[发明专利]一种差分电压转电流电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路，特别是涉及一种差分电压转电流电路。

背景技术

电压转电流电路是模拟电路中的常用模块，单个MOS管是最简单的电压转电流电路，跨导放大器OTA是常见的电压转电流电路，根据应用需求，有不同结构的电压转电流电路。

图1为两种典型电压转电流电路，其中，图1(a)为典型单端电压转电流电路，根据电路理论不难得到该单端电压转电流电路(共源放大电路)的电压电流关系为：

Iout＝I1＝g_m1×V1，

其中，g_m1为MOS管M1的跨导，V1为输入电压；

图1(b)为典型差分电压转电流电路，根据电路理论不难得到该差分电压转电流电路的电压电流关系为

Iout＝I1-I2＝g_m1×(V1-V2)，

其中，g_m1为MOS管M1、M2的跨导，V1、V2为输入电压，若输出端接有电容，则当I1＞I2时，电路向电容充电，当I1＞I2时，电路从电容抽取电荷(电容放电)，可见输出电流Iout具有方向性，而在很多时候希望输出电流Iout不具有方向性，需要一种能反应输入电压差的绝对值的电压转电流电路，现有技术之差分电压转电流电路则无法实现。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种差分电压转电流电路，以实现一种输出电流反应输入电压差的绝对值的差分电压转电流电路。

为达上述及其它目的，本发明提出一种差分电压转电流电路，包括：

差分放大电路，用于将第一输入电压V1、第二输入电压V2转换为第一电流I1、第二电流I2；

第一镜像恒流源，用于将该差分放大电路输出的第一电流I1分别输出两路大小为I1的灌电流；

第二镜像恒流源，用于将该差分放大电路输出的第二电流I2分别输出两路大小为I2的灌电流；

第三镜像恒流源，用于将该第一镜像恒流源之一输出的大小为I1的灌电流转为大小为I1的拉电流；

第四镜像恒流源，用于将该第二镜像恒流源之一输出的大小为I2的灌电流转为大小为I2的拉电流；

第五镜像恒流源，用于将该第一镜像恒流源之另一输出的灌电流与该第四镜像恒流源输出的拉电流的差转换为第三灌电流I3输出；

第六镜像恒流源，用于将该第二镜像恒流源之另一输出的灌电流与该第三镜像恒流源输出的拉电流的差转换为第四灌电流I4输出；

第七镜像恒流源，用于将该第五镜像恒流源输出的第三灌电流I3转换为第五拉电流I5；

第八镜像恒流源，用于将该第六镜像恒流源输出的第四灌电流I4转换为第六拉电流I6。

进一步地，该差分放大电路包括第一NMOS管、第二NMOS管以及第三NMOS管，该第一NMOS管、第二NMOS管用于将该第一输入电压V1、第二输入电压V2转换为该第一电流I1、第二电流I2，该第三NMOS管为偏置电路。

进一步地，该第一镜像恒流源包括第十七PMOS管、第十八PMOS管以及第十九PMOS管，连接成二极管的第十七PMOS管被用作作为该差分放大电路之一路放大电路的第一NMOS管的有源负载，该第一输入电压V1转换得到的第一电流I1流经该第十七PMOS管，第十八PMOS管与第十九PMOS管栅极与该第十七PMOS管栅极相连组成镜像输出管，分别输出两路大小为I1的灌电流。

进一步地，该第二镜像恒流源包括第十二PMOS管、第十三PMOS管以及第十四PMOS管，连接成二极管的第十二PMOS管被用作作为该差分放大电路之另一路放大电路的第二NMOS管的有源负载，该第二输入电压V2转换得到的第二电流I2流经该第十二PMOS管，第十三PMOS管与第十四PMOS管栅极与该第十二PMOS管栅极相连组成镜像输出管，分别输出两路大小为I2的灌电流。

进一步地，该第三镜像恒流源包括第八NMOS管与第五NMOS管，该第八NMOS管采用二极管接法，该第五NMOS管为输出管，用于将该第一镜像恒流的第十八PMOS管输出的大小为I1的灌电流转为大小为I1的拉电流。

进一步地，该第四镜像恒流源包括第四NMOS管与第九NMOS管，该第四NMOS管采用二极管接法，该第九NMOS管为输出管，用于将该第二镜像恒流源的第十三PMOS管输出的大小为I2的灌电流转为大小为I2的拉电流。