[发明专利]一种用于低电源电压的电流镜

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体的说是涉及一种电流镜。

背景技术

电流镜是模拟电路中一个重要的电路单元，它既可以作为偏置单元，也可以作为信号处理单元，在模拟电路和射频电路中被广泛应用。

图1是现有的一种电流镜电路示意图，由输入电流源I_in、输出电流源I_out和PMOS管MP1、MP2组成。其中，MP1管的栅极与漏极短接，这样MP1管的过驱动电压为：

V_OV1＝V_SG1-|V_THP1|

而MP1管的源漏电压为：

V_SD1＝V_SG1

其中|V_THP1|为PMOS管MP1的阈值电压的绝对值，V_SG1为MP1管源极到栅极之间的电压。从上面两个式子可以看出V_SD1比MP1管的过驱动电压V_OV1大了一个PMOS管MP1的阈值电压的绝对值，这导致电压余度的减少，因此这种传统的电流镜电路不适合在低电源电压下工作。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统电流镜电路不适合在低电源电压下工作的问题，提出了一种适用于低电源电压的电流镜。

本发明的技术方案是，一种用于低电源电压的电流镜，其特征在于，该电流镜由PMOS管MP1、MP2，NMOS管MN1，电容C1、C2，电阻R1，输入电流源，输出端电流源和偏置电流源构成；其中，MP1的源极接电源VCC，其栅极接MP2的栅极，其漏极接输入电流源的正极；输入电流源的负极接地VSS；MN1的漏极接电源VCC，其栅极接输入电流源的正极，其源极接偏置电流源的正极，其衬底通过R1接MP1栅极与MP2栅极的连接点；偏置电流源的负极接地VSS；MP1的源极与MN1的漏极的连接点依次通过C1、C2接MN1栅极与输入电流源正极的连接点；MP2的源极接电源VCC，其漏极接输出电流源的正极；输出电流源的负极接地VSS。

本发明的有益效果为，适合在低电源电压下使用；同时还提高了电流镜的PSR(对电源噪声的抑制)。

附图说明

图1是传统的电流镜结构示意图；

图2是本发明的电流镜结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述

如图2所示，本发明的电流镜，由PMOS管MP1、MP2，NMOS管MN1，电容C1、C2，电阻R1，输入电流源，输出端电流源和偏置电流源构成；其中，MP1的源极接电源VCC，其栅极接MP2的栅极，其漏极接输入电流源的正极；输入电流源的负极接地VSS；MN1的漏极接电源VCC，其栅极接输入电流源的正极，其源极接偏置电流源的正极，其衬底通过R1接MP1栅极与MP2栅极的连接点；偏置电流源的负极接地VSS；MP1的源极与MN1的漏极的连接点依次通过C1、C2接MN1栅极与输入电流源正极的连接点；MP2的源极接电源VCC，其漏极接输出电流源的正极；输出电流源的负极接地VSS。

与现有的电流镜相比，MP1管的栅极并没有短接到漏极，而是将MP1管的漏极电压经过一个由NMOS管MN1和偏置电流源I_b构成的源随放大器降低一个MN1管的栅源电压V_GS1，然后串联一个大电阻，接至MP1管的栅极，源随放大器中的NMOS管MN1工作在亚阈区，MN1管的V_GS1大约等于该NMOS管的阈值电压V_THN1，因为NMOS管的阈值电压V_THN1小于PMOS管MP1的阈值电压的绝对值|V_THP1|，因此可以使得MP1管仍然工作在饱和区，实现电流镜像原理。同时将MP1管的漏极电压提高了V_THN1，MP1管源极到漏极之间的电压减小了V_THN1。MP1管源极到漏极之间的电压为：

V_SD(MP1)≈V_SG(MP1)-V_THN1   (1)

式(1)中V_SG(MP1)代表MP1管源极到栅极之间的电压。

这样电流镜节约了V_THN1的电压余度，使得电流镜特别适合在低电源电压下工作。