[发明专利]电压至电流转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压至电流转换电路，尤指一种使用低电压工艺放大器 推动低电压工艺N型金属半导体场效应晶体管，使电压至电流转换电路可直 接于高电压工艺的电路下应用。

背景技术

已知电压至电流转换电路主要利用电压跟随器的架构，然后利用外挂电 阻来决定电流值，在低电压电路中此种方式是可行的。因为在低电压工艺中 N型金属半导体场效应晶体管的临界电压大约是在0.5～0.8V左右，所以放大 器的输出级的摆幅(swing)还可以推动下一级的N型金属半导体场效应晶体 管，并且使放大器内部的金属半导体场效应晶体管保持在饱和区。

图1为已知电压至电流转换电路1。给定输入电压VI至放大器2的正输 入端，然后经由负反馈使输出电压VO等于输入电压VI，通过电阻R调整电 流I，但是这一切都必须要所有的金属半导体场效应晶体管3都在饱和区才 会成立，因为只有在饱和区，放大器2才会是一个线性放大器，并满足负反 馈的条件。

但是在高电压电路中想要使用电压至电流转换电路的话，就会面临到是 要用高电压工艺放大器还是用低电压工艺放大器，假如使用高电压工艺放大 器的话就会使面积及功率增加许多，而要是使用低电压工艺放大器的话就会 面临到摆幅(swing)受限的问题，因为在高电压工艺放大器的临界电压变化很 大，大约是在1～2V之间，所以一般低电压工艺放大器可能无法推动高电压 工艺N型金属半导体场效应晶体管。

另外在工艺方面，因高电压工艺并不及低电压工艺稳定，所以临界电压 也就很不稳定，一般而言在1～2V之间，所以放大器的摆幅(swing)必须要大 于临界电压Vt(高电压工艺N型金属半导体场效应晶体管)加输入电压VI 才可以推动高电压工艺N型金属半导体场效应晶体管，要是低电压电路的供 应电压VDD＝3V的话，放大器就不一定可以推动高电压工艺N型金属半导 体场效应晶体管，因为此时放大器的摆幅(swing)一定比3V小，除非输入电 压VI很小，但是在实际使用上输入电压VI的值都不可能太小

因此，如何研发出一种电压至电流转换电路，其使用低电压工艺放大器 推动低电压工艺N型金属半导体场效应晶体管，使电压至电流转换电路可直 接于高电压工艺的电路下应用，进而降低制造成本，将是本发明所欲积极探 讨之处。

发明内容

本发明提出一种电压至电流转换电路，其主要目的为解决已知电压至电 流转换电路，其需要高电压工艺放大器来推动高电压工艺N型金属半导体场 效应晶体管的问题。

本发明的一个实施方式为一种电压至电流转换电路，包括：高电压工艺 N型金属半导体场效应晶体管；低电压工艺N型金属半导体场效应晶体管， 其漏极与该高电压工艺N型金属半导体场效应晶体管之源极相接；低电压工 艺放大器，其具有正输入端、负输入端以及输出端，其中该输出端与该低电 压工艺N型金属半导体场效应晶体管之栅极相接，输入电压输入该正输入端 以及该负输入端与该低电压工艺N型金属半导体场效应晶体管之源极相接 以产生输出电压；以及电阻，其一端与该低电压工艺N型金属半导体场效应 晶体管的源极相接，另一端接地。

根据本发明的电压至电流转换电路，还包含：电容，与所述电阻并联。

根据本发明的电压至电流转换电路，还包含钳位电压输入至所述高电压 工艺N型金属半导体场效应晶体管的栅极。

根据本发明的电压至电流转换电路，其中，所述输入电压与所述输出电 压相等。

根据本发明的电压至电流转换电路，其中，输入所述高电压工艺N型金 属半导体场效应晶体管的漏极的输入电流等于所述输出电压除以所述电阻。

由此，使用低电压工艺放大器推动低电压工艺N型金属半导体场效应晶 体管，使电压至电流转换电路可直接于高电压工艺的电路下应用，进而达到 降低制造成本的目的。

附图说明

图1为已知电压至电流转换电路。

图2为本发明一种电压至电流转换电路的电路图。

图3为本发明应用于一种LED显示单元较佳具体实施例的电路图。

其中，附图标记说明如下：

1电压至电流转换电路

2放大器

3金属半导体场效应晶体管

4电压至电流转换电路

5高电压工艺N型金属半导体场效应晶体管

6低电压工艺N型金属半导体场效应晶体管

7漏极