一种基准电流校准电路与LED显示屏恒流驱动芯片的制作方法

一种基准电流校准电路与led显示屏恒流驱动芯片
技术领域
1.本技术涉及显示屏驱动技术领域，具体而言，涉及一种基准电流校准电路与led显示屏恒流驱动芯片。


背景技术：

2.基准电流校准电路主要是由输入级和输出级构成，输入级提供参考电流，输出级输出需要的恒定电流。在输出级中，一般通过配置寄存器来调节校准后的基准电流。
3.为了满足每一个设定电流精度都满足要求，最小输出电流时的器件尺寸要足够大，而随着位数的不断增大，器件尺寸也需要呈倍数增大，因此当位数n较大时，会消耗很大的芯片面积。
4.综上，现有技术中存在基准电流校准电路占用芯片面积较大的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种基准电流校准电路与led显示屏恒流驱动芯片，以解决现有技术中存在基准电流校准电路占用芯片面积较大的问题。
6.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种基准电流校准电路，所述基准电流校准电路包括第一电流校准模块、第二电流校准模块以及选择器，所述第一电流校准模块、所述第二电流校准模块均与所述选择器电连接，所述第一电流校准模块的器件数量小于所述第二电流校准模块的器件数量，所述第一电流校准模块的单个器件面积大于所述第二电流校准模块的单个器件面积，所述第一电流校准模块输出的基准电流范围小于所述第二电流校准模块输出的基准电流范围；其中，
8.当目标基准电流小于阈值时，所述选择器用于选择所述第一电流校准模块的基准电流作为输出；
9.当目标基准电流大于阈值时，所述选择器用于选择所述第二电流校准模块的基准电流作为输出。
10.可选地，当所述目标基准电流小于阈值时，关闭所述第二电流校准模块。
11.可选地，当所述目标基准电流大于阈值时，关闭所述第一电流校准模块。
12.可选地，所述第一电流校准模块包括第一输入单元与多组第一输出单元，每组所述第一输出单元均分别与所述第一输入单元、所述选择器电连接；其中，
13.每组所述第一输出单元均与所述第一输入单元组成电流镜。
14.可选地，所述第一输入单元包括第一电流源与第一基准开关管，所述第一电流源与所述第一基准开关管电连接，每组所述第一输出单元均包括第一输出开关管与第一配置寄存器，每个所述第一输出单元均通过所述第一配置寄存器与所述选择器电连接；其中，
15.每个所述第一输出开关管均与所述第一基准开关管电连接并组成电流镜。
16.可选地，所述第一电流校准模块输出的基准电流满足公式：
17.irefs＝itrims*vs《(m-1):0》/k；
18.其中，irefs表示第一电流校准模块输出的基准电流，itrims表示第一电流源输出的电流，vs《(m-1):0表示第m-1个配置寄存器，k表示第一基准开关管与所述第一输出开关管之间的比例。
19.可选地，所述第二电流校准模块包括第二输入单元与多组第二输出单元，每组所述第二输出单元均分别与所述第二输入单元、所述选择器电连接；其中，
20.每组所述第二输出单元均与所述第二输入单元组成电流镜。
21.可选地，所述第二输入单元包括第二电流源与第二基准开关管，所述第二电流源与所述第二基准开关管电连接，每组所述第二输出单元均包括第二输出开关管与第二配置寄存器，每个所述第二输出单元均通过所述第二配置寄存器与所述选择器电连接；其中，
22.每个所述第二输出开关管均与所述第二基准开关管电连接并组成电流镜。
23.可选地，所述第二电流校准模块输出的基准电流满足公式：
24.irefl＝itriml*vl《(n-1):0》/t；
25.其中，irefl表示第二电流校准模块输出的基准电流，itriml表示第二电流源输出的电流，vl《(n-1):0表示第n-1个配置寄存器，t表示第二基准开关管与所述第二输出开关管之间的比例。
26.另一方面，本技术实施例还提供了一种led显示屏恒流驱动芯片，所述led显示屏恒流驱动芯片包括上述的基准电流校准电路。
27.相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
28.本技术提供了一种基准电流校准电路与led显示屏恒流驱动芯片，该基准电流校准电路包括第一电流校准模块、第二电流校准模块以及选择器，第一电流校准模块、第二电流校准模块均与选择器电连接，第一电流校准模块的器件数量小于第二电流校准模块的器件数量，第一电流校准模块的单个器件面积大于第二电流校准模块的单个器件面积，第一电流校准模块输出的基准电流范围小于第二电流校准模块输出的基准电流范围；其中，当目标基准电流小于阈值时，选择器用于选择第一电流校准模块的基准电流作为输出；当目标基准电流大于阈值时，选择器用于选择第二电流校准模块的基准电流作为输出。由于本技术将整个电流输出范围拆分成小电流部分与大电流部分，由于小电流时器件个数少，要达到同大电流时相同的电流精度，器件面积需要更大；而大电流时器件个数多，要达到同小电流时相同的电流精度，器件面积需要较小，因此可以大幅度的降低第二电流校准模块中的器件面积，达到以更小的面积实现较大输出电流范围的高电流精度的效果。
29.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
31.图1为现有技术中基准电流校准电路的电路示意图。
32.图2为本技术实施例提供的基准电流校准电路的模块示意图。
33.图3为本技术实施例提供的基准电流校准电路的一种电路示意图。
34.图4为本技术实施例提供的基准电流校准电路的另一种电路示意图。
35.图中：
36.100-基准电流校准电路；110-第一电流校准模块；120-第二电流校准模块；130-选择器。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
41.如图1所示，现有技术中，通过配置寄存器vs《(n-1):0》来调节输出电流iref的大小，为了满足每一个设定电流精度都满足要求，最小输出电流时的器件尺寸要足够大，在器件vdsat(饱和电压)固定的情况下，(w*l)s需要设计的足够大。由于大电流与小电流共用一套镜像电路，且大电流时使用器件个数比较多，因此会造成芯片面积的浪费。
42.例如，如图1所示的电路中，当输出的基准电流为i时，则需要的器件尺寸为x；而当输出的基准电流为2i时，则需要的器件尺寸为2x；当输出的基准电流为4i时，则需要的器件尺寸为4x
…
以此类推。并且，由于大尺寸器件具有精度高的优点，而为了满足在小电流情景下，输出的基准电流精度做够高，因此一般而言，当输出的基准电流为i时，器件尺寸x选用相对较大，这样当位数n较大时，会消耗很大的芯片面积。例如，当位数为32位时，则需要的总的器件尺寸为(2
32-1)x，占用了驱动芯片的大量面积。
43.有鉴于此，为了实现电路的小型化，本技术实施例提供了一种基准电流校准电路，通过将整个电流的输出范围拆分为大电流与小电流两部分，并且在小电流部分使用精度较高的器件面积较大的器件，而在大电流部分使用器件面积较小的器件，使得当位数n较大时，大电流部分的芯片面积仍不会过大，进而达到缩小芯片占用面积的效果。
44.下面对本技术提供的基准电流校准电路进行示例性说明：
45.请参阅图2，作为一种可选的实现方式，该基准电流校准电路100包括第一电流校准模块110、第二电流校准模块120以及选择器130，第一电流校准模块110、第二电流校准模
块120均与选择器130电连接，第一电流校准模块110的器件数量小于第二电流校准模块120的器件数量，第一电流校准模块110的器件面积大于第二电流校准模块120的器件面积，第一电流校准模块110输出的基准电流小于第二电流校准模块120输出的基准电流。当目标基准电流小于阈值时，选择器130用于选择第一电流校准模块110的基准电流作为输出；当目标基准电流大于阈值时，选择器130用于选择第二电流校准模块120的基准电流作为输出。
46.由于本技术中，将大小电流分开修调，其中，第一电流校准模块110作为小电流校准模块，第二电流校准模块120作为大电流校准模块，大电流校准模块中使用器件个数比较多，在与小电流同样的电流精度要求且器件vdsat固定的情况下，大电流校准模块中器件面积(w*l)l可以设计得比小电流校准模块中器件面积(w*l)s小很多，这样可以节省大电流校准模块的整体占用面积，进而缩小了整个基准电流校准电路100的占用面积。
47.并且，为了实现在不同需求电流的情况下可以在第一电流校准模块110与第二电流校准模块120之间进行输出切换，本技术提供的基准电流校准电路100设置有选择器130进行选择，其中，选择器130可以根据相应的控制信号，选择第一电流校准模块110或第二电流校准模块120作为输出。
48.需要说明的是，本技术并不对选择器130的类型进行限定，例如，选择器130可以选用二选一选择器，也可以选用三选一选择器130或者其他的多路选择器130。
49.还需要说明的是，为了达到降低电路功耗的效果，作为一种实现方式，当目标基准电流小于阈值时，关闭第二电流校准模块120，此时第二电流校准模块120不再工作，整个基准电流校准电路100的功耗降低。其中，目标基准电流表示从选择器130输出的需求电流。
50.同理地，当目标基准电流大于阈值时，关闭所述第一电流校准模块110。通过上述实现方式，保证了无论在大电流或小电流输出的场景中，均只有第一电流校准模块110或第二电流校准模块120工作，降低了基准电流校准电路100的功耗。
51.请参阅图3，在一种实现方式中，第一电流校准模块110包括第一输入单元与多组第一输出单元，每组第一输出单元均分别与第一输入单元、选择器130电连接；其中，每组所述第一输出单元均与所述第一输入单元组成电流镜。
52.其中，第一输入单元包括第一电流源与第一基准开关管，第一电流源与第一基准开关管电连接，每组第一输出单元均包括第一输出开关管与第一配置寄存器，每个第一输出单元均通过第一配置寄存器与选择器130电连接，每个第一输出开关管均与第一基准开关管电连接并组成电流镜。
53.其中，本技术并不对第一基准开关管与第一输出开关管的类型进行限定，例如，请参与图4，第一基准开关管与第一输出开关管均为pmos管，且第一基准开关管的漏极用于接收电流源的基准电流，第一基准开关管的栅极与其漏极电连接，第一基准开关管的栅极与每一个第一输出开关管的栅极均电连接，第一基准开关管的源极与每一个第一输出开关管的源极均连接一电平信号，使得第一基准开关管与每一个第一输入单元的第一输出开关管组成电流镜结构，每一个第一输出开关管的漏极通过对应支路的第一配置寄存器连接选择器130。
54.当然地，在另一种实现方式中，第一基准开关管与第一输出开关管均也可采用nmos管，在此基础上，第一基准开关管的漏极用于接收电流源的基准电流，第一基准开关管的栅极与其漏极连接，第一基准开关管的栅极与每一个第一输出开关管的栅极连接，第一
基准开关管的源极与每一个第一输出开关管的源极均接地，使得第一基准开关管与每一个第一输入单元的第一输出开关管组成电流镜结构，每一个第一输出开关管的漏极通过对应支路的第一配置寄存器连接选择器130。
55.可以理解地，通过上述的电路，第一电流校准模块110输出的基准电流满足公式：
56.irefs＝itrims*vs《(m-1):0》/k；
57.其中，irefs表示第一电流校准模块110输出的基准电流，itrims表示第一电流源输出的电流，vs《(m-1):0表示第m-1个配置寄存器，k表示第一基准开关管与第一输出开关管之间的比例，且k的值可以根据芯片间一致性要求进行确定。
58.同理地，第二电流校准模块120包括第二输入单元与多组第二输出单元，每组第二输出单元均分别与第二输入单元、选择器130电连接；每组第二输出单元均与第二输入单元组成电流镜。且第二输入单元包括第二电流源与第二基准开关管，第二电流源与第二基准开关管电连接，每组第二输出单元均包括第二输出开关管与第二配置寄存器，每个第二输出单元均通过第二配置寄存器与选择器130电连接；其中，每个第二输出开关管均与第二基准开关管电连接并组成电流镜。
59.同时，与第一电流校准模块110相似，第二基准开关管与第二输出开关管也可以为pmos管或nmos管，在此不做赘述。
60.其中，第二电流校准模块120输出的基准电流满足公式：
61.irefl＝itriml*vl《(n-1):0》/t；
62.irefl表示第二电流校准模块120输出的基准电流，itriml表示第二电流源输出的电流，vl《(n-1):0表示第n-1个配置寄存器，t表示第二基准开关管与第二输出开关管之间的比例，且t的值可以根据芯片间一致性要求进行确定。
63.需要说明的是，本技术对第一电流源与第二电流源、第一基准开关管与第二基准开关管也并不做限定，例如，第一电流源与第二电流源可以相等，也可以不相等，第一基准开关管的器件大小与第二基准开关管的器件大小可以相同，也可以不同。
64.综上，通过本技术提供的基准电流校准电路，可以在当目标基准电流小于阈值时，例如，阈值设置为2m*i，则选择选择第一电流校准模块的基准电流作为输出；而当目标基准电流大于阈值时，选择第二电流校准模块的基准电流作为输出。同时，第一电流校准模块中器件数量少，每个器件面积大，而第二电流校准模块中器件数量多，每个器件面积相对较小，最终使得整个基准电流校准电路占用芯片的面积较小。
65.基于上述实现方式，本技术还提供了一种led显示屏恒流驱动芯片，该led显示屏恒流驱动芯片包括上述的基准电流校准电路。当然地，led显示屏恒流驱动芯片还包括其它电路，例如还包括控制器，控制器分别与第一电流校准模块、第二电流校准模块以及选择器电连接，一方面，控制器可以控制第一电流校准模块与第二电流校准模块中配置寄存器的状态，进而控制输出的基准电流；另一方面，控制器可以向选择器发送相应控制信号，以使选择器选择第一电流校准模块或第二电流校准模块作为输出。
66.综上所述，本技术提供了一种基准电流校准电路与led显示屏恒流驱动芯片，该基准电流校准电路包括第一电流校准模块、第二电流校准模块以及选择器，第一电流校准模块、第二电流校准模块均与选择器电连接，第一电流校准模块的器件数量小于第二电流校准模块的器件数量，第一电流校准模块的单个器件面积大于第二电流校准模块的单个器件
面积，第一电流校准模块输出的基准电流范围小于第二电流校准模块输出的基准电流范围；其中，当目标基准电流小于阈值时，选择器用于选择第一电流校准模块的基准电流作为输出；当目标基准电流大于阈值时，选择器用于选择第二电流校准模块的基准电流作为输出。由于本技术将整个电流输出范围拆分成小电流部分与大电流部分，由于小电流时器件个数少，要达到同大电流时相同的电流精度，器件面积需要更大；而大电流时器件个数多，要达到同小电流时相同的电流精度，器件面积需要较小，因此可以大幅度的降低第二电流校准模块中的器件面积，达到以更小的面积实现较大输出电流范围的高电流精度的效果。
67.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
68.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。