[发明专利]匹配电流镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电流比值转换的电流镜，特别地，它涉及一种将参考电流转换为精确固定倍数电流的电流比值转换电流镜。

背景技术

众所周知电流镜广泛应用模拟电路中。图1所示为基本电流镜结构，输出电流Io和基准电流Ir的大小之比主要取决于电流各自流过的12管和11管的宽长比之比，它能够队基准电流按一定比例进行复制。但是Io和Ir的比值还受到各自漏源电压的影响，M1管的漏极和栅极电压相等，但是12管的漏极电压根据需要可能偏置在任意电压，这就造成了电流复制的误差。

发明内容：

本发明的内容解决了前述提出的问题，通过一个运算放大器的输出端控制受控电路的电流或电压变化，使得变化后的电流或电压信号经过负载电路后在运算放大器的负输入端得到一个与它的正输入端电压相等的电压值。应用运算放大器正输入端电压与负输入端相等的特性，对构成电流镜的两个MOS管的漏极电压进行钳位，确保了构成电流镜的两个MOS管的漏极电压相等，使两个管子的漏源电压相等。通过构成电流镜的两个MOS管的栅极互连确保了两个MOS管的栅源电压相等。从而使电流得到精确复制，减小了电流复制的误差，提高了电流镜的匹配精度。

本发明提供的电流镜的基本结构如图2所示，电路包括：

(1)第一PMOS管21和第二PMOS管22，用于构成电流镜，对电流进行复制。第一PMOS管21和第二PMOS管22的源极与供电电压vdd相连，其栅极相互连接，且栅极电压为Vref1。第一PMOS管21的漏极与运算放大器的正输入端相连，并与参考电流源23相连，第二PMOS管22的漏极与运算放大器的负输入端相连，并与受控负载25相连，第一PMOS管21和第二PMOS管22的衬底都接到供电电压vdd。

(2)参考电流源23，为电流镜提供参考电流。参考电流源23与第一PMOS管21的漏极相连。

(3)运算放大器24，用于对构成电流镜的第一PMOS管21和第二PMOS管22的漏极电压进行钳位，应用其正输入端电压和负输入端电压相等的特性，确保两个PMOS管21和22的漏极电压相等。运算放大器24的正输入端与第一PMOS管21的漏极相连，它的负输入端与第二PMOS管22的漏极相连，运算放大器24的输出端控制受控负载电路，使运算放大器24的负输入端电压等于正输入端电压。

(4)受控电路25，它的电流或电压信号受到运算放大器24的控制。受控电路25与负载电路相连。

(5)负载电路26，将受控电路25输出的电流或电压信号转换为相应的电压信号，使运算放大器24负输入端电压等于它的正输入端的电压。它的一端与受控电路25相连，另一端与运算放大器24的负输入端相连，并与第二PMOS管22的漏极相连。

本发明与传统的电流镜不同，传统的电流镜中，由于构成电流镜的两个管子的漏源电压不一定相等，电流的复制会出现一定的误差。在本发明提供的电路中，由于第一PMOS管21和第二PMOS管22的栅极互连，它们的栅极电压相等；由于第一PMOS管21和第二PMOS管22的源极都是与供电电压vdd相连，它们的源极电压相等；由于第一PMOS管21的漏极与运算放大器的正输入端相连，第二PMOS管22的漏极与运算放大器的负输入端相连，它们的漏极电压相等，这样，确保了第一PMOS管21和第二PMOS管22的栅源电压和漏源电压分别相等。保障了流过第一PMOS管21的电流和流过第二PMOS管22的电流之比与第一PMOS管21的宽长比和第二PMOS管22的宽长比之比值相等。本发明提供的电流镜减小了电流复制的误差，使电流得到精确复制。

附图说明

参照附图能更好地理解下面公开的本发明，其中：

图1为显示传统的电流镜的电路图

图2为显示本发明基本结构的电流镜的电路图

图3为显示本发明第一实施例的电流镜电路图

图4为显示本发明第二实施例的电流镜电路图

具体的实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。图3是本发明的电流镜的实施例之一的基本结构，电路包括：