电流源、电子装置和集成电路的制作方法

专利名称：电流源、电子装置和集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及每一个均使用了 PLL(phase-locked loop，锁相环)电路的电流源、电 子装置和集成电路。
背景技术：
日本专利特开No.Hei 4-215317 (在下文中，专利文献1)公开了锁相环电路。在作为专利文献1的锁相环电路的PLL电路中，由控制环路中压控振荡器中的电 压-电流转换器生成一对电压，并且将该对电压输入至电荷泵中用于恒定电流源的晶体管。这消除了专利文献1的锁相环电路对于具有外部电源的需要，所述外部电源允许 电荷泵中用于恒定电流源的晶体管的恒定电流工作。

发明内容
专利文献1的锁相环电路通过电压_电流转换器以及电荷泵中用于恒定电流源的 晶体管，生成电荷泵所使用的电流。因而，存在专利文献1的锁相环电路可用作电流源的可能性。然而，在专利文献1中，通过使得PLL电路的控制环路中所包括的电压-电流转换 器具有用于生成该对电压的特定配置，以生成了该对电压。具体而言，在专利文献1中，运算放大器用作电压_电流转换器的输入部分，以便 生成电荷泵所利用的该对电压。此外，在专利文献1中，晶体管和电阻元件连接至运算放大器的输出，并且电阻元 件两端的电压反馈至运算放大器。因此，对于专利文献1中电压-电流转换器的工作，作为电源电压，至少需要这样 的电压该电压等于两级的晶体管两端压降和用于反馈的电阻元件两端的电压之总和。因而，如果专利文献1的锁相环电路用作电流源，那么不能用可与两级的晶体管 两端的压降相比的低电压来驱动该电流源。如果专利文献1的锁相环电路用作电流源，那么还存在下列的其它问题。专利文献1中的电压-电流转换器通过使用运算放大器、电阻元件等来执行电 压-电流转换。因此，如果专利文献1的锁相环电路用作电流源，那么该电流源的安装面积 很大。此外，专利文献1中的电压_电流转换器所生成的电压直接由于电荷泵的输出变 化而变化。结果，用于恒定电流源的晶体管生成的电流也直接由于电荷泵的输出变化而变 化。在依赖于通过锁相环电路而彼此锁定的两个信号之间的相位差的时间中，PLL电 路的控制环路中的电荷泵不连续地对平滑电容器进行充电/放电。例如，在存在两个信号之间的相位差的每个时段中，电荷泵对平滑电容器进行充电/放电。因 此，即使在通过锁相环电路而彼此锁定的两个信号之间存在微小相位差的时 候，电荷泵的输出也不连续地对平滑电容器进行充电/放电。结果，如果专利文献1的锁相环电路用作电流源，那么即使在两个信号之间几乎 不存在相位差的稳定状态下，输出电流也由于纹波分量而变化。输出电流的这种变化影响通过该输出电流进行工作的电路的工作。此外，在与电流源连接的电路的设计中，输出电流的这种变化是约束条件。输出电流的这种变化可以通过将具有高电容的电容器连接至电压-电流转换器 的输出而得到抑制。然而，使用具有高电容的电容器进一步增大了电流源的安装面积。输出电流的这种变化也可以通过限制运算放大器的波段而得到限制。然而，运算 放大器的波段需要对PLL的环路特性没有干扰。因此，难以将运算放大器的波段限制到在 输出电流中获得期望的稳定性这样大的程度。如刚才所述，需要电流源在低压驱动时提供稳定的恒定电流。根据本发明的第一实施例，提供了 一种电流源，其包括电流控制振荡器，其配置 为输出频率依赖于输入电流的振荡信号；以及比较器，其配置为将所述振荡信号与基准信 号进行比较。该电流源进一步包括电荷泵，其配置为输出依赖于所述比较器的比较结果的 电流；以及低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进行充电和放电的平滑电 容器。该电流源进一步包括环路转换器，其配置为与所述平滑电容器连接，并且生成依赖 于所述平滑电容器生成的电压的电流，以将该电流作为输入电流提供至所述电流控制振荡 器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成依赖于所述低通滤波器中 生成的电压的电流，以将该电流作为输出电流进行输出。在第一实施例中，用作PLL电路的控制环路由电流控制振荡器、比较器、电荷泵、 平滑电容器和环路转换器来配置。所述电流控制振荡器使相位或频率与输入至所述比较器 的基准信号的相位或频率相锁定的信号进行振荡。如果所述电流控制振荡器振荡的信号稳定，那么例如低通滤波器的平滑电容器所 生成的电压也稳定。所述输出转换器根据所述低通滤波器生成的该稳定电压，生成稳定电流。从而，第一实施例的电流源可在低电压驱动时提供稳定的恒定电流。根据本发明的第二实施例，提供了如下的电子装置，其包括电流源，其输出电流； 以及输入对象单元，其被输入了所述电流源的输出电流。所述电流源包括电流控制振荡 器，其配置为输出频率依赖于输入电流的振荡信号；以及比较器，其配置为将所述振荡信号 与一基准信号进行比较。所述电流源进一步包括电荷泵，其配置为输出依赖于所述比较器 的比较结果的电流；以及低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进行充电和 放电的平滑电容器。所述电流源进一步包括环路转换器，其配置为与所述平滑电容器连接， 并且生成依赖于所述平滑电容器生成的电压的电流，以将该电流作为输入电流提供至所述 电流控制振荡器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成依赖于所述 低通滤波器中生成的电压的电流，以将该电流作为输出电流进行输出。根据本发明的第三实施例，提供了包括电流源的集成电路。所述电流源包括电流 控制振荡器，其配置为输出频率依赖于输入电流的振荡信号；以及比较器，其配置为将所述振荡信号与一基准信号进行比较。所述电流源进一步包括电荷泵，其配置为输出依赖于所 述比较器的比较结果的电流；以及低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进 行充电和放电的平滑电容器。所述电流源进一步包括环路转换器，其配置为与所述平滑电 容器连接，并且生成依赖于所述平滑电容器生成的电压的电流，以将该电流作为输入电流 提供至所述电流控制振荡器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成 依赖于所述低通滤波器中生成的电压的电流，以将该电流作为输出电流进行输出。本发明的实施例允许在低电压驱动时提供稳定的恒定电流。


图1是根据本发明第一实施例的恒定电流源的框图；图2是可用作图1中输出转换器的电压_电流转换电路的框图；图3是示出图1中电流控制振荡器中的驱动电流和振荡频率之间的关系的特性图；图4是根据本发明第二实施例的恒定电流源的框图；图5是根据本发明第三实施例的恒定电流源的框图；图6是本发明第四实施例中的内部使用转换器的电路图；图7是示出本发明第四实施例中电流控制振荡器中的驱动电流和振荡频率之间 的关系的特性图；图8是根据本发明第五实施例的恒定电流源的框图；图9是图8中电流组合器的电路图；图10是根据本发明第六实施例的信号传输设备的设备配置图；图11是图10中的发送IC的示意配置的框图；图12是根据比较示例的第一电流源的电路图；以及图13是根据比较示例的第二电流源的电路图。
具体实施例下面结合附图描述本发明的实施例。描述顺序如下1.第一实施例(其中输出转换器与电容器和电阻元件之间的连接节点相连接的 恒定电流源的示例)2.第二实施例(其中输出电流通过各开关进行切换的恒定电流源的示例)3.第三实施例(具有内部使用转换器的恒定电流源的示例)4.第四实施例(其中内部使用转换器具有用于启动(activation)时刻的电流供 给单元并且基于电流供给单元和电压-电流转换电路的各电流输出作为各电流的总和的 电流的恒定电流源的示例)5.第五实施例(将用于启动时刻的电流加至输出转换器的电流并输出所得到的 电流的恒定电流源的示例)6.第六实施例(电子装置的示例)7.比较示例1 (基于电流镜电路的电流源的一个示例)8.比较示例2 (具有恒定电压发生器和电压_电流转换器的电流源的一个示例)
<1.第一实施例>
[恒定电流源1的配置]
图1是根据本发明第一实施例的恒定电流源(CS) 1的框图。
图1的恒定电流源1具有电流控制振荡器(CCO)ll、分频器(1/N)12、比较 器(PFD) 13、电荷泵(CP) 14、低通滤波器(LPF) 15、环路转换器(LOOP) 16和输出转换器 (OUT)17。
图1的恒定电流源1被集成到集成电路中这样使用。
电流控制振荡器11具有奇数数量的多个反相器21。
该多个转换器21串联连接。串联连接的最后一级的反相器21的输出输入至第一 级的反相器21。
信号通过此多个转换器21的闭环而循环。从而，电流控制振荡器11生成振荡信号。
环路转换器16连接至电流控制振荡器11的多个反相器21以及稍后描述的低通 滤波器15的信号线14。
环路转换器16将依赖于环路转换器16的输入电压的驱动电流输出至各个反相器 21。
当来自低通滤波器15的输入电压例如更高时，环路转换器16输出更大的驱动电流。
图2是可用作图1中的输出转换器17的电压-电流转换电路31的框图。
电压-电流转换电路31具有一个N沟道晶体管32、输入节点33和输出节点34。
N沟道晶体管32的栅极电极(控制电极)连接至输入节点33。源极电极(第一 电极)连接至集成电路的地。漏极电极(第二电极)连接至输出节点34。
电压-电流转换电路31中的N沟道晶体管32通过输入至输入节点的电压Vin，在 源极电极和漏极电压之间形成N沟道。
从而，依赖于输入至输入节点的电压的电流从漏极电极流向源极电极。
该电流是输出电流lout。
如果图2的电压-电流转换电路31用作环路转换器16，则图2中的输入节点33 连接至稍后描述的低通滤波器15的信号线41。输出节点34连接至电流控制振荡器11的 多个反相器21。
图2的电压-电流转换电路31的环路转换器16从输出节点34抽取电流。电流 控制振荡器11的每一个反相器21的信号延迟时间是依赖于该抽取电流的时间。
因而，环路转换器16输出频率依赖于环路转换器16的输入电压的振荡信号。
分频器12连接至电流控制振荡器11。
分频器12执行从电流控制振荡器11输入的振荡信号至1/N (N是自然数)的分频。
比较器13连接至分频器12和时钟输入端18。基准时钟信号输入至时钟输入端 18。
比较器13将从分频得到的振荡信号与基准时钟信号进行比较，并且输出依赖于 这些信号之间的相位差和频率差的信号。
时钟输入端18例如连接至集成电路的外部时钟输入端。
电荷泵14连接至比较器13。
电荷泵14输出依赖于从比较器13输入的信号的电流。
例如，当从分频得到的振荡信号的相位相对于基准时钟信号提前时，电荷泵14基 于从比较器13输入的信号，抽取依赖于提前时段中的提前量的电流。
当从分频得到的振荡信号的相位相对于基准时钟信号延迟时，电荷泵14基于从 比较器13输入的信号，提供依赖于延迟时段中的延迟量的电流。
低通滤波器15具有信号线41、平滑电容器42、第二电容器43和电阻元件44。
平滑电容器42的一端通过信号线41连接至电荷泵14的输出。平滑电容器42的 另一端连接至地。
电阻元件44的一端通过信号线41连接至电荷泵14的输出。电阻元件44的另一 端连接至第二电容器43的一端。第二电容器43的另一端连接至地。
从而，第二电容器43和电阻元件44的串联连接的电路并联连接至平滑电容器42。
在下文中，将与电阻元件44和第二电容器43连接的节点称为连接节点45。
输出转换器17连接至低通滤波器15的连接节点45以及恒定电流源1的输出端 19。
输出转换器17例如可以由图2的电压-电流转换电路31形成。
在此情况下，图2中的N沟道晶体管32用作输出晶体管。图2中的输入节点33 连接至低通滤波器15的连接节点45。输出节点34连接至恒定电流源1的输出端19。
当从连接节点45输入至输出转换器17的电压更高时，图2的电压-电流转换电 路31的输出转换器17从输出端19抽取更大的电流。
[恒定电流源1的工作]
在将电源提供至集成了图1的恒定电流源1的集成电路时，电流控制振荡器11通 过串联连接的多级反相器21而生成在闭环中循环的振荡信号。该振荡信号通过分频器12 而经受分频，并被输入至比较器13。
在将基准信号输入至时钟输入端18时，比较器13输出依赖于从分频得到振荡信 号与基准时钟信号之间的相位差和频率差的信号。
电荷泵14输出使所述相位差或频率差减小的电流。
通过该电流，低通滤波器15的平滑电容器42和第二电容器43进行充电或放电。
低通滤波器15的信号线41的电压电平变为这样的电压电平该电压电平抑制从 分频得到振荡信号与基准信号之间的相位差和频率差。
环路转换器16将依赖于低通滤波器15的信号线41的电压电平的驱动电流提供 至电流控制振荡器11的多个反相器21。
通过上述控制，控制低通滤波器15的信号线41的电压电平，使得从分频得到振荡 信号与基准时钟信号之间的相位差和频率差被降低。
如果信号线41的电压电平变为期望的电压电平，则从分频得到振荡信号与基准 信号之间的相位差和频率差基本上变为零。
在此状态下，稳定控制环路的工作状态。
输出转换器17将依赖于低通滤波器15的连接节点45的电压的输出电流输出至 恒定电流源1的输出端19。
如果控制环路的工作状态稳定，则低通滤波器15的第二电容器43的电压也稳定。
因而，输出转换器17输出的电流也稳定。
如上所述，第一实施例的恒定电流源1通过电流控制振荡器11、分频器12、比较器 13、电荷泵14、低通滤波器15和环路转换器16而具有PLL电路(锁相环电路)。
恒定电流源1即使在分频器12不存在的情况下，也用作PLL电路。
第一实施例的恒定电流源1通过有利地使用PLL电路(锁相环电路)结构的控制 环路而生成恒定电流。
因而，第一实施例的恒定电流源1允许低电压驱动。
此外，第一实施例的恒定电流源1可以提供如下稳定的恒定电流其针对所谓的 PVT(工艺，电压，热)变化(如制造变化、电源电压变化和温度变化)是稳固(robust)的。
图3是示出电流控制振荡器11中的驱动电流和振荡频率之间的关系的特性图。
在PLL电路的控制环路中锁定了振荡信号的频率和相位的状态下，依赖于锁定频 率的驱动电流流向电流控制振荡器11。一般而言，将该电流值设计为降低对于电源电压变 化的灵敏度。
对于制造变化的灵敏度主要依赖于电流控制振荡器11中振荡级的负载。振荡级 的负载由反相器21中包括的晶体管的栅氧膜的厚度来确定。可以在栅氧膜厚度具有高精 度的情况下制造栅氧膜。
结果，控制电流对于制造变化的灵敏度是低的。由于类似的原因，对于温度变化的 灵敏度也是低的。
在第一实施例中，作为输出转换器17，使用了具有与环路转换器16(其将电流提 供至电流控制振荡器11)的结构相同结构(复制结构)的电压-电流转换电路31。
因此，在第一实施例中，可以在低电压驱动时提供具有高精度的恒定电流，这利用 现有技术的电流源是难以实现的。
在第一实施例中，输出转换器17未连接至低通滤波器15的信号线41，而是连接至 低通滤波器15的连接节点45。
连接节点45处于具有频率信息的电位。
另一方面，对于信号线41，电荷泵14的输出在频率获取中以及在正常工作中瞬时 地抽取电荷或注入电荷。
因而，信号线41的电压包括由于控制环路的控制所引起的电压纹波分量，并且出 现瞬时电位变化。
另一方面，对于连接节点45的电压，由电阻元件44(Rl)和第二电容器43的电容 (Cl)配置的低通滤波器对信号线41的电压变化进行平滑。
因此，通过将连接节点45的电压输入至输出转换器17，可以避免恒定电流源1的 输出电流的瞬时电流变化，并且可以防止利用该输出电流的输入对象单元中错误工作。
即，第一实施例的恒定电流源1具有这样的电路配置该电路配置用于将具有PLL 电路中低通滤波器15中的频率信息的电位输入至作为环路转换器16的复制的输出转换器 17，并且将所获得的电流作为输出电流而输出。
因而，第一实施例的恒定电流源1具有下列有益效果。
使用第一实施例的恒定电流源1可以实现即使利用低电源电压也输出高精度电流(这利用现有技术的恒定电流源是难以实现的)的恒定电流源1。
在现有技术的模拟电路(如，恒定电流源)中，相比于(例如)PLL电路，对于所需 最小电源电压的限制更加严重。然而，上述优点允许利用低于该限制的电压进行驱动。
此外，在第一实施例的恒定电流源1的情况下，实现恒定电流源1所需要的大部分 电路可以通过利用现有PLL电路而得到实现。
因而，如果例如将恒定电流用于PLL电路中的电荷泵14，则用于实现恒定电流源1 的额外电路的数目可以得到抑制，并且可以将非常小的区域设置为恒定电流源1的安装区 域。
此外，第一实施例的恒定电流源1具有这样的结构从连接至恒定电流源1的各个 输入对象电路不易看到恒定电流源1中突然电流变化和瞬态响应的影响。
因此，输入对象电路的设计是容易的。
第一实施例的恒定电流源1不需要单独使用低通滤波器、放大器等来削弱瞬态响应。
结果，第一实施例的恒定电流源1可以在小面积和省功耗的情况下输出稳定的恒 定电流。
如刚才所述，第一实施例的恒定电流源1允许在小面积和省功耗的情况下容易地 实现高精度电流源。
另外，在采用PLL电路的集成电路中，可通过利用该PLL电路实现恒定电流源1。
<2.第二实施例〉
[恒定电流源1的配置]
图4是根据本发明第二实施例的恒定电流源1的框图。
图4的恒定电流源1与图1的恒定电流源1不同之处在于其具有多个输出转换 器(OUT) 17-1到17-n、多个开关(Sffl到Sffn) 51-1到51_n以及控制器(CTRL) 52。
图4的恒定电流源1被集成到集成电路中这样使用。
图4中具有与图1中组成元件的那些功能相同功能的组成元件被赋予了相同的附 图标记，并且省略了其描述。
多个输出转换器17-1到17-n连接至低通滤波器15的连接节点45。
输出转换器17例如是图2的电压-电流转换电路31。
开关51是由控制信号断开和闭合的开关。
开关51例如可以是晶体管。
多个开关51-1到51-n中每一个的一端连接至多个输出转换器17_1到17_n中相应一个。
多个开关51-1到51-n中每一个的另一端连接至恒定电流源1的输出端19。
当开关51闭合时，输出转换器17连接至恒定电流源1的输出端19。
当开关51断开时，输出转换器17与恒定电流源1的输出端19隔离。
控制器52连接至多个开关51-1到51-n。
控制器52将断开/闭合控制信号输出至开关51中的每一个。
从而，控制器52控制多个开关51-1到51-n的断开和闭合。
[恒定电流源1的工作]
当将电源提供至集成电路时，电流控制振荡器11生成振荡信号。
分频器12、比较器13、电荷泵14、低通滤波器15和环路转换器16配置的控制环路 以降低基准时钟信号和从分频得到的振荡信号之间的相位差和频率差的这种方式进行工作。
如果降低了基准时钟信号和从分频得到的振荡信号之间的相位差和频率差，则控 制环路的工作状态得到稳定。
每个输出转换器17将依赖于低通滤波器15的连接节点45的电压的输出电流输 出至恒定电流源1的输出端19。
如果控制环路的工作状态稳定，则每个输出端17输出的电流也稳定。
控制器52将断开/闭合控制信号输出至多个开关51-1到51_n。
这使得多个开关51-1到51-n单独地断开和闭合。
例如，当所有的开关51-1到51-n都闭合时，所有的多个输出转换器17_1到17_n 都连接至恒定电流源1的输出端19。在这种情况下，从输出端19输出多个输出转换器17-1 到17-n的组合电流。
作为另一情况，例如当一个开关51闭合而所有剩余的开关51断开时，一个输出转 换器17连接至恒定电流源1的输出端19。在这种情况下，从输出端19输出一个输出转换 器17的电流。
以此方式，第二实施例的恒定电流源1可通过由控制器52对开关51的断开/闭 合控制，来切换输出电流。
如上所述，在第二实施例的恒定电流源1中，可以以数字方式控制和改变恒定电 流源1的输出电流。
结果，第二实施例的恒定电流源1可以获得任意的输出电流，而不受控制环路中 连接节点45的电压的限制。
在第二实施例的恒定电流源1中，多个输出转换器17-1到17-n —一对应地连接 至多个开关51-1到51-n。
作为另一配置，例如，一个输出转换器17可具有多个输出晶体管和多个开关51， 并且连接至输出端19的输出晶体管可在这一个输出转换器17内部进行开关。
<3.第三实施例〉
[恒定电流源1的配置]
图5是根据本发明第三实施例的恒定电流源1的框图。
图5的恒定电流源1与图1的恒定电流源1不同之处在于其具有内部使用转换 器(INT)61。
图5的恒定电流源1被集成到集成电路中这样使用。
图5中具有与图1中组成元件的那些功能相同功能的组成元件被赋予了相同的附 图标记，并且省略了其描述。
内部使用转换器61连接至与输出转换器17并联的低通滤波器15的连接节点45。
内部使用转换器61例如是图2的电压-电流转换电路31。
在此情况下，图2中的输入节点33连接至低通滤波器15的输出节点45。输出节 点34连接至与环路转换器16并联的电流控制振荡器11的多个反相器21。
当从连接节点45输入至内部使用转换器61的电压更高时，图2的电压-电流转 换电路31的内部使用转换器61从电流受控振荡器抽取更大的电流。
[恒定电流源1的工作]
在将电源提供至集成电路时，电流控制振荡器11生成振荡信号。
分频器12、比较器13、电荷泵14、低通滤波器15和环路转换器16配置的控制环路 以降低基准时钟信号和从分频得到的振荡信号之间的相位差和频率差的这种方式进行工作。
内部使用转换器61还将依赖于连接节点45的电压的电流提供至电流控制振荡器 11的多个反相器21。
如果降低了基准时钟信号和从分频得到的振荡信号之间的相位差和频率差，则控 制环路的工作状态得到稳定。
如果控制环路的工作状态稳定，则内部使用转换器61提供至电流控制振荡器11 的多个反相器21的电流也稳定。
在此状态下，取决于连接节点45的电压，输出转换器17从输出端19输出稳定的 恒定电流。
如上所述，在第三实施例的恒定电流源1中，环路转换器16的电流和内部使用转 换器61的电流被提供至电流控制振荡器11。
内部使用转换器61提供依赖于低通滤波器15的连接节点45的电压的电流。
因此，内部使用转换器61的电压-电流转换特性不同于环路转换器16的电压-电 流转换特性。
例如，第三实施例的该恒定电流源1可以单独地设置形成恒定电流源1中PLL电 路的控制环路中的频率获取特性，以及PLL电路稳定振荡的频率。
<4.第四实施例〉
[恒定电流源1的配置]
根据本发明第四实施例的恒定电流源1具有与根据图5中所示第三实施例的恒定 电流源1相同的框配置，并且形成在集成电路中。
然而，内部使用转换器61的电路配置不同于图2中的电路配置。
关于根据第四实施例的恒定电流源1中的组成元件，具有与根据第三实施例的恒 定电流源1中的组成元件的功能相同的功能的组成元件被赋予了相同的附图标记，并且省 略了其描述。
图6是第四实施例中的内部使用转换器(V-I INT)61的电路图。
图6的内部使用转换器61具有电流供给单元(CSR)62、第一电流镜电路(CM1)63、 第二电流镜电路(CM2)64、电压-电流转换电路(V-I CVTR)65、电流反向电路(I_INV)66和 调节晶体管67。
此外，内部使用转换器61具有输入节点33和输出节点34。
电流供给单元62具有电阻元件71以及一对N沟道晶体管72和73。
电流供给单元62的电阻元件71的一端连接至集成电路高压侧的电源。电阻元件 71的另一端连接至一个晶体管72的漏极电极。
这一个晶体管72的源极电极连接至集成电路的地。这一个晶体管72的栅极电极连接至漏极电极。
从而，这一个晶体管72以二极管方式连接。
电流供给单元62的另一个晶体管73的栅极电极连接至以二极管方式连接的一个 晶体管72的栅极电极。
另一个晶体管73的源极电极连接至集成电路的地。
在将电源提供给集成电路时，电流流经电流供给单元62中的电阻元件71以及以 二极管方式连接的一个晶体管72。
一个晶体管72的栅极电极的电位等于另一个晶体管73的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管72的电流相同的电流在另一个晶体管73的源极电极和漏极 电极之间流动。
第一电流镜电路63具有一对P沟道晶体管74和75。
该对晶体管74和75的源极电极连接至集成电路高压侧的电源。
第一电流镜电路63的一个晶体管74的栅极电极连接至另一晶体管75的栅极电 极。
—个晶体管74的漏极电极连接至一个晶体管74的栅极电极。
从而，形成了电流镜结构。
从电流供给单元62提供的电流流经第一电流镜电路63中以二极管方式连接的一 个晶体管74。
因而，与一个晶体管74的电流相同的电流在另一个晶体管75的源极电极和漏极 电极之间流动。
电压-电流转换电路65具有一个N沟道晶体管76。
晶体管76的源极电极连接至集成电路的地。栅极电极连接至输入节点33。输入 节点33连接至低通滤波器15的连接节点45。
漏极电极连接至稍后描述的第二电流镜电路64的一个晶体管77的漏极电极。
电压-电流转换电路65输出依赖于低通滤波器15的连接节点45的电压的电流。
与第一电流镜电路63类似地，第二电流镜电路64通过一对P沟道晶体管77和78 而具有电流镜结构。
从电压-电流转换电路65提供的电流流经以二极管方式连接的一个晶体管77。
一个晶体管77的栅极电极的电位等于另一晶体管78的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管77的电流相同的电流在另一个晶体管78的源极电极和漏极 电极之间流动。
电流反向电路66具有一对N沟道晶体管79和80。
该对晶体管79和80的源极电极连接至集成电路的地。
电流反向电路66的一个晶体管79的栅极电极连接至另一个晶体管80的栅极电 极。
一个晶体管79的漏极电极连接至一个晶体管79的栅极电极、第一电流镜电路63 的另一个晶体管75的漏极电极，以及第二电流镜电路64的另一个晶体管78的漏极电极。
另一个晶体管80的漏极电极连接至内部使用转换器61的输出节点34。
该内部使用转换器61的输出节点34连接至电流控制振荡器11 (如图5中所示)。13
第一电流镜电路63的电流与第二电流镜电路64的电流提供至电流反向电路66 中以二极管方式连接的一个晶体管79。
一个晶体管79的栅极电极的电位等于另一个晶体管80的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管79的电流相同的电流在另一个晶体管80的源极电极和漏极 电极之间流动。
该电流等于第一电流镜电路63基于电流供给单元62输出的电流所生成的第一电 流与第二电流镜电路64基于电压-电流转换电路65输出的电流所生成的第二电流的总 和。
调节晶体管67是一个P沟道晶体管。
调节晶体管67的源极电极连接至集成电路高压侧的电源。
栅极电极连接至第二电流镜电路64的一个晶体管77的栅极电极。
漏极电极连接至第一电流镜电路63的一个晶体管74的漏极电极。
[恒定电流源1的启动工作]
在将电源提供给集成电路时，在内部使用转换器61中，电流供给单元62进行工 作，以使得第一电流镜电路63将第一电流Il提供给电流反向电路66。
在此情况下，电流反向电路66提供至电流控制振荡器11的电流为第一电流。
电流控制振荡器11通过该第一电流以及从环路转换器16提供的电流而开始工 作，并且基于依赖于作为这些电流的总和的电流的延迟时间而生成振荡信号。
此外，恒定电流源1的控制环路执行反馈控制，使得从分频得到的振荡信号与基 准时钟信号之间的相位差和频率差可以降低。
从而，低通滤波器15的平滑电容器42和第二电容器43进行充电。
当第二电容器43的充电开始时，电压-电流转换电路65将电流提供至第二电流 镜电路64。
第二电流镜电路64将第二电流12提供至电流反向电路66。
响应于第二电流镜电路64开始电流供给，调节晶体管67进入导通状态。
调节晶体管67抽取电流供给单元62向第一电流镜电路63提供的第一电流Il的 一部分。
因而，在第二电流镜电路64开始电流供给时，流经第一电流镜电路63的一个晶体 管74的电流减小，使得第一电流镜电路63输出的电流减小。
第一电流镜电路63的输出电流的减小量等于第二电流12的增加量。
结果，在直到控制环路的工作稳定为止的时段中，电流反向电路66输出的电流从 第一电流Il变为第二电流12。
如果从分频得到的振荡信号与基准时钟信号之间的相位差和频率差变得足够小， 那么低通滤波器15的平滑电容器42和第二电容器43的充电电压得到稳定。
如果稳定状态下的第二电流12大于第一电流II，那么电流反向电路66在稳定状 态下输出的总和电流为第二电流12。
以此方式，在从开始将电源提供至集成电路到达到稳定状态的时段中，第四实施 例中图6的内部使用转换器61将提供至电流控制振荡器11的电流从第一电流Il变为第 二电流12。
如上所述，在第四实施例的恒定电流源1中，内部使用转换器61在从第一电流Il 到第二电流12的范围中改变提供至电流控制振荡器11的电流。
图7是示出电流控制振荡器11中的驱动电流和振荡频率之间的关系的特性图。
在图7中，以图解方式表示了电流控制振荡器11的特性线。
例如，环路转换器16的电流值为I (IN)。即使该电流值I (IN)小于使得电流控制 振荡器11以预定频率振荡的所需最小电流IMIN，第一电流Il也可弥补不足的电流。
在此情况下，当频率稳定时提供至电流控制振荡器11的电流ILOCK具有通过将环 路转换器16的电流值I (IN)加至第二电流12所获得的电流值。在此时刻，未使用第一电 流II。
在第四实施例中，通过使用调节晶体管67，自动地执行第一电流Il和第二电流12 之间的切换。然而，可以通过手动设置执行第一电流Il和第二电流12之间的切换。
<5.第五实施例>
[恒定电流源1的配置]
图8是根据本发明第五实施例的恒定电流源1的框图。
根据第五实施例的恒定电流源1具有通过将电流组合器(IADD)Sl加至根据图1 中所示第一实施例的恒定电流源1而获得的框配置，并且形成在集成电路中。
电流组合器81连接在输出转换器17和输出端19之间。
此外，电流组合器81连接至辅助电流端82。
辅助电流Iadd从恒定电流源1的外部提供至辅助电流端82。
关于根据第五实施例的恒定电流源1中的组成元件，具有与根据第一实施例的恒 定电流源1中的组成元件的功能相同的功能的组成元件被赋予了相同的附图标记，并且省 略了其描述。
图9是图8中的电流组合器81的电路图。
电流组合器81具有P型第一电流镜电路(CMPl) 83、N型第一电流镜电路 (CMNl) 84,N型第二电流镜电路(CMN》85,N型调节晶体管87和输出电流镜电路(CMPO) 86。
P型第一电流镜电路83具有一对P沟道晶体管91和92。
该对晶体管91和92的源极电极连接至集成电路高压侧的电源。
一个晶体管91的栅极电极连接至另一个晶体管92的栅极电极。
一个晶体管91的漏极电极连接至一个晶体管91的栅极电极以及输出转换器17。
从而，形成了电流镜结构。
从输出转换器17提供的电流Iout流经P型第一电流镜电路83中以二极管方式 连接的一个晶体管91。
一个晶体管91的栅极电极的电位等于另一个晶体管92的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管91的电流相同的电流在另一个晶体管92的源极电极和漏极 电极之间流动。
N型第一电流镜电路84具有一对N沟道晶体管93和94。
该对N沟道晶体管93和94的源极电极连接至集成电路低压侧(地)的电源。
一个晶体管93的栅极电极连接至另一个晶体管94的栅极电极。
一个晶体管93的漏极电极连接至一个晶体管93的栅极电极以及P型第一电流镜电路83的另一个晶体管92的漏极电极。
从而，形成了电流镜结构。
从P型第一电流镜电路83提供的电流Iout流经N型第一电流镜电路84中以二 极管方式连接的一个晶体管93。
—个晶体管93的栅极电极的电位等于另一个晶体管94的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管93的电流相同的电流在另一个晶体管94的源极电极和漏极 电极之间流动。即，电流Iout流动。
N型第二电流镜电路85具有一对N沟道晶体管95和96。
该对晶体管95和96的源极电极连接至集成电路低压侧的电源。
一个晶体管95的栅极电极连接至另一个晶体管96的栅极电极。
一个晶体管95的漏极电极连接至一个晶体管95的栅极电极以及辅助电流端82。
从而，形成了电流镜结构。
从辅助电流端82提供的辅助电流Iadd流经N型第二电流镜电路85中以二极管 方式连接的一个晶体管95。
一个晶体管95的栅极电极的电位等于另一个晶体管96的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管95的电流相同的电流在另一个晶体管96的源极电极和漏极 电极之间流动。即，辅助电流Iadd流动。
输出电流镜电路86具有一对P沟道晶体管97和98。
该对晶体管97和98的源极电极连接至集成电路高压侧的电源。
一个晶体管97的栅极电极连接至另一个晶体管98的栅极电极。
一个晶体管97的漏极电极连接至一个晶体管97的栅极电极、N型第一电流镜电 路84的另一个晶体管94的漏极电极，以及N型第二电流镜电路85的另一个晶体管96的 漏极电极。
从而，形成了电流镜结构。
从N型第一电流镜电路84提供的电流Iout以及从N型第二电流镜电路85提供 的电流Iadd流经输出电流镜电路86中以二极管方式连接的一个晶体管97。
一个晶体管97的栅极电极的电位等于另一个晶体管98的栅极电极的电位。
因而，与一个晶体管97的电流相同的电流在另一个晶体管98的源极电极和漏极 电极之间流动。
具体而言，通过将从N型第一电流镜电路84提供的电流Iout与从N型第二电流 镜电路85提供的电流Iadd相组合所获得的组合电流流动。
N型调节晶体管87是一个N沟道晶体管。
N型调节晶体管87的源极电极连接至集成电路低压侧的电源。
栅极电极连接至N型第一电流镜电路84的一个晶体管93的栅极电极。
漏极电极连接至N型第二电流镜电路85的一个晶体管95的漏极电极。
[恒定电流源1的启动工作]
在从辅助电流端82提供辅助电流Iadd时，电流组合器81的N型第二电流镜电路 85使该辅助电流折返。
从而，将辅助电流Iadd输入至输出电流镜电路86。输出电流镜电路86将辅助电16流Iadd输出至输出端19。
在将电源提供至集成电路时，输出转换器17将输出电流Iout输出。
电流组合器81中的P型第一电流镜电路83和N型第一电流镜电路84使该输出 电流折返。
然而，N型调节晶体管87的栅极电极连接至N型第一电流镜电路84的晶体管93 的栅极电极。此外，N型调节晶体管87的漏极电极连接至辅助电流端82。
因而，N型调节晶体管87从输入自辅助电流端82的辅助电流抽取与输出电流 Iout相等的电流。
结果，从N型第一电流镜电路84和N型第二电流镜电路85提供至输出电流镜电 路86的电流处于下列关系。
例如，如果辅助电流大于输出转换器17的输出电流，则将辅助电流提供至输出电 流镜电路86。
如果输出转换器17的输出电流等于或大于辅助电流，则将输出电流提供至输出 电流镜电路86。
输出电流镜电路86使输入电流折返，并且将该电流输出至输出端19。
由于这种工作，例如即使在紧接在电源开启后的启动时段中未从输出转换器17 输出足够的输出电流，与恒定电流源1的输出端19相连接的负载电路也至少提供有该辅助 电流。
负载电路可通过该辅助电流而迅速地开始工作。
[具体示例]
下面描述图9的电路的具体示例。
将以在施加相同的栅源电压时N型晶体管93和N型调节晶体管87的电流流量为 其它N型晶体管94、95和96的电流流量的两倍的情况作为示例，进行下列描述。
例如，N型晶体管93和N型调节晶体管87中的每一个均由两个晶体管配置，而其 它N型晶体管94、95和96中的每一个均由一个晶体管配置。这可在通过晶体管的电流流 量之间实现上述关系。
输出转换器17的输出电流Iout流经N型第一电流镜电路84的一个N型晶体管 93。此时，输出电流Iout也流经N型调节晶体管87。
如果输出电流Iout小于辅助电流Iadd，则流经N型晶体管95和96的电流为通过 从辅助电流Iadd中减去输出电流Iout而获得的电流。
流经N型晶体管94的电流为输出电流Iout的一半。
因此，如果输出电流Iout小于辅助电流Iadd，则等于(Iadd-Iout/2)的电流流经 输出电流镜电路86的晶体管97和98。
如果输出电流Iout等于或大于辅助电流Iadd，则没有电流流经N型晶体管95和 96。
流经N型晶体管94的电流为输出电流Iout的一半。
因此，如果输出电流Iout等于或大于辅助电流Iadd，则等于(lout/2)的电流流经 输出电流镜电路86的晶体管97和98。
如刚才所述，在图9的电路的具体示例中，例如通过提供在工作稳定时所获得的输出电流一半的电流作为辅助电流，电流可以持续从电流源1输出。
此外，在图9的电路中，通过设置比工作稳定时获得的输出电流更大的辅助电流， 可以将大于输出电流的电流提供至负载电路。
另外，在图9的电路中，可以在通过切换辅助电流而在这些电流之间进行切换的 情况下，将辅助电流或输出电流提供至负载电路。
<6.第六实施例>
[电子装置的配置]
图10是根据本发明第六实施例的信号传输设备101的设备配置图。
图10的信号传输设备101具有发送IC(TX-IC) 102、接收IC(RX-IC) 103以及用于 互连这些IC的芯片间信号线104。
发送IC 102和接收IC 103是用于高速串行通信的IC。
信号线104例如是在IC安装板上形成的一对互连。
发送IC 102将小幅值的差分信号(低压差分信号(LVDQ)发送至该对互连。
接收IC 103从该对互连接收小幅值的差分信号。
从而，发送IC 102对去往接收IC 103的数据执行高速串行通信。
图11是图10中的发送IC 102的示意配置的框图。
图11的发送IC 102具有恒定电流源(CQl、电流分配器(I-DIV) 111、差分信号发 生器(DIF) 112和一对差分信号输出端113。
差分信号发生器112是通过恒定电流源1的输出电流进行工作的输入对象单元。
恒定电流源1例如是图1的第一实施例的恒定电流源1。
恒定电流源1输出恒定电流。
可替代地，恒定电流源1可以是图4、5等的第二至第五实施例中任何一个的恒定 电流源1。
这些恒定电流源1例如通过将电源提供至发送IC 102以及将基准时钟信号提供 至发送IC 102，而输出稳定的恒定电流。
也可以在发送IC 102内部生成基准时钟信号。
电流分配器111将基于恒定电流源1的输出电流的电流分配并提供至通过恒定电 流源1的输出电流进行工作的电路。
图11中的电流分配器111具有第一 P沟道晶体管121、第二 P沟道晶体管122和 第一 N沟道晶体管123。
第一 P沟道晶体管121的源极电极连接至发送IC 102高压侧的电源。栅极电极 和漏极电极连接至恒定电流源1。第一 P沟道晶体管121以二极管方式连接。
第二 P沟道晶体管122的源极电极连接至发送IC 102高压侧的电源。栅极电极 连接至第一 P沟道晶体管的栅极电极。
第一 N沟道晶体管123的源极电极连接至发送IC 102的地。漏极电极连接至其 栅极电极以及第二 P沟道晶体管122的漏极电极。
差分信号发生器112是通过恒定电流源1的输出电流进行工作的电路。
图11中的差分信号发生器112具有第三P沟道晶体管131、第二 N沟道晶体管 132、四个开关晶体管133-1到133-4以及信号控制器134。18
第三P沟道晶体管131的源极电极连接至发送IC 102高压侧的电源，而栅极电极 连接至第一 P沟道晶体管121的栅极电极。
第二 N沟道晶体管132的源极电极连接至发送IC 102的地。栅极电极连接至图 11中心处的第一 N沟道晶体管123的栅极电极。
由于上述连接结构，第三P沟道晶体管131和第二 N沟道晶体管132输出与从恒 定电流源1提供的电流基本上相同的电流。
四个开关晶体管133-1到133-4两两串联连接。
在图11中，左上方的第一开关晶体管133-1和左下方的第二开关晶体管133_2串 联连接。另外，右上方的第三开关晶体管133-3和右下方的第四开关晶体管133-4串联连接。
第一开关晶体管133-1的漏极电极和第二开关晶体管133-2的漏极电极连接至一 个差分信号输出端113。
第三开关晶体管133-3的漏极电极和第四开关晶体管133_4的漏极电极连接至另 一个差分信号输出端113。
两行串联连接的开关晶体管133并联连接在第三P沟道晶体管131和第二 N沟道 晶体管132之间。
信号控制器134通过两条控制线135和136连接至四个开关晶体管133。
在图11中，一条控制线135连接至左上方的第一开关晶体管133_1的栅极电极以 及右下方的第四开关晶体管133-4的栅极电极。
另一条控制线136连接至左下方的第二开关晶体管133-2的栅极电极以及右上方 的第三开关晶体管133-3的栅极电极。
[电子装置的工作]
信号控制器134基于要从发送IC 102发送到接收IC 103的数据，将两条控制线 135和136中的一条设置为高电平，而将另一条设置为低电平。
例如，如果要发送的数据为1，则信号控制器134将一条控制线135设置为高电平， 而将另一条控制线136设置为低电平。
在此情况下，左上方的第一开关晶体管133-1和右下方的第四开关晶体管133-4 进入导通状态。
此外，左下方的第二开关晶体管133-2和右上方的第三开关晶体管133_3进入截 止状态。
因而，一个差分信号输出端113通过第一开关晶体管133-1而连接至差分信号发 生器112的第三P沟道晶体管131，并被设置为高电平。
另一个差分信号输出端113通过第四开关晶体管133-4而连接至差分信号发生器 112的第二 N沟道晶体管132，并被设置为低电平。
作为另一情况，例如如果要发送的数据为0，则信号控制器134将一条控制线135 设置为低电平，而将另一条控制线136设置为高电平。
在此情况下，左上方的第一开关晶体管133-1和右下方的第四开关晶体管133-4 进入截止状态。
此外，左下方的第二开关晶体管133-2和右上方的第三开关晶体管133_3进入导通状态。
因而，一个差分信号输出端113通过第二开关晶体管133-2而连接至差分信号发 生器112的第二 N沟道晶体管132，并被设置为低电平。
另一个差分信号输出端113通过第三开关晶体管133-3而连接至差分信号发生器 112的第三P沟道晶体管131，并被设置为高电平。
信号控制器134根据要发送的数据的值，高速地在导通状态和截止状态之间切换 四个开关晶体管133。
从而，发送IC 102将小幅值的差分信号发送至接收IC 103。
如上所述，通过图10中所示的第六实施例的发送IC 102或接收IC 103，使得可以 进行多个IC之间的高速串行通信。
在多个IC之间或在多个板之间以此方式执行高速串行通信的情况下，通常，在该 通信中使用具有比IC的内部逻辑电压的幅值更小的幅值的信号。对于LVDS，使用幅值例如 为0. 35V的信号。
因此，对于执行高速串行通信的IC，应当使用即使利用低电压也高精度地稳定工 作的恒定电流源1。
在用于高速串行通信的krDes (串行器和解串器)中，数据进行并行_串行转换 或者串行-并行转换。
在这些种类的转换处理中，使用频率比IC中所使用的时钟信号的频率更高的多 相位时钟信号或者倍增时钟信号。
这些时钟信号可以通过PLL电路而生成。
因此，在根据第六实施例的用于高速串行通信的发送IC 102中，可以通过将输出 转换器17添加到现有的PLL电路来实现本发明实施例的恒定电流源1以用于高速串行通
因此，可以极大地降低用于安装恒定电流源1的安装面积。此外，本发明实施例的 恒定电流源1在低电压驱动时输出稳定的恒定电流。
恒定电流源1的输出电流由于电源电压变化的变化是外部辐射噪声(EMI)的因素之一。
本发明实施例的恒定电流源1的输出电流具有对于电源电压变化的高容限 (tolerance)，因此，其涉及很少的外部辐射噪声。
图10中的发送IC 102或接收IC 103具有低EMI干扰。
<7.比较示例1>
图12是根据比较示例的第一电流源151的电路图。
图12的电流源是通过电流镜电路生成输出电流的一般电流源。
第一电流源151具有电阻元件152、第一 N沟道晶体管153、第二 N沟道晶体管154、 第一 P沟道晶体管155、第二 P沟道晶体管156和第三P沟道晶体管157。
电阻元件152的一端连接至地。
电阻元件152的另一端连接至第二 N沟道晶体管IM的源极电极。
第二 N沟道晶体管154的漏极电极连接至第二 P沟道晶体管156的漏极电极。
第二 P沟道晶体管156的源极电极连接至高压侧的电源。
第二 P沟道晶体管156的栅极电极以二极管方式连接至漏极电极。
第一 N沟道晶体管153的源极电极连接至地。
第一 N沟道晶体管153的漏极电极连接至第一 P沟道晶体管155的漏极电极。
第一 P沟道晶体管155的源极电极连接至高压侧的电源。
第一 N沟道晶体管153的栅极电极连接至电阻元件152的另一端。
第二 N沟道晶体管154的栅极电极连接至第一 N沟道晶体管153的漏极电极。
第一 P沟道晶体管155的栅极电极连接至第二 P沟道晶体管156的栅极电极。
由于上述的电流镜配置，基本上相等的电流流经图12的电流源151中的第一 P沟 道晶体管155和第二 P沟道晶体管156。
第三P沟道晶体管157的源极电极连接至高压侧的电源，而栅极电极连接至第二 P沟道晶体管156的栅极电极。
由于此连接，基本上与第二 P沟道晶体管156的电流相等的电流流经第三P沟道 晶体管157。
此电流是图12的第一电流源151的输出电流。
图12的第一电流源151输出的电流由下面所示的表达式1来表示。
在表达式1中，R表示电阻元件152的电阻值，VTl表示第一 N沟道晶体管153的 阈值电压，而β 1表示跨导参数。
/■=& + ^^ + 丄1^1 + ^~^..(表达式1)■ R P1R2 R ]l PxR β^2
如表达式1所示，图12的第一电流源151输出的电流具有对于电源电压变化的低灵敏度。
然而，图12的第一电流源151输出的电流具有对于电流源中包括的电阻元件152 和晶体管的制造变化的强依赖性以及对于它们的元件温度的强依赖性。
因此，对于要求电流的绝对值的精度的使用用途，难以使用图12的第一电流源 151。
此外，如下面示出的表达式2所示那样，图12的第一电流源151需要高于2VT的 电压作为最小驱动电压，以便作为电流源进行工作。
因此，图12的第一电流源151需要比本发明第一至第五实施例的恒定电流源1的 电源电压更高的电源电压，并且不能用在低压驱动的集成电路中。
在表达式2中，Vgsn表示第一 N沟道晶体管153的栅源电压，而Vgsp表示以二极 管方式连接的第二 P沟道晶体管156的栅源电压。
Vgsn+Vgsp+RIEEF > 2VT ...(表达式 2)
<8.比较示例2>
图13是根据比较示例的第二电流源161的框图。
图13的第二电流源161是通过电压-电流转换电路163将带隙基准电路(BGR电 路)162生成的电压转换为输出电流的一般电流源。
BGR电路162具有第一晶体管171、第二晶体管172、第一电阻元件173、第二电阻 元件174、第三电阻元件175和第一运算放大器176。
第一晶体管171的漏极电极和栅极电极以及第二晶体管172的漏极电极和栅极电极连接至地。
第一晶体管171的源极电极连接至第一电阻元件173的一端。
在下文中，将该节点称为第一节点。
第二晶体管172的源极电极连接至第二电阻元件174的一端。第二电阻元件174 的另一端连接至第三电阻元件175的一端。
在下文中，将该节点称为第二节点。
第一节点和第二节点连接至第一运算放大器176。
第一运算放大器176的输出连接至第一电阻元件173的另一端以及第三电阻元件 175的另一端。
在BGR电路162中，第一电阻元件173基于第一运算放大器176的输出电压，通过 流经第一电阻元件173和第一晶体管171的电流而生成电压。
第三电阻元件175基于第一运算放大器176的输出电压，通过流经第三电阻元件 175、第二电阻元件174和第二晶体管172的电流而生成电压。
结果，BGR电路162的第一运算放大器176基于其输出电压，输出依赖于第一电阻 元件173两端压降与第三电阻元件175两端压降之间的电位差的电压。
从而，BGR电路162输出稳定的基准电压。
电压-电流转换电路163具有第二运算放大器181、输出晶体管182、第三晶体管 183和第四电阻元件184。
第四电阻元件184的一端连接至地。
第四电阻元件184的另一端连接至第三晶体管183的源极电极。
第三晶体管183的漏极电极连接至高压侧的电源。
第二运算放大器181连接至BGR电路162以及第四电阻元件184的另一端。
第二运算放大器181的输出连接至第三晶体管183的栅极电极。
由于该配置，第二运算放大器181以第四电阻元件184两端生成的电压变为基准 电压的方式，在BGR电路162的基准电压下进行工作。
如果在第四电阻元件184两端生成的电压变为基准电压，则第二运算放大器181 的工作得到稳定。
在该稳定状态下，恒定电流流经第四电阻元件184。
输出晶体管182的源极电极连接至高压侧的电源，而栅极电极连接至第二运算放 大器181的输出。
由于该配置，图13的第二电流源161从输出晶体管182输出恒定电流。
此时的电流值由下面所示的表达式3来确定。在表达式3中，Vref表示基准电压， R表示第四电阻元件184的电阻值。
= …(表达式 3)
图13的第二电流源161的输出电流对于电源电压变化的灵敏度取决于BGR电路 162的恒定电压源以及第二运算放大器181的电源噪声抑制比(PSRR)。
在许多情况下，可以以该灵敏度小的方式进行设计。
因此，图13的第二电流源161的输出电流的变化主要归因于电阻器的制造变化以及电阻器的温度特性。
结果，图13的第二电流源161并不享有工艺小型化的好处，而需要某一电路安装 面积。
此外，图13的第二电流源161总是消耗电流。
因此，如果对安装面积或功耗存在限制，则难以使用图13的第二电流源161。
图13的第二电流源161使用了第二运算放大器181等。
因此，图13的第二电流源161需要高电压作为最小驱动电压，以作为电流源进行工作。
图13的第二电流源161需要比本发明第一至第五实施例的恒定电流源1的电源 电压更高的电源电压，并且其不能用与两级的晶体管两端的压降相当的低电压来驱动。
上述各个实施例是本发明优选实施例的示例。本发明不限于此，而是可以在不脱 离本发明范围的情况下进行各种修改或变化。
例如，在上述各个实施例中，与低通滤波器15相连接的输出转换器17连接至第二 电容器43和电阻元件44之间的连接节点45。
作为另一配置，例如，输出转换器17可连接至低通滤波器15的信号线41。
然而，如果输出转换器17连接至低通滤波器15的信号线41，则在该信号线41中 包括了由于电荷泵14的充电/放电电流控制所引起的电压纹波分量。
相比之下，如果输出转换器17连接至第二电容器43和电阻元件44之间的连接节 点45，则通过基于第二电容器43和电阻元件44的低通滤波器15，有效地抑制了电压纹波 分量。
结果，恒定电流源1的输出电流进一步得到稳定。
在上述各个实施例中，分频器12连接在电流控制振荡器11和比较器13之间。
作为另一配置，例如，电流控制振荡器11直接连接至比较器13。在这种情况下，比 较器13将振荡信号与基准时钟信号进行比较。
在上述第六实施例中，将本发明实施例的电流源应用于信号传输设备101的发送 IC 102。
作为另一配置，例如，可以将本发明实施例的电流源应用于信号传输设备101的 接收IC 103。
本发明实施例的电流源可应用于发送IC 102和接收IC 103以外的集成电路。
此外，除了信号传输设备，本发明实施例的电流源还可应用于电子装置，如，信号 传输系统中的发送器、信号传输系统中的接收器、信号处理设备和显示设备。
本申请包含与2009年10月2日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-230 中公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用的方式合并在此。
权利要求
1.一种电流源，包含电流控制振荡器，其配置为输出频率依赖于输入电流的振荡信号； 比较器，其配置为将所述振荡信号与基准信号进行比较； 电荷泵，其配置为输出依赖于所述比较器的比较结果的电流； 低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进行充电和放电的平滑电容器； 环路转换器，其配置为与所述平滑电容器连接，并且生成依赖于所述平滑电容器生成 的电压的电流，以将该电流作为输入电流提供至所述电流控制振荡器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成依赖于所述低通滤波器中生 成的电压的电流，以将该电流作为输出电流输出。
2.如权利要求1所述的电流源，其中由串联连接的电容器和电阻元件组成的电路并联连接至所述低通滤波器中的平滑电 容器，并且所述输出转换器连接至所述电容器与所述电阻元件之间的连接节点。
3.如权利要求1所述的电流源，还包含电流组合器，其配置为与所述输出转换器连接，所述输出转换器的输出电流与辅助电 流被输入至所述电流组合器，其中所述电流组合器将所述输出电流和所述辅助电流组合，并输出所得到的电流。
4.如权利要求1所述的电流源，还包含内部使用转换器，其配置为连接至与所述输出转换器并联的所述低通滤波器，并且生 成依赖于所述低通滤波器中生成的电压的电流，其中所述内部使用转换器的电流和所述环路转换器的电流作为输入电流提供至所述电流 控制振荡器。
5.如权利要求4所述的电流源，其中 所述电流源形成在集成电路中， 所述内部使用转换器包括电流供给单元，其通过将电源提供至所述集成电路而进行工作，并且输出电流， 第一电流镜电路，其使电流从所述电流供给单元折返并输出， 电压-电流转换电路，其连接至与所述输出转换器并联的所述低通滤波器，并且生成 依赖于所述低通滤波器中生成的电压的电流，以及第二电流镜电路，其使电流从所述电压-电流转换电路折返并输出，以及 所述第一电流镜电路的输出连接至所述第二电流镜电路的输出，并且生成作为所述第 一电流镜电路的输出电流和所述第二电流镜电路的输出电流的总和的电流。
6.如权利要求5所述的电流源，其中所述内部使用转换器包括含有控制电极、第一电极和第二电极的调节晶体管， 在所述调节晶体管中，所述控制电极连接至所述第二电流镜电路， 在所述调节晶体管中，所述第二电极连接至所述电流供给单元， 所述调节晶体管从自所述电流供给单元向所述第一电流镜电路提供的电流中抽取与 自所述电压_电流转换电路向所述第二电流镜电路提供的电流的值相同的值的电流，并且 所述调节晶体管将生成的电流从第一电流变为第二电流。
7.如权利要求1所述的电流源，其中所述输出转换器包括具有控制电极、第一电极和第二电极的输出晶体管， 在所述输出晶体管中，所述控制电极连接至所述低通滤波器，并且 在所述输出晶体管中，依赖于所述控制电极的电压的输出电流从所述第一电极流向所 述第二电极。
8.如权利要求1所述的电流源，包含 多个输出转换器；多个开关；输出端，其输出所述电流源的电流；以及 控制器；其中所述多个开关连接至所述输出端，所述多个开关中的每一个均连接至所述多个转换器中的相应一个， 所述多个输出转换器连接至所述低通滤波器，所述控制器连接至所述多个开关，并且通过控制所述多个开关的断开和闭合来切换从 所述输出端输出的电流。
9.一种电子装置，包含 电流源，其输出电流；以及输入对象单元，所述电流源的输出电流输入到所述输入对象单元； 所述电流源包括电流控制振荡器，其配置为输出频率依赖于输入电流的振荡信号； 比较器，其配置为将所述振荡信号与基准信号进行比较； 电荷泵，其配置为输出依赖于所述比较器的比较结果的电流； 低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进行充电和放电的平滑电容器； 环路转换器，其配置为与所述平滑电容器连接，并且生成依赖于所述平滑电容器生成 的电压的电流，以将该电流作为输入电流提供至所述电流控制振荡器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成依赖于所述低通滤波器中生 成的电压的电流，以将该电流作为输出电流输出。
10.一种集成电路，包含 电流源，所述电流源包括电流控制振荡器，其配置为输出频率依赖于输入电流的振荡信号； 比较器，其配置为将所述振荡信号与基准信号进行比较； 电荷泵，其配置为输出依赖于所述比较器的比较结果的电流； 低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进行充电和放电的平滑电容器； 环路转换器，其配置为与所述平滑电容器连接，并且生成依赖于所述平滑电容器生成 的电压的电流，以将该电流作为输入电流提供至所述电流控制振荡器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成依赖于所述低通滤波器中生 成的电压的电流，以将该电流作为输出电流输出。
全文摘要
在此公开了电流源、电子装置和集成电路。所述电流源包括电流控制振荡器，其配置为输出频率依赖于输入电流的振荡信号；比较器，其配置为将所述振荡信号与一基准信号进行比较；电荷泵，其配置为输出依赖于所述比较器的比较结果的电流；低通滤波器，其配置为包括由所述电荷泵的输出电流进行充电和放电的平滑电容器；环路转换器，其配置为与所述平滑电容器连接，并且生成依赖于所述平滑电容器生成的电压的电流，以将该电流作为输入电流提供至所述电流控制振荡器；以及输出转换器，其配置为与所述低通滤波器连接，并且生成依赖于所述低通滤波器中生成的电压的电流，以将该电流作为输出电流进行输出。
文档编号H03L7/099GK102035544SQ201010294289
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年10月2日
发明者佃恭范 申请人:索尼公司