專利名稱：電流產(chǎn)生器的制作方法
電流產(chǎn)生器
扭、術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種電流產(chǎn)生器，特別是涉及一種具有高效率及高電流匹 配性的電流產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)今的科技產(chǎn)品經(jīng)常需要穩(wěn)定的電流，例如流控振蕩電路便需要 穩(wěn)定的電流來產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號。當(dāng)振蕩電路的頻率穩(wěn)定的時候， 這些科技產(chǎn)品就能夠正常的動作并提供所欲達(dá)到的某些功能。但是，若是 振蕩電路無法提供穩(wěn)定的頻率時，這些科技產(chǎn)品就不能夠被正常的使用。 因此如何提供一個穩(wěn)定的電流，以使得這些科技產(chǎn)品能夠正常的動作，是 一個很重要的課題。
圖1A為已知電流鏡電路圖。電流鏡技術(shù)是提供穩(wěn)定電流常用的一種方 法。對已知電流鏡電路而言，每一通道的電流都是鏡射其參考電流IREF1。當(dāng) 晶體管1\2、 T,卞..的漏極-源極(Drain-Source)電壓降愈低，相對可以提高其 整體效率。但是在已知電流鏡電路中，為了降低各通道電流i,、 h、…的誤 差以提高各通道電流的匹配性，使得電流鏡的晶體管Tl2、 T。…不能設(shè)計操 作于線性區(qū)并且只能使用長通道元件，此種操作方式使得晶體管漏極-源極 間產(chǎn)生較大的電壓降，進(jìn)而降低其整體效率。
圖1B為加入運(yùn)算放大器回授的已知電流鏡電路圖。為了提高其整體效 率， 一般會在鏡射晶體管1\2、 T?！臇艠O耦接運(yùn)算放大器101,以加入運(yùn) 算放大器101回授機(jī)制，讓運(yùn)算放大器101控制晶體管T\2、 T?！僮髟诰€ 性區(qū)(Linear Region),并4吏用小電阻R來降4氐額外的電壓降，如此就可降 低其漏極-源極電壓降，使整體效率得以提升。因各通道的運(yùn)算放大器101 不同的偏移電壓(Offset Voltage)將會造成各通道電流i卜i2、…的誤差 (Error),導(dǎo)致電流的匹配性降低
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用截波穩(wěn)定(Chopper Stabilization)的技術(shù)來消除運(yùn)算放大 器輸入偏移電壓對各通道電流匹配性的影響，進(jìn)而提升各通道電流的匹配 性(Current matching),同時利用放大器的回授機(jī)制可以使晶體管操作于 飽和區(qū)，藉此提升各通道電流的穩(wěn)定性；或者，可以視應(yīng)用需求而使晶體 管工作于線性區(qū)，藉此讓整體架構(gòu)得到高效率(High Efficiency)的效果。
本發(fā)明提出 一 種電流產(chǎn)生器，包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器(C h o卯e i-Stabi i izat ion Operational Amplifier)、晶體管及阻抗。該截波穩(wěn)定型 運(yùn)算放大器具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端。晶體管的柵極耦接至 該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的輸出端，晶體管的第一源漏極耦接至該截波穩(wěn) 定型運(yùn)算放大器的第 一輸入端，而晶體管的第二源漏極作為該電流產(chǎn)生器 的電流輸出端。阻抗的第一端耦接至該晶體管的第一源漏極，而阻抗的第 二端耦接至一第一電壓。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器包括第一切換 器、放大器及第二切換器。第一切換器具有第一端、第二端、第三端與第 四端，第一切換器選擇將其第一端與第二端分別電性連接至其第三端與第 四端，或者選擇將其第一端與第二端分別電性連接至其第四端與第三端， 其中該第一切換器的第一端與第二端分別作為截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的第 一輸入端與第二輸入端。；故大器的第 一輸入端與第二輸入端分別耦接至該 第一切換器的第三端與第四端。第二切換器具有第一端、第二端、第三端 與第四端，第二切換器選擇將其第一端與第二端分別電性連接至其第三端 與第四端，或者選擇將其第 一 端與第二端分別電性連接至其第四端與第三 端，其中第二切換器的第 一端與第二端分別耦接至放大器的第 一輸出端與 第二輸出端，而第二切換器的第三端作為截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的輸出端。
本發(fā)明使用截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器回授機(jī)制于電流產(chǎn)生器，利用其截 波穩(wěn)定的技術(shù)來消除運(yùn)算放大器輸入偏移電壓對各通道電流匹配性的影 響，進(jìn)而使各通道電流具有高匹配性。并且，利用放大器的回授機(jī)制可以 讓晶體管操怍于飽和區(qū)，藉此提升各通道所產(chǎn)生的電流的穩(wěn)定性；或者， 可以視應(yīng)用需求而使晶體管操作于線性區(qū)，藉此便能把晶體管漏極-源極電 壓降控制在最低的范圍，讓整體架構(gòu)得到高效率的效果。
為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例， 并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。


圖1A為已知電流鏡電路圖。
圖IB為加入運(yùn)算放大器回授的已知電流鏡電路圖。 圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的電流產(chǎn)生器電路圖。
圖2A為根據(jù)本發(fā)明實施例，說明圖2中截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器一實施
方式的系統(tǒng)方塊圖。
圖2B為根據(jù)本發(fā)明實施例，說明圖2中截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器另一實
施方式的系統(tǒng)方塊圖。
圖2C為根據(jù)本發(fā)明實施例，說明圖2中截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器又一實
施方式的系統(tǒng)方塊圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電流產(chǎn)生器電路圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的電流產(chǎn)生器電路圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的電流產(chǎn)生器電路圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實施例說明一種電流鏡的電路圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的應(yīng)用的電流平衡電路圖。
圖8為#4居本發(fā)明又一實施例的應(yīng)用的多通道電流鏡電路圖。
圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例，說明圖8的電流波形圖。
附圖符號說明
Ipefi、 I,: 參考電流
VfEn、 VfEF2:參考電壓
Tm-T,,1:晶體管
i、i2、 I、 Ii、 I2: 電流
Af、 Af,、 Af2:回授信號
Vcc、 VDD:電壓
200、 300、 400、 500、 600、 700、 800:電流產(chǎn)生器
201、 201-1、 201_2:截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器 2 02:阻抗
203、 701:負(fù)載
204、 206、 210:切換器205:放大器
207、 209:調(diào)制器
208、 211:運(yùn)算放大器
Lu-U、 L21-U1:發(fā)光二極管串列 R、 R卜R2:電阻 901:直流電平
具體實施例方式
圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的電流產(chǎn)生器200電路圖。請參照圖2,電 流產(chǎn)生器200包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201、阻抗202及晶體管T\5。本 實施例所述的截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201是以其理想特性而論，其具有輸 入阻抗無限大(亦即輸入端無電流流入)、輸出阻抗趨近于零、開回路增益 無限大、共模排斥比無限大及頻寬無限大。除此之外，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放 大器201亦可消除低頻噪聲及偏移電壓。
截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第一輸入端(本實施例以反相輸入端為例) 耦接晶體管Ls的第一源漏極(本實施例以源極為例)，其第二輸入端(本實施 例以非反相輸入端為例)耦接參考電壓VREF2,其輸出端耦接晶體管Tr5的柵極。 阻抗2 02第一端耦接晶體管TV;的第一源漏極(本實施例以源極為例)，其第 二端耦接第一電壓(本實施例以接地電壓為例)。晶體管乙的第二源漏極(本 實施例以漏極為例)則作為電流產(chǎn)生器200的輸出端。負(fù)載203耦接于第二 電壓(本實施例以電壓V叫為例)與電流產(chǎn)生器200的輸出端之間。
本實施例的晶體管L為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，但本發(fā)明的其 他實施方式應(yīng)不以此為限。本實施例通過截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的反 相輸入端接收回授信號Af,進(jìn)而使得晶體管T,、;工作于線性區(qū)，以降低晶體 管IV;源-漏極間的壓降；同時，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201根據(jù)參考電壓 V,使晶體管T,s產(chǎn)生相對應(yīng)的電流I (電流I等于參考電壓V,除以阻抗202 的阻抗值)。阻抗202的實施方式包括電阻、電容、電感、晶體管其中之一 或其可能的組合及其他。因截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201可自行消除輸入端 的噪聲及偏移電壓的影響，使得對應(yīng)參考電壓V,所產(chǎn)生的電流I會更為穩(wěn) 定及準(zhǔn)確；同時，因晶體管Tr5操作于線性區(qū)，所以源-漏極間的壓降低，故 電流產(chǎn)生器200具有高效率。圖2A為根據(jù)本發(fā)明實施例，說明圖2中截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201 — 實施方式的系統(tǒng)方塊圖。參照圖2及圖2A，在本實施方式中，截波穩(wěn)定型 運(yùn)算放大器201包括切換器204、切換器206及放大器205。切換器204的 第三端及第四端各自耦接放大器205的第一輸入端(本實施方式以正輸入端 為例)及第二輸入端(本實施方式以負(fù)輸入端為例)。放大器205的第一輸出 端(本實施方式以正輸出端為例)及第二輸出端(本實施方式以負(fù)輸出端為 例)各自耦接切換器206的第一端及第二端。
切換器204及206具有二種連接狀態(tài)。第一種連接狀態(tài)為，切換器204 的第一端電性連接其第三端，及其第二端電性連接其第四端；而切換器206 的第一端電性連接其第三端，及其第二端電性連接其第四端。第二種連接 狀態(tài)為，切換器204的第一端電性連接其第四端，及其第二端電性連接其 第三端；而切換器206的第一端電性連接其第四端，及其第二端電性連接 其第三端。
當(dāng)連接狀態(tài)為上述的第 一種連接狀態(tài)時，切換器2 04從第 一端(亦即截 波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第一輸入端)接收的回授信號Af會從第三端輸 出至放大器205的正輸入端，其第二端(亦即截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的 第二輸入端)接收的參考電壓V圖則從第四端輸出至放大器2 05的負(fù)輸入端。 同步地，切換器206會經(jīng)由其第一端與第三端(亦即截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器 201的輸出端)將放大器205的正輸出端電性連接至晶體管Td的柵極。
當(dāng)連接狀態(tài)為上述的第二種連接狀態(tài)時，切換器204從第一端接收的 回授信號Af會從第四端輸出至放大器205的負(fù)輸入端，其第二端接收的參 考電壓V,則從第三端輸出至放大器205的正輸入端。同步地，切換器206 會經(jīng)由其第二端與第三端將放大器205的負(fù)輸出端電性連接至晶體管L的 柵極。
切換器204及206會周期性且同步地在第一種連接關(guān)系及第二種連接 狀態(tài)間作切換。截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201則因切換器204及206的切換 操作造成經(jīng)過電路放大后的偏移電壓及低頻噪聲在不同連接狀態(tài)下會互相 反相，讓偏移電壓及低頻噪聲因而自行抵消，因此產(chǎn)生的電流I可以更準(zhǔn) 確及穩(wěn)定。
圖2B為根據(jù)本發(fā)明實施例，說明圖2中截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201另 一實施方式的系統(tǒng)方塊圖。參照圖2及圖2B,在本實施方式中，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201(例如董人宏，「全差動截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器設(shè)計與實 現(xiàn)」，暨南國際大學(xué)碩士論文，June 2004)包括調(diào)制器(Modulator) 2 07 、 調(diào)制器209及運(yùn)算放大器208。調(diào)制器207耦接運(yùn)算放大器208。運(yùn)算放大 器208耦接調(diào)制器209。當(dāng)調(diào)制器207接收輸入信號(本實施方式以參考電 壓V,為例)時，將輸入信號經(jīng)過第一次調(diào)制，使原來的信號移頻至截波頻 率的奇次諧波上，且和運(yùn)算放大器208的低頻噪聲及偏移電壓相加。在經(jīng) 過運(yùn)算放大器208放大后，其輸出信號再經(jīng)過調(diào)制器209的第二次調(diào)制， 將信號移頻回原來的基頻，而只經(jīng)過一次的調(diào)制的低頻噪聲及偏移電壓會 被移頻至截波頻率的奇次諧波上。藉此，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201可以 消除運(yùn)算放大器的低頻噪聲及偏移電壓的影響，使得所產(chǎn)生的電流I更加 的準(zhǔn)確及穩(wěn)定。
圖2C為根據(jù)本發(fā)明實施例，說明圖2中截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201又 一實施方式的系統(tǒng)方塊圖。參照圖2及圖2C,在本實施方式中，截波穩(wěn)定 型運(yùn)算放大器201包括切換器210及運(yùn)算放大器211。切換器210的第三端 及第四端各自耦接運(yùn)算放大器211的第一輸入端(本實施方式以非反相輸入 端為例)及第二輸入端(本實施方式以反相輸入端為例)。切換器210的第一 種連接狀態(tài)，將回授信號Af經(jīng)由其第一端(亦即截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201 的第一輸入端)與第三端輸出至運(yùn)算放大器211的非反相輸入端，并且將參 考電壓V,經(jīng)由其第二端(亦即截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第二輸入端) 與第四端輸出至運(yùn)算放大器211的反相輸入端。經(jīng)過運(yùn)算放大器211放大 后，輸出放大后的電壓至晶體管TV;的柵極。切換器210的第二種連接狀態(tài)， 將回授信號Af經(jīng)由其第一端與第四端輸出至運(yùn)算放大器211的反相輸入 端，并且將參考電壓V,經(jīng)由其第二端與第三端輸出至運(yùn)算放大器211的非 反相輸入端。經(jīng)過運(yùn)算放大器211放大后，輸出放大后的電壓至晶體管T,.5 的柵極。因切換器210會在第一種連接狀態(tài)及第二種連接狀態(tài)作周期性的 切換，造成低頻噪聲及偏移電壓在不同情況下的輸出會互相反相，使得低 頻噪聲及偏移電壓的影響會因而降低，讓產(chǎn)生的電流I的準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性 更加的提高。
圖3為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電流產(chǎn)生器300電路圖。請參照圖3, 電流產(chǎn)生器300包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201、阻抗202及晶體管T,,。 截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第一輸入端(本實施例以非反相輸入端為例)耦接晶體管Tr5的第一源漏極(本實施例以漏極為例)，其第二輸入端(本實施
例以反相輸入端為例)耦接參考電壓VREF2,其輸出端耦接晶體管Ls的柵極。 阻抗202第一端耦接晶體管1\.5的第一源漏極(本實施例以漏極為例)，其第 二端耦接第一電壓(本實施例以電壓V。。為例)。晶體管L的第二源漏極(本 實施例以源極為例)則作為輸出端，耦接負(fù)載203。負(fù)載203另一端耦接第 二電壓(本實施例以接電壓為例)以形成電源回路。
本實施例中的晶體管L為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。本實施例通 過截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201非反相端接收的回授信號Af,控制晶體管T,.5 工作于線性區(qū)，同樣具有降低晶體管L的壓降的功效；同時，截波穩(wěn)定型 運(yùn)算放大器201根據(jù)參考電壓V隨使晶體管T,.;產(chǎn)生對應(yīng)的電流I (電流I 等于電壓Vw,先減去參考電壓V,再除以阻抗202的阻抗值)。因截波穩(wěn)定型 運(yùn)算放大器201的特性如上所述，因此所產(chǎn)生對應(yīng)參考電壓V,的電流I 與上述實施例同樣的穩(wěn)定及準(zhǔn)確，且同樣利用截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201 的回授機(jī)制，故同樣具有高效率。
圖4為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的電流產(chǎn)生器400電路圖。請參照圖4， 電流產(chǎn)生器400包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201、阻抗202及晶體管Tr6。 比較圖3及圖4,本實施例是以P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管實現(xiàn)晶體管 T,-6，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第一輸入端為反相輸入端，其第二輸入 端為非反相輸入端；晶體管1\6第一源漏極為源極，第二源漏極為漏極。但 其截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的特性及晶體管L產(chǎn)生的電流I的方式皆為 相同，故晶體管L,同樣操作于線性區(qū)。藉此.，本實施例同樣具有高效率， 且電流I與上述實施例同樣的穩(wěn)定及準(zhǔn)確。
圖5為根據(jù)本發(fā)明再一實施例的電流產(chǎn)生器500電路圖。請參照圖5, 電流產(chǎn)生器500包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201、阻抗202及晶體管Tr6。 比較圖2及圖5，本實施例是以P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管實現(xiàn)晶體管 Tr6,截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第一輸入端為非反相輸入端，其第二輸 入端是反相輸入端；晶體管L第一源漏極為漏極，第二源漏極為源極。但 其截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的特性及晶體管L產(chǎn)生的電流I的方式皆為 相同，故晶體管L同樣工作于線性區(qū)。藉此，本實施例同樣具有高效率， 且電流I與上述實施例同樣的穩(wěn)定及準(zhǔn)確。上述實施例的晶體管L及晶體管T,—6皆操作于線性區(qū)，而在其他實施例 中，晶體管L及晶體管L為操作于飽和區(qū)。藉此，本實施例的電流產(chǎn)生器
可提高其產(chǎn)生的電流I的穩(wěn)定度(亦即減少其電流I的漣波)。
應(yīng)用中。例如，上述電流產(chǎn)生器可以應(yīng)用在電流鏡(current mirror)電路 中。圖6為根據(jù)本發(fā)明更一實施例說明一種電流鏡的電路圖。本實施例將 以電流產(chǎn)生器600實現(xiàn)電流鏡。電流產(chǎn)生器600包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大 器201、阻抗(在此為晶體管T,,)、晶體管T,.s、晶體管T,.s與晶體管Tr9。
請參照圖6，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201的第一輸入端(本實施例以反 相輸入端為例)耦接晶體管L的第一源漏極(本實施例以源極為例)，其第二 輸入端(本實施例以非反相輸入端為例)耦接第三晶體管T,.8的第一源漏極 (本實施例以源極為例)，其輸出端耦接晶體管T"的柵極。第二晶體管T,.7 的漏極耦接晶體管T,;的源極，其源極耦接第一電壓(本實施例以接地電壓為 例)。晶體管T,、的第二源漏極(本實施例以漏極為例)則作為輸出端。負(fù)載 203耦接于晶體管T,.s的漏極與第二電壓(本實施例以電壓Vw,為例)之間。晶 體管TfS的第 一源漏極(本實施例以源極為例)耦接至截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器 201的第二輸入端。晶體管Tr8的柵極耦接其第二源漏極(本實施例以漏極為 例)，其中晶體管Tr8的漏極更接收參考電 流 I [IEF2 o
第四晶體管L的第一源
漏極(本實施例以源極為例)接地，其第二源漏極(本實施例以漏極為例)耦 接晶體管T,—8的源極。第四晶體管L的柵極耦接晶體管T"的柵極及晶體管 Ls的柵極。
本實施例的晶體管皆為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。根據(jù)晶體管的 特性，參考電流I鵬會流經(jīng)在晶體管T'.s及Tr,并產(chǎn)生壓降。截波穩(wěn)定型運(yùn)算 放大器201非反相端所接收的電壓為晶體管1\.9產(chǎn)生的漏極-源極電壓降，由 虛接地原理可推論得知其反相端與非反相端的電壓會相同。故晶體管L,與 T,7有相同的漏極-源極電壓降，又因為晶體管T,..,與L的柵極接在同一點(diǎn)， 有相同的柵極-源極電壓降，若設(shè)計晶體管L的特性與晶體管1\,相同，則 流經(jīng)晶體管L的電流必等于參考電流IREF2。且晶體管T,5根據(jù)截波穩(wěn)定型運(yùn) 算放大器201的回授機(jī)制而操作于線性區(qū)，以降低源-漏極間的壓降。藉此， 本實施具有高效率，且電流I等于參考電上述圖6實施例的晶體管Tr5是操作于線性區(qū)，而在其他實施例中，晶
體管Ls是操作于飽和區(qū)。藉此，本實施例的電流產(chǎn)生器可提高其鏡射電流
I的穩(wěn)定度(亦即減少其電流I的漣波)。
上述諸實施例所述的電流產(chǎn)生器亦可以應(yīng)用在電流平#f電3各(c u r rent balance circuit)中。圖7為根據(jù)本發(fā)明 一實施例的應(yīng)用的電流平衡電路 圖。本實施例將以電流產(chǎn)生器700實現(xiàn)電流平衡電路。電流產(chǎn)生器700包 括多個截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器(例如201 —1、 201-2、…等)、多個阻抗(例如 電阻^、 R2、…等)及多個晶體管(例如乙、T,,…等)。請參照圖7，本實 施例可以視為圖2電流產(chǎn)生器200的多通道應(yīng)用。亦即，各個通道都可以 應(yīng)用圖2所揭露的電流產(chǎn)生器200。
于本實施例中，負(fù)載701可以是背光模組。背光模組701包含多組發(fā) 光二極管串列，例如發(fā)光二極管串Lu-U、發(fā)光二極管串L2I-L2n、…等。根 據(jù)圖2實施例的說明可以知道，每個通道的電路特性都相同(例如晶體管T,.5、
Tno的外觀比相同，電阻Ri、 R2的阻值相同)與同樣接收參考電壓V,的條件
下，回授信號Afi、 A"等均相同，故各個通道所提供的電流I,、 12等也會相 同。其中，因使用截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器回授機(jī)制而消除了各通道運(yùn)算放 大器的偏移電壓，進(jìn)而使各通道電流I,、 12、…等具有高匹配性。因此，每 一通的電流都會相等，且晶體管Tr5、 L。、…等因為回授機(jī)制工作于線性區(qū)， 故此電路具有高效率及高電流匹配性。藉由本實施例，背光模組的亮度會 非常的均勻，且亮度調(diào)整只需更改參考電壓V臟2即可達(dá)成。
上述諸實施例所述的電流產(chǎn)生器亦可以應(yīng)用在多通道電流鏡中。圖8 為根據(jù)本發(fā)明更一 實施例的應(yīng)用的多通道電流鏡電路圖。本實施例將以電 流產(chǎn)生器800實現(xiàn)多通道電流鏡。電流產(chǎn)生器800包括多個截波穩(wěn)定型運(yùn) 算放大器(例如201 —1、 201 — 2、…等)、多個晶體管(例如乙、1\8、 T,.,等)、 以及多個阻抗(例如晶體管T,.7、 T出等)。請參照圖8,本實施例可以視為圖 6電流產(chǎn)生器600的多通道應(yīng)用。于本實施例中，截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器 201 — 1與201 — 2特性相等，晶體管L與Th。特性相同，及晶體管T"與Trll 特性相等，故第一個通道與第二個通道的特性相同。
于本實施例中，負(fù)載701亦以背光模組為例。背光模組701包含多組 發(fā)光二極管串列，例如發(fā)光二極管串Lu-U、發(fā)光二極管串L21-L2 、…等。根據(jù)圖6實施例的說明可以知道，每個通道的電流Ii、 12會等于參考電流
工REF2。
圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例，說明圖8的電流波形圖。請參照圖8與 圖9,截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器201-1與201-2的切換周期分別造成電流I, 與電流12在其直流位準(zhǔn)上產(chǎn)生交流波動噪聲(AC ripple noise),這些交流 波動的周期正比于切換器的周期，而各運(yùn)算放大器的不同偏移電壓導(dǎo)致波 動的振幅大小不同。但是可以確保電流與電流12具有相同的平均電流值， 可視為圖9中的直流電平901。在某些應(yīng)用中，此直流電平的匹配性才是系 統(tǒng)設(shè)計的重點(diǎn)。
綜上所述，在本發(fā)明的電流產(chǎn)生器，利用截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的截 波穩(wěn)定技術(shù)可消除低頻噪聲及偏移電壓的良好特性，來消除運(yùn)算放大器輸 入偏移電壓對各通道電流匹配性的影響，進(jìn)而使各通道電流具有高匹配性， 并且利用截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的回授機(jī)制讓晶體管操作于線性區(qū)，藉此 能減少晶體管漏極-源極間的壓降，讓整體架構(gòu)得到高效率的效果。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可作若干的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電流產(chǎn)生器，包括一截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器，具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，其中，該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器可消除低頻噪聲及偏移電壓；一晶體管，其柵極耦接至該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的輸出端，該晶體管的第一源漏極耦接至該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的第一輸入端，而該晶體管的第二源漏極作為該電流產(chǎn)生器的電流輸出端；以及一阻抗，其第一端耦接至該晶體管的第一源漏極，而該阻抗的第二端耦接至一第一電壓。
2. 如權(quán)利要求1所迷的電流產(chǎn)生器，其中一負(fù)載耦接于該電流產(chǎn)生器 的電流輸出端與一第二電壓之間，而該第一電壓與該第二電壓分別是系統(tǒng) 電壓與4妄地電壓。
3. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中一負(fù)載耦接于該電流產(chǎn)生器 的電流輸出端與一第二電壓之間，而該第一電壓與該第二電壓分別是接地 電壓與系統(tǒng)電壓。
4. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該晶體管是P型金屬氧化物 半導(dǎo)體晶體管。
5. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該晶體管是N型金屬氧化物 半導(dǎo)體晶體管。
6. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器包括一第一切換器，具有第一端、第二端、第三端與第四端，用以選擇將 其第一端與第二端分別電性連接至其第三端與第四端，或者選擇將其第一 端與第二端分別電性連接至其第四端與第三端，其中該第一切換器的第一端與第二端分別作為該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的第 一輸入端與第二輸入二山，>而；一放大器，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接至該第 一切換器的第三端與第四端；以及一第二切換器，具有第一端、第二端、第三端與第四端，用以選擇將 其第一端與第二端分別電性連接至其第三端與第四端，或者選擇將其第一端與第二端分別電性連接至其第四端與第三端，其中該第二切換器的第一 端與第二端分別耦接至該放大器的第 一輸出端與第二輸出端，而該第二切 換器的第三端作為該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的輸出端。
7. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該阻抗包括一電阻。
8. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該阻抗為一第二晶體管，而該電流產(chǎn)生器還包括一第三晶體管，其第一源漏極耦接至該截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器的第二 輸入端，該第三晶體管的柵極耦接至第二源漏極，而該第三晶體管的第二 源漏極接收一參考電流；以及一第四晶體管，其第一源漏極耦接至該第一電壓，其第二源漏極耦接 至該第三晶體管的第 一 源漏極，而該第四晶體管的柵極耦接至該第二晶體 管的柵極以及該第三晶體管的柵極。
9. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該第二晶體管、該第三晶體 管與該第四晶體管均為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
10. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該晶體管是操作于飽和區(qū)。
11. 如權(quán)利要求1所述的電流產(chǎn)生器，其中該晶體管是操作于線性區(qū)。
全文摘要
一種電流產(chǎn)生器。本發(fā)明的電流產(chǎn)生器包括截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器、晶體管、阻抗。當(dāng)截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器接收參考電壓，其內(nèi)部電路會消除輸入端的低頻噪聲及直流偏移電壓，提高電流的匹配。截波穩(wěn)定型運(yùn)算放大器根據(jù)回授單元的回授，控制晶體管操作于線性區(qū)或飽和區(qū)。藉此，本發(fā)明能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的電流并且具有高效率及高電流匹配性。
文檔編號H03F3/45GK101598952SQ200810108790
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者尹又本, 謝致遠(yuǎn) 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司