[发明专利]开关电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电路，更具体地，本发明涉及BiCMOS电路，它允许用低电压CMOS信号来控制双极性电流源或吸收阱(sink)电路。

发明背景

BiCMOS电流开关电路是公知的，其中加到CMOS晶体管上的信号确定流过双极晶体管的电流。例如，各种电流控制数字-模拟变换器可以包括多个双极性器件，每个双极性器件具有与其相关的各自的CMOS器件，以及由双极生器件流出的总的电流由加到CMOS器件的输入确定。

作为这方面的一个例子，US-5，548，288描述了在电流控制数字-模拟变换器中使用的电流源和电流开关。在那里描述的电路中，输出电流由加到电路输入端的数字信号确定。

然而，那里描述的电路具有缺点：它包括相对较多数目的元件，从而它使用集成电路中相对较大的面积。

发明概要

本发明提供这样一种电路，在某些实施例中，它可通过使用比至少某些现有技术电路更少的元件来实施，从而它在集成电路中使用较小的面积。

更具体地，本发明的第一方面的一个实施例提供了这样一种BiCMOS电路，其中包括第一双极晶体管，它在运行时流出电流。第一双极晶体管的集电极通过CMOS晶体管被连接到电压源，以及通过第二双极晶体管被连接到电路输出端。通过第二双极晶体管取出的输出电流取决于CMOS晶体管被加到其上的控制电压控制成接通还是关断。

按照本发明的第二方面，提供了一种数字-模拟变换器，它包括多个按照本发明的第一方面的BiCMOS电路。它们的各个第一双极晶体管优选地与另一个双极晶体管形成各自的电流镜电路，以及取出各自的电流，它们可被相加以形成总的输出电流，该输出电流取决于被加到各个CMOS晶体管的各自的控制电压。

按照本发明的第三方面，提供了一种电荷泵电路，它包括两个按照本发明的第一方面的BiCMOS电路。第一电路被配置为电流源，以及第二电路被配置为电流吸收阱。通过控制加到两个电路的输入，可以改变输出电流。

附图简述

图1是按照本发明的第一电流吸收阱电路的电路图。

图2是按照本发明的第二电流吸收阱电路的电路图。

图3是按照本发明的第三电流吸收阱电路的电路图。

图4是按照本发明的电荷泵电路的电路图。

优选实施例详细描述

图1显示按照本发明的第一电路，它被用作为一个切换的电流吸收阱。图1的电路是基于一个传统的双极性发射极跟随器增扩电流镜电路2，包括被连接在适当的双极性正电压源Vcc和NPN双极晶体管6的集电极之间的恒定电流源4，它产生恒定电流Iref，晶体管6的发射极通过电阻值为R的电阻8被连接到地。晶体管6的基极被连接到另一个NPN双极晶体管10的基极，晶体管10的发射极通过电阻12被连接到地。在这个说明的实施例中，电阻12具有与电阻8相等的电阻值R。电阻8、12的作用是控制流过晶体管6、10的电流。将会看到，这些电阻可以从电路中省略，然后，任何所需要的尺寸定标是可以通过对晶体管的发射极面积的定标而达到的。

电流镜电路2还包括第三NPN双极晶体管14，其基极被连接到晶体管6的集电极，其集电极被连接到正的电压源Vcc，以及其发射极被连接到晶体管6、10的基极。将会看到，这个发射极跟随器晶体管14可以被省略，如果这样造成的电流镜精度的降低是可接受的话。

作为按照本发明的这个说明的实施例的开关的一部分是第四NPN双极晶体管16，其发射极被连接到晶体管10的集电极，以及其集电极被连接到输出端18。晶体管16的基极被偏置为由电压源20设置的电压电平，电压源20的负端被连接到地。例如，这个电压电平可被设置为3·Vbe，其中Vbe是使得晶体管接通所需要的基极-发射极电压。

最后，图1的电路包括PMOS晶体管22，其源极被连接到适当的正的MOS电压源Vdd，以及其漏极被连接到晶体管16的发射极与晶体管10的集电极的连接点。PMOS晶体管22的栅极端被连接到控制输入端24，它接收逻辑输入信号。

当控制输入端24处的输入信号是高电平时，MOS晶体管22被关断，以及电流镜电路2以传统方式运行。因此，双极晶体管16被接通，晶体管10的集电极电流通过晶体管16流出，从而呈现为通过输出端18流出的输出电流。如果在这个说明的实施例中，电阻12的电阻值等于电阻8的电阻值，则输出电流可被做成为等于Iref，它是由电流源4产生的电流。