Схема с ограниченным диапазоном входных сигналов.

Схема СОС, рис. 6.3 представляет собой два дифкаскада с объединением дифференциальных токов и параллельно подключенные к диодам. Диоды, в свою очередь, являются частью токового зеркала и нагружены на затворы транзисторов, являющихся генераторами режимного тока ОИТУН.

Поскольку у n-канального токового зеркала емкостная нагрузка в 3 раза меньше, чем у р-канального, применяют именно с n-канальные токовые зеркала в сочетании с р-канальными дифкаскадами. Эта схема СОС может быть использована в составе ОИТУН на Рис. 6.2а, и регулирующее напряжение с диода на транзисторе Mn01 схемы СОС подается на затворы транзисторов Mn3 и Mn4 ОИТУН. Диод на транзисторе Mn02 ограничивает напряжения сток – исток на транзисторах Мр11 и Мр22 и способствует симметричности дифкаскадов.

Рис. 6.3. Непрывная во времени схема СОС с ограниченным диапазоном входных сигналов.

Если синфазное напряжение на выходе ОИТУН равно нулю (по умолчанию – половине питания), то оба дифкаскада схемы СОС работают в «штатном» режиме, токи в обоих диодах равны , и транзисторы Mn3 и Mn4 ОИТУН, служащие генераторами режимных токов, также работают в «штатном» режиме. В случае отклонения синфазного напряжения на выходе ОИТУН от нуля, у обоих дифкаскадов схемы СОС появятся одинаковые дифференциальные токи, их сумма потечет в диод Mn01, и синфазное напряжение выходов ОИТУН возвратится в исходное состояние с точностью, обратно пропорциональной коэффициенту усиления в петле СОС. Коэффициент усиления в петле равен произведению коэффициента усиления синфазного сигнала в ОИТУН на коэффициент усиления схемы СОС.

Что касается низкочастотного малосигнального коэффициента усиления синфазного сигнала в ОИТУН, то для ОИТУН на Рис. 6.2а он равен произведению крутизны транзистора Mn3 (или Mn4) на сопротивление выходного узла outn – (узла outp) и, как правило, больше дифференциального коэффициента усиления, поскольку крутизна транзистора Mn3 как минимум в 2 раза больше крутизны транзистора Мр1. Что касается схемы СОС, то ее коэффициент передачи (усиления) равен отношению суммы крутизн транзисторов Мр12 и Мр21 к крутизне транзистора Mn01 и, как правило, порядка единицы. Частота единичного усиления петли СОС приблизительно в 2 раза больше для дифференциального сигнала, поэтому, учитывая дополнительную задержку, обусловленную дифкаскадной схемой СОС, желательно уменьшить усиление в схеме СОС как минимум в 2 раза для уравнивания и .

Принципиальным недостатком схемы СОС на Рис. 6.3 является ограниченная положительная амплитуда сигналов на ее входах. Максимальная положительная амплитуда равна .

Следует учитывать, что дифкаскад на рис. 6.3 представлен упрощенным. В реальных схемах сигнал с левого диода может подаваться на транзистор – источник тока, в стоке которого находится каскодный транзистор. Для увеличения точности токового зеркала в состав диодов также должны быть введены каскодные транзисторы, что условно изображено в пунктирном овале.

Аналогичные замечания справедливы в отношении всех представленных ниже схем СОС.