[发明专利]快速COMS电流镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的CMOS电流镜。

背景技术

这种CMOS电流镜本身是已知的，例如由Tietze/Schenk所著的、由Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/New York出版社出版的“Halbleiterschaltungstechnik”(ISBN3-540-19475-4)，第九版，第96和97页所公开。此外，Thart Fah Voo和Toumazou，C.所发表的“A Novel Highspeed Current Mirror Compensation Technique andApplication”(IEEE电路与系统国际会议；1995年4月28日至5月3日，1995年第三卷，第2108页至2111页)中也公开了一种电流镜，该电流镜在输入晶体管和输出晶体管的栅极端子之间具有一个阻抗。此外，具有共栅-共阴晶体管(Kaskoden-Transistoren)以提高输出阻抗的电流镜也是已知的。在US2004/0056708 A1中也给出了各种CMOS电流镜。

CMOS电流镜的工作原理基于，以相同的栅极源极电压在饱和区内驱动输入晶体管和输出晶体管。如果这两个晶体管是相同的，那么在它们的导电通路中流过相同的电流。在这里，导电通路总是被理解为一个电流通路，该电流通路在沟道区域和必要时存在的漂移区(Driftregionen)连通的情况下将MOS晶体管的漏极和源极连接。如果在输入支路和输出支路中使用具有不同几何结构的晶体管，那么w₂*1₁/1₂*w₁的比值就确定了输出电流强度和输入电流强度的比值，该比值也被称为电流放大系数。在此，w分别表示沟道宽度，1表示沟道长度，下标1表示输入晶体管、下标2表示输出晶体管。此外，电流镜允许通过向输出晶体管或输入晶体管并联相同数量的相同的晶体管而产生整数倍的输入电流或者几分之一倍的输入电流。

输入电流的变化不是没有延迟地、而是以一定的延迟映射在输出电流中，所述延迟取决于晶体管的跨导gm，即取决于作为分子的漏极电流与作为分母的栅极源极电压的比值，并且取决于晶体管的栅极源极电容。所述延迟对于一些应用来说是干扰性的。例如在高速度的电流数模转换器(DAC：digital analog Converter)中以及CD和/或DVD设备的激光驱动器中在快速写入过程中，要求输出电流的高的变化速度。但是，本发明不限于这些应用。数模转换器其实具有十分广阔的应用范围，本发明可以广泛应用在这种数模转换器具有电流输出端且必须是还比较快的场合。

下面这个列表给出了一些示例，其中该列举不是穷尽的：低成本测量技术、可编程电压源和电流源、机动车领域中的测量技术、例如印刷工业中的精密运动控制、机动车领域中的调节器、如应用于电信系统中的数字式可编程电流回路、可编程逻辑器件(programmable logiccontroller)、输入/输出卡、移动电话、高速数模测试器、寻呼机(pager)、光纤交换站(交换处理)，功率放大器、压控振荡器的控制(VCO control)。但是，电流镜也以各种形式用于集成电路的设计中，例如向电路部分、如放大器或者混频器供电；用于模拟信号处理；或者作为两个电路之间的接口，因为对于参考电势的干扰，电流传输比电压传输的敏感程度更低。

在上述的已知的电流镜中，所述电流镜具有一个接在输入晶体管的栅极端子与输出晶体管的栅极端子之间的阻性阻抗，在输入电流发生变化之后，输出电流的上升时间和起振时间取决于所述阻抗的值和所述电流的值。在此，最优的阻抗值是伴随电流改变的，并且因而必须总是被匹配。

发明内容

从所述背景技术出发，本发明的任务在于提供一种电流镜，借助所述电流镜，输入电流能够以短的上升时间和大的增益反映到输出电流中。在此，大的增益被理解为10倍至20倍的增益。