[发明专利]可编程电流镜

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，特别涉及具有可编程电流镜(programmable currentmirror)的集成电路。

背景技术

电流镜广泛地应用在模拟电路设计中。简单电流镜(simple current mirror)会产生与一参考电流(I_R)的比率有关的一输出电流(I_O)。具有一相关的宽长比(width-to-length ratio；α_R)的参考晶体管会接收此参考电流。参考晶体管的栅极连接至具有一栅极宽长比(α_R)的镜像晶体管(mirror transistor)的栅极。参考电流的大小决定了参考晶体管的栅极电压增量(arising)，并且此参考电流传送至镜像晶体管的栅极。镜像晶体管的栅极电压决定了镜像晶体管所取出(drawn)的输出电流的大小。

Maneatis所获得的美国专利第6,462,527号公开了一种传统的可编程电流镜。如图1所示，传统的可编程电流镜包括一参考系统48与一镜像系统49，其中参考系统48具有多个并联连接的晶体管50、52、54、56，而镜像系统49具有多个并联连接的晶体管58、60、62。参考系统48与镜像系统49中的各个晶体管的源极耦接至一开关。这些电流镜需要在不同的控制设定(control settings)下设定不同的晶体管偏压状态(bias conditions)，因而导致镜像系统49的效能低落。举例而言，在使用不同的数字控制字组(digital controlwords)下，节点100上的偏压(即晶体管56的栅极-源极电压V_GS)如下表所示：

其中k＝μC_OX；C_OX为晶体管56的氧化层的电容量；V_th为晶体管56的临界电压(导通电压)；而μ为晶体管56的有效载子移动率。

由此可知，若参考系统48中的晶体管的尺寸有所改变，则偏压就必须跟着做调整。因此，需要一种改良的可编程电流镜。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种可编程电流镜，包括一第一参考晶体管、一第一镜像晶体管、一第二镜像晶体管以及一第一电流旁路。第一参考晶体管的源极与栅极耦接至一参考电流节点。第一与第二镜像晶体管通过一第一节点串联连接，其中第一与第二镜像晶体管的栅极相互连接并且一同耦接至第一参考晶体管的栅极。第一电流旁路包括与第二镜像晶体管并联连接的一第一开关，其中第一电流旁路耦接至第一节点以及第二镜像晶体管的源极与漏极。

本发明提供另一种可编程电流镜，包括一第一参考晶体管、一第一镜像晶体管、一第二镜像晶体管、一第三镜像晶体管、一第四镜像晶体管、一第一电流旁路、一第二电流旁路以及一第三电流旁路。第一参考晶体管的源极与栅极耦接至一第一节点用以接收一参考电流。第一、第二、第三与第四镜像晶体管串联连接，其中第一与第二镜像晶体管耦接于一第二节点，第二与第三镜像晶体管耦接于一第三节点，第三与第四镜像晶体管耦接于一第四节点，其中第一、第二、第三与第四镜像晶体管的栅极相互连接并且一同耦接至第一参考晶体管的栅极。第一、第二与第三电流旁路中的每一者包括一个别开关，其中与第二镜像晶体管并联连接的第一电流旁路耦接至第二与第三节点，与第三镜像晶体管并联连接的第二电流旁路耦接至第三与第四节点，并且与第四镜像晶体管并联连接的第三电流旁路耦接至第四节点。

本发明提供另一种可编程电流镜，包括多个参考晶体管、多个镜像晶体管以及多个电流旁路。参考晶体管串联连接，其中参考晶体管的栅极相互连接并且一同耦接至一第一参考电流节点。镜像晶体管串联连接，其中镜像晶体管的栅极相互连接并且一同耦接至参考晶体管的栅极。电流旁路中的每一者与参考晶体管以及镜像晶体管中的一对应者并联连接，并且电流旁路的每一者包括一开关。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为传统的可编程电流镜；

图2A为本发明实施例的可编程电流镜；

图2B为本发明另一实施例的可编程电流镜；

图3A-图3D显示图2B中的可编程电流镜在接收不同的数字控制字组时的运作；

图4为本发明另一实施例的可编程电流镜；

图5为本发明另一实施例的可编程电流镜；

图6为本发明另一实施例的可编程电流镜；

图7为本发明实施例的专用集成电路的方块图。