[發明專利]電流鏡和電流抵消電路

有效

• 申請號: 201210022789.1
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102681591A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 阿南德·查馬庫拉
• 申請（專利權）人: 美士美積體產品公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明涉及電子電路，更特定來說，涉及電流鏡和電流抵消電路。

背景技術

電流抵消技術可用于抵消電路的一個或一個以上節點處的電流。舉例來說，電流抵消技術可用于抵消使電流傳感器裝置中的信號降級的泄漏電流。在特定實例中，電流抵消技術可用于光學傳感器中。采用光電傳感器二極管的光學傳感器用于電子裝置中以檢測環境光條件。然而，此類光學傳感器的分辨率可受到泄漏電流的限制，最值得注意的是由光電傳感器二極管產生的暗電流。暗電流是由光電傳感器二極管在光電傳感器二極管暴露于完全黑暗(即，暴露于無光狀態)時產生的電流。光電傳感器二極管產生的暗電流的量隨著二極管的工藝變化、二極管的面積、二極管的溫度、二極管的結深度等等而變化。然而，在室溫下，典型光學傳感器中產生的暗電流的量可在一(1)微微安培(pA)到一百(100)pA的范圍內。

如圖1中所說明，電流IPD1可經鏡射以消減或抵消第二節點處的電流的不想要的部分(例如，電流IPD2中的暗電流)。舉例來說，如果晶體管M1與M2準確地匹配，那么晶體管M1將電流IPD1的確切值鏡射到晶體管M2，這樣抵消第二節點處的電流IPD2(例如，由等式[IPD2-IPD1]界定第二節點處的電流)。然而，歸因于晶體管M1與M2的失配，電流IPD1不能準確地鏡射到晶體管M2，這不允許在第二節點處發生準確的消減。

發明內容

描述準確地鏡射電流并消減電流的技術。在一個或一個以上實施方案中，一種電路包含：第一電流源，其耦合到第一節點以提供第一電流源電流IPD1；以及電流鏡，其經由第一開關T1耦合到第一節點以提供電流鏡參考電流IREF1。第一開關T1經配置以具有斷開配置和閉合配置。在閉合配置中，電流鏡參考電流IREF1從電流鏡流動到第一節點中。在斷開配置中，無電流從電流鏡流動到第一節點中?！痞ふ{制器(sigma?deltamodulator)經配置以控制開關T1的開關配置(例如，斷開配置、閉合配置)使得在一時間周期內從電流鏡流動到第一節點中的平均電流至少近似等于流出第一節點的第一電流源電流IPD1。∑Δ調制器產生經離散脈沖密度調制的輸出以控制開關T2，從而允許第二電流鏡參考電流IREF2進入第二節點中，因此在一時間周期(例如，時鐘循環)內消減第二節點處的第二電流源電流IPD2的一部分。在一實施方案中，當第一電流鏡參考電流IREF1等于第二電流鏡參考電流IREF2時，第二節點處的等效電流為第一電流源電流IPD1與第二電流源電流IPD2的差。電流鏡參考電流IREF1和IREF2可利用動態元件匹配來匹配，使得每個時鐘循環互換IREF1與IREF2。在一實施方案中，IREF2可為IREF1的倍數且可用作電流鏡以提供另一節點處的電流。所述技術適于在光學傳感器中使用以提供由一個或一個以上電流源(例如，光學傳感器的光電傳感器二極管等)產生的暗電流抵消。然而，預期本文描述的技術可用于其它應用中。

提供此概述以用簡化的形式介紹下文在具體實施方式中進一步描述的概念的選擇。此概述不希望指明所主張的標的物的關鍵特征或基本特征，也不希望用于輔助確定所主張的標的物的范圍。

附圖說明

參看附圖描述具體實施方式。描述內容和圖中在不同例子中使用相同參考數字可指示類似或相同項目。

圖1是說明現有技術中的電流抵消電路的示意圖。

圖2是說明根據本發明的電流抵消電路的示意圖。

圖3是說明根據本發明的另一電流抵消電路的示意圖。

圖4是說明圖3中描繪的電流抵消電路的實施方案的示意圖。

圖5是說明根據本發明的電流抵消電路的流程圖。

具體實施方式

概述

電流抵消電路可用于例如光學傳感器等微電子裝置中以抵消節點處的電流。在特定應用中，光學傳感器可采用電流抵消電路來抵消一個或一個以上節點處的電流。舉例來說，光學傳感器可包含電流抵消電路以抵消裝置中的泄漏電流(例如，暗電流)。舉例來說，泄漏電流可減小裝置的分辨率。光學傳感器可能歸因于光學傳感器的光電傳感器二極管產生的泄漏電流(暗電流)而不能檢測在環境光照條件下產生的光的整個范圍。因此，使用電流抵消電路來補償光學傳感器中的泄漏電流。泄漏電流抵消改進了當感測環境光條件時傳感器的分辨率。