一种高精度宽电流范围电流镜的制作方法_2

文档序号:9248960阅读:来源:国知局
、镜像电流输出部分分别与所 述电流档位判断与控制逻辑连接。
[0051] 作为本发明的进一步改进,所述参考电流输入部分包括电流镜像晶体管和运算放 大器AMP1,其中,所述电流镜像晶体管包含基本晶体管NM0和备用晶体管醒1、备用晶体管 醒2、备用晶体管醒3,基本晶体管NM0和备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3 的漏极互连接到基准电流Iref,基本晶体管NM0和备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶 体管醒3的源极互连接地,备用晶体管醒1的栅极设有开关SW10,备用晶体管醒2的栅极设 有开关SW20,备用晶体管醒3的栅极设有开关SW30,开关SW10、开关SW20、开关SW30将备用 晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3的栅极切换接地或连接基本晶体管醒1的栅 极,备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3的开关控制信号依次为开关SWITCH1、 开关SW口C肥、开关SW口C册,运算放大器AMP1的负输入端接参考电压化ef,运算放大器 AMP1的正输入端接电流镜像晶体管的公共漏端,运算放大器AMP1的输出端接基本晶体管 NM0的栅极,参考电流输入部分的作用是提供镜像电流输出部分的VDS电压和VGS电压。 [0化2] 作为本发明的进一步改进,所述备用晶体管醒1通过开关SWITCH1与所述电流档 位判断与控制逻辑连接,所述备用晶体管醒2通过开关SWITC肥与所述电流档位判断与控 制逻辑连接,所述备用晶体管NM3通过开关SW口CH3与所述电流档位判断与控制逻辑连接。
[0053] 作为本发明的进一步改进,所述算放大器AMP1的输出端与所述电流档位判断与 控制逻辑连接。
[0054] 作为本发明的进一步改进,镜像电流输出部分包括电流开关部分和电流镜像部 分,电流开关部分包括运算放大器AMP2和开关管NM8,其中电流镜像部分包含基本晶体管 NM4和备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7,基本晶体管NM4和备用晶体管 醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7的漏极互连接到开关管NM8的源极,基本晶体管NM4 和备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7的源极互连接地,备用晶体管醒5的栅 极设有开关SW11,备用晶体管NM6的栅极设有开关SW21,备用晶体管醒7的栅极设有开关 SW31,开关SW11、开关SW21、开关SW31将备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7 的栅极切换接地或连接基本晶体管NM0的栅极,基本晶体管NM4的栅极接到基本晶体管NM0 的栅极;运算放大器AMP2正输入端接到基本晶体管NM0的漏极,运算放大器AMP2的负输入 端接开关管NM8的源极,运算放大器AMP2的输出端接到开关管NM8的栅极,开关管NM8的 漏极接到电流输出loutl,镜像电流输出部分的作用是根据参考电流输入部分的输入电流 在晶体管上形成的VGS电压和VDS电压镜像到基本晶体管NM4、备用晶体管醒5、备用晶体 管NM6、备用晶体管醒7上,形成输出电流lout1。
[0化5] 作为本发明的进一步改进,所述电流档位判断与控制逻辑的VG端接到运算放大 器AMPl的输出端,:所述电流档位判断与控制逻辑的输出经开关SW口CHI接开关SWIO、开 关SW11的控制端,所述电流档位判断与控制逻辑的输出经开关SW口C肥接开关SW20、开 关SW21的控制端,所述电流档位判断与控制逻辑的输出经开关SW口C册接开关SW30、开关 SW31的控制端。
[0化6] 作为本发明的进一步改进,所述电流档位判断与控制逻辑根据VG电压的大小来 控制打开备用晶体管的个数,进而来实现电流档位的切换。
[0化7] 作为本发明的进一步改进,所述电流档位判断与控制逻辑包括电流档位判断比较 器C0MP1、电流档位判断比较器C0MP2、逻辑口器件U1、逻辑口器件U2、逻辑口器件U3、逻辑 口器件U4、逻辑口器件呪、逻辑口器件U6、逻辑口器件U7、逻辑口器件U8、逻辑口器件U9、 逻辑口器件U10、逻辑口器件U11、逻辑口器件U12、逻辑口器件U13和触发器D1、触发器D2、 触发器D3,电流档位判断比较器C0MP1的负输入端接参考电压化e化,电流档位判断比较器 COMP1的正输入端接基本晶体管醒1的栅极,电流档位判断比较器COMP1的输出V曲分别接 到逻辑口器件U7、逻辑口器件U10、逻辑口器件U13的输入端,电流档位判断比较器C0MP2 的负输入端接参考电压化efl,电流档位判断比较器C0MP2的正输入端接基本晶体管的栅 极,电流档位判断比较器C0MP2的输出Vgl分别接到逻辑口器件呪、逻辑口器件U8、逻辑口 器件U11的输入端。
[0化引作为本发明的进一步改进,所述逻辑口器件U1的一个输入接触发器D1的qb端, 所述逻辑口器件U1另一个输入接触发器D2的q端;所述逻辑口器件U2的一个输入接触发 器D2的qb端,所述逻辑口器件U2的另一个输入接触发器D3的q端;逻辑口器件U1、逻辑 口器件U2的输出和复位信号REST分别接到逻辑口器件U3的输入端;逻辑口器件U3的输 出接到逻辑口器件U4的输入端,逻辑口器件U4的输出接到触发器D1、触发器D2和触发器 D3的复位端r;所述逻辑口器件呪两个输入端,一个输入接到电流档位判断比较器C0MP2 的输出,另一个接到触发器D1的q端;所述逻辑口器件U6的=个输入端为逻辑口器件呪 的输出;逻辑口器件U7的输出和触发器D2的qb端,输出为触发器D1的d端;逻辑口器件 U8两个输入端为电流档位判断比较器C0MP2输出端和触发器D2的q端;逻辑口器件U10输 入端为触发器D1的q端和电流档位判断比较器C0MP1的输出端;逻辑口器件U9输入端为 逻辑口器件U8输出端、逻辑口器件U10输出端和触发器D3的qb端,逻辑口器件U9输出到 触发器D2的输入d端;逻辑口器件U11两输入端为电流档位判断比较器C0MP2输出端和触 发器D3的q端;逻辑口器件U13 =个输入端为触发器D2的q端、触发器D1的q端和电流 档位判断比较器C0MP1的输出端;逻辑口器件U12两个输入为逻辑口器件U11和逻辑口器 件U13的输出端,逻辑口器件U12的输出接到触发器D3的D端;触发器D1、触发器D2、触发 器D3的r端相连接到逻辑口器件U4输出;触发器D3的CK端短接相连接到时钟信号CLK, 触发器D1的q端接逻辑口器件U6输出,触发器D2的q端接逻辑口器件U9输出,触发器D3 的q端接逻辑口器件U12输出,触发器D1、触发器D2、触发器D3的qb端分别输出电流档位 判断与控制逻辑的开关SW口CH1、开关SW口C肥、开关SW口C册信号;电流档位判断与控制逻 辑的作用是根据Vg电压的大小,通过与化e化和化efl进行比较产生和V化脉冲,产 生开关SW口CH1、开关SW口C肥、开关SW口C册开关信号,控制备选晶体管的导通与截止。
[0059] 作为本发明的进一步改进,所述镜像电流输出部分至少有二个。
[0060] 本发明的有益效果是;通过上述方案,采用可W电流档位切换的工作于线性区的 电流镜,通过改进电流镜电路,提高VDS电压精度,从而提高电流镜像精度,拓宽电流镜像 范围。
【附图说明】
[0061] 图1是现有技术中传统电流镜的电路图。
[0062] 图2是现有技术中传统电流镜像电路图。
[0063] 图3是现有技术中传统电流镜的电路图。
[0064] 图4是本发明一种高精度宽电流范围电流镜的电路图。
[0065] 图5是本发明一种高精度宽电流范围电流镜的电路图。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0067] 为实现较低的输出电压、高的电流镜像精度、宽的电流镜像范围和尽量小的版图 面积,本发明采用可W电流档位切换的工作于线性区的电流镜,通过改进电流镜电路,提高 VDS电压精度,从而提高电流镜像精度,拓宽电流镜像范围。
[0068] 实施例1。
[0069] 如图4如示,一种高精度宽电流范围电流镜,所述的可切换电流档位的电流镜包 括参考电流输入部分II、电流档位判断与控制逻辑13和镜像电流输出部分12。
[0070] 如图4所示,参考电流输入部分II包括电流镜像晶体管和运算放大器AMP1,其中 电流镜像晶体管包含基本晶体管NM0和备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3, 基本晶体管NM0和备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3的漏极互连接到基准 电流Iref,基本晶体管NM0和备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3的源极互连 接地,备用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶体管醒3的栅极设有开关SW10、开关SW20、 开关SW30,SW10、开关SW20、开关SW30按一定顺序将用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备用晶 体管醒3的栅极切换接地或连接基本晶体管醒1的栅极,用晶体管醒1、备用晶体管醒2、备 用晶体管醒3开关控制信号依次为开关SWITCH1、开关SWITC肥、开关SWITC册,;运算放大 器AMP1的负输入端接参考电压化ef,正输入端接电流镜像晶体管的公共漏端,运算放大器 AMP1的输出接基本晶体管NM0的栅极。参考电流输入部分的作用是提供镜像电流管的VDS 电压和VGS电压。
[0071] 如图4所示,镜像电流输出部分12分为电流开关部分14和电流镜像部分15电流 开关部分14主要由运算放大器AMP2和开关管NM8组成,其中,电流镜像部分15包含基本 晶体管NM4和备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7、开关SW11、开关SW21、开关 SW31,基本晶体管NM4和备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7的漏极互连接到 开关管NM8的源极,基本晶体管NM4和备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7的 源极互连接地,备用晶体管醒5、备用晶体管NM6、备用晶体管醒7的栅极设有开关SW11、开
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