[发明专利]USB键盘控制器的LED优化低压电流源电路模块

权利要求书

1.USB键盘控制器的LED优化低压电流源电路模块,其特征在于，低压电流源电路(5)上安装有两个N型场效应晶体管NMOS；一个补偿电容CC；一个参考电流源，输入电流为I_IN，一个LED灯，其两端压降为VF，流过LED灯内的电流为I_LED；以及一个运算放大器OP；NMOS1的衬底和源端相连，都接到0电位；NMOS2的源端和衬底也共同连接到0电位；NMOS1和NMOS2共用相同的栅极并连接到运算放大器OP的输出端，NMOS1的漏端分别与OP的正向输入端和参考电流源输入电流I_IN相连；NMOS2的漏端分别与运算放大器OP的负向输入端和LED灯的负向端相连；LED灯和参考电流源共同连接到电源VCC上；补偿电容CC跨接在NMOS1的栅端和漏端之间。

2.如权利要求1所述的USB键盘控制器的LED优化低压电流源电路模块，其特征在于，低压电流源电路(5)采用标准CMOS工艺实现，参考电源输入电流I_IN是由参考电压与电阻相除而产生的参考电流，I_IN经过电流镜像管NMOS1和NMOS2放大N倍流入LED灯内，从而产生亮光；当VCC比较大时，即VCC>VF+V_DSAT,NM2，这时NMOS1和NMOS2都工作在饱和区，其电流满足：I＝1/2uC_oxW/L(V_GS-V_TH)²(1+λV_DS),其中，u为迁移率，C_ox为单位面积栅氧化层电容，λ为沟道调制系数，由于运算放大器OP使得VA＝VB，即V_DS,NM1＝V_DS,NM2，而NMOS1和NMOS2又共用相同的栅极，因此，NMOS1和NMOS2中电流的匹配精度很高；当VCC下降后，即VCC<VF+V_DSAT,NM2，此时,NMOS1和NMOS2都工作在线性区，其电流满足：I＝uC_oxW/L((V_GS-V_TH)V_DS-1/2V²_DS)，同样，由于运算放大器OP的存在使得VA＝VB，因此，NMOS1和NMOS2即使工作在线性区也能拥有很好的电流匹配性能。

3.如权利要求1所述的USB键盘控制器的LED优化低压电流源电路模块，其特征在于，补偿电容CC是NMOS-in-NWELL类型补偿电容；补偿电容CC分裂放大器带来的极点，在运算放大器OP正常工作和NMOS1处在饱和区期间，相当于两级放大器级联形成的反馈电路；补偿电容CC采用NMOS-in-NWELL类型电容，在获得与NMOS相同单位容值的前提下，采用标准logicCMOS工艺实现；补偿电容CC和NMOS电容具有相同的单位容值。

4.如权利要求1所述的USB键盘控制器的LED优化低压电流源电路模块，其特征在于，NMOS1和NMOS2的尺寸选择W/L＝20u/1u。

5.如权利要求1所述的USB键盘控制器的LED优化低压电流源电路模块，其特征在于，当流过LED灯内的电流I_LED＝20mA,参考电流源输入电流I_IN＝400uA,则，n＝50。