[发明专利]一种电压转电流电路及装置

说明书

本发明提供一种电压转电流电路，包括：第一放大器，用于接收差分电压信号的正相电压信号；第二放大器，其与所述第一放大器相连构成第一反馈环路，将所述正相电压信号转换为第一电流信号；第三放大器，用于接收差分电压信号的负相电压信号；第四放大器，其与所述第三放大器相连构成第二反馈环路，将所述负相电压信号转换为第二电流信号；第一电流镜，用于按比例复制所述第一电流信号，输出正相电流；第二电流镜，用于按比例复制所述第二电流信号，输出负相电流；其中，所述正相电流与负相电流合成差分电流。采用共源共栅放大器与共源放大器构成反馈回路，两个反馈回路使用相同电流源，使得输出的电流稳定于一恒定值，提高了线性度与精度。

技术领域

本发明属于集成电路领域，涉及模拟信号或混合信号，确切地说是一种具有高线性度与高输入阻抗的电压转电流电路及装置。

背景技术

在集成电路设计中，涉及数模转换器、锁相环、时钟占空比调节电路等高性能模拟/混合信号集成电路，需要将电压信号线性地转换成电流信号。

然而，目前的电压转电流电路，具有结构复杂，占用太多芯片面积与功耗的缺点，当要满足结构简单的要求时，需要引入过多的非线性电子器件，无法使得电压转换成电流具有高线性度。

例如，在锁相环电路中的压控振荡器(VCO)通常会用到差分电压转电流电路，差分电压转电流电路通过电压变化引起电流变化，再通过电流变化控制压控振荡器的频率输出。在设计时要求较宽的差值电压范围，以及很高的差分电压-电流转换线性度，同时输出电流也要尽量大以满足越来越高的锁相环频率要求。习惯上通过线性跨导放大器进行差分电压到电流的转换，但是线性跨导放大器一般线性输入范围较窄，以及存在转换线性度不理想的缺点。差分电压-电流转换线性度不高会导致压控振荡器的输出频率的线性度也变低，因而可能会导致整个锁相环的不稳定。

因此，如何使电压转电流电路同时满足高线性度与高输入阻抗是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电压转电流电路及装置，用于解决现有技术中无法同时满足高线性度与高输入阻抗的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电压转电流电路，包括：

第一放大器，用于接收差分电压信号的正相电压信号；

第二放大器，其与所述第一放大器相连构成第一反馈环路，采用负载将所述正相电压信号转换为第一电流信号；

第三放大器，用于接收差分电压信号的负相电压信号；

第四放大器，其与所述第三放大器相连构成第二反馈环路，采用负载将所述负相电压信号转换为第二电流信号；

第一电流镜，用于按比例镜像复制所述第一电流信号，输出正相电流；

第二电流镜，用于按比例镜像复制所述第二电流信号，输出负相电流；

其中，所述正相电流与负相电流合成差分电流。

于本发明的一实施例中，所述第一放大器为共源共栅放大器，所述第二放大器为共源放大器，所述共源共栅放大器的输入与共源放大器的输出相连，所述共源放大器的输入与共源共栅放大器的输出相连，所述共源共栅放大器与共源放大器构成第一反馈环路。

于本发明的一实施例中，所述共源共栅放大器包括第一NMOS管、第二NMOS管与第一PMOS管，所述第一NMOS管的栅极连接第一偏置电压，其源极接地；所述第一PMOS管的源极连接电源电压，其栅极连接第二偏置电压；所述第二NMOS管的栅极连接差分电压信号的正相电压信号，其源极连接所述第一NMOS管的漏极，其漏极连接第一PMOS管的漏极。