[发明专利]匹配恒流源

说明书

技术领域

本发明涉及用于电流比值转换的恒流源，特别地，它涉及一种将一个恒定的参考电流转换为精确固定倍数的电流的恒流源。

背景技术

众所周知，恒流源广泛应用在模拟电路中，恒流源主要有两种作用，一种是作为负载，因为恒流源地交流输出电阻大，有利于提高放大器的增益；另一种是提供偏置电流。在电路中，恒流源起了一个大电阻的作用，但不消耗过多的电压余度。但是，在一般的恒流源中，恒流源的输出电流和输出电阻会受到电源电压和负载等因素变化的影响。

发明内容

本发明的内容是解决上面提出的问题，设计出一种不受电源电压和负载影响的恒流源。电路通过两个运放对构成电流镜的第一NMOS管和第二NMOS管的漏极电压进行钳位，使这两个NMOS管的漏极电压相等，并通过第一NMOS管和第二NMOS管的栅极互连，使它们的栅极电压相等，由于第一NMOS管和第二NMOS管的源极都是接地的，由此保证了第一NMOS管和第二NMOS管的栅源电压和漏源电压分别相等。因此，电路可以精确的复制提供的基准电流，使得输出端得到一个恒流源，且这个恒流源的输出电流和输出电阻不受电源电压和负载变化的影响。

在本发明的基本结构中，运算放大器31，它的正输入端与参考电压52的输 出端相连，它的负输入端与NMOS管21的漏极相连；运算放大器32，它的正输入端与运算放大器31的正输入端(如图1)或负输入端(如图2)相连，它的负输入端与NMOS管22的漏极相连，这样确保了NMOS管21的漏极电压和NMOS管22的漏极电压相等，且等于参考电压信号52的输出电压值；由于NMOS管21的栅极和NMOS管22的栅极互连，且与参考电压源51的输出端相连，保证了它们的栅极电压相等，且等于参考电压源51的输出电压值；由于NMOS管21的源极接地，NMOS管22的源极接地，确保了它们的源极电压相等。因此NMOS管21和NMOS管22的漏源电压和栅源电压分别相等，所以流过NMOS管21和NMOS管22的电流之比与NMOS管21和NMOS管22的宽长比之比值相等，且这个比值不会随电源电压和负载的变化而变化。在负载变化范围较大的情况下，电流依然可以得到精确的复制，且电流输出恒定不受负载变化的影响。

一种匹配恒流源，包括：

第一NMOS管，它的源极与第二NMOS管的漏极相连，它的栅极与第五运算放大器的输出端相连，它的衬底接地；

第二NMOS管，它的漏极与所述第一NMOS管的源极相连，它的源极接地，它的栅极与第四NMOS管栅极互连，它的衬底接地；

第三NMOS管，它的漏极与输出电流源相连，它的源极与第四NMOS管的漏极相连，它的栅极与第六运算放大器的输出端相连，它的衬底接地；

第四NMOS管，它的漏极与所述第三NMOS管的源极相连，它的源极接地，它的栅极与第二NMOS管的栅极互连，它的衬底接地；

第五运算放大器，它的正输入端与第六运算放大器的正输入端相连，它的负输入端与所述第一NMOS管的源极相连，它的输出端与所述第一NMOS管的栅极相连；

第六运算放大器，它的正输入端与所述第五运算放大器的正输入端相连，它的负 输入端与所述第三NMOS管的源端相连，它的输出端与所述第三NMOS管的栅极相连；

第七参考电压源，它的输出端与第五运算放大器的正输入端相连，并与第六运算放大器的正输入端相连；

第八参考电压源，它的输出端与第二NMOS管的栅极相连，也与第四NMOS管的栅极相连，

第九参考电流源，与所述第一NMOS管的漏极相连。

一种匹配恒流源，包括：

第一NMOS管，它的源极与第二NMOS管的漏极相连，它的栅极与第五运算放大器的输出端相连，它的衬底接地；

第二NMOS管，它的漏极与所述第一NMOS管的源极相连，它的源极接地，它的栅极与第四NMOS管栅极互连，它的衬底接地；

第三NMOS管，它的漏极与输出电流源相连，它的源极与第四NMOS管的漏极相连，它的栅极与第六运算放大器的输出端相连，它的衬底接地；

第四NMOS管，它的漏极与所述第三NMOS管的源极相连，它的源极接地，它的栅极与第二NMOS管的栅极互连，它的衬底接地；

第五运算放大器，它的负输入端与所述第一NMOS管的源极相连，它的输出端与所述第一NMOS管的栅极相连；

第六运算放大器，它的正输入端与所述第五运算放大器的负输入端相连，它的负输入端与所述第三NMOS管的源极相连，它的输出端与所述第三NMOS管的栅极相连；