电流源及其阵列、读出电路及放大电路的制作方法_2

文档序号:8886057阅读:来源:国知局
br>[0065]图5是本实用新型实施例中再一种镜像电流源;
[0066]图6是本实用新型实施例中新一种镜像电流源;
[0067]图7是本实用新型实施例中一种镜像电流源阵列;
[0068]图8是本实用新型实施例中另一种镜像电流源阵列;
[0069]图9是本实用新型实施例中一种CMOS图像传感器读出电路;
[0070]图10是本实用新型实施例中一种CMOS图像传感器读出电路的控制方法的时序图;
[0071]图11是本实用新型实施例中一种放大电路;
[0072]图12是本实用新型实施例中一种PMOS in Nwell剖面示意图;
[0073]图13是本实用新型实施例中一种PMOS in Nwell电容的C-V曲线;
[0074]图14是本实用新型实施例中一种PMOS in Pwel剖面示意图;
[0075]图15是本实用新型实施例中一种PMOS in Pwell电容的C-V曲线。
【具体实施方式】
[0076]如前所述镜像电流源应用广泛,但简单的利用如图1所示的镜像电流源进行偏置,会引入参考电流源及晶体管的噪声。
[0077]本实用新型实施例将1-V转换单元电压输出端通过开关接V-1转换单元第一输入端,将电容跨接于所述V-1转换单元第一输入端和所述第一电压之间,使得1-V转换单元的输出电压可以保持在电容两端,断开开关可以避免参考电流源的噪声对镜像电流源的输出产生干扰,从而避免引入参考电流源及晶体管的噪声,提升镜像电流源的性能。
[0078]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0079]图2是本实用新型实施例中一种镜像电流源,包括:1-V转换单元22、V-1转换单元25、开关23、电容24。1-V转换单元22第一输入端连接至所述参考电流源21输出端,1-V转换单元22电压输出端通过开关23接V-1转换单元25第一输入端,1-V转换单元22第二输入端P22接第一电压;电容24跨接于所述V-1转换单元25第一输入端和所述第一电压之间,V-1转换单元第二输入端p22连接至第一电压,V-1转换单元25电流输出端P21接所述镜像电流源输出端。1-V转换单元22根据参考电流源的不同大小的电流产生不同大小的输出电压,V-1转换单元25根据上述电压的控制通过端口 P21输出不同大小的电流。将1-V转换单元22电压输出端通过开关23接V-1转换单元25第一输入端,将电容24跨接于所述V-1转换单元25第一输入端和所述第一电压之间,使得1-V转换单元22的控制电压可以保持在电容24两端,断开开关23可以避免参考电流源21及1-V转换单元22的噪声对镜像电流源的输出产生干扰,从而避免引入参考电流源及晶体管的噪声,提升镜像电流源的性能。
[0080]在具体实施中,参考电流源可以是带隙基准源。
[0081]在具体实施中,镜像电流源还包括:连接在所述V-1转换单元电流输出端与镜像电流源输出端之间的控制单元;所述控制单元输入端连接至所述V-1转换单元电流输出端;所述控制单元控制端选择性连接至第二电压或第三电压;所述控制单元输出端连接至所述镜像电流源输出端。
[0082]图3是本实用新型实施例中另一种镜像电流源,可以看出,如图3所示的电流源中参考电流源31、1-V转换单元32、开关33、电容34以及V-1转换单元35与如图2所示的电流源中一致,在此不再赘述。如图3所示的电流源中还包括控制单元36,控制单元36的输入端连接至V-1转换单元35电流输出端;所述控制单元控制端P33选择性连接至第二电压或第三电压;控制单元输出端P31连接至所述镜像电流源输出端。控制单元36通过控制端P33连接至第二电压或第三电压控制镜像电流源的工作状态,在不需要提供镜像电流输出时,通过控制单元使得镜像电流源不工作,从而降低镜像电流源的功耗。
[0083]在具体实施中,镜像电流源还包括:第二控制单元;所述第二控制单元输入端连接至所述参考电流源输出端;所述第二控制单元输出端连接至所述1-V转换单元输入端;所述第二控制单元的控制电压输出端连接至所述第二电压。
[0084]图4是本实用新型实施例中又一种镜像电流源,如图4所示的电流源中参考电流源41、1-V转换单元43、开关44、电容45、V-1转换单元46以及控制单元47与如图3所示的电流源中一致,在此不再赘述。如图4所示的电流源中还包括第二控制单元42,第二控制单元42输入端连接至参考电流源41输出端;第二控制单元42输出端连接至1-V转换单元43输入端;第二控制单元42的控制电压输出端在电流源输出镜像电流时,为控制单元47提供第二电压。
[0085]在具体实施中,1-V转换单元包括:第一 NMOS管;所述V-1单元包括:第二 NMOS管;所述第一 NMOS管的漏极与栅极共同连接至所述1-V转换单元的第一输入端;所述第一NMOS管的栅极连接至所述1-V转换单元的电压输出端;所述第一 NMOS管的源极连接至所述1-V转换单元的第二输入端;所述第二 NMOS管的漏极连接至所述V-1转换单元电流输出端;所述第二 NMOS管的栅极连接至所述V-1转换单元第一输入端;所述第二 NMOS管的源极连接至所述V-1转换单元第二输入端。
[0086]图5是本实用新型实施例中再一种镜像电流源,包括:参考电流源51、第一匪OS管52、开关53、电容54、第二 NMOS管55。第一 NMOS管52的漏极与栅极共同连接至参考电流源51的输出端;第一 NMOS管52的栅极连接至开关53的一端;第一 NMOS管52的源极通过端口 P52接第一电压;第二 NMOS管55的漏极通过端口 P51作为镜像电流源输出端;第二NMOS管55的栅极连接至开关53的另一端,第二 NMOS管55的源极通过端口 P52接第一电压,电容54跨接于第二 NMOS管55的栅极和端口 P52之间。第一 NMOS管52根据参考电流源51的不同大小的电流产生不同大小的输出电压,第二 NMOS管55根据上述电压的控制通过端口 P21输出不同大小的电流。将第一 NMOS管52电压输出端通过开关23接第二 NMOS管55第一输入端,将电容54跨接于所述第二 NMOS管55第一输入端和所述第一电压之间,使得第一 NMOS管52的控制电压可以保持在电容54两端,断开开关可以避免参考电流源51的噪声对镜像电流源的输出产生干扰,从而避免引入参考电流源及晶体管52的噪声,提升镜像电流源的性能。
[0087]在本实用新型另一实施例中,所述1-V转换单元包括:所述第一 NMOS管的漏极与栅极共同连接至所述1-V转换单元的第一输入端;所述第一 NMOS管的栅极连接至所述1-V转换单元的电压输出端;所述第一 NMOS管的源极连接至所述1-V转换单元的第二输入端;所述第二 NMOS管的漏极连接至所述V-1转换单元电流输出端;所述第二 NMOS管的栅极连接至所述V-1转换单元第一输入端;所述第二 NMOS管的源极连接至所述V-1转换单元第二输入端;所述第三NMOS管的源极连接至所述控制单元输入端;所述第三NMOS管的栅极连接至所述控制单元控制端;所述第三NMOS管的漏极连接至所述控制单元输出端。
[0088]图6是本实用新型实施例中新一种镜像电流源,其中,参考电流源61、第一 NMOS管62、开关63、电容64以及第二 NMOS管65与如图5所示的镜像电流源一致,在此不再赘述。如图6所示的镜像电流源还包括第三NMOS管66,第三NMOS管66的源极连接至第二 NMOS管65的漏极,第三NMOS管66的栅极通过控制端P63连接第二电压或第三电压,来控制镜像电流源的工作状态,第三NMOS管66的漏极作为镜像电流源的输出端。第三NMOS管66通过控制端P63连接至第二电压或第三电压控制镜像电流源的工作状态,在不需要提供镜像电流输出时,通过第三NMOS管66使得镜像电流源不工作,从而降低镜像电流源的功耗。
[0089]在具体实施中,连接至第一电压可以是接地。
[0090]在具体实施中,所述第二电压可以高于所述第三电压。
[0091]在具体实施中,可以用PMOS管替代NMOS管。所述第一电压由所述PMOS管决定。,所述第二电压低于所述第三电压。
[0092]在具体实施中,1-V转换单元、V-1转换单元、控制单元、第二控制单元共同组成的电流镜不仅包括简单的电流镜,例如图1中所示,也包括cascode结构、Wilson结构、highswing结构或其它结构的电流镜。
[0093]本实用新型实施例还提供一种镜像电流源阵列,包括:参考电流源、1-V转换单元、N个V-1转换单元、N个开关、N个电容
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