电流,电压测量装置和利用这种电流测量装置的电话终端制造方法及图纸

一种电流测量装置，其包含的电流检测电阻（２）用于产生与需测量的电流成比例的电压。利用ＭＯＳ晶体管（４）测量该电压，晶体管（４）的栅极端连接到电流检测电阻（２）的第一端，其源极端连接到电流检测电阻（２）的第二端。利用电流耦合器件（５）将ＭＯＳ晶体管（４）的漏极电流耦合到另一ＭＯＳ晶体管（１０）的源极端，晶体管（１０）的栅极和源极端互连。ＭＯＳ晶体管（４）的漏极电流使得在另一ＭＯＳ晶体管（１０）上形成一与电流检测电阻（２）中的电流成比例的电压。只有在电流检测电阻上形成的电压超过ＭＯＳ晶体管（４）的阈值电压的条件下才会出现这种情况。通过引入偏移电压源（６，８），只要ＭＯＳ晶体管（４）导通对于所有电流值可以得到一与需测量的电流成比例的输出电压。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电流测量装置，其用于提供一与在输出端的需测量的电流成比例的电压，所述电流测量装置包含第一场效应器件和第二场效应器件。本专利技术涉及一种电压测量装置和电话终端，二者均利用根据本专利技术的电流测量装置。由公开号为59-221672的未经审查的日本专利申请可了解一种在前述部分中所述的电流测量装置。这样一种电流测量装置在一些使所提供的电压与流入电流回路部分的电流成比例的装置中得到广泛的应用。这样一种装置的实例是电话终端，在其中最好确定几个取决于线路电流的传输参数。这些参数的实例是话筒微音器和耳机放大器的增益。此外，可以使侧音平衡取决于DC线路电流，以保证对所有的线路长度的正确的侧音抑制。在根据上述日本专利申请的电流测量装置中，将与需测量的电流提供到第一场效应器件的源极。第一场效应器件的漏极连接到第二场效应器件的源极。第二场效应器件的漏极连接到电源。第一和第二场效应器件的栅极连接到一对应的基准电压。第二场效应器件的源极处的电压随需测量的电流变化，因为第二场效应器件将调节其栅极-源极电压值达到一与输入电流相对应的数值。这一源极电压加到一源极跟随器电路，使得在输出端可得到输出信号。由于场效应器件的栅极-源极电压和漏极电流之间的关系是非线性的，需测量的电流和输出电压之间的关系也是非线性的。通常在这种测量装置中非线性的关系是不希望形成的。本专利技术的目的是提供一种根据开头部分所述的电流测量装置，其中能得到在需测量的电流和输出电压之间线性关系。为了实现所述目的，本专利技术其特征在于，该电流测量装置包含电流检测电阻，具有第一和第二端；第一场效应器件的栅极连接到电流检测电阻第一端，第一场效应器件的源极连接到电流检测电阻第二端，第一场效应器件的漏极连接到一电流耦合器件，该电流耦合器件用于使一取决于第一场效应器件的漏极电流的电流流入第二场效应器件；以及一输出耦合器件，其用于将一由第二场效应器件的栅极和源极端之间的电压产生的输出电压提供到一输出端。通过将在电流检测电阻上形成的电压变换为第一场效应器件的漏极电流，以及通过将这一漏极电流变换为第二场效应器件的源极-栅极电压，得到一与在电流检测电阻上形成的电压成比例的输出电压。利用第二场效应器件的相同非线性补偿第一场效应器件的栅极-源极电压和漏极电流之间的非线性关系。根据本专利技术的装置的一实施例其特征在于，该电流测量装置包含偏移电压源，用于相对于第一场效应器件的源极电压偏移第一场效应器件的栅极电压。通过相对于第一场效应器件的源极电压偏移第一场效应器件的栅极电压，变得可以测量由一在电流检测电阻上分布的且小于第一场效应器件阈值电压的电压形成的电流。如果按照适当的方式选择偏移电压，则就可以测量数值由0起始的电流。根据本专利技术的装置的另一实施例其特征在于，该电流测量装置包含另一偏移(电压)源，用于相对于第二场效应器件的栅极和源极端之间的电压，偏移电流测量装置的输出电压。这一附加测量能够得到一取决于偏移电压数值的输出电压。这就使得能够利用一随温度变化的偏移电压。这种偏移电压能够易于在集成电路上产生。本专利技术的再一个实施例其特征在于，该电流耦合器件包含一耦合在第一场效应器件的漏极端和第二场效应器件的源极端之间的栅地阴地(cascode)场效应器件，该栅地阴地场效应器件的栅极耦合到一基准(电压)源(source)。引入栅地阴地场效应器件的作用在于使第一场效应器件的输出阻抗急剧增加。这样就导致降低电源电压对第一场效应器件的漏极电流的影响。因而提高了测量装置的精度。下面参照附图解释本专利技术。附图说明图1表示根据本专利技术的电流测量装置的第一实施例。图2表示根据本专利技术的电流测量装置的第二实施例，其提高了测量的精度。图3表示根据本专利技术的电流测量装置的一个优选实施例。图4表示根据本专利技术的电流测量装置的又一个实施例。图5表示根据本专利技术的电话终端的方块图。在根据图1的电流测量装置中，第一端VH连接到阻值为R的电阻2第一端和P-MOS晶体管4的源极端。此外电阻2第一端连接到P-MOS晶体管的大容量端。第二端VL连接到阻值为R的电阻2第二端和一提供偏移电压VB的偏移电压源6的正瑞。偏移电压源6的第二瑞连接到P-MOS晶体管4的栅极端。P-MOS晶体管4的漏极端连接到电流耦合器件5的输入端，这里包含一种简单的相互连接。电流耦合器件5★的输出端耦合到P-MOS晶体管10的源极和大容量端以及再一偏移电源8的正瑞。P-MOS晶体管10的漏极端和P-MOS晶体管10的栅极端均连接到地端。利用测量电阻2变换需测量的电流。P-MOS晶体管4的源极-栅极电压等于I×R+VB。如果假设电压P-MOS晶体管4的阈值电压等于VT，以及假设P-MOS晶体管4工作在饱和区，这样该漏极电流就基本上与漏极电压无关，P-MOS晶体管4的漏极电流ID可以表达为(1)ID＝bO(W/L)(VSG-VT)2＝bO(W/L)(I×R+VB-VT)2；I×R+VB＞VTID＝0；I×R+VB≤VT(1)在表达式(1)中，★βO是P-MOS晶体管的跨导常数，W是P-MOS晶体管的宽度，L是MOS晶体管的长度。VSG是P-MOS晶体管的栅极-源极电压，VT是P-MOS晶体管的阈值电压。P-MOS晶体管4的漏极电流被强迫流入P-MOS晶体管10的源极端。这一电流使在P-MOS晶体管10上形成电压降VGS′。选择P-MOS晶体管10与P-MOS晶体管4的特性相同。对于P-MOS晶体管的漏极电流和电压降VGS′之间的关系可以求出IS＝bO(W/L) (VGS′-VT)2(2)由于P-MOS晶体管4的漏极电流与P-MOS晶体管10的源极电流在表达式(1)和(2)中可以相等。因而，对于VGS′可以求出表达式(3)(VGS′-VT)＝(I×R+VB-VT)； I×R+VB＞VT→ (3)VGS′＝I×R+VB；I×R+VB＞VT根据图1中的电流测量电路中的输出电压VO等于VGS′-VB。如果I×R+VB＞VT，利用表达式(3)提供I×R的数值VO。因而，求出输出电压VO和电流I之间的线性关系。如果VB大于VT，可以测量所有大于0的电流I的数值。根据上述部分可以看出，输出电压VO不取决于该取决于二个P-MOS晶体管的特性βO和VT的温度。为此的先决条件是使P-MOS晶体管4的特性和10相同。如果二个晶体管集成在同一集成片上以及如果将二者认真地匹配，这一条件一般是满足的。由开关部分已知如果I×R总是大于VT，则可以取消偏移电压源6和8。如果可以容许输出电压VO相对I×R的数值具有偏移，则可以取消偏移电压8。如果除去电阻R(或指定为高阻值)，也可以利用根据图1中的电路作为电压测量装置，用于产生一与连接端VH和VL之间的电压差成比例的电压。在上述部分中假设P-MOS晶体管的漏极电流不取决于漏极-源极间的电压。但实际上，这并不是完全真实的。图2表示根据本专利技术的装置的一实施例，其中明显地降低了P-MOS晶体管漏极-源极间电压的影响。在根据图2的装置中，电流耦合器件13包含一栅地阴地电路，用于得到一提高输出阻抗的电流源。P-MOS晶体管4的漏极连接到P-MOS晶体管15的源极端和P-MOS晶体管11的栅极端。P-MOS晶体管11的漏极连接到P-MOS晶体管15的栅极端。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流测量装置，用于提供一与在输出端需测量的电流成比例的输出电压，所述电流测量装置包含第一场效应器件和第二场效应器件，其特征在于，所述电流测量装置包含：电流检测电阻，具有第一和第二端；第一场效应器件的栅极连接到电流检测电阻第一端，第一场效应器件的源极连接到电流检测电阻第二端，第一场效应器件的漏极连接到一电流耦合器件，该电流耦合器件用于使一取决于第一场效应器件的漏极电流的电流流入第二场效应器件；以及一输出耦合器件，用于将一由第二场效应器件的栅极和源极端之间的电压产生的输出电压提供到一输出端。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王振华，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]