[发明专利]电流镜装置及相关放大电路

说明书

本发明公开了一种电流镜装置，该电流镜装置包含一输入端、一输出端、第一至第三晶体管，以及一运算放大器。输入端用来接收一输入信号，而输出端用来输出放大后的输入信号。第一晶体管于一第一端接收一参考电流，其第二端耦接于一偏压。第二晶体管的控制端耦接于输入端。第三晶体管的第一端耦接于输出端，第二端耦接于第二晶体管的第一端，而控制端耦接于一参考电压。运算放大器用来将第一晶体管的第一端上的一第一电位以及第二晶体管的第一端上的一第二电位维持实质上相等，以准确地将流经第一晶体管的参考电流放大特定倍而映射成为流经第二晶体管的负载电流。

技术领域

本发明涉及一种电流镜装置及相关放大电路，尤指一种提升输出电流的稳定性与准确度的电流镜装置及相关放大电路。

背景技术

电流镜(current mirror)是类比电路中的基本组件，广泛地应用在各种的电路的偏压与放大级的负载上。正因如此，电流镜的精准映射特性就显得特别重要，其输出电流的稳定性与准确度乃是决定电流镜特性的好与坏。

现有技术的电流镜装置通常使用金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。当MOSFET组件工作于线性区时，其有效的沟道长度将会固定不变。但是当其漏极偏压提升至饱和区时会缩短沟道长度，使得饱和区内操作电流与电压关系式并非如理想状态下只和晶体管的栅极-源极电压(V_GS)有关，而会因为上述沟道长度调制效应(channel length modulation effect)而相关于晶体管的漏极-源极电压(V_DS)。因此，现有技术的电流镜装置容易受到MOSFET工艺(process)和偏压变化影响，无法准确稳定地映射出输出电流。

发明内容

本发明提供一种放大电路，其包含一输入端、一输出端、一第一晶体管、一第二晶体管、一第三晶体管，以及一运算放大器。该输入端用来接收一输入信号，而该输出端用来输出放大后的该输入信号。该第一晶体管包含一第一端，用来接收一第一参考电流；一第二端，耦接于一第一偏压；以及一控制端。该第二晶体管包含一第一端；一第二端，耦接于该第一偏压；以及一控制端，耦接于该输入端与该第一晶体管的该控制端。该第三晶体管包含一第一端，耦接于该输出端；一第二端，耦接于该第二晶体管的该第一端；以及一控制端，耦接于一参考电压。该运算放大器用来将该第一晶体管的该第一端上的一第一电位以及该第二晶体管的该第一端上的一第二电位维持实质上相等。

本发明另提供一种电流镜装置，其包含第一至第五晶体管以及一运算放大器。该第一晶体管包含一第一端，用来接收一第一参考电流；一第二端，耦接于一第一偏压；以及一控制端。该第二晶体管包含一第一端；一第二端，耦接于该第一偏压；以及一控制端，耦接于该第一晶体管的该控制端。该第三晶体管包含一第一端；一第二端，耦接于该第二晶体管的该第一端；以及一控制端，耦接于一参考电压。该第四晶体管包含一第一端；一第二端，耦接于该第一偏压；以及一控制端。该第五晶体管包含一第一端，耦接于一第二偏压；一第二端，耦接于该第四晶体管的该第一端；以及一控制端，耦接于该第三晶体管的该控制端。该运算放大器包含一第一端，耦接于该第四晶体管的该第一端；一第二端，耦接于该第一晶体管的该第一端；以及一输出端，耦接于该第一晶体管的该控制端。

与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：本发明使用运算放大器的电气特性来锁住两晶体管的漏极端电压，改善因晶体管工艺或偏压变化形成的沟道长度调制效应所造成的波动，进而使得流经第一晶体管之的第一参考电流能被精准地映射m倍而成为流经第二晶体管的负载电流。因此，本发明之的放大电路和电流镜装置能提升输出电流的稳定性与准确度。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为本发明实施例中放大电路的示意图；

图2为本发明实施例中放大电路的应用的示意图；