[发明专利]输出电压大摆幅的高精度高速度电流驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及电流驱动领域，特别涉及一种输出电压大摆幅的高精度高速度电流驱动电路。

背景技术

随着技术的发展和应用需求的变化，电流驱动电路正朝着低电源电压、高精度、高速度的方向发展（例如：数模转换电路中的电流源和LED电流驱动电路）。通常电流驱动电路采用共源共栅结构（如图1所示）。但是为保证足够的输出电压摆幅（接近电源电压），这种共源共栅结构的电流驱动电路将不再适用，必须使用单管电流驱动电路。一般单管电流驱动电路由单管电流镜构成（如图2所示）。但是，当所述单管电流镜的电流输出管的漏端电压变化时，由于沟道长度调制效应，电流匹配将得不到保障。另外，在高摆幅应用时（输出端接近电源电压），电流输出管会进入线性区，这将产生严重的电流失配。对前述单管电流驱动电路的一种改进方法是：采用电压反馈放大器嵌位电流镜两管的漏端电位，使电流镜两管的漏端电位保持相等（如图3所示）。但是，电压反馈放大器的带宽较低，当电流镜中电流输出管的输出电压快速变化时，电流镜的另一个管子的漏端电压将无法跟踪其快速变化。此时，两管的源漏端电压不相等，电流匹配将得不到保障。并且，为了使电压放大器可靠的工作，输出电压摆幅也将受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输出电压大摆幅的高精度高速度电流驱动电路，用于解决电流镜电流匹配失效等问题。

本发明提供一种输出电压大摆幅的高精度高速度电流驱动电路，包括：单管电流镜，用于产生输出电流和输出电压；与所述单管电流镜连接的电流反馈放大器，用于根据所述单管电流镜的部分的输出电流产生反馈信息并根据所述反馈信息来驱动所述单管电流镜。

可选地，所述单管电流镜包括：第一PMOS晶体管MS和第二PMOS晶体管组MX，其中，所述第二PMOS晶体管组MX包括并联而成的多个PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管MS的栅极与所述第二PMOS晶体管组MX的栅极、所述电流反馈放大器的输出端连接，所述第一PMOS晶体管MS的源极与电源电压VDD连接，所述第一PMOS晶体管MS的漏极与所述电流反馈放大器的第一输入端连接，所述第二PMOS晶体管组MX的栅极与所述第一PMOS晶体管MS的栅极、所述电流反馈放大器的输出端连接，所述第二PMOS晶体管组MX的源极与电源电压VDD连接，所述第二PMOS晶体管组MX的漏极用于产生输出电流IOUT和输出电压VOUT，所述第二PMOS晶体管组MX中的一个PMOS晶体管的漏极与所述电流反馈放大器的第二输入端连接。

可选地，所述电流反馈放大器包括：第三PMOS晶体管MP1、第四PMOS晶体管MP2、第一NMOS晶体管MN1、参考电流源I_REF、第一偏置电流源I_BIAS1、第二偏置电流源I_BIAS2以及第三偏置电流源I_BIAS3；所述第三PMOS晶体管MP1的栅极与所述第四PMOS晶体管MP2的栅极连接，所述第三PMOS晶体管MP1的源极作为电流反馈放大器的第一输入端并与所述第一NMOS晶体管MN1的栅极、所述单管电流镜中的所述第一PMOS晶体管MS的漏极连接，所述第三PMOS晶体管MP1的漏极与所述第一NMOS晶体管MN1的源极连接，所述第四PMOS晶体管MP2的栅极与第三PMOS晶体管MP1的栅极连接，所述第四PMOS晶体管MP2的源极作为电流反馈放大器的第二输入端并与所述单管电流镜中所述第二PMOS晶体管组MX中的一个PMOS晶体管的漏极连接，所述第四PMOS晶体管MP2的漏极与所述第四PMOS晶体管MP2的栅极连接，所述第一NMOS晶体管MN1的栅极与所述第三PMOS晶体管MP1的源极、所述单管电流镜中的所述第一PMOS晶体管MS的漏极连接，所述第一NMOS晶体管MN1的源极与所述第三PMOS晶体管MP1的漏极连接，所述第一NMOS晶体管的漏极作为电流反馈放大器的输出端并与所述单管电流镜中的所述第一PMOS晶体管MS的栅极、所述第二PMOS晶体管组MX的栅极连接；所述第三PMOS晶体管MP1的漏极与地GND之间连接有参考电流源I_REF，所述第一NMOS晶体管MN1的漏极与电源电压VDD之间连接有第一偏置电流源I_BIAS1，所述第一NMOS晶体管MN1的源极与地GND之间连接有第二偏置电流源I_BIAS2，所述第四PMOS晶体管MP2的漏极与地GND之间连接有第三偏置电流源I_BIAS3。

所述输出电压摆幅接近于电源电压。