[发明专利]一种静态电流控制装置

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种静态电流控制装置。

背景技术

共源极输出器件的互补型甲乙类输出级电路，如见图1所示，由于其较大的输出摆幅，低输出阻抗且兼具向负载提供电流，同时也可以从负载抽取电流的优点而得到广泛应用。但是在误差放大器中非零偏置电压改变了输出晶体管中的静态电流。虽然进一步增大静态电流能减小交越失真，但是会增加功耗的耗损同时降低输出电压摆幅。因此，在零负载下，有效的控制静态电流变成一个关键问题。

目前控制静态电流的方法主要由两种。一种通过采样输出电流并将其反馈回来。通过在上下误差放大器输入端引入失调电压，达到控制静态电流的目的。但是其缺点在于复杂的反馈控制方式增加了设计难度，同时易受工艺和温度偏差的影响。另一种控制方式是将误差放大器设计成低增益。这种控制方式的缺点在于低增益，因此为保证环路稳定性不利于带宽扩展，因此在高频输入时会出现交越失真。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统电路存在的问题，提出一种静态电流控制装置。

本发明的技术方案是，一种静态电流控制装置，其特征在于，包括推挽输出级电路、电流比较器和失调控制器，所示失调控制器分别与推挽输出级电路和电流比较器连接；其中，推挽输出级电路用于确定输出电压，同时放大输出点与输入电压的误差为负载提供或抽取电流；电流比较器通过采样上下两个共源极晶体管电流与参考电流进行比较，并将比较结果提供给失调控制器，失调控制器通过数字控制模块控制电流镜像比，从而调节失调电压控制静态电流；

所述推挽输出级电路由PMOS管MP、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10，NMOS管MN、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10，电容C，电阻RL组成；其中，MP的源极接电源，其栅极接MP10的栅极，其漏极接MN的漏极；MP10的源极接电源，其栅极和漏极互连，其漏极接MP9的源极和MP8的栅极；MP8的源极接电源，其漏极接MP9的栅极和MN7的漏极；MP9的漏极接地；MP7的源极接电源，其栅极接MP6的栅极，其漏极接MN8的漏极和MN9的栅极；MP6的源极接电源，其栅极和漏极互连，其漏极接MN5的漏极；MP5的源极接电源，其栅极接MP3的漏极，其漏极接MN6的漏极；MP3的源极接电源，其栅极接第三偏置电压，其漏极与MP5栅极的连接点接MN1的漏极；MN1的栅极接MN2的栅极，其源极接MP1的源极；MN2的栅极与漏极互连，其漏极接MP4的漏极，其源极接MP2的源极；MP4的源极接电源，其栅极接第二偏置电压；MP2源极与MN2源极的连接点接外部偏置电压；MP2的栅极接MP1的栅极，其漏极与栅极互连，其漏极接MN4的漏极；MN4的源极接地，其栅极接MN3的栅极；MN3栅极与MN4栅极的连接点接第一偏置电压；MN3漏极与MP1漏极的连接点接MN5的栅极；MN3的源极接地；MN5的源极接地；MN6的漏极与栅极互连，其栅极接MN7的栅极，其源极接地；MN7的源极接地；MN8的栅极接MN9的源极和MN10的漏极，其源极接地；MN9的漏极接电源；MN10的栅极与漏极互连，其栅极接MN的栅极，其源极接地；MP漏极与MN漏极的连接点分别通过并联的电容C和电阻RL接地；MN1源极与MP1源极的连接点接MP漏极与MN漏极的连接点作为推挽输出级电路的输出端；

所述电流比较器由PMOS管MP11、MP12、MP13，NMOS管MN11、MN12、MN13，电阻R1，电容C1构成；其中，MP11的源极接电源，其栅极接固定偏置电压VP，其漏极接MN11的漏极；MN11的漏极与栅极互连，其源极接地，其栅极通过R1后接MN12的栅极；电阻R1与MN12栅极的连接点通过电容C1后接地；MN12的源极接地，其漏极接MP12的漏极；MP12的源极接电源，其栅极接基准电压VREF；MP13的源极接电源，其栅极接基准电压VREF，其漏极接MN13的漏极；MN13的源极接MN12漏极与MP12漏极的连接点；MP12漏极、MN12漏极与MN13源极经过反向后接MN13栅极作为电流比较器的输出端。

本发明的有益效果为，电路结构简单，没有复杂的反馈控制电路，能够有效提高带宽，同时减小工艺和温度偏差的影响，并在发生失配与工艺偏差的情况下能自动调节失调电压大小从而有效控制静态电流。

附图说明

图1为互补型甲乙类输出级结构示意图；

图2为本发明推挽输出级电路的结构示意图；

图3为实施例的电路结构示意图；