezeichneten positiven Ausgangssignals. Der Transistor 40 hat eine Drainelektrode, die an den zweiten Anschluß der Stromquelle 39 geschaltet ist, eine Gateelektrode, die an die Drainelektrode des Transistors 36 geschaltet ist, und eine an V geschaltete Sourceelektrode. Der Kondensator 41 hat einen ersten Anschluß, der an die Drainelektrode des Transistors 36 geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß, der an den zweiten Anschluß der Stromquelle 39 geschaltet ist.
  • Die Gleichtaktrückkopplungsschaltung 50 enthält Widerstände 51 und 52 und einen Verstärker 54. Der Widerstand 51 hat einen ersten Anschluß zum Empfang des Signals "VOUT±" und einen zweiten Anschluß zur Bereitstellung einer mit "VCM" bezeichneten abgetasteten Gleichtaktspannung. Der Widerstand 52 hat einen ersten Anschluß, der an den zweiten Anschluß des Widerstands 51 geschaltet ist, und einen zweiten Anschluß zum Empfang des Signals VOUT. Der Verstärker 54 hat einen positiven Eingangsanschluß zum Empfang einer mit "VCMREF" bezeichneten Referenzspannung, einen negativen Eingangsanschluß, der an den zweiten Anschluß des Widerstands 51 geschaltet ist und von dort das Signal VCM empfängt, und einen Ausgangsanschluß, der an die Gateelektrode des Transistors 34 geschaltet ist und das Signal VCMFB dorthin bereitstellt. Der Gleichtaktkondensator 55 hat einen ersten Anschluß, der an den zweiten Anschluß des Widerstands 51 geschaltet ist, und einen an Vss geschalteten zweiten Anschluß. Der Differenztaktkondensator 56 hat einen ersten Anschluß, der an die Drainelektrode des Transistors 40 geschaltet ist, um das Signal VOUT+ von dort zu empfangen, und einen zweiten Anschluß, der an die Drainelek trode des Transistors 32 geschaltet ist, um das Signal Voum von dort zu empfangen.
  • Hier und in der nachfolgenden Beschreibung wird von allen Transistoren angenommen, daß sie im Sättigungszustand vorgespannt sind. Der Differenzabschnitt 30 ist ein Standardverstärker, nämlich ein 2-Stufen-Volldifferenzverstärker mit Miller-Kompensation und Gleichtaktrückkopplung. Der Differenzabschnitt 30 hat zwei Spannungsverstärkungsstufen mit Ausgängen mit hoher Impedanz. Die erste Stufe enthält Transistoren 34, 35 und 36 und Stromquellen 37 und 38, und stellt Ausgangssignale an den Drainelektroden der Transistoren 35 und 36 bereit. Der durch die Spannung VCMFB vorgespannte Transistor 34 arbeitet als eine gesteuerte Stromquelle. Die Transistoren 35 und 36 leiten den vom Transistor 34 bereitgestellten Strom selektiv ab, in Reaktion auf eine Differenzspannung zwischen VIN+ und VIN. Die zweite Stufe enthält Stromquellen 31 und 39 und Transistoren 32 und 40, und liefert Ausgangssignale an den Drainelektroden der Transistoren 32 und 40.
  • Die Widerstände 51 und 52 sind gleichwertige Widerstände, welche den Gleichtakt zwischen den Signalen VOUT+ und VOUT als Spannung VCM abtasten. Die Spannung VCM wird an den negativen Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 54 geliefert. Der Differenzverstärker 54 empfängt an dem positiven Eingangsanschluß VCMREF. Der Verstärker 54 wechselt sein Ausgangssignal VCMFB in Reaktion auf eine Differenz zwischen den an seinen Eingängen vorhandenen Spannungen.
  • Jede Stufe führt eine Polstelle in der Frequenzantwort des Differenzabschnitts 30 ein. Die Kondensatoren 33 und 41 sind zwischen die Ausgänge mit hoher Impedanz der zwei Stufen geschaltet, um die Arbeitsweise des Differenzabschnitts 30 zu stabilisieren. Sowohl die differenztakt- als auch die gleichtakt-dominierenden Polstellen sind die Ausgänge der ersten Stufe (an den Drainelektroden der Transistoren 35 und 36), und sowohl die differenztakt- als auch die gleichtaktsekundären Polstellen sind die Ausgänge der zweiten Stufe. Jedoch ist in einigen Fällen der Gleichtaktkondensator 55 viel größer als der Differenztaktkondensator 56. Wenn der Wert des Gleichtaktkondensators 55 in Beziehung zu dem Wert des Differenztaktkondensators 56 groß wird, beginnt die sekundäre Gleichtaktpolstelle (an den Drainelektroden der Transistoren 32 und 40) mit der dominanten Gleichtaktpolstelle (an den Drainelektroden der Transistoren 35 und 36) zu konkurrieren, was Gleichtaktinstabilität hervorruft. Deshalb ist es schwierig, wenn der Wert des Gleichtaktkondensators groß ist, die Gleichtaktarbeitsweise des Differenzabschnitts 30 zu stabilisieren, während die breite Gleichtaktbandbreite aufrecht erhalten bleibt. Für diese und andere Probleme werden neue Verstärker benötigt.
  • Fig. 2 veranschaulicht in einem Teilschaltbild eine Ausführungsform eines Differenzverstärkers 60 mit Verbesserter Gleichtaktstabilität gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Differenzverstärker 60 enthält im allgemeinen einen Differenzverstärker 70 und einen Gleichtaktrückkopplungsabschnitt 50. Fig. 2 zeigt auch den Gleichtaktkondensator 55 und den Differenztaktkondensator 56, die bereits vorher erläutert wurden. Der Gleichtaktrückkopplungsabschnitt 50, der Gleichtaktkondensator 55 und der Differenztaktkondensator 56 arbeiten wie vorher beschrieben. Der Differenzabschnitt 70 enthält im allgemeinen einen Eingangsabschnitt 80, einen Ausgangsabschnitt 100 und einen Lastabschnitt 110. Der Differenzabschnitt 70 enthält auch eine Leistungsabschaltschaltung zur Reduzierung der Leistungsaufnahme während eines Leistungsabschaltzustands. Diese Schaltung ist in der Technik bekannt und ist deshalb in Fig. 2 weggelassen worden.
  • Der Eingangsabschnitt 80 enthält P-Kanal Transistoren 81, 82 und 83. Der Transistor 81 hat eine an VDD geschaltete Sourceelektrode, eine Gateelektrode zum Empfang des Signals VCMFB und eine Drainelektrode. Der Transistor 82 hat eine Sourceelektrode, die an die Drainelektrode des Transistors 81 geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang des Signals VIN und eine an einen Knoten 84 geschaltete Drainelektrode. Der Transistor 83 hat eine Sourceelektrode, die an die Drainelektrode des Transistors 81 geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang des Signals VIN+ und eine an einen Knoten 85 geschaltete Drainelektrode. Zwei andere Knoten 86 und 87 sind mit dem Eingangsabschnitt verbunden. Im Eingangsabschnitt 80 ist der Knoten 86 zu dem Knoten 84 geschaltet, und der Knoten 87 ist zu dem Knoten 85 geschaltet.
  • Der Ausgangsabschnitt 100 enthält eine Stromquelle 101, einen N-Kanal Transistor 102, einen Kondensator 103, eine Stromquelle 104, einen N-Kanal Transistor 105 und einen Kondensator 106. Die Stromquelle 101 hat einen zu VDD geschalteten ersten Anschluß und einen zweiten Anschluß, an dem das Signal VOUT- bereitgestellt wird. Der Transistor 102 hat eine Drainelektrode, die an den zweiten Anschluß der Stromquelle 101 geschaltet ist, eine zu dem Knoten 86 geschaltete Gateelektrode und eine an VSS geschaltete Sourceelektrode. Der Kondensator 103 hat einen ersten Anschluß, der zu dem zweiten Anschluß der Stromquelle 101 geschaltet ist, und einen zweiten zum dem Knoten 86 geschalteten Anschluß. Die Stromquelle 104 hat einen ersten zu VDD geschalteten Anschluß und einen zweiten Anschluß, an dem das Signal VOUT+ bereitgestellt wird.
  • Der Transistor 105 hat eine Drainelektrode, die zu dem zweiten Anschluß der Stromquelle 104 geschaltet ist, eine zu dem Knoten 87 geschaltete Gateelektrode und eine zu VSS geschaltete Sourceelektrode. Der Kondensator 106 hat einen ersten zu dem Knoten 87 geschalteten Anschluß und einen zweiten Anschluß, der zu dem zweiten Anschluß der Stromquelle 104 geschaltet ist.
  • Der Lastabschnitt 110 enthält N-Kanal Transistoren 111-114 der Transistor 111 hat eine zu dem Knoten 84 geschaltete Drainelektrode, eine zu dem Knoten 86 geschaltete Gateelektrode und eine zu VSS geschaltete Sourceelektrode der Transistor 112 hat eine zu dem Knoten 85 geschaltete Drainelektrode, eine zu dem Knoten 86 geschaltete Gateelektrode und eine zu VSS geschaltete Sourceelektrode. Der Transistor 113 hat eine zu dem Knoten 84 geschaltete Drainelektrode, eine zu dem Knoten 87 geschaltete Gateelektrode und eine zu VSS; geschaltete Sourceelektrode. Der Transistor 114 hat eine zu dem Knoten 85 geschaltete Drainelektrode, eine zu dem Knoten 87 geschaltete Gateelektrode und eine zu VSS geschaltete Sourceelektrode.
  • Der Differenzabschnitt 70 ist ähnlich wie der Differenzabschnitt 30 ein 2-Stufen-Volldifferenzverstärker mit Miller- Kompensation. Die erste Stufe enthält den Eingangsabschnitt 80 und den Lastabschnitt 110, und die zweite Stufe ist der Ausgangsabschnitt 100. Jedoch erhöht der Differenzabschnitt 70 die Gleichtaktstabilität durch Verschiebung der Gleichtaktpolstelle, die normalerweise an den Knoten 86 und 87 liegen würde, zu Frequenzen, die wesentlich größer als die von anderen konkurrierenden Polstellen in der Gleichtaktrückkopplungsschleife sind. Deshalb ist die Gleichtaktschleife leichter zu stabilisieren. Diese Verbesserung tritt ein, da der Lastabschnitt 110 die Gleichtaktausgangsimpedanz an der ersten Verstärkerstufe reduziert.
  • Um den Effekt der Einbeziehung des Lastabschnitts 110 in den Differenzabschnitt 70 zu analysieren, ist es nützlich, die Gleichtakt- und Differenzkomponenten des Stromflusses in dem Lastabschnitt 110 separat zu analysieren. In der bevorzugten Ausführungsform haben die Gateelektroden der Transistoren 111-114 die gleiche Größe. Deshalb ist die Gleichtaktkomponente der Ströme gleichmäßig über die Transistoren 111-114 verteilt, wodurch die Spannungen an den Knoten 86 und 87 im wesentlichen gleich sind, da die Gleichtaktspannungen an den Knoten 86 und 87 gleich sind, ist die effektive Gleichtaktimpedanz äquivalent zu derjenigen eines Transistors mit Gate- Drainelektrodenschaltung (Diodenschaltung).
  • Die Differenzkomponente des Stroms teilt sich in der Weise auf, daß die Ströme in den Transistoren 111 und 112 gleich sind und entgegengesetzt zu den Strömen in den Transistoren 113 und 114 (welche ebenfalls gleich sind). Die Differenzströme in den Transistoren 111 und 112 sind gleich, da die Transistoren 111 und 112 einen Stromspiegel bilden ebenso sind die Differenzströme in den Transistoren 113 und 114 gleich, da die Transistoren 113 und 114 einen Stromspiegel bilden. Deshalb ist die Differenzkomponente des Stroms, der vom Knoten 84 (durch die Transistoren 111 und 113) geleitet wird, vom Betrag her gleich und in der Richtung entgegengesetzt zu den vom Knoten 85 (durch die Transistoren 112 und 114) geleiteten. Der gesamte Anteil der Differenzkomponente des Stroms, der in die Drainelektrode des Transistors 111 fließt, wird von der Differenzkomponente des Stroms des Transistors 113 geliefert. In ähnlicher Weise wird der gesamte Anteil der Differenzkomponente des Stroms, der in die Drain elektrode des Transistors 114 fließt, durch die Differenzkomponente des Stroms des Transistors 112 geliefert. Dies erzeugt praktisch eine positive Rückkopplung, die die Differenzimpedanz an den Knoten 86 und 87 erhöht. Deshalb ist die an den Knoten 84 und 85 betrachtete Differenzimpedanz sehr hoch.
  • Fig. 3 veranschaulicht in einem Teilschaltbild eine andere Ausführungsform eines Differenzverstärkers mit verbesserter Gleichtaktstabilität 60' gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Differenzverstärker 60' enthält den Gleichtaktrückkopplungsabschnitt 50 und einen Differenzabschnitt 70'. Fig. 3 zeigt auch den Gleichtaktkondensator 55 und den Differenztaktkondensator 56, wie sie vorher in den Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind. Der Differenzverstärker 70' enthält einen Eingangsabschnitt 80', den vorher in Fig. 2 dargestellten Ausgangsabschnitt 100 und einen Lastabschnitt 110'. Der Differenzabschnitt 70' enthält auch eine Leistungsabschaltschaltung zur Reduzierung der Leistungsaufnahme während des Leistungsabschaltzustands. Diese Schaltung ist in der Technik bekannt und ist deshalb in Fig. 3 weggelassen.
  • Der Eingangsabschnitt 80' enthält P-Kanal Transistoren 81-83 und 88-91. Die Elemente, die denen in der Schaltung 80 von Fig. 2 entsprechen, behalten ihre entsprechenden Bezugsziffern. Der Eingangsabschnitt 80' hat vier zusätzliche Transistoren 88-91. Der Transistor 88 hat eine an VDD geschaltete Sourceelektrode, eine Gateelektrode zum Empfang des Signals VCMFB und eine Drainelektrode. Der Transistor 89 hat eine Sourceelektrode, die zu der Drainelektrode des Transistors 88 geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang einer mit "CPBIAS" bezeichneten Vorspannung und eine zum Knoten 86 geschaltete Drainelektrode. Der Transistor 90 hat eine zu VDD geschaltete Sourceelektrode, eine Gateelektrode zum Empfang des Signals VCMFB und eine Drainelektrode. Der Transistor 91 hat eine Sourceelektrode, die zu der Drainelektrode des Transistors 90 geschaltet ist, eine Gateelektrode zum Empfang der Vorspannung CPBIAS und eine zum Knoten 87 geschaltete Drainelektrode. CPBIAS ist eine Vorspannung, die geeignet ist, die P-Kanal Transistoren 89 und 91 in den Sättigungszustand vorzuspannen.
  • Der Lastabschnitt 110' enthält N-Kanal Transistoren 111-114 und N-Kanal Kaskodentransistoren 115 und 116. Elemente, die denjenigen im Lastabschnitt 110 von Fig. 2 entsprechen, behalten ihre entsprechenden Bezugsziffern. Im Lastabschnitt 110' hat der Transistor 115 eine zum Knoten 86 geschaltete Drainelektrode, eine Gateelektrode zum Empfang einer mit "CNBIAS" bezeichneten Vorspannung und eine zum Knoten 84 geschaltete Sourceelektrode. Der Transistor 116 hat eine zum Knoten 87 geschaltete Drainelektrode, eine Gateelektrode zum Empfang der Vorspannung CNBIAS und eine zum Knoten 85 geschaltete Sourceelektrode. CNBIAS ist eine Vorspannung, die geeignet ist, die N-Kanal Transistoren 115 und 116 in den Sättigungszustand vorzuspannen.
  • Der Differenzabschnitt 70' ist ähnlich zu dem Differenzabschnitt 70 aber es bestehen zwei wichtige Unterschiede zwischen beiden. Erstens erhöhen die Kaskodentransistoren 115 und 116 im Lastabschnitt 110' die Differenzausgangsimpedanz an den Knoten 86 und 87, während die niedrige Gleichtaktausgangsimpedanz wie in Fig. 2 nicht wesentlich beeinflußt wird. Zweitens stellen die Transistoren 88-91 zusätzlich zum Transistor 81 ein Gleichtaktrückkopplungsnetzwerk bereit, um den Betrag der Gleichtaktkomponente des in Reaktion auf das Signal VCMEB in die Knoten 86 und 87 gelieferten Stroms zu verändern.
  • Die Verstärker 70 und 70' erhöhen die Gleichtaktstabilität durch Verschiebung der Gleichtaktpolstellen an den Knoten 86 und 87 zu einer Frequenz, die viel größer als die der anderen konkurrierenden Gleichtaktpolstellen ist, welche typischerweise an dem Ausgang der zweiten Verstärkerstufe oder an dem Ausgang des Verstärkers 54 gelegen sind. Die Gleichtaktschleife dieses Verstärkers kann auf zwei Wegen leicht stabilisiert werden. Erstens indem dem Verstärker 54 eine niedrige Ausgangsimpedanz gegeben wird, wodurch die Polstelle an seinem Ausgang frequenzbandverbreitert wird (die Polstellenfrequenz zu einer höheren Frequenz verschoben wird). Zweitens indem ein Miller-Kondensator benutzt wird, um Rückkopplung von dem zweiten Anschluß des Widerstands 51 zu dem Ausgang des Verstärkers 54 zu liefern, wodurch die Polstelle an dem Ausgang des Ausgangsabschnitts 100 frequenzbandverbreitert wird und die Polstelle an dem Ausgang des Verstärkers 54 gezwungen wird, dominant zu werden.
  • Während die Erfindung im Kontext einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, wird es für den Fachmann verständlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielfältiger Weise modifiziert werden kann und viele Ausführungsformen annehmen kann, die anders als die besonders dargestellte und oben beschriebene Ausführungsform sind. Zum Beispiel wird gewöhnlich eine Schaltung zu Reduzierung der Leistungsaufnahme des Verstärkers während eines Leistungsabschaltzustands verwendet (in den Fig. 2 und 3 nicht: gezeigt), die gut bekannt ist. Weiterhin zeigen die Fig. 1-3 einen Gleichtaktkondensator 55 zwischen dem zweiten Anschluß des Widerstands 51 und dem Leistungsversorgungsspannungsanschluß VSS. In anderen Ausführungsformen können Differenzverstärker 60 oder 60' passend benutzt werden, wenn eine große Gleichtaktkapazität zwischen dem zweiten Anschluß des Widerstands 51 und einem anderen Festspannungsanschluß existiert. Es ist ebenfalls anzumerken, daß unterschiedliche Transistortypen und unterschiedliche Leistungsversorgungsspannungen benutzt werden können. Demgemäß ist es beabsichtigt, alle Veränderungen der Erfindung einzuschließen, die in den Schutzbereich der Patentansprüche fallen.

Claims (7)

1. Differenzverstärker (60) mit verbesserter Gleichtaktstabilität, umfassend:
- eine Eingangsstufe (80) mit ersten bzw. zweiten Eingangsanschlüssen, die erste und zweite Spannungen empfangen, mit einem dritten Eingangsanschluß zum Empfang eines Gleichtaktrückkopplungssignals, und mit ersten bzw. zweiten Ausgangsanschlüssen, die an erste (84) und zweite Knoten (85) gekoppelt sind und erste bzw. zweite Ströme bereitstellen;
- eine Ausgangsstufe (100), die an diese Eingangsstufe (80) gekoppelt ist, zur Bereitstellung erster bzw. zweiter Ausgangsspannungen, die proportional zu Spannungen an diesen ersten (84) und zweiten (85) Knoten sind;
- eine Gleichtaktrückkopplungsschaltung (50) zur Bereitstellung dieses Gleichtaktrückkopplungssignals in Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer Referenzspannung und einer abgetasteten Gleichtaktkomponente dieser ersten und zweiten Ausgangsspannungen; und
- eine Differenzlast (110) mit ersten bzw. zweiten Eingangsanschlüssen, die an diese ersten (84) und zweiten (85) Knoten geschaltet sind, umfassend:
- einen ersten Transistor (111) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen ersten Knoten (84) geschaltet ist, einer Steuerelektrode, die an diesen ersten Knoten (84) geschaltet ist und einer zweiten Stromelektrode, die an einen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist;
- einen zweiten Transistor (112) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen zweiten Knoten (85) geschaltet ist, einer Steuerelektrode, die an diesen ersten Knoten (84) geschaltet ist, und einer zweiten Strom elektrode, die an diesen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist;
- einen dritten Transistor (113) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen ersten Knoten (84) geschaltet ist, einer Steuerelektrode, die an diesen zweiten Knoten (85) geschaltet ist, und einer zweiten Stromelektrode, die an diesen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist; und
- einen vierten Transistor (114) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen zweiten Knoten (85) geschaltet ist, einer Steuerelektrode, die an diesen zweiten Knoten (85) geschaltet ist, und einer zweiten Stromelektrode, die an diesen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist.
2. Differenzverstärker (60) nach Anspruch 1, wobei diese ersten, zweiten, dritten und vierten Transistoren jeweils MOS-Transistoren sind.
3. Differenzverstärker (60) nach Anspruch 1, wobei diese Ausgangsstufe (100) umfaßt:
- eine erste Stromquelle (101) mit einem ersten Anschluß, der an einen ersten Leistungsversorgungsspannungsanschluß gekoppelt ist, und mit einem zweiten Anschluß;
- einen ersten Transistor (102) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen zweiten Anschluß dieser ersten Stromquelle (101) gekoppelt ist, mit einer Steuerelektrode, die an diesen ersten Knoten (84) gekoppelt ist, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an einen zweiten Leistungsversorgungsspannungsanschluß gekoppelt ist;
- eine zweite Stromquelle (104) mit einem ersten Anschluß, der an diesen ersten Leistungsversorgungsspannungsan schluß gekoppelt ist, und mit einem zweiten Anschluß; und
- einen zweiten Transistor (105) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen zweiten Anschluß dieser zweiten Stromquelle (104) gekoppelt ist, mit einer Steuerelektrode, die an diesen zweiten Knoten (85) gekoppelt ist, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an einen zweiten Leistungsversorgungsspannungsanschluß gekoppelt ist.
4. Differenzverstärker (60) nach Anspruch 3, wobei diese Ausgangsstufe (100) weiterhin umfaßt:
- einen ersten Kondensator (103) mit einem ersten Anschluß, der an diesen zweiten Anschluß dieser ersten Stromquelle (101) gekoppelt ist, und mit einem zweiten Anschluß, der an diesen ersten Knoten (84) gekoppelt ist; und
- einen zweiten Kondensator (106) mit einem ersten Anschluß, der an diesen zweiten Anschluß dieser zweiten Stromquelle (104) gekoppelt ist, und mit einem zweiten Anschluß, der an diesen zweiten Knoten (85) gekoppelt ist.
5. Differenzverstärker (60) nach Anspruch 1, wobei diese Eingangsstufe (80) umfaßt:
- Stromquellenmittel (81) mit einem ersten Anschluß, der an einen ersten Leistungsversorgungsspannungsanschluß gekoppelt ist, und mit einem zweiten Anschluß, wobei diese Stromquellenmittel einen Strom an diesem zweiten Anschluß bereitstellen, der proportional zu diesem Gleichtaktrückkopplungssignal ist;
- einen ersten Transistor (82) mit einem ersten Anschluß, der an diesen zweiten Anschluß dieser Stromquellenmittel (81) gekoppelt ist, mit einer Steuerelektrode zum Empfang dieser ersten Spannung, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an diesen ersten Knoten (84) gekoppelt ist und diesen ersten Strom dorthin liefert; und
- einen zweiten Transistor (83) mit einer ersten Stromelektrode, die an diesen zweiten Anschluß dieser Stromquellenmittel (81) gekoppelt ist, mit einer Steuerelektrode zum Empfang dieser zweiten Spannung, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an diesen zweiten Knoten (85) gekoppelt ist und diesen zweiten Strom dorthin liefert.
6. Differenzlast (110') zum Empfang von Differenzströmen an ersten (84) und zweiten (85) Knoten und zur Bereitstellung von Differenzausgangsspannungen an dritten (86) und vierten (87) Knoten, umfassend:
- einen ersten Transistor (111) mit einer ersten Stromelektrode, die an den ersten Knoten (84) geschaltet ist, mit einer Steuerelektrode, die an den dritten Knoten (86) geschaltet ist, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an einen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist;
- einen zweiten Transistor (112) mit einer ersten Stromelektrode, die an den zweiten Knoten (85) geschaltet ist, mit einer Steuerelektrode, die an den dritten Knoten (86) geschaltet ist, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an diesen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist;
- einen dritten Transistor (113) mit einer ersten Stromelektrode, die an den ersten Knoten (84) geschaltet ist, mit einer Steuerelektrode, die an den vierten Knoten (87) geschaltet ist, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an diesen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist;
- einen vierten Transistor (114) mit einer ersten Stromelektrode, die an den zweiten Knoten (85) geschaltet ist, mit einer Steuerelektrode, die an den vierten Knoten (87) geschaltet ist, und mit einer zweiten Stromelektrode, die an diesen Leistungsversorgungsspannungsanschluß geschaltet ist;
- ein erstes Kaskodenelement (115) zum Schalten des ersten Knotens (84) zu dem dritten Knoten (86), um eine Ausgangsimpedanz an dem dritten Knoten (86) zu erhöhen; und
- ein zweites Kaskodenelement (116) zum Schalten des zweiten Knotens (85) an den vierten Knoten (87), um eine Ausgangsimpedanz an dem vierten Knoten (87) zu erhöhen.
7. Verstärker (60'), der die Differenzlast (110') nach Anspruch 6 umfaßt, weiterhin umfassend:
- eine Eingangsstufe (80) mit ersten bzw. zweiten Eingangsanschlüssen, die erste und zweite Spannungen empfangen, mit einem dritten Eingangsanschluß zum Empfang eines Gleichtaktrückkopplungssignals, und mit ersten bzw. zweiten Ausgangsanschlüssen, die an diesen ersten (84) und zweiten Knoten (85) gekoppelt sind und erste bzw. zweite Ströme dorthin liefern;
- eine Ausgangsstufe (100), die an diese Eingangsstufe (80) gekoppelt ist, zur Bereitstellung erster bzw. zweiter Ausgangsspannungen, die zu Spannungen an diesen dritten (86) und vierten (87) Knoten proportional sind; und
- eine Gleichtaktrückkopplungsschaltung (50) zur Bereitstellung dieses Gleichtaktrückkopplungssignals in Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer Referenzspannung und einer abgetasteten Gleichtaktkomponente dieser ersten und zweiten Ausgangsspannungen.
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