[發明專利]可編程電流鏡

有效

• 申請號: 201010206715.4
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN102043420A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 喻柏莘;張家祥
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司;創意電子股份有限公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;高雪琴

技術領域

本發明涉及集成電路，特別涉及具有可編程電流鏡(programmable?currentmirror)的集成電路。

背景技術

電流鏡廣泛地應用在模擬電路設計中。簡單電流鏡(simple?current?mirror)會產生與一參考電流(I_R)的比率有關的一輸出電流(I_O)。具有一相關的寬長比(width-to-length?ratio；α_R)的參考晶體管會接收此參考電流。參考晶體管的柵極連接至具有一柵極寬長比(α_R)的鏡像晶體管(mirror?transistor)的柵極。參考電流的大小決定了參考晶體管的柵極電壓增量(arising)，并且此參考電流傳送至鏡像晶體管的柵極。鏡像晶體管的柵極電壓決定了鏡像晶體管所取出(drawn)的輸出電流的大小。

Maneatis所獲得的美國專利第6,462,527號公開了一種傳統的可編程電流鏡。如圖1所示，傳統的可編程電流鏡包括一參考系統48與一鏡像系統49，其中參考系統48具有多個并聯連接的晶體管50、52、54、56，而鏡像系統49具有多個并聯連接的晶體管58、60、62。參考系統48與鏡像系統49中的各個晶體管的源極耦接至一開關。這些電流鏡需要在不同的控制設定(control?settings)下設定不同的晶體管偏壓狀態(bias?conditions)，因而導致鏡像系統49的效能低落。舉例而言，在使用不同的數字控制字組(digital?controlwords)下，節點100上的偏壓(即晶體管56的柵極-源極電壓V_GS)如下表所示：

其中k＝μC_OX；C_OX為晶體管56的氧化層的電容量；V_th為晶體管56的臨界電壓(導通電壓)；而μ為晶體管56的有效載子移動率。

由此可知，若參考系統48中的晶體管的尺寸有所改變，則偏壓就必須跟著做調整。因此，需要一種改良的可編程電流鏡。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種可編程電流鏡，包括一第一參考晶體管、一第一鏡像晶體管、一第二鏡像晶體管以及一第一電流旁路。第一參考晶體管的源極與柵極耦接至一參考電流節點。第一與第二鏡像晶體管通過一第一節點串聯連接，其中第一與第二鏡像晶體管的柵極相互連接并且一同耦接至第一參考晶體管的柵極。第一電流旁路包括與第二鏡像晶體管并聯連接的一第一開關，其中第一電流旁路耦接至第一節點以及第二鏡像晶體管的源極與漏極。

本發明提供另一種可編程電流鏡，包括一第一參考晶體管、一第一鏡像晶體管、一第二鏡像晶體管、一第三鏡像晶體管、一第四鏡像晶體管、一第一電流旁路、一第二電流旁路以及一第三電流旁路。第一參考晶體管的源極與柵極耦接至一第一節點用以接收一參考電流。第一、第二、第三與第四鏡像晶體管串聯連接，其中第一與第二鏡像晶體管耦接于一第二節點，第二與第三鏡像晶體管耦接于一第三節點，第三與第四鏡像晶體管耦接于一第四節點，其中第一、第二、第三與第四鏡像晶體管的柵極相互連接并且一同耦接至第一參考晶體管的柵極。第一、第二與第三電流旁路中的每一者包括一個別開關，其中與第二鏡像晶體管并聯連接的第一電流旁路耦接至第二與第三節點，與第三鏡像晶體管并聯連接的第二電流旁路耦接至第三與第四節點，并且與第四鏡像晶體管并聯連接的第三電流旁路耦接至第四節點。

本發明提供另一種可編程電流鏡，包括多個參考晶體管、多個鏡像晶體管以及多個電流旁路。參考晶體管串聯連接，其中參考晶體管的柵極相互連接并且一同耦接至一第一參考電流節點。鏡像晶體管串聯連接，其中鏡像晶體管的柵極相互連接并且一同耦接至參考晶體管的柵極。電流旁路中的每一者與參考晶體管以及鏡像晶體管中的一對應者并聯連接，并且電流旁路的每一者包括一開關。

為讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為傳統的可編程電流鏡；

圖2A為本發明實施例的可編程電流鏡；

圖2B為本發明另一實施例的可編程電流鏡；

圖3A-圖3D顯示圖2B中的可編程電流鏡在接收不同的數字控制字組時的運作；

圖4為本發明另一實施例的可編程電流鏡；

圖5為本發明另一實施例的可編程電流鏡；

圖6為本發明另一實施例的可編程電流鏡；

圖7為本發明實施例的專用集成電路的方塊圖。