[發明專利]電流鏡裝置及相關放大電路

有效

• 申請號: 201710647222.6
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN108874019B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 陳智圣;彭天云
• 申請（專利權）人: 立積電子股份有限公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 上海市錦天城律師事務所 31273
• 代理人: 劉民選

本發明公開了一種電流鏡裝置，該電流鏡裝置包含一輸入端、一輸出端、第一至第三晶體管，以及一運算放大器。輸入端用來接收一輸入信號，而輸出端用來輸出放大后的輸入信號。第一晶體管于一第一端接收一參考電流，其第二端耦接于一偏壓。第二晶體管的控制端耦接于輸入端。第三晶體管的第一端耦接于輸出端，第二端耦接于第二晶體管的第一端，而控制端耦接于一參考電壓。運算放大器用來將第一晶體管的第一端上的一第一電位以及第二晶體管的第一端上的一第二電位維持實質上相等，以準確地將流經第一晶體管的參考電流放大特定倍而映射成為流經第二晶體管的負載電流。

技術領域

本發明涉及一種電流鏡裝置及相關放大電路，尤指一種提升輸出電流的穩定性與準確度的電流鏡裝置及相關放大電路。

背景技術

電流鏡(current mirror)是類比電路中的基本組件，廣泛地應用在各種的電路的偏壓與放大級的負載上。正因如此，電流鏡的精準映射特性就顯得特別重要，其輸出電流的穩定性與準確度乃是決定電流鏡特性的好與壞。

現有技術的電流鏡裝置通常使用金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。當MOSFET組件工作于線性區時，其有效的溝道長度將會固定不變。但是當其漏極偏壓提升至飽和區時會縮短溝道長度，使得飽和區內操作電流與電壓關系式并非如理想狀態下只和晶體管的柵極-源極電壓(V_GS)有關，而會因為上述溝道長度調制效應(channel length modulation effect)而相關于晶體管的漏極-源極電壓(V_DS)。因此，現有技術的電流鏡裝置容易受到MOSFET工藝(process)和偏壓變化影響，無法準確穩定地映射出輸出電流。

發明內容

本發明提供一種放大電路，其包含一輸入端、一輸出端、一第一晶體管、一第二晶體管、一第三晶體管，以及一運算放大器。該輸入端用來接收一輸入信號，而該輸出端用來輸出放大后的該輸入信號。該第一晶體管包含一第一端，用來接收一第一參考電流；一第二端，耦接于一第一偏壓；以及一控制端。該第二晶體管包含一第一端；一第二端，耦接于該第一偏壓；以及一控制端，耦接于該輸入端與該第一晶體管的該控制端。該第三晶體管包含一第一端，耦接于該輸出端；一第二端，耦接于該第二晶體管的該第一端；以及一控制端，耦接于一參考電壓。該運算放大器用來將該第一晶體管的該第一端上的一第一電位以及該第二晶體管的該第一端上的一第二電位維持實質上相等。

本發明另提供一種電流鏡裝置，其包含第一至第五晶體管以及一運算放大器。該第一晶體管包含一第一端，用來接收一第一參考電流；一第二端，耦接于一第一偏壓；以及一控制端。該第二晶體管包含一第一端；一第二端，耦接于該第一偏壓；以及一控制端，耦接于該第一晶體管的該控制端。該第三晶體管包含一第一端；一第二端，耦接于該第二晶體管的該第一端；以及一控制端，耦接于一參考電壓。該第四晶體管包含一第一端；一第二端，耦接于該第一偏壓；以及一控制端。該第五晶體管包含一第一端，耦接于一第二偏壓；一第二端，耦接于該第四晶體管的該第一端；以及一控制端，耦接于該第三晶體管的該控制端。該運算放大器包含一第一端，耦接于該第四晶體管的該第一端；一第二端，耦接于該第一晶體管的該第一端；以及一輸出端，耦接于該第一晶體管的該控制端。

與現有技術相比較，本發明所提供的技術方案具有以下優點：本發明使用運算放大器的電氣特性來鎖住兩晶體管的漏極端電壓，改善因晶體管工藝或偏壓變化形成的溝道長度調制效應所造成的波動，進而使得流經第一晶體管之的第一參考電流能被精準地映射m倍而成為流經第二晶體管的負載電流。因此，本發明之的放大電路和電流鏡裝置能提升輸出電流的穩定性與準確度。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1為本發明實施例中放大電路的示意圖；

圖2為本發明實施例中放大電路的應用的示意圖；