开关电流源电路及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及开关电流源电路，尤其设及一种能够提供快速开关输出电流的开关电 流源电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 对于诸如开关电容电路等开关电路，运算放大器的perationalAmplifier， 0PAMP)的偏置电流化iascurrent)在其采样（sampling)相位处降低。开关电容电路是 一种为了获得期望的信号处理功能而在不同的采样电容间移动电荷（movecharge)的电 路。该开关电容电路基于电容尺寸与采样率（samplingrate)的比率，可W准确地实现 该信号处理功能。该开关电容电路广泛地用来实现各种电路块，如Sigma-Delta模拟数 字转换器（XAADCs)、Sigma-Delta数字模拟转换器（XADACs)、滤波器和抽取滤波器 (decimator)，等等。
[0003] 如果该开关电路的偏置电流小或者该偏置电流的负载重，那么当该开关电路开关 时，该偏置电流需要长的稳定时间（settlingtime)。一般地，使用更高的偏置电流或者驱 动缓冲器（化ivingbuffer)来克服该长的稳定时间。然而，运增加了额外的静态功率损耗。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种开关电流源电路及其控制方法，其偏置电压 无需长的稳定时间，从而可W提供快速开关输出电流。
[0005] 为了解决该技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
[0006] 本发明实施例提供了一种开关电流源电路，包含：第一镜像晶体管，该第一镜像晶 体管禪接在电压源和电流源之间，并且第一镜像晶体管具有禪接至该电流源的栅极，其中 该电流源通过该第一镜像晶体管从该电压源抽取偏置电流；
[0007] 第二镜像晶体管，该第二镜像晶体管具有禪接至该电压源的源极、禪接至该第一 镜像晶体管的栅极的栅极、W及用于提供输出电流的漏极；开关，该开关禪接在该第一镜像 晶体管的栅极和第二镜像晶体管的栅极之间，该开关具有用于接收控制信号的控制端；电 压产生单元；W及第一电容，该第一电容禪接在该第二镜像晶体管的栅极和该电压产生单 元之间；其中，该电压产生单元根据该控制信号，提供第一电压或第二电压至该第一电容， 该第二电压不同于该第一电压。
[0008] 其中，当该控制信号使该开关导通时，该电压产生单元提供该第一电压至该第一 电容；当该控制信号使该开关断开时，该电压产生单元提供该第二电压至该第一电容。
[0009] 其中，该电压产生单元包括：第一开关，该第一开关禪接至该第一电容，该第一开 关根据该控制信号，提供该第一电压至该第一电容；W及第二开关，该第二开关禪接至该第 一电容，该第二开关根据互补于该控制信号的信号，提供该第二电压至该第一电容。
[0010] 其中，该电压产生单元为逻辑单元，当该控制信号使该开关导通时，该逻辑单元提 供对应第一逻辑电平的该第一电压至该第一电容；当该控制信号使该开关断开时，该逻辑 单元提供对应第二逻辑电平的该第二电压至该第一电容，其中该第二逻辑电平互补于该第 一逻辑电平。
[0011] 其中，该电压产生单元为用于提供模拟信号的数模转换器，当该控制信号使该开 关导通时，该数模转换器提供具有该第一电压的该模拟信号至该第一电容；当该控制信号 使该开关断开时，该数模转换器提供具有该第二电压的该模拟信号至该第一电容。
[0012] 其中，还包括：第二电容，该第二电容存在于该第二镜像晶体管的栅极与地之间； 该第二电容为寄生电容。
[0013] 本发明实施例还提供了一种开关电流源电路的控制方法，该开关电流源电路包 括：由第一和第二镜像晶体管形成的晶体管对，禪接在该第一和第二晶体管的栅极之间的 开关W及禪接至该第二晶体管的栅极的第一电容，该控制方法包括：通过该第一晶体管从 电压源抽取偏置电流；当该开关导通时，通过该第二镜像晶体管从该电压源抽取对应该偏 置电流的输出电流；W及响应该开关的开关状态，提供第一电压或第二电压至该第一电容， 该第二电压不同于该第一电压。
[0014] 其中，该响应该开关的开关状态，提供第一电压或第二电压至该第一电容包括：当 该开关导通时，提供该第一电压至该第一电容，其中该第二镜像晶体管的栅极的电压具有 第一电平；当该开关断开时，提供该第二电压至该第一电容，其中该第二镜像晶体管的栅极 的电压具有第二电平；
[0015] 其中，该第一和第二电平的差是根据该第一和第二电压的差W及该第一电容确定 的。
[0016] 其中，该开关由控制信号控制，该响应该开关的开关状态，提供第一电压或第二电 压至该第一电容的步骤由电压产生单元执行，该电压产生单元包括：第一开关，该第一开关 禪接至该第一电容，该第一开关根据该控制信号，提供该第一电压至该第一电容；W及第二 开关，该第二开关根据互补于该控制信号的信号，提供该第二电压至该第一电容。
[0017] 其中，该开关由控制信号控制，该响应该开关的开关状态，提供第一电压或第二电 压至该第一电容的步骤由电压产生单元执行；该电压产生单元为逻辑单元，其中当该控制 信号使该开关导通时，该逻辑单元提供对应第一逻辑电平的该第一电压至该第一电容；当 该控制信号使该开关断开时，该逻辑单元提供对应第二逻辑电平的该第二电压至该第一电 容，其中该第二逻辑电平与该第一逻辑电平互补。
[0018] 其中，该开关由控制信号控制，该响应该开关的开关状态，提供第一电压或第二电 压至该第一电容的步骤由电压产生单元执行；该电压产生单元是用于提供模拟信号的数模 转换器，其中，当该控制信号使该开关导通时，该数模转换器提供具有第一电压的该模拟信 号至该第一电容；当该控制信号使该开关断开时，该数模转换器提供具有第二电压的该模 拟信号至该第一电容。
[0019] 其中，该开关电流源电路还包括：第二电容，该第二电容存在于该第二镜像晶体管 的栅极与地之间，该第二电容为寄生电容。
[0020] 本发明实施例还提供了一种开关电流源电路的控制方法，该开关电流源电路包 括：禪接在电压源和电流源之间的第一镜像晶体管W及禪接在该电压源和负载设备之间的 第二镜像晶体管；该控制方法包括：通过该第一晶体管从电压源抽取偏置电流至电流源； 根据控制信号，使该第一晶体管管的栅极与第二晶体管的栅极连接或不连接；当该第一和 第二镜像晶体管的栅极连接时，禪接第一电压至该第二晶体管的栅极；当该第一和第二镜 像晶体管的栅极没有连接时，禪接第二电压至该第二镜像晶体管的栅极，该第二电压不同 该第一电压；其中，当该第一和第二镜像晶体管的栅极连接时，通过该第二镜像晶体管从该 电压源抽取对应该偏置电流的输出电流至该负载设备。
[0021] 其中，该开关电流源电路进一步包括：禪接在该第一和第二晶体管的栅极之间的 开关，该开关由该控制信号控制。
[0022] 其中，该开关电流源电路进一步包括：禪接在该第二晶体管的栅极和电压产生单 元之间的第一电容，其中该电压产生单元用于提供该第一和第二电压。
[0023] 其中，该电压产生单元包括：第一开关，该第一开关禪接至该第一电容，该第一开 关根据该控制信号提供该第一电压至该第一电容；W及第二开关，该第二开关根据互补于 该控制信号的信号，提供该第二电压至该第一电容。
[0024] 其中，该电压产生单元为逻辑单元，当该控制信号使该开关导通时，该逻辑单元提 供对应第一逻辑电平的该第一电压至该第一电容；当该控制信号使该开关断开时，该逻辑 单元提供对应第二逻辑电平的该第二电压至该第一电容，其中该第二逻辑电平互补于该第 一逻辑电平。
[00巧]其中，该电压产生单元为数模转换器，当该第一和第二镜像晶体管的栅极连接时， 该数模转换器提供第一电压至该第一电容；当该第一和第二镜像晶体管的栅极断开时，该 数模转换器提供第二电压至该第一电容。
[00%] 其中，该开关电流源电路进一步包括：存在于该第二镜像晶体管的栅极和地之间 的第二电容；或者，该开关电流源电路进一步包括：存在于该第二镜像晶体管的栅极和地 之间的寄生电容。
[0027] 本发明实施例的有益效果是：
[0028] 本发明实施例，在第一和第二晶体管的栅极没有连接时，电压产生单元藉由禪合 (如电容禪合）的方式禪合电压至该第二晶体管的栅极，从而使得该开关电流源电路的偏 置电压（第二晶体管栅极处的电压）不需要长的稳定时间，从而可W由第二晶体管提供快 速开关输出电流。
【附图说明】
[0029] 图1是根据本发明实施例的开关电流源电路的结构示意图；
[0030] 图2是根据本发明另一实施例的开关电流源电路的结构示意图；
[0031] 图3是图2的开关电流源电路的信号波形示意图；<