[发明专利]电流镜、电流复制方法及电子设备

说明书

本发明公开电流镜、电流复制方法及电子设备，该电流镜包括第一晶体管，源极接地，漏极与栅极以及电流输入端连接；多个第二晶体管，漏极皆通过同一连接节点连接到电流输出端，源极皆接地且栅极皆和第一晶体管的栅极连接，漏极和连接节点之间皆配设有选择开关；控制支路，用于在不同时刻依次控制等量但不重复的选择开关导通，以使电流输出端输出连接节点上不同时刻电流的平均值；其中，第一晶体管和第二晶体管为阈值电压相等的第一类型晶体管或第二类型晶体管，第二晶体管的宽长比与第一晶体管的宽长比皆大致等于预设电流比，第一类型与第二类型相反。本发明能够减小误匹配对输出电流的不良影响，使得输出电流较精准地按预设电流比复制输入电流。

技术领域

本发明涉及电路设计的技术领域，具体涉及一种电流镜、电流复制方法及电子设备。

背景技术

电流镜是一种常用的电流复制器件，广泛应用于集成电路中。电流镜通过其电流输入端接收输入电流，并通过其电流输出端输出输出电流，输出电流为对输入电流进行复制而得到的电流。

图1示出现有技术中电流镜的电路结构示意图。参照图1，该电流镜包括：第一晶体管100和第二晶体管200，其中，第一晶体管100和第二晶体管200均为阈值电压相等的N型MOSFET；以及，第一晶体管100的漏极分别与电流输入端以及第一晶体管100的栅极连接，第一晶体管100的源极接地；第二晶体管200的栅极和第一晶体管100的栅极连接，第二晶体管200的源极接地，第二晶体管200的漏极和电流输出端连接。该电路实现电流复制是基于如下原理：饱和状态下晶体管的漏源电流I_d与栅源电压V_gs的关系为I_d＝β·(V_gs-V_th)²/2，其中，β＝μ·C_ox·a/b，μ是电子或空穴迁移率，C_ox表示单位面积的栅氧化层电容，a/b为晶体管的宽长比，V_th为阈值电压。

对于(a₂/b₂)/(a₁/b₁)＝w的情况，上述电路输出电流I_out在理论上应该为输入电流I_in的w倍(以下称输出电流I_out的理论值为参考电流I_ref，且参考电流I_ref＝w·I_in)，其中，a₂/b₂为第二晶体管200的宽长比，a₁/b₁为第一晶体管100的宽长比。然而，考虑到芯片制造过程中的误匹配(Mis-Match)因素，通常的电流镜即使克服由漏源电压不同带来的沟道调制效应，其输出电流I_out也会有相对于参考电流I_ref的±10％左右偏差，该偏差在需要精确复制电流的情形中往往无法忽视。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种电流镜、电流复制方法及电子设备，能够减小误匹配对输出电流的不良影响，使得输出电流较精准地按预设比例系数复制输入电流。

根据本发明的第一方面，提供了一种电流镜，包括：第一晶体管，所述第一晶体管的源极接地，所述第一晶体管的漏极分别与所述第一晶体管的栅极以及电流输入端连接；

多个第二晶体管，所述第二晶体管的栅极和所述第一晶体管的栅极连接，所述第二晶体管的源极接地，多个所述第二晶体管的漏极通过同一连接节点连接到电流输出端，以及，各个所述第二晶体管的漏极和所述连接节点之间皆配设有选择开关；

控制支路，用于在不同时刻依次控制等量但不重复的所述选择开关导通，以使得所述电流输出端输出所述连接节点上不同时刻电流的平均值；