[实用新型]具有压差补偿的线性恒流源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体电路技术领域，特别涉及一种具有压差补偿的线性恒流源电路。

背景技术

LED具有节能、环保以及寿命长等优点，在工业、商用和家用等各领域受到越来越多的关注和应用。LED主要分为电压驱动和电流驱动两种方式。随着技术的发展，恒流驱动以其稳定的电流以及优异的动态响应越来越成为LED驱动的首选。其中，恒流驱动又可以分为线性恒流驱动和开关恒流驱动。对于中低功率场合，线性恒流驱动方式因结构简单、响应快、外部器件少等优点，往往成为LED的主要驱动方式。LED是属于电流敏感型器件，所以高精度电流能够精确控制LED的亮度。

传统的线性电流源如图1所示，该传统的线性电流源100包括：

基准电流源Iref、放大器2、第一电阻R1、第二电阻R2以及NMOS管N4；其中：

基准电流源Iref的一端接输入电压VIN，另一端与第一电阻R1的一端以及放大器2的正输入端（+）相连，第一电阻的另一端接地；放大器2的负输入端（-）与第二电阻R2的一端以及NMOS管N4的源极相连，第二电阻R2的另一端接地；NMOS管N4的栅极与放大器2的输出端相连，NMOS管N4的漏极作为输出端与LED串相连，LED串的另一端接输入电压VIN。并且第一电阻R1与第二电阻R2的阻值比为N：1。其工作原理如下：

基准电流源Iref产生的电流流入电阻R1产生电压V1, 电压V1输入放大器2的正输入端（+），使得放大器2的负输入端（-）的电压V2与其正输入端（+）的电压V1相等，即V2=V1。由于第一电阻R1与第二电阻R2的阻值比为N:1，所以Iout=N*Iref。

该线性电流源100可以通过调节Iref电流来实现对Iout电流的调节，并且电路结构简单。但是该电路结构存在如下缺点：

随着工艺的发展以及对板级电路简化的要求，对芯片的集成度要求越来越高，所以第一电阻R1、第二电阻R2以及NMOS管N4等器件都集成在芯片内，即第一电阻R1以及第二电阻R2为片上电阻。但是片上电阻的可承受电流密度能力小, 不适合流过较大的电流，并且会浪费很大的片上面积。

为了解决上述片上电阻承受电流能力受限的问题，提出用承受电流能力较强的NMOS管来代替片上电阻，具体的电路结构图如图2所示。该线性电流源200采用工作在线性区的第二NMOS管N2来代替图1中的第二电阻R2，由于第二NMOS管N2工作在线性区，其等效为一个电阻。同时为了具有较佳的匹配特性，采用了NMOS管比例镜像的方法，用第一NMOS管N1来代替图1中的第一电阻R1；其中，第一NMOS管N1和第二NMOS管N2是相同类型的NMOS管，他们之间的宽长比的比例是1:N，所以当流过第一NMOS管N1的电流是Iref时，流过第二NMOS管N2的电流是流过第一NMOS管N1的电流的N倍，Iout=N*Iref。该线性电流源200也是通过调节Iref电流来调节输出电流Iout的。

但是，上述图1和图2给出的线性电流源还存在另外一个问题，即当调节Iref时，V1会产生较大的变化，V2也会跟着产生变动，从而影响输出端（即NMOS管N4的漏极）到地的最小工作电压，并进一步影响LED串上的电压，从而可能使得LED串上的电流发生变化。

因此，有必要对现有的线性电流源进行改进。

实用新型内容

本实用新型的一目的在于提供一种具有压差补偿的线性恒流源电路，以提高线性恒流源的性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种具有压差补偿的线性恒流源电路，包括：第一放大器、第一NMOS管、第一电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第二NMOS管、第三PMOS管、第二电阻、偏置电流源、第二放大器、第四NMOS管以及第三NMOS管；所述第一放大器以及所述第二放大器均具有正输入端、负输入端以及输出端；其中：

所述第一放大器的正输入端输入一恒定电压，其输出端与第一NMOS管的栅极相连，其负输入端与第一NMOS管的源极相连；

所述第一NMOS管的漏极与所述第一PMOS管的漏极相连；

所述第一PMOS管的漏极与其栅极相连，且所述第一PMOS管的栅极与所述第二PMOS管的栅极以及所述第三PMOS管的栅极相连，所述第一PMOS管的源极、所述第二PMOS管的源极以及所述第三PMOS管的源极均接一供电电压；