[發明專利]低電壓、高度精確的電流鏡

有效

• 申請號: 201580061940.4
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN107111329B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: M·羅漢姆;戴亮
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26;H03F3/347;H03F3/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張曦

本公開的某些方面一般性地涉及低電壓、精確的電流鏡(200)，其包括第一對晶體管(M4，M5)、與第一對晶體管(M4，M5)共源共柵的第二對晶體管(M2，M3)、耦合到第二對晶體管(M2，M3)的切換網絡(201)、以及耦合到切換網絡(201)的第三對晶體管(MO，M1)。第一對晶體管與第二對晶體管之間的輸入節點(208)可以被配置為接收用于電流鏡的輸入電流，并且在第一對晶體管處的輸出節點(210)可以被配置為匯集與輸入電流成比例的用于電流鏡的輸出電流。這種電流鏡架構供給了混合的低壓/高壓解決方案，容忍低輸入電壓，提供高輸出阻抗，并且供給低面積和功率消耗。

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年6月30日提交的美國專利申請No.14/755,435的優先權，其要求2014年11月20日提交并且名稱為“LOW VOLTAGE,HIGHLY ACCURATE CURRENT MIRROR”的美國臨時專利申請系列號No.62/082,266的權益，其以它的整體通過引用并入本文。

技術領域

本公開的某些方面一般性地涉及電子電路，并且更特別地涉及具有高度精確的電流比的低壓電流鏡。

背景技術

電流鏡是一種類型的電流放大器，其提供與輸入電流成比例的高阻抗輸出電流。該輸出電流典型地用來驅動用于高增益的負載。簡單的電流鏡一般由單個輸入晶體管和單個輸出晶體管的配對構成，該配對的柵電極連結在一起并連結至輸入晶體管的漏極處的輸入電壓節點。晶體管的源極連接至兩個晶體管共用的參考電壓節點。輸入晶體管的漏極和柵極連接至提供靜態參考電流的電流源。因為輸入晶體管和輸出晶體管使它們的柵極和源極連結在一起，所以對應的輸出電流出現在輸出晶體管的傳導路徑中。一般地，輸入晶體管和輸出晶體管是相同的并且電流中存在基本上單位增益。這樣的電流鏡通常用來提供高增益放大器級中的有源負載。

發明內容

本公開的某些方面一般性地涉及低電壓、精確的電流鏡電路，其可以被用于例如集成電路(IC)中的分布式電流感測。

本公開的某些方面提供了一種電流鏡。該電流鏡典型地包括第一對晶體管、與第一對晶體管共源共柵的第二對晶體管、耦合到第二對晶體管的切換網絡、以及耦合到切換網絡的第三對晶體管。對于某些方面，第一對晶體管與第二對晶體管之間的輸入節點被配置為接收用于電流鏡的輸入電流，并且在第一對晶體管處的輸出節點被配置為匯集與輸入電流成比例的用于電流鏡的輸出電流。

根據某些方面，切換網絡被配置為周期性地(或隨機地)交換第二對晶體管與第三對晶體管之間的連接。

根據某些方面，切換網絡包括動態元件匹配(DEM)電路。

根據某些方面，該電流鏡進一步包括電流源，該電流源被配置為將偏置電流供應給第一對晶體管中的晶體管。偏置電流與輸入電流相比可以是可忽略的。對于某些方面，該電流鏡還可以包括源極跟隨器，該源極跟隨器耦合至電流源并且耦合至第一對晶體管中的該晶體管。源極跟隨器可以包括第一晶體管和與第一晶體管共源共柵的第二晶體管。在這種情況中，第一晶體管的柵極可以耦合至電流源并且耦合至第一對晶體管中的該晶體管的漏極。第一晶體管的源極可以耦合至第二晶體管的漏極或第二晶體管的柵極中的至少一個。對于某些方面，源極跟隨器進一步包括下列中的至少一個：第一電容器，連接在第一晶體管的柵極與第一晶體管的源極之間；或第二電容器，連接在第一晶體管的柵極與第一對晶體管中的該晶體管的源極之間，其中第一對晶體管中的該晶體管的源極耦合至輸入節點。第二晶體管的柵極可以耦合至第三對晶體管的柵極。對于某些方面，第一對晶體管中的該晶體管的源極耦合至輸入節點，并且第一對晶體管中的另一晶體管的漏極耦合至輸出節點。對于某些方面，電流源耦合至第一供電節點，并且第三對晶體管耦合至第二供電節點，第二供電節點具有比第一供電節點低的電壓。