[发明专利]电压电流转换器

说明书

技术领域

本发明关于一种电压-电流转换器，特别是关于一种用于压控振荡器的电压-电流转换器。

背景技术

众所周知，在现有技术中，电压-电流转换器用于将输入电压转换为与之成比例的输出电流。例如，在锁相环电路中的压控振荡器(一般简写为VCO)中通常都会用到电压-电流转换器。

传统电压-电流转换电路通常采用一个NMOS晶体管和一电流镜10来实现电压到电流的转换，如图1所示，根据其工作原理，电压-电流转换器的输出电流I2＝I1，其中I1为NMOS晶体管M8的漏电流，I1＝V·G，V则为电压-电流转换器的输入电压Vctrl，G为N型MOS晶体管M8的跨导，从而实现了电压-电流的转换，但是这种电压-电流转换电路存在电源抑制比很差的缺点。

为解决传统电压-电流转换电路电源抑制比很差的缺点，现有技术往往采用超级源跟随器结合电流镜像电路有效降低输出电阻以获得较好的电源抑制比。图2为现有技术中一种采用超级源跟随器的电压-电流转换器的电路结构图。如图2所示，其中电压-电流转换器主要利用超级源跟随器101结合电流镜像电路102降低输出电阻，并通过电流镜像电路102将电流反馈至超级源跟随器101以稳定超级源跟随器101的电流，进一步减小超级源跟随器101的电流抖动，更好的提高对外部噪声的抑制作用，能获得较好的电源抑制比。

随着工艺的更新以及锁相环频率的要求越来越高，与电压-电流转换电路输出端连接的电流控制振荡器(ICO)的MOS管逐渐使用低工作电压高工作电流的器件(工作电压通常为1V或1.2V)。然而，现有技术中电压-电流转换器的超级源跟随器因为要对输入控制电压Vctrl提高一个Vgs，这样就会使电压-电流转换器的输出电压大大超过1V，从而使电流控制振荡器(ICO)无法使用低工作电压的MOS管，进而使锁相环(PLL)的频率提高受到了限制，无法体现先进工艺的优势。

综上所述，可知先前技术的电压电流转换器存在输出电压大从而使电流控制振荡电路无法使用低工作电压的MOS管的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

为克服上述现有技术存在的电压-电流转换器输出电压大的问题，本发明的主要目的在于提供一种电压-电流转换器，其通过采用两个超级源跟随器，使电压-电流转换器的输出电压与输入控制电压非常接近，从而使其能够与采用低工作电压器件的电流控制振荡器相连，从而提高锁相环中压控振荡器(VCO)的频率。

为达上述及其它目的，本发明一种电压-电流转换器，包含：

第一超级源跟随器，其至少包含一电流源、一第三NMOS晶体管以及漏极相接的第一PMOS晶体管与第二NMOS晶体管，该第一PMOS晶体管源极同时连接于该电流源与该第三NMOS晶体管漏极，栅极接至一输入控制电压，该第二NMOS晶体管栅极与一电流镜像电路相连，源极与该第三NMOS晶体管的源极同时接地，该第三NMOS晶体管栅极接至该第一PMOS晶体管漏极；

一电流镜像电路，连接于该第一超级源跟随器与该输入控制电压，用于将该输入控制电压转换为电流，并将该电流反馈至该第一超级源跟随器以稳定该第一超级源跟随器；以及

第二超级源跟随器，用于保持输出电流稳定的同时减小该电压-电流转换器的输出电压，使其接近于该输入控制电压，其至少包含该电流源、一第十NMOS晶体管以及漏极相接的第八PMOS晶体管与第九NMOS晶体管，该第八PMOS晶体管源极同时连接于该电流源与该第十NMOS晶体管漏极，栅极接至该电流镜像电路；该第九MOS晶体管栅极与该第二MOS晶体管栅极相连，源极与该第十MOS晶体管的源极同时接地，该第十MOS晶体管栅极接至第八MOS晶体管漏极。

进一步地，该电流镜像电路包含第四NMOS晶体管、第七NMOS晶体管、第五PMOS晶体管以及第六PMOS晶体管，该第四NMOS晶体管栅极与该第二NMOS晶体管栅极相连，漏极与栅极短接，源极与该第七NMOS晶体管源极同时接地，该第七NMOS晶体管栅极连接至该输入控制电压，漏极连接于该第六PMOS晶体管漏极，该第五PMOS晶体管与该第六PMOS晶体管栅极短接后与该第七NMOS晶体管漏极相连，其源极与该第六PMOS晶体管源极、该第一PMOS晶体管源极以及该第八PMOS晶体管的栅极共同相接。

进一步地，该第一超级源跟随器还包含一米勒电路，该米勒电路包含相互串联的一电容和一电阻，该电容另一端连接至该第一PMOS晶体管源极，该电阻另一端连接至该第一PMOS晶体管漏极。