[發明專利]一種電流鏡瞬變加速電路

在審

• 申請號: 201310509553.5
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103558898A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 蘇州貝克微電子有限公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

電流鏡廣泛地應用在集成電路（IC）設備中。它們的主要是在所謂的電流槽轉換為電流源的轉向電路中起作用，反之亦然。這樣的動作改變了電路電壓，于是就獲得了很大的電平位移，而無需損失直流參考電平。

背景技術

在某些電路應用中，特別是那些驅動電容性負載的電路中，加速電路的啟動，并且在啟動過后很短暫的時間內提供一個電流過沖來增加轉換速率是十分有益的。這樣的應用可作為降壓型開關式穩壓源中開關設備的驅動，還可作為發射極接地的功率開關晶體管的基極放電部分。

發明內容

本發明的一個目的是提供一個電流鏡瞬變加速電路；

本發明的另一個目的是提供一個電流鏡電路，該電路在其第一次啟動時具有一個瞬時電流過沖輸出。

本發明的技術解決方案是：

這些以及其他目的通過以下內容達到。一對晶體管偶合在一起形成一個電流鏡。它們的根據尺寸提供所需的電流鏡增益。晶體管的基極通過一對電阻連接在一起，電阻的阻值與電流鏡的增益成反比。也就是說較大的電阻對應于較低的電流晶體管。由于射極跟隨器的基極耦合在輸入晶體管集電極上，發射極耦合在兩個基極晶體管的連接處，建立了負反饋，所以輸入晶體管的集電極電流等于電流鏡的輸入電流。一個電容耦合在電流鏡輸入晶體管的發射極和基極之間，一個二極管耦合在電阻連接點和電流鏡輸出晶體管的基極之間。當射極跟隨器工作時，二極管就沿著極性導通。兩個輸出晶體管結構是經過慎重考慮的。第一，射極跟隨器集電極直接回到適當的電源端，形成超強型二極管電流鏡。第二，射極跟隨器的發射極也耦合在電流鏡輸出晶體管的集電極上，射極跟隨器的集電極就以威爾森型電流鏡的形式，成了電流鏡的輸出端。當電路第一次啟動，輸入晶體管基極到發射極的電容不帶電，輸入晶體管就會保持截止狀態，直至電容充電。在這樣的條件下，電流鏡輸入電流就會通過二極管轉移到輸出晶體管上。這在高電流增益時會產生一個電流瞬變。該動作將會在啟動時提供一個充分過沖的快速上升的瞬變電流脈沖輸出。接著，在短暫的瞬變間隔之后，輸入晶體管的電容逐漸充電至輸入晶體管導通。這時，電路就成為了常規的電流鏡。

對比專利文獻：CN201134057Y?一種用SELF-CASCODE實現的電流鏡啟動電路200720077886.5?，CN201765527U一種自適應電流鏡?201020273665.7。

附圖說明：

圖1為本發明電路的原理圖；

圖2為圖1中電路電氣性能的曲線圖；

圖3為本發明的一個可選實例的原理圖；

圖4為一個可以使用在圖1或圖3電路中的功率晶體管的原理圖；

圖5為由電壓控制的差分信號電流源的電路工作原理圖。

具體實施方式：

圖1中的原理圖展示了本發明使用的PNP晶體管基本概念。需要理解的是，當PNP晶體管得到展示和描述時，使用NPN晶體管的電路的補充形式也可以被使用。電流鏡由一個連接在端子10和接地端11上的電源????????????????????????????????????????????????供電。在電路輸入端12處提供一個輸入電流，該電流便會鏡像對稱至輸出端13上。輸入由一個恒流元件14提供，其接通與斷開由開關15控制。在接下來的討論中，我們假設采用β較大的晶體管，這樣基極電流相對于集電極電流就可以忽略。當β大于100時，基極電流就可以小于集電極電流的1%，這樣的近似對于一階系統是有效的。

輸入晶體管16耦合在輸出晶體管17上組成電流鏡。晶體管17的發射極面積被制成為晶體管16的n倍，這樣電流鏡的電流增益就為n，也就是。

晶體管的基極通過串聯的電阻18和19連接在一起。這兩個電阻阻值的比率與晶體管16和17的相關因素是相同的，即。因此，在工作時，電阻18和19上的壓降相同并且反向。電容20與電阻19構成了一個低通濾波器。當晶體管16的發射極-基極電容充滿電時，也就是通常使用橫向晶體管結構的情況下，物理電容20可以略去。二極管21與電阻18并聯，并且在晶體管被脈沖導通時沿著極性方向被導通。電阻18上的壓降在啟動瞬變之后要小于二極管壓降，因此，二極管21對電路的穩態工作沒有影響。

當開關15打開時，節點12處的輸入為零。電路未被導通，所有的晶體管都是截止的，端子13處的輸出也為零。