[发明专利]连锁切换电流镜与稳定输出电流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流镜，且特别涉及一种连锁切换电流镜与稳定输出电流的方法。

背景技术

在各种应用电路中，例如放大器、有机发光二极管，等等，常常会需要有电流镜作为上述电路的偏压电路。图1为公知电流镜的电路架构图。请参照图1，此电流镜电路包括五个晶体管分别为MP1～MP5，晶体管MP1根据输入端I101所输入的电流，产生偏压在其栅极，晶体管MP2～MP5的栅极分别耦接晶体管MP1的栅极，接收晶体管MP1的栅极偏压，并根据此栅极偏压，分别按照晶体管的大小比例输出电流。

在某些应用场合，上述的MP2～MP5晶体管的大小比例皆相等，这种设计是希望每一个输出节点(也称之为电流通道)OUT1～OUT4皆输出相同的电流。然而，由于集成电路的工艺并非完美，因此可能会造成输出节点OUT1～OUT4所输出的电流与原先设计有偏差。

为了使每个电流通道所流过的电流更平均，在先前有一种称之为交互切换电流镜(cross-chopping current mirror)的架构，如图2所示，此电路除了包括原先电流镜的晶体管MP1～MP5之外，在每两个晶体管与每两个输出端之间具有4个传输栅作为开关，分别是SW1～SW8。此电路主要是利用第一时钟CK与第二时钟CKB控制传输栅SW1～SW8，以决定其导通或截止，其中第一时钟CK与第二时钟CKB互为反相。

当第一时钟CK为逻辑高电位、第二时钟CKB为逻辑低电位时，输出节点OUT1输出由晶体管MP2所流出的电流，输出节点OUT2输出由晶体管MP3所流出的电流，输出节点OUT3输出由晶体管MP4所流出的电流，输出节点OUT4输出由晶体管MP5所流出的电流。当第一时钟CK为逻辑低电位、第二时钟CKB为逻辑高电位时，输出节点OUT1输出由晶体管MP3所流出的电流，输出节点OUT2输出由晶体管MP2所流出的电流，输出节点OUT3输出由晶体管MP5所流出的电流，输出节点OUT4输出由晶体管MP4所流出的电流。

上述的交互切换电流镜虽然可以平均电流通道(OUT1与OUT2)以及电流通道(OUT3与OUT4)的电流。然而，假设原始设计的期望电流为I，再假设受到工艺的影响，晶体管MP2所输出的电流为I+a，晶体管MP3所输出的电流为I+b，晶体管MP4所输出的电流为I-c，晶体管MP5所输出的电流为I-d，并且假设(a，b，c，d)皆大于0。通过上述交互切换电流镜的方式，虽然会使输出节点OUT1与OUT2所输出的电流为I+(a+b)/2，输出节点OUT3与OUT4所输出的电流为I-(c+d)/2，然而OUT2与OUT3的输出电流的差异将会等于(a+b+c+d)/2。

发明内容

本发明的目的就是提供一种连锁切换电流镜，用以改善公知技术，使输出电流的均匀度增加。

本发明的另一目的是提供一种稳定输出电流的方法，用以减少相邻电流通道之间的电流差异量。

本发明提出一种连锁切换电流镜，此电路包括多个输出节点、偏压提供单元、多个电流镜映射单元与多个开关元件。偏压提供单元根据输入端所接收的电流，在参考电压端提供参考偏压。每一个电流镜映射单元包括偏压接收端与输出端，其偏压接收端耦接参考电压端以接收参考电压，根据参考电压，其输出端输出一输出电流。每一个开关元件包括第一端、第二端、第三端与控制端，其控制端接收时钟信号，根据时钟信号，决定其第一端耦接其第二端或其第三端，其中，第i个开关元件的第一端耦接第i个电流镜映射单元的输出端，其第二端耦接第i个输出节点，其第三端耦接第i+1个输出节点，i为自然数。

依照本发明的较佳实施例所述的连锁切换电流镜，上述偏压提供单元包括第一晶体管，其栅极耦接其第一源漏极，其第二源漏极耦接第一电位，其第一源漏极耦接偏压提供单元的输入端，其栅极耦接偏压提供单元的参考电压端。在另一实施例中，偏压提供单元包括第一晶体管，其栅极耦接其第一源漏极，其第二源漏极耦接第一电位，其栅极耦接该偏压提供单元的参考电压端；以及第二晶体管，其栅极耦接偏压电压，其第一源漏极耦接该偏压提供单元的输入端，其第二源漏极耦接第一晶体管的第一源漏极。