[实用新型]多比特数字控制的精确电流源电路

说明书

本实用新型提供了一种多比特数字控制的精确电流源电路，包括基准电流检测单元、电压缓冲单元、数字逻辑控制单元、开关阵列单元以及电流源阵列单元，基准电流检测单元用于根据基准电流源的基准电流生成第一偏置电压；电压缓冲单元用于接收第一偏置电压，同时，根据第一偏置电压生成缓冲电压；数字逻辑控制单元用于接收缓冲电压，同时，根据缓冲电压生成数字控制信号；开关阵列单元用于接收数字控制信号，同时，根据数字控制信号生成控制电流源阵列单元的通断信号；电流源阵列单元用于接收并响应开通断信号控制电流源阵列单元中的电流源导通或关断。本实用仅通过增加了一个电压缓冲器即构成了级联结构的电流源阵列，大幅度减少了精确电流源的面积。

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，特别涉及一种多比特数字控制的精确电流源电路。

背景技术

多比特数字控制的电流源电路广泛应用在多种集成电路中，例如电流型模数转换器，电流型激光驱动器，以及各种CML电平接口电路。

多比特数控电流源一般由数字逻辑控制电路、开关阵列和电流源阵列组成。一个n比特数控电流源框图如图1所示，数字逻辑控制电路的输出总线控制开关阵列中每一路开关的导通或关断，从而控制电流源阵列输出电流的大小。

图2所示为某种传统的n比特电流源电路，开关阵列和电流源阵列均由NMOS管实现。NMOS管mn接收基准电流i_ref并产生偏置电压Vref。电流源阵列中每一路包含2ⁱ个电流源单元。第i(i＝0,1,…,n-1)路电流源在Vref的控制下可以产生2ⁱ·i_ref的电流。数字控制电路输出n比特控制码，当B_i(i＝0,1,…,n-1)为逻辑1时，Vb_i等于数字电源电压DVDD，此时第i路电流源导通；当B_i(i＝0,1,…,n-1)为逻辑0时，Vb_i等于地电平VSS，此时第i路电流源关断。

该实现方法的主要缺陷是，受沟道长度调制效应的影响，电流源阵列的输出电流精度与输出电压Vout有关，当Vout与Vref不相等时，输出电流则会与设计值产生偏差，且Vout与Vref相差越大，输出电流的误差就会越大。如果需要提高输出电流的精度，则需要增加电流镜单元的沟道长度，或采用如图3所示的级联结构电流源。而上述两种改进方式均增大了芯片的面积，并且随着电流源位数n的增大而显著增大。

实用新型内容

本实用新型提供一种多比特数字控制的精确电流源电路，解决现有上述的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种多比特数字控制的精确电流源电路，包括：

基准电流检测单元，耦接基准电流源，用于根据所述基准电流源的基准电流生成第一偏置电压；

电压缓冲单元，耦接所述基准电流检测单元，用于接收所述基准电流检测单元的第一偏置电压，同时，根据第一偏置电压生成缓冲电压；

数字逻辑控制单元，耦接所述电压缓冲单元，用于接收所述电压缓冲单元的缓冲电压，同时，根据缓冲电压生成数字控制信号；

开关阵列单元，耦接所述数字逻辑控制单元，用于接收所述数字逻辑控制单元的数字控制信号，同时，根据数字控制信号生成控制电流源阵列单元的通断信号；以及

电流源阵列单元，耦接所述开关阵列单元和所述基准电流检测单元，用于接收并响应所述开关阵列单元的通断信号控制电流源阵列单元中的电流源导通或关断。

作为一种实施方式，所述基准电流检测单元包括：

电阻，包括正端和反端，正端耦接基准电流源的输出端和所述电压缓冲单元的输入端，负端耦接第一NMOS管的漏端和第二NMOS管的栅端；