[发明专利]电压/电流转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压/电流转换电路，特别涉及一种可在低电压条件下工作的电压/电流转换电路。

背景技术

在模拟电路中，跨导(Transconductance)电路为一种电压/电流转换电路，其可将输入电压转换成输出电流，以供后续电路使用。

图1A及图1B分别显示传统跨导电路的基本单端模式(single-end mode)以及差分模式(differential mode)。在图1A中，晶体管M1经由电阻R耦接至地端GND。输入电压V_i会控制晶体管M1的栅极，来决定流经晶体管M1的输出电流i_o的电量。在图1B中，晶体管M1经由第一电流源耦接至地端GND，而晶体管M2经由第二电流源耦接至地端GND，其中第一电流源以及第二电流源具有相同的电流值I₀。此外，电阻R耦接于两晶体管M1与M2的源极之间。输入电压V_i+与输入电压V_i-为一差分信号对，其中输入电压V_i+与V_i-会分别控制晶体管M1与M2的栅极，来决定流经晶体管M1与M2的输出电流i_o+与i_i-的电量。在此传统跨导电路中，电阻R要远大于各晶体管的互导gm，即才能得到较高的线性度。并且，由于输入电压直接施加到晶体管栅极，所以也要求晶体管处于维持良好线性度的正确工作区间，但是这一工作区间会随着输入电压的减小而变小。

图2A和图2B分别显示另一种传统跨导电路的单端模式以及差分模式。在图2A中，晶体管M1经由电阻R耦接至地端GND，其中晶体管M1的栅极耦接于放大器AMP1的输出端。利用放大器AMP1两个输入端虚短路(virtual short)的特性，所以，电阻R的两端电压分别为电压V_i和地端GND，从而输入电压V_i施加到电阻R上转换为输出电流i_o，即在图2B中，晶体管M1经由第一电流源耦接至地端GND，而晶体管M2经由第二电流源耦接至地端GND，其中第一电流源以及第二电流源具有相同的电流值I₀。晶体管M1的栅极耦接于放大器AMP1的输出端，而晶体管M2的栅极耦接于放大器AMP2的输出端。此外，电阻R耦接于两放大器AMP1与AMP2的第一输入端之间。输入电压V_i+与输入电压V_i-为一差分信号对，其中输入电压V_i+与V_i-会分别施加到两放大器AMP1与AMP2的第二输入端。同样地，利用放大器两输入端有虚短路的特性，输入电压V_i+与V_i-便可分别经施加到电阻R上转换为输出电流i_o+与i_o-。图2A和图2B这种方法的跨导电路虽然通过使用放大器而克服了图1A和1B中跨导电路的问题，但是要维持比较好的线性度，有一个前提条件是放大器能维持虚短路，而随着输入电压的降低，放大器虚短路的工作区间也随之变小，无法维持良好的线性度。

随着工艺技术的进步，集成电路可操作在较低的供应电压下，例如小于1.5伏特，以便降低集成电路的电力消耗。然而，当操作/供应电压降低时，上述图1A、图1B、图2A、图2B中传统的跨导电路的线性度会降低，很难达到工作需要。

因此，需要一种可操作在低电压并具有较佳线性度的电压/电流转换电路。

发明内容

本发明提供一种转换电路，用于将输入电压转换为输出电流，包括：电流源，耦接于第一电压；以及晶体管，该晶体管的漏极提供输出电流，晶体管的源极耦接于电流源，其中输出电流由电流源、输入电压以及固定电压决定。

再者，本发明提供另一种转换电路，用于将电压转换为电流，包括：第一电流源，耦接于第一电压；第一晶体管，第一晶体管的源极耦接于第一电流源；第一放大器，第一放大器耦接于第一晶体管，第一放大器具有第一输入端用以接收固定电压、第二输入端耦接于第一输入电压以及输出端耦接于第一晶体管的栅极，用以控制第一晶体管来提供对应于第一输入电压的第一输出电流；第二电流源，耦接于第一电压；第二晶体管，第二晶体管的源极耦接于第二电流源：以及第二放大器，第二放大器耦接于第二晶体管，第二放大器具有第一输入端用以接收固定电压、第二输入端耦接于第二输入电压以及输出端耦接于第二晶体管的栅极，用以控制第二晶体管来提供对应于第二输入电压的第二输出电流。

附图说明