[发明专利]一种数字调节偏置电流源

说明书

本发明公开了一种数字调节偏置电流源，涉及模拟集成电路中偏置电流源设计技术领域，包括第一电流镜、运算放大器、电阻调节网络、第二电流镜，所述第一电流镜的输出端经所述电阻调节网络连接至电源，所述运算放大器的反相输入端与所述第一电流镜的输出端相连接，所述运算放大器的同相输入端与所述第二电流镜的输入端相连接，所述运算放大器的输出端与所述第二电流镜的控制端相连接，所述第二电流镜的输入端经电阻性元件连接至电源。本发明提供的数字调节偏置电流源引入运算放大器，利用其虚短原理，辅助实现电流精确复制；利用数字逻辑电平控制总线控制，实现镜像电流的宽范围可调节。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路中偏置电流源设计技术领域，尤其涉及一种数字调节偏置电流源。

背景技术

目前大多数的电流源都是传统的无源和有源偏置电路结构。

在传统的模拟偏置电路结构中，如图1所示，无源偏置电路的原理为电阻分压：VDD为电源电压。其特点是，电路简单，精度高，然而该电路若分压电阻较小，虽然面积小但消耗电流较大，若增加分压电阻可实现小电流消耗但是占据较大面积。另外，采用电阻分压电路只能提供适当偏置电压而无法提供偏置电流，NMOS晶体管M0在偏置电压V_B1的作用下产生电流I_OUT1。偏置电压一般只与电阻的比例有关，偏置电流大小受电源电压、工艺、温度波动影响大；另一种常用的偏置电路为有源偏置电路，如图2所示，采用MOS晶体管的电流镜像提供合适的偏置电压和电流，NMOS晶体管M2将NMOS晶体管M1的电流按MOS晶体管尺寸比例复制基准电流I_REF，提供偏置电流但是由于一般有源偏置电路调节范围小，存在宽范围调节镜像精度差的缺点。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种数字调节偏置电流源，这种新结构的电流源借鉴了无源和有源偏置电路电流源的优点，引入运算放大器，利用其虚短原理，辅助实现电流精确复制；利用数字逻辑电平控制总线控制，实现镜像电流的宽范围可调节，解决了传统有源偏置电路中大范围调节精度差，调节范围有限的问题，具有调节范围宽、精度高的优点。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何消除传统有源偏置电路中大范围调节精度差、调节范围有限的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种数字调节偏置电流源，包括第一电流镜、运算放大器、电阻调节网络、第二电流镜，所述第一电流镜的输出端经所述电阻调节网络连接至电源，所述运算放大器的反相输入端与所述第一电流镜的输出端相连接，所述运算放大器的同相输入端与所述第二电流镜的输入端相连接，所述运算放大器的输出端与所述第二电流镜的控制端相连接，所述第二电流镜的输入端经电阻性元件连接至电源。

进一步地，所述第一电流镜的输入端流有第一电流，所述第一电流镜的输出端流有第二电流，所述第二电流镜的输入端流有第三电流，所述第二电流镜的输出端流有第四电流。

进一步地，所述第一电流镜至少包括第一晶体管和第二晶体管，所述第二电流镜至少包括第三晶体管和第四晶体管。

进一步地，所述电阻调节网络包括数字逻辑电平控制器、电阻性组件和数字逻辑电平控制总线。

进一步地，所述数字逻辑电平控制器的数量至少为一组，所述数字逻辑电平控制总线的位数至少为一位。

进一步地，所述电阻性组件包括至少两个电阻性元件。

进一步地，所述数字逻辑电平控制器包括输入端和开关电路，所述输入端接受所述数字逻辑电平控制总线信号，所述开关电路与所述电阻性组件相连接。

进一步地，所述开关电路至少包括一晶体管。

进一步地，所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流具有比例关系。