94] 如圖5所示，電路電流鏡像管VDS電壓由化ef和運算放大器AMPl通過電壓嵌位 的方式，嵌住VDS電壓在Vref，使得晶體管處在線性區(qū)，電流大小與VGS電壓的大小有關。 假設初始狀態(tài)為所有開關接地，當Iref電流進來的時候，若Iref電流過大，則Vg電壓會很 高，導致電流檔位判斷比較器COMP1和電流檔位判斷比較器C0MP2輸出高電平，運時候內(nèi)部 邏輯模塊使得開關SW3首先發(fā)生反轉(zhuǎn)，運時候開關SW30、開關SW31、開關SW32使得備用晶 體管柵極接Vg電壓，由式（5)可知Vg電壓隨著備用晶體管的接入而下降，若運時候Vg電 壓還是很高，則會在開關SW3反轉(zhuǎn)的基礎上繼續(xù)使得開關SW2發(fā)生反轉(zhuǎn)，直到Vg電壓穩(wěn)定 在適當?shù)闹祷蛘唛_關SWl也打開為止。 陽09引如圖5如示，若Iref電流較小的時候，則Vg較小，VGH、VGL為低電平，使得開關SW1、開關SW2、開關SW3處在穩(wěn)定狀態(tài)，運種狀態(tài)下不需要開通過多的備用晶體管。
[0096] 如圖5如示，而鏡像電流輸出部分則根據(jù)開關的個數(shù)和漏極電壓，柵極偏置電壓 大小實現(xiàn)電流的鏡像輸出。
[0097] 如圖5如示，該方案極大的拓寬了電流范圍，電壓檢測模塊自動調(diào)整Vg電壓和開 關個數(shù)，采用柵極控制的方法，提高了電流精度，節(jié)省了版圖面積。
[0098] 本實用新型提供的一種高精度寬電流范圍電流鏡，通過改變電流鏡像管的控制位 置，SW由控制漏極改為控制柵極電壓來實現(xiàn)電流鏡像管的通斷，消除了SW導通電阻的影 響，減小了VDS和VGS對電流的影響，進一步提高了電流鏡像精度，拓寬電流鏡像范圍，縮小 了電路的版圖面積。
[0099]W上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限于運些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可W做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：包括參考電流輸入部分、電流檔位判 斷與控制邏輯、鏡像電流輸出部分；所述參考電流輸入部分、鏡像電流輸出部分分別與所述 電流檔位判斷與控制邏輯連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述參考電流輸入 部分包括電流鏡像晶體管和運算放大器AMP1，其中，所述電流鏡像晶體管包含基本晶體管 NMO和備用晶體管W1、備用晶體管W2、備用晶體管匪3,基本晶體管NMO和備用晶體管 匪1、備用晶體管匪2、備用晶體管匪3的漏極互連接到基準電流Iref，基本晶體管NMO和備 用晶體管匪1、備用晶體管匪2、備用晶體管匪3的源極互連接地，備用晶體管匪1的柵極設 有開關SWlO，備用晶體管匪2的柵極設有開關SW20,備用晶體管匪3的柵極設有開關SW30， 開關SWlO、開關SW20、開關SW30將備用晶體管匪1、備用晶體管匪2、備用晶體管匪3的柵極 切換接地或連接基本晶體管匪1的柵極，備用晶體管匪1、備用晶體管匪2、備用晶體管匪3 的開關控制信號依次為開關SWITCH1、開關SWITCH2、開關SWITCH3，運算放大器AMPl的負 輸入端接參考電壓Vref，運算放大器AMPl的正輸入端接電流鏡像晶體管的公共漏端，運算 放大器AMPl的輸出端接基本晶體管NMO的柵極，參考電流輸入部分的作用是提供鏡像電 流輸出部分的VDS電壓和VGS電壓。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述備用晶體管匪1 通過開關SWITCH1與所述電流檔位判斷與控制邏輯連接，所述備用晶體管匪2通過開關 SWITCH2與所述電流檔位判斷與控制邏輯連接，所述備用晶體管匪3通過開關SWITCH3與所 述電流檔位判斷與控制邏輯連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述算放大器AMPl 的輸出端與所述電流檔位判斷與控制邏輯連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：鏡像電流輸出部分 包括電流開關部分和電流鏡像部分，電流開關部分包括運算放大器AMP2和開關管NM8,其 中電流鏡像部分包含基本晶體管NM4和備用晶體管匪5、備用晶體管NM6、備用晶體管匪7， 基本晶體管NM4和備用晶體管匪5、備用晶體管NM6、備用晶體管匪7的漏極互連接到開關 管NM8的源極，基本晶體管NM4和備用晶體管NM5、備用晶體管NM6、備用晶體管NM7的源極 互連接地，備用晶體管匪5的柵極設有開關SWl 1，備用晶體管NM6的柵極設有開關SW21，備 用晶體管匪7的柵極設有開關SW31，開關SWl 1、開關SW21、開關SW31將備用晶體管匪5、備 用晶體管NM6、備用晶體管匪7的柵極切換接地或連接基本晶體管NMO的柵極，基本晶體管 NM4的柵極接到基本晶體管NMO的柵極；運算放大器AMP2正輸入端接到基本晶體管NMO的 漏極，運算放大器AMP2的負輸入端接開關管NM8的源極，運算放大器AMP2的輸出端接到 開關管NM8的柵極，開關管NM8的漏極接到電流輸出Ioutl，鏡像電流輸出部分的作用是根 據(jù)參考電流輸入部分的輸入電流在晶體管上形成的VGS電壓和VDS電壓鏡像到基本晶體管 NM4、備用晶體管匪5、備用晶體管NM6、備用晶體管匪7上，形成輸出電流Ioutl。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述電流檔位判斷 與控制邏輯的VG端接到運算放大器AMPl的輸出端，所述電流檔位判斷與控制邏輯的輸出 經(jīng)開關SWITCH1接開關SW10、開關SWll的控制端，所述電流檔位判斷與控制邏輯的輸出經(jīng) 開關SWITCH2接開關SW20、開關SW21的控制端，所述電流檔位判斷與控制邏輯的輸出經(jīng)開 關SWITCH3接開關SW30、開關SW31的控制端。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述電流檔位判斷 與控制邏輯根據(jù)VG電壓的大小來控制打開備用晶體管的個數(shù)，進而來實現(xiàn)電流檔位的切 換。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述電流檔位判斷 與控制邏輯包括電流檔位判斷比較器C0MP1、電流檔位判斷比較器C0MP2、邏輯門器件U1、 邏輯門器件U2、邏輯門器件U3、邏輯門器件U4、邏輯門器件U5、邏輯門器件U6、邏輯門器件 U7、邏輯門器件U8、邏輯門器件U9、邏輯門器件U10、邏輯門器件U11、邏輯門器件U12、邏輯 門器件U13和觸發(fā)器D1、觸發(fā)器D2、觸發(fā)器D3,電流檔位判斷比較器COMPl的負輸入端接 參考電壓Vrefh，電流檔位判斷比較器COMPl的正輸入端接基本晶體管匪1的柵極，電流檔 位判斷比較器COMPl的輸出Vgh分別接到邏輯門器件U7、邏輯門器件U10、邏輯門器件U13 的輸入端，電流檔位判斷比較器C0MP2的負輸入端接參考電壓Vrefl，電流檔位判斷比較器 C0MP2的正輸入端接基本晶體管的柵極，電流檔位判斷比較器C0MP2的輸出Vgl分別接到邏 輯門器件U5、邏輯門器件U8、邏輯門器件Ull的輸入端。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述邏輯門器件Ul 的一個輸入接觸發(fā)器Dl的qb端，所述邏輯門器件Ul另一個輸入接觸發(fā)器D2的q端；所述 邏輯門器件U2的一個輸入接觸發(fā)器D2的qb端，所述邏輯門器件U2的另一個輸入接觸發(fā) 器D3的q端；邏輯門器件U1、邏輯門器件U2的輸出和復位信號REST分別接到邏輯門器件 U3的輸入端；邏輯門器件U3的輸出接到邏輯門器件U4的輸入端，邏輯門器件U4的輸出接 到觸發(fā)器Dl、觸發(fā)器D2和觸發(fā)器D3的復位端r ;所述邏輯門器件U5兩個輸入端，一個輸入 接到電流檔位判斷比較器C0MP2的輸出，另一個接到觸發(fā)器D1的q端；所述邏輯門器件U6 的三個輸入端為邏輯門器件U5的輸出；邏輯門器件U7的輸出和觸發(fā)器D2的qb端，輸出為 觸發(fā)器Dl的d端；邏輯門器件U8兩個輸入端為電流檔位判斷比較器C0MP2輸出端和觸發(fā) 器D2的q端；邏輯門器件UlO輸入端為觸發(fā)器Dl的q端和電流檔位判斷比較器COMPl的 輸出端；邏輯門器件U9輸入端為邏輯門器件U8輸出端、邏輯門器件UlO輸出端和觸發(fā)器D3 的qb端，邏輯門器件U9輸出到觸發(fā)器D2的輸入d端；邏輯門器件Ull兩輸入端為電流檔 位判斷比較器C0MP2輸出端和觸發(fā)器D3的q端；邏輯門器件U13三個輸入端為觸發(fā)器D2 的q端、觸發(fā)器Dl的q端和電流檔位判斷比較器COMPl的輸出端；邏輯門器件U12兩個輸 入為邏輯門器件Ull和邏輯門器件U13的輸出端，邏輯門器件U12的輸出接到觸發(fā)器D3的 D端；觸發(fā)器D1、觸發(fā)器D2、觸發(fā)器D3的r端相連接到邏輯門器件U4輸出；觸發(fā)器D3的CK 端短接相連接到時鐘信號CLK，觸發(fā)器Dl的q端接邏輯門器件U6輸出，觸發(fā)器D2的q端接 邏輯門器件U9輸出，觸發(fā)器D3的q端接邏輯門器件U12輸出，觸發(fā)器D1、觸發(fā)器D2、觸發(fā)器 D3的qb端分別輸出電流檔位判斷與控制邏輯的開關SWITCH1、開關SWITCH2、開關SWITCH3 信號；電流檔位判斷與控制邏輯的作用是根據(jù)Vg電壓的大小，通過與Vrefh和Vref 1進行 比較產(chǎn)生VGH和VGL脈沖，產(chǎn)生開關SWITCH1、開關SWITCH2、開關SWITCH3開關信號，控制 備選晶體管的導通與截止。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度寬電流范圍電流鏡，其特征在于：所述鏡像電流輸出 部分至少有二個。
【專利摘要】本實用新型提供了一種高精度寬電流范圍電流鏡，包括參考電流輸入部分、電流檔位判斷與控制邏輯、鏡像電流輸出部分；所述參考電流輸入部分、鏡像電流輸出部分分別與所述電流檔位判斷與控制邏輯連接。本實用新型的有益效果是:？采用可以電流檔位切換的工作于線性區(qū)的電流鏡，通過改進電流鏡電路，提高VDS電壓精度，從而提高電流鏡像精度，拓寬電流鏡像范圍。
【IPC分類】G05F3/26
【公開號】CN204856280
【申請?zhí)枴緾N201520503948
【發(fā)明人】李科舉, 秦鵬舉
【申請人】深圳市富滿電子集團股份有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月13日