[发明专利]具有高线性度的电压电流转换电路

说明书

本发明公开了一种具有高线性度的电压电流转换电路，包括输入电阻、跨导放大器、第一及第二场效应管、放大器输出电平产生装置。输入电阻的一端与输入电压相连，另一端与跨导放大器的反相输入端及第一场效应管的漏极及栅极相连，跨导放大器的正向输入端接地，第一场效应管的栅极还直接与第二场效应管的栅极相连，第一场效应管的源极与跨导放大器的输出端相连，跨导放大器的输出端还直接与第二场效应管的源极相连，第二场效应管的源极还直接与放大器输出电平产生装置相连，第二场效应管的漏极用于输出电流。本发明采用负反馈电路和线性元件进行电压电流转换，消除场效应管转换的非线性影响，极大提高电压电流转换电路的线性度。

技术领域

本发明属于一种转换电路，特别涉及一种具有高线性度的电压电流转换电路。

背景技术

在许多集成电路应用领域，需要将电压线性化的转换成电流，包括基于CSI(Current Srarved Inverter)的VTC(Voltage to Time Converter)和基于电流的ADC(Analog to Digital Converter)等集成电路应用中，都需要将电压线性化的转换成电流信号。

目前最普遍的电压转电流方式是采用场效应管工作在饱和区的电流电压特性进行转换，其线性度严重依赖于场效应管的特性，非线性非常严重，极大限制其在线性度要求较高的电路中的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有高线性度的电压电流转换电路。

本发明所提供的一种具有高线性度的电压电流转换电路，用于将输入电压转换为输出电流，所述转换电路包括输入电阻、跨导放大器、第一及第二场效应管、放大器输出电平产生装置，所述输入电阻的一端与输入电压相连，另一端与跨导放大器的反相输入端相连，还直接与第一场效应管的漏极及栅极相连，所述跨导放大器的正向输入端接地，所述第一场效应管的栅极还直接与第二场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的源极与跨导放大器的输出端相连，所述跨导放大器的输出端还直接与第二场效应管的源极相连，所述第二场效应管的源极还直接与放大器输出电平产生装置相连，所述第二场效应管的漏极用于输出电流。

进一步的，所述放大器输出电平产生装置为输出电阻，所述第二场效应管的源极通过输出电阻接地。

进一步的，所述放大器输出电平产生装置为第三场效应管，所述第三场效应管的源极接地，漏极与第二场效应管的源极相连，所述第三场效应管的栅极与放大器输出级偏置电压相连。

进一步的，所述转换电路还包括第四场效应管，所述第四场效应管级联于第二场效应管的漏极。

进一步的，所述第四场效应管的漏极用于输出电流，源极与第二场效应管的漏极相连，所述第四场效应管的栅极与放大器输出级偏置电压相连。

进一步的，所述第一场效应管与第二场效应管的器件类型、栅源电压差相同，并且尺寸成比例关系。

本发明利用负反馈运算放大电路“虚短”和“虚断”工作特性将输入电压转换为输入电流和反馈电流，再利用场效应管的电流镜原理，将第一场效应管与第二场效应管构成电流镜电路，使输出电流镜像反馈电流，最终将输入电压线性的转换成输出电流。该结构输出电流线性度基本上只受限于输入电阻线性度，与传统基于场效应管饱和区电压电流特效的VTC相比，极大的提高了电压电流转换线性度。

附图说明

图1为本发明一种具有高线性度的电压电流转换电路的第一较佳实施方式的电路图。

图2为本发明一种具有高线性度的电压电流转换电路的第二较佳实施方式的电路图。

图3为本发明一种具有高线性度的电压电流转换电路的第三较佳实施方式的电路图。

具体实施方式