高效电流源/电流槽DAC的制作方法

高效电流源/电流槽dac
技术领域
1.本文涉及高效电流源或电流槽数模转换器(dac)，更具体地，涉及一种能够在消耗最小功率的同时提供可编程输出电流的高效电流源或电流槽dac。


背景技术：

2.可编程电流源或电流槽数模转换器(dac)通过将精密dac电压或电流通过输出电路转换为高输出电流来工作。高输出电流可以为300ma或更大。这种电流源/电流槽dac在光通信系统中已经用于光学元件偏置。这些电流源/电流槽dac中的大多数都具有用于精密dac内核(vdd
dac
)的独立电源引脚和可实现更高电源效率的输出电路(v
ddx
/v
ssx
)。通常，总功率的大部分在输出电路中耗散。减少功耗的解决方案是降低输出电路的电源电压。对于电流源dac，通过将输出电路的电源电压设置为低于精密dac内核电源(v
ddx
<vdd
dac
)，可以节省大量功率。但是，由于存在最小的v
ddx
电压v
ddx
(min)，因此不能任意降低v
ddx
电压，低于该电压，输出电路将无法正常工作。因此，可以将v
ddx
设置为高于或等于v
ddx
(min)。v
ddx
电压的另一个限制是由于输出电路的最小压差要求。压差电压v
dropout
等于(v
ddx
‑
v
outx
)，其中v
outx
是电流源dac输出引脚上的电压。降低v
dropout
还可提高功率效率，因为输出电路功率等于v
dropout*
i
out
，其中i
out
是电流源dac的高输出电流。但是，类似于v
ddx
，v
dropout
也不能任意降低，因为电流源dac要求v
dropout
大于最小值v
dropout
(min)才能起作用。考虑到这两个限制，当将v
ddx
设置为两个电压v
ddx
(min)和v
outx
+v
dropout
(min)中的较高者，或者等效地v
ddx
＝max{v
ddx
(min)，则可以实现更低的功耗和更高的电源效率，v
outx
+v
dropout
(min)}。
3.电流源dac的典型应用是半导体光放大器(soa)偏置。soa可以放大光，而无需将其转换为电能。为了获得最佳性能，需要非常精确的偏置(最高16位dac分辨率)。另外，期望将soa放置在物理上小的光学模块中，因此也期望减小功耗。因此，在使用电流源dac偏置soa的情况下，输出电压v
outx
等于v
soa
，其中v
soa
是soa正向电压。通常，v
soa
>v
ddx
(min)，因此为了提高电源效率，可以将v
ddx
设置为v
outx
+v
dropout
(min)或等效地设置为v
soa
+v
dropout
(min)，以减少总功耗。v
soa
和v
dropout
(min)并非恒定电压，并且会由于已编程的dac输出电流的变化、工艺变化、电压电平或温度的变化或随时间的变化而动态变化。但是，v
ddx
电压通常设置为恒定电压，并且不能动态调节。因此，通常使用v
soa
和v
dropout
(min)的最坏情况值来设置v
ddx
，以确保当v
soa
和v
dropout
(min)变化时，电流源dac保持功能。
4.在编程的dac输出电流、工艺变化、电压、温度和时间范围内，v
soa
和v
dropout
(min)的最坏情况值与其标称值相比有很大变化，因此在标称条件下会导致电流源dac产生过多的功耗。因此，期望能够在存在上述v
soa
和v
dropout
(min)变化的情况下动态地调节v
ddx
电压，使得与将v
ddx
电压设置为恒定电压且不进行动态调整的情况相比，电流源dac的功耗降低了。


技术实现要素：

5.至少由于上述原因，期望提供一种技术，以响应于由于工艺变化、电压、温度或时间引起的v
outx
和v
dropout
(min)的变化而动态地增大或减小电流源/电流槽dac的(v
ddx
/v
ssx
)电
压。本文档提供了一种高效电流源或电流槽dac的描述，该电流源或电流槽dac可以通过连续跟踪输出电压v
outx
和最小压降要求v
dropout
(min)的变化，动态调整其自身的输出电路电源电压，以减少电流源或电流槽dac中的功耗。电流源/电流槽dac的输出电路电源通常由dc
‑
dc电压转换器提供，以提高电源效率。可以进一步提供具有电源控制引脚(ps_ctrl)的电流源/电流槽dac，其可以通过从其ps_ctrl引脚吸收/提供控制电流(i
ctrl
)来调节dc
‑
dc电压转换器的输出电压。虽然示出了针对电流源/电流槽dac的所示实施方式，但是本文描述的技术可以扩展到具有类似输出电路的任何电路，该电路将通过动态地调整其自身的电源来更有效地操作。
6.例如，可以提供电流源/电流槽dac，该电流源/电流槽dac可动态调整向电流源/电流槽dac的v
ddx
/v
ssx
引脚供电的dc
‑
dc电压转换器，从而使电流源/电流槽dac的工作效率更高。如前所述，理论上，当v
ddx
＝max{v
ddx
(min)，v
outx
+v
dropout
(min)}时，可以获得最高的功率效率。
7.电流源或电流槽dac可以包括可将数字代码转换为模拟电压信号的精密dac内核、将精密dac内核的输出(模拟电压信号)转换为模拟电流信号的跨导电路、以及输出电路，其将跨导电路生成的模拟电流信号作为输入，并将模拟电流信号放大为高输出电流信号，以设置所需的电流输出，例如用作电流源或电流槽dac的输出。电流源或电流槽dac还可以包括专用于输出电路的专用电源引脚。专用电源引脚可以连接到dc
‑
dc电压转换器的输出，该转换器可以包括反馈引脚和电压设定电阻器网络。电流源或电流槽dac可以进一步包括电源控制引脚，该电源控制引脚可以灌电流或提供控制电流。该控制电流可以耦合到反馈引脚和dc
‑
dc电压转换器的电压设定电阻器网络，并且可以调节dc
‑
dc电压转换器的输出电压。
8.跟踪v
outx
和v
dropout
(min)变化的高效电源控制回路(hepscl)可用于调节控制电流，以使dc
‑
dc电压转换器的输出可以基本等于max{v
ddx
(min)，v
outx
+v
dropout
(min)}，与将dc
‑
dc电压转换器的输出设置为恒定电压且不进行动态调整的情况相比，具有更高的电源效率。hepscl可以实现为dc
‑
dc电压转换器的主控制环路的辅助控制环路，并且基本上不会干扰主控制环路的动态。还可以将hepscl设计为在检测到丢失条件时开启(例如v
ddx
(min)<v
outx
+v
dropout
(min))，否则将其关闭。可以设计dc
‑
dc电压转换器的电压设定电阻器网络，以便在未检测到压差条件且hepscl关闭时，dc
‑
dc电压转换器的输出可以等于v
ddx
(min)。当检测到跌落情况时，hepscl接通，并将dc
‑
dc电压转换器的输出电压动态增加到v
outx
+v
dropout
(min)，与将dc
‑
dc电压转换器的输出设置为恒定电压相比，这可以提高电源效率。
9.本控制方法的显着潜在好处是，由于可以减少功耗，因此精密电流源/电流槽dac的自发热降低。结果，还可以减少dac重要性能参数的温度漂移，例如非线性、失调和增益误差。
10.在某些方面，本公开涉及一种通过跟踪输出电压的变化和最小压降电压要求来动态调节输出电路电源电压以减少电流源或电流槽数模转换器中的功耗的电路，该电路包括：电流源或电流槽数模转换器中的至少一个，包括将数字代码转换为模拟电流输出的数模转换器电路；输出电路，放大所述数模转换器电路的模拟电流输出，以设置期望的高电流输出，用于应用于所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出；和供电电路，向所述输出电路供电，并且向所述至少一个电流源或电流槽数模转换器供应电源控制电流，以响应
于以下至少之一的变化来调节所述供电电路的输出：所述输出电路的输出或所述输出电路的最小压降要求。
11.在某些方面，本公开涉及一种通过跟踪输出电压和最小压降电压要求的变化来动态调节输出电路电源电压，以减少所述电流源或电流槽数模转换器中至少一个的功耗的方法，其中所述电流源或电流槽数模转换器中的至少一个包括数模转换器电路，该电路将数字代码转换为模拟电流输出，该方法包括：放大所述数模转换器电路的模拟电流输出，以设置期望的高电流输出，用于应用于所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出；和向输出电路供电，并且向所述至少一个电流源或电流槽数模转换器供应电源控制电流，以响应于以下至少之一的变化来调节所述供电电路的输出：所述输出电路的输出或所述输出电路的最小压降要求。
12.在某些方面，本公开涉及一种用于偏置半导体光放大器(soa)的电路，该电路包括：以可编程电流偏置的光学组件，该可编程电流由电流源或电流槽数模转换器中至少一个的输出供应，其中所述至少一个电流源或电流槽数模转换器包括：输出电路；和耦合到供电电路的电源控制电流，所述供电电路向所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出电路供电，所述电源控制电流响应于以下至少之一的变化来调节所述供电电路的输出：所述输出电路的输出或所述输出电路的最小压降要求。
13.本部分旨在提供本专利申请的主题的概述。并不旨在提供本发明的排他性或穷举性的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的更多信息。
附图说明
14.在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文档中讨论的各种示例。
15.图1说明了一个可编程电流源数模转换器(dac)，该转换器将精密dac电压转换为高输出电流
16.图2示出了用于半导体光放大器(soa)偏置的可编程电流源dac的应用。
17.图3示出了高效电流源dac。
18.图4示出了用于实现用于电流源dac的电源控制电流i
ctrl
的电路。
19.图5示出了当多个dac通道连接到单个电源时用于实现电源控制电流i
ctrl
的电路。
20.图6示出了dc
‑
dc电压转换器，其后跟随低压差稳压器和电流源dac，该电流源dac动态地调节dc
‑
dc电压转换器和低压差稳压器两者以实现更高的功率效率。
21.图7示出了高效电流槽dac。
22.图8示出了用于为电流槽dac实现电源控制电流i
ctrl
的电路。
23.图9示出了用于实现用于电流源dac的电源控制电流i
ctrl
的另一电路。
24.图10是说明由同一电源供电的三个电流源dac的菊花链连接的框图。
25.图11示出了用于实现由同一电源供电的多个电流源dac的电源控制电流i
ctrl
的电路。
具体实施方式
26.该文件描述了一种用于动态调节电流源/电流槽dac的输出电路的电源电压的电路和方法，从而与没有这种动态调节的情况相比，电流源/电流槽dac以更高的功率效率工作。响应于电流源/电流槽dac的输出电压的变化，可以连续地调节输出电路的电源电压，并且还响应于输出电路的最小压降电压要求的变化，这可能是由于编程输出电流的变化、制造工艺变化、电压水平、温度的变化以及随时间变化(例如组件老化)而引起的。虽然实现的重点是dac，但所描述的技术可以扩展到具有类似输出电路的任何电路，该输出电路可输出可编程负载电流。
27.可编程电流源dac
28.图1说明了一个可编程电流源数模转换器(dac)，该转换器将精密dac电压转换为高输出电流，该高输出电流可以提供给芯片(外部电流)。图1所示类型的可编程电流源dac可用于光通信中以用于光组件偏置，特别是用于需要诸如300ma或更高的高输出电流的应用中。光通信应用可能需要非常精确的电流偏置，例如，偏置半导体光放大器(soa)以实现特定的光学增益或调整与掺铒光纤放大器(edfa)一起使用的激光泵的激光二极管的输出功率。光学部件还可包括通过电流偏置调节的可变光衰减器(voa)。如图1所示，还可以提供单独的精密dac内核(vdd
dac
)和输出电路电源(v
ddx
)，例如提高功率效率。
29.在图1中，可编程电流源/电流槽dac 100可以在可由低功率电压源(vdd
dac
)供电的精密dac 102处接收数字数据(code)。该数字数据(code)允许响应于数字数据(code)的变化而通过改变精密dac 102的输出电压来对电流源dac 100进行编程。可以将精密dac 102的输出施加到跨导电路，例如在共同拥有的美国专利9,203,350中描述的类型，例如可以包括与可变电阻器120串联连接的n沟道fet 110。跨导电路将精密dac 102的输出电压转换为电流。在图1中，fet 110的漏极112可以连接到跨导电路输出节点114，而fet 110的源极116可以在电阻器节点118处连接到可变电阻器120的第一端子。可变电阻器120的端子可以连接到参考电压节点，例如接地(gnd)。fet 110的栅极122可以用作跨导电路的控制端子。可以配置差分放大器124，使得其输入信号是精密dac 102的输出，可以将其提供给差分放大器124的同相输入126。有效地表示可变电阻器120两端的电压的电阻器节点118处的电压可以连接到差分放大器124的反相输入128。差分放大器124的输出130可以提供给n沟道fet 110的栅极122。在这种配置中，差分放大器124可以形成负反馈环路的一部分，以使跨导电路的操作线性化，例如通过将高放大器增益和负反馈相结合，使跨导电路的整体响应对fet 110的响应中的非线性非线性敏感。可以通过使用数字控制信号(span)来控制跨导电路的跨导，以便改变电阻器节点118和参考电压节点(gnd)之间的阻抗。应当注意，跨导电路是电流源dac 100的可选电路，并且仅当精密dac 102的输出是模拟电压信号时才使用。当精密dac 102的输出是模拟电流信号时，跨导电路不用于电流源dac 100的操作。
30.为了放大跨导电路的输出电流或者在不存在跨导电路的情况下放大精密dac 102的输出电流以为图1的可编程电流源dac 100产生高输出电流，输出电路还可包括一对可变电阻器132和134、差分放大器140和p沟道输出fet 148。可变电阻器132可以设置在跨导电路输出节点114和输出电路电源引脚v
ddx
之间，而可变电阻器134可以设置在输出电路电源引脚v
ddx
和节点136之间。如图所示，输出电路还包括差分放大器140，跨导电路输出节点114可以连接到差分放大器140的非反相输入138，而节点136可以连接到差分放大器140的反相
输入142。差分放大器140提供输出144到p沟道输出fet 148的栅极146，p沟道输出fet 148的源极150连接到节点136，漏极152连接到可编程电流源dac 100(outx)的输出，以向负载提供高电流输出。例如，outx可以为半导体光放大器提供高幅度偏置电流(例如，＞300ma)。为了改变输出电路的电流增益，可变电阻器132和134的值可以使用数字控制信号(span)来控制，该数字控制信号改变在输出电路电源v
ddx
与差分放大器140的各个输入处的各个节点114和136之间的各个电阻。在该配置中，差分放大器140迫使电阻器132和134上的电压降相等。通过控制电阻器134的电阻远小于电阻器132，从跨导电路的输出到电流源dac 100输出的高电流增益可以实现，因为该增益等于电阻132和电阻134的电阻比。
31.图2示出了诸如图1所示类型的可编程电流源dac 100用于半导体光放大器(soa)偏置的应用。soa可以放大光而无需将光转换为电。此过程需要非常精确的偏置才能获得最佳性能(例如，最高16位dac分辨率)。而且，由于soa通常放置在物理上很小的光学模块中，因此降低功耗非常重要。在示例中，可以将输出电路电源v
ddx
设置为v
outx
+v
dropout
(min)以降低功率，其中v
outx
是电流源dac 100的漏极152上的电压，而v
dropout
(min)是使电流源dac 100保持顺从性和功能所需的最小压降电压。压降电压是输出电路两端的电压降，等于v
ddx
‑
v
outx
。在图2的示例中，v
outx
可以等于v
soa
，它是soa 200的正向电压。v
dropout
(min)要求源于电阻器134和p通道输出fet 148都具有有限的直流电阻的事实。由于电流源dac 100的高输出电流流经电阻器134和p通道输出fet 148，由于欧姆定律，它会在这些器件上引起电压降，等于i
out
·
{r
dc
(r 134)+r
dcmin
(pfet 148)}，其中i
out
是电流源dac 100的高输出电流，r
dc
(r 134)是电阻134的直流电阻，r
dcmin
(pfet 148)是p通道输出fet148的最小直流电阻。因此，为了使电流源dac 100起作用，压差电压v
ddx
‑
v
outx
应该大于或等于v
dropout
(min)的最小压差要求。
32.在图2所示的示例中，v
soa
的典型值为2v，v
dropout
(min)的典型值为0.5v。因此，可以将v
ddx
电源电压设置为v
soa
+v
dropout
(min)＝2.5v，并且将soa偏置为300ma正向电流。重要的是要注意，输出电路的功耗等于压差电压*i
out
或等效于0.5v
·
0.3a＝0.15w。同时，可以将用于精密dac 102(vdd
dac
)的电源设置为5v，并且仅提供1ma的电流。因此，精密dac 102的功耗仅为5v
·
0.001a＝0.005w。电流源dac的功率效率可以定义为其中p
dac
是电流源/电流槽dac的功耗，p
total
是从电源获取的总功率，等于v
ddx
*i
out
+vdd
dac
*i
dac
，其中i
dac
是精密dac 102的电源电流。对于图2中的示例，如前所述，一般而言，总功率的大部分可以在输出电路中耗散。这也突出了为精密dac 102和输出电路使用单独的电源引脚的好处。通过使用单独的输出电路电源引脚，可以将v
ddx
设置为低于vdd
dac
，并可以降低功耗。但是，应当注意，不能将v
ddx
设置为任意低。输出电路中使用的差分放大器140还使用v
ddx
作为其电源，以实现良好的电源抑制性能，并导通和关断p沟道输出fet 148，而不会对其栅极氧化物施加过高的电压。差分放大器(如在输出电路中使用的放大器)要求其电源电压高于某一电压才能正常工作。差分放大器140对于电流源dac 100的正常工作是不可或缺的。因此，为了使电流源起作用，输出电路电源v
ddx
必须大于最小电压v
ddx
(min)。
33.v
ddx
不能任意降低的另一个原因是压差要求。对于图2的示例可以看出，压差电压
v
ddx
‑
v
outx
可以等于v
dropout
(min)值，即2.5v
‑
2.0v＝0.5v。这是功耗的最佳情况，因为如果将v
ddx
设置为较低以节省功耗，则压差电压v
ddx
‑
v
outx
将小于最小压差要求v
dropout
(min)，因此电流源dac 100将无法正常工作。可以针对更低的功耗和更高的功率效率对本示例进行优化。结合最小v
ddx
电压要求和最小压降电压要求，通过使v
ddx
基本上等于v
ddx
(min)电压和v
outx
+v
dropout
(min)电压或等效的max{v
ddx
(min)，v
outx
+v
dropout
(min)}中的较大者，可以显着降低电流源dac 100的功耗。
34.当在存在过程，电压或温度变化的情况下分析图2的示例时，可以观察到与电流源dac 100的功能有关的问题。作为示例，如果soa 200的正向电压由于温度的原因高出0.1v，压差电压将等于2.5v
‑
2.1v＝0.4v，低于最小压差要求v
dropout
(min)，这将导致电流源dac 100无法为soa200提供300ma偏置电流。解决此问题的一种方法可能是，根据工艺变化、电压电平、温度和时间，将v
ddx
电压设置为最差情况下的v
outx
和v
dropout
(min)值。例如，可以使用2.2v的最坏情况soa电压代替2v的典型值，而可以使用0.7v的最坏情况v
dropout
(min)电压代替典型的0.5v。在这种情况下，v
ddx
将设置为2.2v+0.7v＝2.9v。v
ddx
＝2.9v将在最坏情况下保证电流源dac 100可以正常工作。但是，典型情况下的功耗会大大增加。例如，当v
ddx
设置为2.9v且soa电压为典型值2.0v时，压差电压将为2.9v
‑
2.0v＝0.9v，且对于300ma偏置情况，输出电路功耗为0.9v
·
0.3a＝0.27w。这远高于早先计算的0.5v
·
0.3a＝0.15w的典型功耗。由于因此功率效率也将较低。鉴于图2的示例的这一缺点，期望实现能够动态调整输出电路电源vddx的电路和方法，以在由于工艺、编程的dac电流、电压、温度和老化相关的变化而导致v
outx
和v
dropout
(min)发生变化时，动态调整输出电路电源v
ddx
以实现更高的功率效率操作。
35.图3示出了高效电流源dac 300的示例。在图3中，包括降压转换器芯片310的高效dc
‑
dc电压转换器305可以用于：对于图1和图2的电路，将vdd
dac
电压降低至v
ddx
电压。如在图2的示例中，可以假定vdd
dac
约为5v，而v
ddx
约为2.5v。通常，存在一个电压设定电阻器网络来设置dc
‑
dc电压转换器的输出电压。在图3中，该电压设定电阻器网络可以由反馈电阻器r2(332)和终端电阻器r1(334)形成。电阻器r2(332)可以从dc
‑
dc电压转换器305的输出节点v
ddx
连接到降压转换器芯片310的v
fb
引脚330，而r1(334)可以从降压转换器芯片310的v
fb
引脚330连接到gnd。在此配置中，v
ddx
可计算为：(1+r2/r1)
·
v
fb
，其中v
fb
是降压转换器芯片310的特定反馈电压，通常在1.25v至0.6v之间。
36.如上所述，将dc
‑
dc电压转换器305的输出设置为v
dropout
(min)和v
outx
的最差情况值可能是不利的，特别是对于功耗而言，因为v
dropout
(min)和v
outx
都可以变化很大，例如，随着编程的dac代码、制造工艺参数、电压水平或温度变化而变化。当使用由r2和r1形成的电压设定电阻器网络设置v
ddx
时，它可能是一个恒定电压，可能在最坏的情况下被设置，并且无法动态调整。如前所述，期望通过响应于v
outx
和v
dropout
(min)的值的变化而动态地调节v
ddx
电压来进一步降低功耗。但是，这不能仅通过使用电压设定电阻器网络来实现，因为这会导致恒定电压v
ddx
输出。
37.为了解决这个问题，可以将图3的电流源dac 300修改为包括电源控制引脚ps_ctrl 320，该电源控制引脚可以耦合到降压转换器芯片310的反馈引脚(v
fb
)330和dc
‑
dc电压转换器305的电压设定电阻器网络。图3的dc
‑
dc电压转换器305包括降压转换器芯片310。
对于电流源dac，也可以使用降压/升压转换器芯片。对于电流槽dac，可以使用反相转换器芯片或sepic转换器芯片。
38.对于图3所示的电流源dac 300，ps_ctrl可以是电流槽输出，其调整v
ddx
以使其中i
ctrl 340是流过电流源dac 300的ps_ctrl引脚320的电流。如前所述，存在最小的输出电路电源电压v
ddx
(min)，以使电流源dac 300正常工作。如果选择电阻器r2和r1的值使得使得vddx＝vddx(min)+ictrl
·
r2，则由于v
outx
和v
dropout
(min)电压因工艺变化、电压水平、温度和时间等因素而变化，电流源dac 300可以通过调节i
ctrl
电流340可动态调节v
ddx
电压，从而降低功耗并提高功率效率。重要的是要注意，这种调节v
ddx
电源电压的方法可以与市售的dc
‑
dc电压转换器一起使用，并且不需要对dc
‑
dc电压转换器芯片(例如图3中使用的降压转换器芯片310)进行任何更改或自定义。
39.如前所述，v
ddx
电压应等于max{v
ddx
(min)，v
outx
+v
dropout
(min)}，以提高电源效率。如果为了更高的功率效率将v
ddx
设置为v
ddx
(min)，则电流源dac 300应将i
ctrl
电流340调节为等于零安培。类似地，如果v
ddx
应等于v
outx
+v
dropout
(min)，则电流源dac 300应增加i
ctrl
电流340，直到v
ddx
等于v
outx
+v
dropout
(min)。这可以通过建立一个高效电源控制回路(hepscl)来实现，该环路将输入v
ddx
(min)、v
outx
、v
dropout
(min)作为输入，并且与将v
ddx
设置为恒定电压的情况相比，输出i
ctrl
电流340用于动态调整输出电路电源v
ddx
，以实现更高的功率效率操作。
40.如果根据下面定义的公式设置了i
ctrl
电流340，则hepscl可以保证正确的电流源dac操作以及更高的电源效率，即使在由于工艺变化、电压电平、温度和时间而导致v
outx
和v
dropout
(min)电压变化的情况下：
41.则，
42.vddx＝vddx(min)，for voutx＜vddx(min)
‑
v
dropout
(min)voutx+v
dropout
(min)，for voutx≥vddx(min)
‑
v
dropout
(min).
43.v
outx
是电流源dac 300的输出电压，v
ddx
(min)是适当电流源dac工作的最小输出电路电源电压，v
dropout
(min)是适当的电流源dac操作所需的最小压降电压(v
ddx
‑
v
outx
)，并且r2是dc
‑
dc电压转换器305的电压设定电阻器网络的反馈电阻器r2 332的电阻。根据上述公式实现i
ctrl
的一个重要优点是，仅当检测到压差条件v
outx
≥v
ddx
(min)
‑
v
dropout
(min)时，才使用hepscl。如果未检测到跌落条件，则i
ctrl
等于零安培，hepscl有效关闭。这允许将hepscl实施为辅助控制回路(仅在需要时使用)，并且放宽了hepscl的速度和稳定性要求，因为hepscl不需要成为dc
‑
dc电压转换器305的主控制回路的一部分。
44.返回参考图2的示例，与针对最坏情况参数将v
ddx
电压设置为恒定电压相比，可以针对使用hepscl来动态调整v
ddx
电压的情况计算功率效率提高。对于最差的v
outx
＝2.2v和v
dropout
(min)＝0.7v的情况，当将v
ddx
设为恒定电压且未进行动态调整时，典型soa电压和v
dropout
(min)情况下的功率效率计算为当使用hepscl动态调整v
ddx
电压时，对于典型的soa电压和v
dropout
(min)，效率仍为因为hepscl跟踪soa电压和v
dropout
(min)并会动态调整v
ddx
＝2.5v。对于soa电压和v
dropout
(min)都因温度变化而分别变为最坏
情况下的2.2v和0.7v的情况，那么hepscl将动态调整v
ddx
＝2.9v，相应的效率为其比将v
ddx
电压设置为恒定电压且不使用hepscl时所达到的效率68.6％更高。使用hepscl不仅可以在典型条件下提供更高的效率，而且当v
outx
和v
dropout
(min)由于编程的dac代码、温度、电压电平或时间可能发生变化而变化到最坏情况时，也会带来更高的效率。
45.对于图3所示类型的电流源dac 300，可以在图4所示类型的电路中实现这种电路，该电路在hepscl中使用，该hepscl以v
ddx
(min)、v
outx
和v
dropout
(min)作为输入并输出ictrl电流340。例如，v
ddx
(min)可以是恒定电压，并且可以使用诸如带隙电压基准之类的电路来产生。另一方面，v
dropout
(min)可以是随过程变化、温度和时间而变化的电压，并且可以由hepscl动态跟踪。这可以使用电流源dac 300输出电路的较小比例的副本(例如，1/100
th
)来实现，特别是使用电阻器134和p沟道输出fet 148的较小比例的副本来实现。通过将这种较小比例副本放置在实际输出电路的物理位置附近，可以跟踪由于工艺、温度、物理应力和时间引起的变化。
46.如图4所示，电阻器r
replica 408可以用作输出电路的电阻器134的较小比例副本。类似地，p沟道fet m
replica 410可以用作输出电路的p沟道输出fet 148的较小比例副本。可以从带隙电压基准生成的vddx(min)电压副本(v
ddx
(min)
replica
)可以应用于差分放大器404的同相输入402。差分放大器404的输出412可以连接到反相输入406以形成单位增益缓冲器。该单位增益缓冲器缓冲v
ddx
(min)
replica
电压，并允许其驱动电阻器r
replica 408和p沟道fet m
replica 410，同时还允许v
ddx
(min)
replica
电压保持恒定。电阻器r
replica 408的第一端子可以连接到单位增益缓冲器404的输出412，并且电阻器r
replica 408的第二端子可以连接到p沟道fet m
replica 410的源节点。p沟道fet m
replica 410的漏极节点可以连接到电流源i
replica 413的第一端子，并且电流源i
replica
413的第二端子可以连接到ground。电阻器r
replica 408、p沟道fet m
replica 410和电流源i
replica 413的这种串联连接是由电阻器134和p沟道输出fet 148形成的电流源dac 300的输出电路的较小比例的副本(例如，1/100
th
)，以i
replica
电流偏置，这是电流源dac 300的高输出电流的按比例缩小版本。在这种情况下，p沟道fet m
replica 410的栅极节点在图4的ground节点的情况下应连接到电路中的最大负电压，因为当其栅极处于可能的最低电压时，可以实现p沟道fet的最小直流电阻。在这种配置中，电阻r
replica 408和p沟道fet m
replica 410两端的电压降或等效地在输出412和节点414之间的电压差可以基本等于电流源dac 300的输出电路的最小压差电压要求v
dropout
(min)，并且可以动态地跟踪由于编程的dac电流、工艺变化、温度和时间导致的vdropout(min)的变化。当使用用于编程精密dac 102的相同数字数据(code)对i
replica
413进行编程时，就可以实现这一点。这种编程方法导致i
replica 413是电流源dac 300的高输出电流的按比例缩小版本，因此，电阻器r
replica 408和p沟道fet m
replica 410的工作电流密度与电流源dac 300的输出电路的电阻器134和p沟道输出fet 148相同。除了诸如过程变化、电压电平、温度和时间之类的其他变化之外，在存在已编程的dac代码变化的情况下，电流源dac 300的最小压降电压要求也是如此。
47.在图4的电路中，输出412处的电压可以基本上等于v
ddx
(min)，并且输出412与节点414之间的电压差可以基本上等于v
dropout
(min)。根据基尔霍夫电压定律，这导致节点414的
电压基本等于v
ddx
(min)
‑
v
dropout
(min)。基于产生更高功率效率操作的用于i
ctrl
的等式，可以从输出电压v
outx
中减去节点414处的电压以便产生i
ctrl
。这可以通过使用由差分放大器426、418和436以及电阻器458、460、462和464形成的缓冲减法器电路来实现。放大器426可以以单位增益缓冲器配置连接，并缓冲电流源dac 300的输出电压v
outx
。这导致节点428基本等于v
outx
。以类似的方式，放大器418可以以单位增益缓冲器配置连接并且缓冲节点414。因此，节点420可以基本上等于可以等于v
ddx
(min)
‑
v
dropout
(min)的节点414。放大器436和电阻器458、460、462和464形成衰减减法器，使得节点438处的放大器436的输出可以基本上等于衰减减法器将差值衰减或除以m，这将节点438上的电压摆幅降低了相同的量。m可以是大于或等于5的整数，以实质上衰减节点438上的电压摆幅。这简化了放大器436的设计，因为使用衰减减法器其输出电压摆幅要小得多。
48.图4中的电路的输出级可以是跨导级，其利用放大器442、n沟道输出fet 448和电阻器400将节点438处的电压转换为电流i
ctrl
。i
ctrl
等于以实现更高的电源效率。这可以通过将电阻器400的电阻设置为r2/m来实现，因为i
ctrl
等于节点438上的电压与电阻器400的电阻值之比。
49.图4的实现将v
ddx
(min)、v
outx
和v
dropout
(min)作为输入，并产生更高功率效率操作所需的i
ctrl
。通过将i
ctrl
流经的ps_ctrl引脚320耦合到v
fb
引脚以及提供v
ddx
电压的降压转换器芯片310的电压设定电阻器网络，可以实现hepscl。应当注意，由于编程的dac电流、工艺变化、温度、电压电平或时间、电压v
outx
和v
dropout
(min)可以动态变化，并且图4所示的电路实现将允许hepscl跟踪v
outx
和v
dropout
(min)的变化并动态调整i
ctrl
，因此，与将v
ddx
设置为恒定电压且不进行动态调整时相比，电流源dac可以以更高的功率效率工作。还应当注意，图4所示的实施方式是i
ctrl
电流传递函数的一种可能的实施方式。对于本领域技术人员将显而易见的是，可以利用不同的实现方式，包括但不限于模拟电流域的加法和减法等。
50.在两个或更多个电流源dac通道共享一个输出电路电源引脚v
ddx
的情况下，可以应用在图4中实现的方法。图5示出了在单个v
ddx
电源上包括两个电流源dac 300通道的示例。在这种情况下，模拟比较器500可以确定两个电流源dac 300的输出电压v
outx(0)
、v
outx(1)
等之中的较高的输出电压v
outx
(max)，并且可以通过使用开关520、530切换到相应的差分放大器426、510等，强制i
ctrl
跟踪较高的v
outx
电压。在这种情况下，v
ddx
可以等于v
outx
(max)+v
dropout
(min)，其中v
outx
(max)可以是具有较高电压的电流源dac 300通道的输出电压。另一选择可以是将一个通道(例如，电流源dac 300的较高电流通道)分配为主通道，并使用该通道生成i
ctrl
。
51.某些应用可能要求为电流源dac或电流槽dac供电的电源还为一个或多个其他电路供电，包括但不限于模数转换器、电压基准和放大器。在某些此类应用中，电流源dac的最小电源电压v
ddx
(min)可能太低而无法操作这些附加电路。根据本公开，诸如下面关于图9所描述的，可以使用用户可编程的最小电压v
ddx
(prog)来代替最小电压v
ddx
(min)。
52.图9示出了用于实现用于电流源dac的电源控制电流i
ctrl
的另一电路。图9中的某些组件与图4中的组件相似，并且为了简洁起见，将不再描述。图9中的电路900可以包括电压数模转换器(vdac)902，其由用户提供的数字控制信号例如数字字来控制。vdac 902可以产生最小电源电压v
ddx
(prog)。
53.由与电流源dac(或电流槽dac)相同的电源供电的每个附加电路可以具有最低电源电压要求。通过将最小电源电压v
ddx
(prog)编程为这些最小电源电压要求中的最高电压，可以使电源的输出电压始终高于v
ddx
(prog)电压，这可以确保满足附加电路的所有最低电源电压要求。这可以允许在存在附加电路的情况下动态调整电流源dac电源，从而与不进行动态调整的情况相比，电流源dac以更高的功率效率工作。应当注意，图9中的vdac 900的添加可以应用于本公开中的其他电路，诸如图5中所示的电路。
54.可以将图4中实现的方法扩展到其中两个或多个电流源dac集成电路(ic)由同一电源供电的实现方式，如图10所示。
55.图10是说明由同一电源供电的三个电流源dac的菊花链连接的框图。如图10所示，电源1000可以为电流源dac 1002、电流源dac 1004和电流源dac 1006供电。尽管描述了三个电流源dac，但是这些技术适用于耦合到同一电源1000的两个电流源dac或耦合到同一电源1000的三个以上电流源dac。
56.在图10所示的菊花链配置中，每个电流源dac可包括两个附加引脚，即电源控制输出引脚(“ps_ctrl_out”)和电源控制输入引脚(“ps_ctrl_in”)。引脚ps_ctrl_out的作用类似于图4的ps_ctrl引脚。
57.在图10中，只有一个电流源dac，即dac 1002，其ps_ctrl_out引脚直接连接到电源反馈(“fb”)节点。其他电流源dac 1004、1006彼此耦合，并且能够将其需求传达给耦合至电源的电源反馈节点的电流源dac 1002。链中的每个电流源dac都可以生成自己的ictrl电流，如上面相对于图4所述。但是，在将ictrl电流输出到ps_ctrl_out引脚之前，电流源dac(例如电流源dac 1002)将内部生成的ictrl电流与ps_ctrl_in引脚上可能存在的ictrl电流进行比较。
58.图11示出了用于实现由同一电源供电的多个电流源dac的电源控制电流ictrl的电路。图11中的某些组件与图5中的组件相似，并且为了简洁起见，将不再描述。
59.图11示出了用于图10的电流源dac 1002的两个引脚ps_ctrl_out和ps_ctrl_in、由图10的电流源dac 1002内部生成的电流ictrl#1以及从图10的电流源dac 1004的ps_ctrl_out引脚接收的存在于图10的dac 1002的ps_ctrl_in引脚上的电流ictrl#2。电流源dac可以控制开关1102、1104的选择，其可以控制要在ps_ctrl_out引脚输出的两个电流ictrl#1和ictrl#2中较高的一个的选择。这可以确保具有最高电流ictrl并因此具有最高电源电压要求的电流源dac将控制电源，从而确保链中所有电流源dac正常工作，如图10所示。
60.适用于超低噪声应用的后期ldo
61.对于某些低噪声应用，可能需要连接在dc
‑
dc电压转换器305和电流源dac 600之间的ldo(低压降)后稳压器。可以提供后置ldo稳压器，以帮助衰减或滤除dc
‑
dc电压转换器305的纹波噪声，以实现超低噪声电流源dac 600的运行。dc
‑
dc电压转换器305和ldo稳压器均可可选地串联控制，其中dc
‑
dc电压转换器305的输出和ldo稳压器的输出动态地增加或减少相同的量，因此，与将dc
‑
dc电压转换器和ldo稳压器的输出均设置为恒定电压且不进行动态调节的情况相比，电流源dac600和ldo稳压器更有效地工作。
62.图6示出了开关模式dc
‑
dc电压转换器305，其后是后置ldo稳压器605。在图6中，后置ldo稳压器605可以包括由ldo反馈电阻器r2_ldo 622和ldo终端电阻器r1_ldo 624形成
的电压设置电阻器网络。可以通过电阻器r2_ldo 622和r1_ldo 624的电压设定电阻器网络来设置作为电流源dac 600的输出电路的电源的ldo稳压器605的输出v
ddx
，并且名义上可以等于(1+r2_ldo/r1_ldo)
·
v
adj
，其中，v
adj
是节点620处的稳压器特定调节电压。在一个示例中，可以选择电阻器r2_ldo 622和r1_ldo 624，使得(1+r2_ldo/r1_ldo)
·
v
adj
＝v
ddx
(min)类似于图3的电阻器r2 332和r1 334。同样，然后可以将dc
‑
dc转换器305的反馈电阻器r2 332和终端电阻器r1 334设置为使得(1+r2/r1)
·
v
fb
＝v
ddx
(min)+v
dropoutldo
(min)，其中v
dropoutldo
(min)是ldo稳压器特定的最小压降电压要求。
63.为了能够使用两个相同的i
ctrl
电流副本将ldo稳压器605的输出v
ddx
和dc
‑
dc电压转换器305的输出ldo_in调节相同的量，ldo反馈电阻器622的电阻值需要等于dc
‑
dc电压转换器305的反馈电阻器322的电阻值，使得r2_ldo＝r2。当满足这些条件时，可以使用流过两个单独的引脚ps_ctrl 320和ldo_ctrl 640的两个相同的i
ctrl
电流来串联控制ldo稳压器605输出v
ddx
和dc
‑
dc电压转换器305输出电压ldo_in。具有两个输出跨导级的类似于图4的实现的i
ctrl
电路可以用于生成两个电流340和650，并且这两个电流340和650可以分别耦合到节点330和620以形成hepscl。与dc
‑
dc电压转换器和ldo稳压器的输出均被设置为恒定电压的情况相比，该实施方式可以帮助确保后ldo稳压器605和电流源dac 600都以更高的功率效率工作。
64.电流槽dac的dc
‑
dc电压转换器的有效控制
65.在另一种配置中，具有ps_ctrl引脚的电流槽dac可以连接到反相dc
‑
dc电压转换器的反馈(fb)节点。对于电流槽dac，ps_ctrl可以是调节v
ssx
的电流源输出，其中r2_inv 765是反相反馈电阻，r1'_inv 770是反相dc
‑
dc电压转换器710的电压设定电阻器网络的反相终端电阻，v
ref
是反相dc
‑
dc电压转换器710的参考电压(ref引脚上的电压)。转换器710的参考电压(ref引脚上的电压)。以便vssx＝vssx(max)
‑
ictrl
·
r2_inv。在这种情况下，v
ssx
(max)≤0，它是负电流电压的最大值，以确保电流槽dac正常工作。
66.图7示出了具有ps_ctrl引脚705的电流槽dac 700，该ps_ctrl引脚705可以动态地调节反相dc
‑
dc电压转换器710的输出电压，使得与将反相dc
‑
dc电压转换器的输出设置为恒定电压并且不进行动态调节的情况相比，电流槽dac 700以更高的功率效率工作。如图7所示，电流槽dac 700可以包括低功率、精密电流输出dac 720以及包括差分放大器725、n沟道输出fet 730以及可变电阻器735和740的输出电路。输出电路可以具有专用的电源引脚v
ssx
，以专用于输出电路。类似于电流源dac 100的情况，输出电路可用于将低功率精密电流输出dac 720的输出电流放大为可通过outx引脚沉入(进入引脚)的高输出电流。还可以提供可变电阻器735和740，以改变输出电路的增益，类似于图2的电流源dac 100。
67.在此示例中，i
ctrl
电流源750可以连接在vdd
dac
与ps
‑
ctrl引脚705之间，并且可以动态调节v
ssx
电压，从而与将v
ssx
设置为恒定电压的情况相比，电流槽dac 700以更高的功率效率工作。在图7的示例中，可以使用反相dc
‑
dc电压转换器710。但是，也可以使用其他类型的dc
‑
dc电压转换器，例如sepic或buck/boost。如图7所示，ps_ctrl引脚705可以在电阻器r2_inv(765)和r1_inv(770)的电压设定电阻器网络的节点780处耦合到反相dc
‑
dc转换器
芯片760的fb引脚，以形成hepscl，其当v
outx
和v
dropout
(min)由于编程的dac代码、工艺变化、温度、电压电平和时间而变化时，hepscl可以动态调整v
ssx
电压。
68.类似于电流源dac 100的情况，当将v
ssx
设置为两个电压v
ssx
(max)和v
outx
‑
v
dropout
(min)中的较低者或等效地v
ssx
＝min{v
ssx
(max)，v
outx
‑
v
dropout
(min)}时，可以实现更低的功耗和更高的电源效率，其中v
ssx
(max)是允许功能性电流槽dac 700工作的最高v
ssx
电压，而v
dropout
(min)是电流槽dac 700的最小压降电压要求。为了在保证适当的电流槽dac 700操作的同时实现更高的功率效率，可以将i
ctrl
设置如下：
69.则
[0070][0071]
也可以为电流槽dac 700实现i
ctrl
。例如，图8示出了用于为电流槽dac 700实现电流控制信号i
ctrl
的电路，该电路在hepscl中使用，该hepscl以v
ssx
(max)、v
outx
和v
dropout
(min)作为输入并输出i
ctrl
电流。例如，v
ssx
(max)是恒定电压，并且可以使用诸如带隙电压基准之类的电路来生成。另一方面，v
dropout
(min)是随工艺变化、温度和时间而变化的电压，并且可以由hepscl动态跟踪。与电流源dac 100的情况类似，这可以通过使用电流槽dac 700输出电路的较小比例(例如，1/100
th
)副本来实现，特别是使用电阻器740和n沟道输出fet 730的较小比例副本。
[0072]
如图8所示，电阻器r
replica 808可以用作输出电路的电阻器740的较小比例副本。类似地，n沟道fet m
replica 810可以用作输出电路的n沟道输出fet 730的较小比例副本。
‑1·
v
ssx
(max)电压的副本可以施加到差分放大器804的同相输入802。差分放大器804可以单位增益缓冲器配置连接。此单位增益缓冲器804缓冲
‑1·
v
ssx
(max)
replica
电压，并使其驱动n沟道fet m
replica 810和电阻r
replica 808，同时还允许
‑1·
v
ssx
(max)
replica
电压保持基本恒定。n沟道fet m
replica 810的漏极节点可以连接到由放大器804形成的单位增益缓冲器的输出。n沟道fet m
replica 810的源节点可以连接到电阻器r
replica 808的第一端子，电阻器r
replica 808的第二端子可以连接到电流源i
replica 812的第一端子。电流源i
replica 812的第二端子可能已连接到ground。n沟道fet m
replica 810、电阻器r
replica 808和电流源i
replica 812的此串联连接是电流槽dac700的输出电路的较小比例的副本(例如1/100
th
)，由电阻器740和n沟道输出fet 730形成，由i
replica
电流偏置，i
replica
电流是电流槽dac 700的高输出电流的按比例缩小版本。n沟道fet m
replica 810的栅极节点可以连接到电路中的最高正电压，因为当其栅极处于可能的最高电压时，可以实现n沟道fet的最小直流电阻。
[0073]
在此配置中，可以使n沟道fet m
replica 810和电阻r
replica 808上的电压降或等效地节点806和814之间的电压差基本等于最小压降电压要求，电流槽dac 700的输出电路的v
dropout
(min)，并且可以动态地跟踪由于编程的dac电流、工艺变化、温度和时间而引起的v
dropout
(min)的变化。当将i
replica 812编程为电流槽dac 700的高输出电流的按比例缩小版本，可以实现此目的，使得电阻器r
replica 808和n沟道fet m
replica 810以与电流槽dac 700的输出电路的电阻器740和n沟道输出fet 730相同的电流密度工作。
[0074]
如前所述，在图8的电路中，节点806处的电压可以基本上等于
‑1·
v
ssx
(max)，并且节点806与814之间的电压差可以基本上等于v
dropout
(min)。根据基尔霍夫电压定律，这导致
节点814上的电压基本上等于
‑1·
v
ssx
(max)
‑
v
dropout
(min)。基于产生更高功率效率操作的i
ctrl
公式，可以将节点814上的该电压添加到v
outx
，然后将总和求反以生成i
ctrl
。这可以通过使用由差分放大器826、818和836以及电阻864、866和868形成的反相衰减加法器电路来实现。放大器826可以单位增益缓冲器配置连接并且缓冲电流槽dac 700的输出电压v
outx
。这导致节点828基本等于v
outx
。以类似的方式，放大器818可以以单位增益缓冲器配置连接并且缓冲节点814。节点820可以基本上等于节点814，其可以等于
‑1·
v
ssx
(max)
‑
v
dropout
(min)。放大器836和电阻器864、866和868形成反相衰减加法器，使得节点836处的放大器836的输出基本上等于反相，衰减加法器将总电压衰减或除以m，这将节点838上的电压摆幅降低了相同的量。m可以是大于或等于5的整数，以实质上衰减节点838上的电压摆幅。这简化了放大器836的设计，因为使用反相衰减加法器，其输出电压摆幅要小得多。
[0075]
图8中的电路的输出级可以是跨导级，其后是电流镜，该电流镜将节点838处的电压转换为电流i
ctrl
，然后对其进行镜像，从而提供电流i
ctrl
。放大器842、n沟道输出fet 848、电阻器858以及电流镜器件860和870形成输出级。ictrl可能被调整为等于以获得更高的功率效率运行。这可以通过将电阻器858的电阻设置为r2_inv/m来实现，因为i
ctrl
等于节点838上的电压与电阻器858的电阻值之比。图8的实现将
‑1·
v
ssx
(max)、v
outx
和v
dropout
(min)作为输入，并生成更高功率效率的操作所需的i
ctrl
。通过将i
ctrl
流经的ps_ctrl引脚705耦合到fb引脚以及提供v
ssx
电压的反相dc
‑
dc转换器芯片760的电压设定电阻器网络，可以实现hepscl。应当注意，电压v
outx
和v
dropout
(min)会由于编程的dac电流、工艺变化、温度、电压电平或时间而动态变化，并且图8所示的电路实现将允许hepscl跟踪v
outx
和v
dropout
(min)的变化并动态调整i
ctrl
，因此，与将v
ssx
电压设置为恒定电压的情况相比，电流槽dac 700可以以更高的功率效率工作。
[0076]
尽管在电流源dac 100的情况下将降压型降压dc
‑
dc转换器用于v
ddx
，但本文所述的dc
‑
dc转换器不仅可以实现为降压dc
‑
dc转换器，还可以实现为降压/升压转换器，并且升压。对于电流槽dac 700的情况，使用了反相dc
‑
dc转换器，但也可以使用单端初级电感器转换器(sepic)或降压/升压型dc
‑
dc转换器。而且，如关于图5所描述的，可以使用具有单个电源的多个dac通道；但是，只有电压较高的通道才能以较高的功率效率运行。
[0077]
调制电源的控制电流可以是电流源dac的子电路，也可以使用外部组件构建。结果，本文描述的hepscl可以被应用于现有的电流源/电流槽dac，并且可以被制造在与电流源/电流槽dac相同的硅芯片上，或者可以被实现为用于控制电源的外部电路。hepscl还可以应用于具有内置dc
‑
dc转换器的电流源/电流槽dac，以便使用控制电流(i
ctrl
)来控制dc
‑
dc转换器。而且，如关于图6所描述的，hepscl可以应用于后dc
‑
dc转换器之后具有后置ldo的电流源/电流槽dac，从而可通过相同的控制电流(i
ctrl
)串联控制dc
‑
dc转换器和后置ldo。
[0078]
除了用于光学部件偏置的应用(例如，在用于激光器的光纤模块中)之外，本文所述的电路可以用于控制激光雷达应用的电磁镜，以及控制用于生物传感器的热电冷却器。基于该描述，这些和其他应用对于本领域技术人员将变得显而易见。
[0079]
其他说明和方面
[0080]
方面1可以包括主题(例如电流源dac)，包括：电流源或电流槽数模转换器中的至少一个，包括将数字代码转换为模拟电流输出的数模转换器电路；输出电路，放大所述数模转换器电路的模拟电流输出，以设置期望的高电流输出，用于应用于所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出；和供电电路，向所述输出电路供电，并且向所述至少一个电流源或电流槽数模转换器供应电源控制电流，以响应于以下至少之一的变化来调节所述供电电路的输出：所述输出电路的输出或所述输出电路的最小压降要求。有利地，例如与将电源电路的输出设置为恒定电压并且不进行调节时相比，可以增加至少一个电流源或电流槽数模转换器的功率效率。
[0081]
在方面2，方面1的主题任选地包括：所述数模转换器电路包括提供模拟电压输出的数模转换器和跨导电路，该跨导电路将所述模拟电压输出转换为所述数模转换器电路的模拟电流输出。
[0082]
在方面3，方面1和/或2的主题任选地包括：所述电流源或电流槽数模转换器上的控制引脚，连接到所述电源控制电流并适于耦合到所述供电电路，所述电源控制电流响应于电流源或电流槽数模转换器的输出电压的变化来调节所述供电电路的输出。
[0083]
在方面4，方面1
‑
3中一项或任意组合的主题任选地包括：电源控制电流响应于所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出电路的最小压降电压要求的变化来调节所述供电电路的输出。
[0084]
在方面5，方面1
‑
4中一项或任意组合的主题任选地包括：电源控制电流响应于所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出电路的最小或最大电源电压要求来调节所述供电电路的输出。
[0085]
在方面6，方面1
‑
5中一项或任意组合的主题任选地包括：产生电源控制电流的电流控制信号电路，所述电流控制信号电路包括所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出电路的较小比例副本，所述较小比例副本确定所述输出电路的最小压降电压要求。
[0086]
在方面7，方面1
‑
6中一项或任意组合的主题任选地包括：使用数字代码进行编程的电流发生器对所述输出电路的较小比例副本进行偏置，使得所述输出电路的较小比例副本在与所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出电路相同的电流密度下工作。
[0087]
在方面8，方面1
‑
7中一项或任意组合的主题，其中利用带隙基准电压来确定输出电路的最小或最大电源电压要求。
[0088]
在方面9，方面1
‑
8中一项或任意组合的主题任选地包括：供电电路，包括dc
‑
dc电压转换器；电压设定电阻器网络；和反馈引脚，用于设置所述dc
‑
dc电压转换器的输出电压，电压设定电阻器网络包括反馈电阻器，第一端耦合到所述dc
‑
dc电压转换器的输出电压，并且第二端耦合到所述反馈引脚，所述电压设定电阻器网络还包括终端电阻器，所述终端电阻器的第一端耦合到所述反馈引脚并且第二端耦合到基本恒定的参考电压，dc
‑
dc电压转换器向电流源数模转换器的输出电路供电，该电流源数模转换器包括耦合至反馈引脚的控制引脚，电源控制电流通过控制引脚沉入，以及电流源数模转换器通过调节电源控制电流来调节dc
‑
dc电压转换器的输出电压。
[0089]
在方面10，方面1
‑
9中一项或任意组合的主题任选地包括：选择所述dc
‑
dc电压转换器的电压设定电阻器网络的反馈电阻器和终端电阻器的电阻值，使得：(1)所述dc
‑
dc电压转换器的反馈电压(2)所述反馈电阻器的电阻与所述终端电阻器的电阻之比的和乘以所
述dc
‑
dc电压转换器的反馈电压等于电流源数模转换器的输出电路的最小所需电源电压。
[0090]
在方面11，方面1
‑
10中一项或任意组合的主题任选地包括：所述电流源数模转换器通过利用电源控制回路，响应于所述输出电路的输出或所述输出电路的最小压降电压中至少之一的变化来调节所述供电电路的输出，接受：在第一输入处的电流源数模转换器(voutx)的输出电压，用于电流源数模转换器的输出电路的在第二输入处的最小所需电源电压(vddx(min))，和在第三输入处的电流源数模转换器的输出电路的最小压降电压要求(v
dropout
(min))，电源控制回路输出电源控制电流，当voutx小于vddx(min)和v
dropout
(min)之差时，所述电源控制电流的值为零，否则，其值为dc
‑
dc转换器的电压设定电阻器网络的反馈电阻器的电阻以及voutx与vddx(min)和v
dropout
(min)之差的差的函数。
[0091]
在方面12，方面1
‑
11中一项或任意组合的主题任选地包括：所述电流源数模转换器包括多个输出通道，两个或多个输出通道共享供电电路，该供电电路向所述两个或多个电流源数模转换器输出通道的输出电路供电，所述电流源数模转换器还包括：模拟电压比较器，在任何给定时间确定共享所述供电电路的两个或多个电流源数模转换器输出通道中具有较高输出电压的电流源数模转换器输出通道，并选择确定的输出通道电压，以被所述电源控制回路处理来生成电源控制电流，该电源控制电流用于调节所述供电电路的输出电压。
[0092]
在方面13，方面1
‑
12中一项或任意组合的主题任选地包括：所述电流源数模转换器包括多个输出通道，两个或多个输出通道共享供电电路，该供电电路向所述两个或多个电流源数模转换器输出通道的输出电路供电，其中两个或多个输出通道中的一个共享供电电路，该供电电路被确定为主输出通道，该主输出通道电压被选择由电源控制回路处理以生成用于调节供电电路的输出电压的电源控制电流。
[0093]
在方面14，方面1
‑
13中一项或任意组合的主题任选地包括：在所述供电电路和所述至少一个电流源或电流槽数模转换器之间的低压降(ldo)稳压器，该ldo稳压器用于滤波所述供电电路的噪声。
[0094]
在方面15，方面1
‑
14中一项或任意组合的主题任选地包括：ldo稳压器包括ldo电压设定电阻器网络和电压调整引脚，以设置ldo稳压器的输出电压，ldo电压设定电阻器网络包括：ldo反馈电阻器，其第一端耦合到ldo稳压器的输出电压，并且第二端耦合到ldo稳压器的电压调节引脚，ldo电压设定电阻器网络还包括ldo终端电阻器，其第一端耦合到ldo稳压器的电压调节引脚，并且第二端耦合到基本恒定的参考电压，ldo稳压器向电流源数模转换器的输出电路供电，并且电流源数模转换器包括与ldo稳压器的电压调节引脚耦合的ldo控制引脚，电流源数模转换器还包括ldo电源控制电流，该ldo电源控制电流基本上等于通过ldo控制引脚沉入的电流源数模转换器的电源控制电流，从而电流源数模转换器可以通过调节ldo电源控制电流来调节ldo稳压器的输出电压。
[0095]
在方面16，方面1
‑
15中一项或任意组合的主题任选地包括：选择所述ldo稳压器的ldo电压设定电阻器网络的ldo反馈电阻器和ldo终端电阻器的电阻值，使得：(1)ldo稳压器的电压调节引脚处的电压和(2)所述反馈电阻器的电阻与ldo终端电阻器的电阻之比的和ldo稳压器的电压调节引脚处的电压等于电流源数模转换器的输出电路的最小所需电源电压。
[0096]
在方面17，方面1
‑
16中一项或任意组合的主题任选地包括：供电电路向包括dc
‑
dc
电压转换器的ldo稳压器供电，dc
‑
dc电压转换器的输出电压由包括电源控制电流的电流源数模转换器调节，dc
‑
dc电压转换器包括电压设定电阻器网络和反馈引脚，用于设置dc
‑
dc电压转换器的输出电压，电压设定电阻器网络包括：反馈电阻器，第一端耦合到所述dc
‑
dc电压转换器的输出电压，并且第二端耦合到所述反馈引脚，所述电压设定电阻器网络还包括终端电阻器，所述终端电阻器的第一端耦合到所述反馈引脚并且第二端耦合到基本恒定的参考电压，选择dc
‑
dc电压转换器的电压设定电阻器网络的反馈电阻器和终端电阻器的电阻值，使得反馈电阻器的电阻和ldo反馈电阻器的电阻基本相等，并且(1)dc
‑
dc电压转换器的反馈电压与(2)反馈电阻器的电阻与终端电阻器的电阻之比的和乘以dc
‑
dc电压转换器的反馈电压等于电流源数模转换器的输出电路的最小所需电源电压与ldo稳压器的最小压降电压之和。
[0097]
在方面18，方面1
‑
17中一项或任意组合的主题任选地包括：供电电路包括产生相对于地电压的负电压的反相dc
‑
dc电压转换器，该反相dc
‑
dc电压转换器包括电压设定电阻器网络、反馈引脚和要设置反相dc
‑
dc电压转换器的输出电压的参考引脚，所述电压设定电阻器网络包括反相反馈电阻器，其第一端耦合到所述反相dc
‑
dc电压转换器的输出电压，并且并且第二端耦合到反馈引脚，电压设定电阻器网络还包括反相终端电阻器，其第一端耦合至反馈引脚，并且第二端耦合至参考引脚，该反相dc
‑
dc电压转换器向电流槽数模转换器的输出电路供电，电流槽数模转换器包括：控制引脚，其耦合到反相dc
‑
dc电压转换器的反馈引脚；以及电流槽数模转换器还包括：电源控制电流，通过控制引脚供流，使得电流槽数模转换器可以通过调节电源控制电流来调节反相dc
‑
dc电压转换器的输出电压。
[0098]
在方面19，方面1
‑
18中一项或任意组合的主题任选地包括：选择反相dc
‑
dc电压转换器的反相反馈电阻器的电阻值和电压设定电阻器网络的反相终端电阻器的电阻值，使得反相反馈电阻器的电阻与反相终端电阻器的电阻之比乘以反相dc
‑
dc电压转换器的参考引脚处的电压，其值的大小是电流槽数模转换器的输出电路的负电源电压的最大允许值的负值。
[0099]
在方面20，方面1
‑
19中一项或任意组合的主题任选地包括：电流槽数模转换器通过利用在以下位置接受的电源控制回路，响应于输出电路的输出或输出电路的最小压降电压中至少一项的变化来调整供电电路的输出：在第一输入的电流槽数模转换器的输出电压(voutx)、在第二输入的电流槽数模转换器的输出电路的负电源电压的最大允许值(vssx(max))、和第三输入处的电流槽数模转换器输出电路的最小压降要求(v
dropout
(min))，电源控制回路输出电源控制电流，当voutx大于vssx(max)和v
dropout
(min)之和时，所述电源控制电流的值为零，否则，其值为dc
‑
dc转换器的电压设定电阻器网络的反馈电阻器的电阻以及voutx与vssx(max)和v
dropout
(min)之和的差的函数。
[0100]
在方面21，方面1
‑
20中一项或任意组合的主题任选地包括：供电电路包括单端初级电感器(sepic)dc
‑
dc电压转换器。
[0101]
在方面22，方面1
‑
21中一项或任意组合的主题任选地包括：包括降压/升压dc
‑
dc电压转换器的供电电路。
[0102]
在方面23，方面1
‑
20中一项或任意组合的主题任选地包括：包括升压dc
‑
dc电压转换器的供电电路。
[0103]
方面24可以包括主题(例如一种用于偏置半导体光放大器(soa)的电路)，包括：以
可编程电流偏置的光学组件，该可编程电流由电流源或电流槽数模转换器中至少一个的输出供应，至少一个电流源或电流槽数模转换器包括输出电路；和耦合到供电电路的电源控制电流，所述供电电路向所述至少一个电流源或电流槽数模转换器的输出电路供电，所述电源控制电流响应于以下至少之一的变化来调节所述供电电路的输出：所述输出电路的输出或所述输出电路的最小压降要求。有利地，例如与将电源电路的输出设置为恒定电压并且不进行调节时相比，可以增加至少一个电流源或电流槽数模转换器的功率效率。
[0104]
在方面25，方面24的主题任选地包括：该光学部件包括用于泵浦掺
‑
光纤放大器(edfa)的激光二极管。
[0105]
在方面26，方面24和/或25的主题任选地包括：所述光学部件包括可变光学衰减器(voa)。
[0106]
方面27可以包括主题(例如集成电路)，包括至少一个集成的电流源或电流槽数模转换器，集成电源电路，向至少一个集成电流源或电流槽数模转换器的输出电路供电，还包括与集成供电电路耦合的集成电源控制电流，该集成供电电路向至少一个集成电流源或电流槽数模转换器的输出电路供电，集成电源控制电流，响应于输出电路的输出或输出电路的最小压降电压要求中的至少一个的变化来调节集成电源电路的输出。有利地，例如与将电源电路的输出设置为恒定电压并且不进行调节时相比，可以增加至少一个电流源或电流槽数模转换器的功率效率。
[0107]
这些非限制性方面可以以任何排列或组合来组合。上面的详细描述包括对附图的引用，这些附图形成了详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实施本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。该文件中引用的所有出版物、专利和专利文件都通过引用整体并入本文，就像通过引用将其单独并入一样。如果本文档与通过引用方式并入的那些文档之间的用法不一致，则应将所并入的参考文献中的用法视为对本文档的补充；对于不一致的不一致之处，以本文档中的用法为准。
[0108]
在该文件中，术语“一个”或“一种”用于专利文件中，包括一个或多个、独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他情况或用法。在本文档中，除非另有说明，否则术语“或”用于表示非排他性，例如“a或b”包括“a但不包括b”、“b但不包括a”和“a和b”。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的普通等效词。另外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，系统、设备、物品或过程中除了在权利要求中此术语之后列出的元素之外，还包括其他元素，仍然被认为属于该权利要求的范围。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并且不旨在对其对象施加数字要求。本文描述的方法示例可以至少部分是机器或计算机实现的。
[0109]
上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在回顾以上描述之后，例如可以由本领域的普通技术人员使用其他实施例。提供摘要以符合37c.f.r.
§
1.72(b)，以允许读者快速确定技术公开的性质。提交本文档时，应理解为不会将其用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上详细描述中，各种特征可以被分组在一起以简化本公开。这不应被解释为意在意欲使未要求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。而是，发明主题可以在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求据此被结合到详细描述中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例。本发明的范围应参考任何所附权利要求书以及这些权利要求书所赋予的
等效物的全部范围来确定。