受电压控制的可变电流基准制造技术

一种用于提供输出电流并从电源获得能量的电流源，包括： 一个输出装置，用于在第一和第二输出端之间提供电流并具有一个控制端，其中，在第一和第二输出端之间流动的输出电流的幅值被作为被施加给所述控制端的一个电压的函数进行控制； 耦合到所述电源上并向所述输出装置的控制端提供一个控制电压的控制电路，所述控制电压以预定方式作为电源幅值函数而变化，其中，所述控制电路包括： 一个半导体器件，用于产生作为流过它的一个电流幅值的函数的电压；和 多个电流路径，这些路径可作为一个基准电压幅值的函数被激活并修改流经所述半导体器件的电流幅值。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术以电流源为目标，特别是以压控可变电流基准电路为目标。
技术介绍
现有技术中典型的电流源是所述的电流镜，其中，基准电流被迫使流经二极管连接的双极或MOS晶体管，然后，在所述晶体管的基-射或栅-源两端引起的电压被提供给类似结构的第二晶体管的基-射或栅-源两端。这又产生经过与流经第一晶体管的电流相关的第二晶体管的电流。通常，当所述电流镜的电源从全电压向零伏特变化时，从所述电流镜流出的电流的幅值减小。这种典型的电流镜示于附图说明图1A，其中电流的变化是图1B所述电源的函数。在某些应用中，希望能够提供不考虑电源电压变化的、能够提供稳定电流的电流源。在另一些应用中，希望所述电流源具有能够以预定方式进行控制以使其成为电源电压变化的函数的输出电流。另外，在某些时候还希望具有一个电流源，其中，输出电流能够作为被施加给所述电流源的基准电压的函数增加或减少。专利技术概述本专利技术提供一种能够在宽电源电压范围内运行并能够作为电源电压或用户所提供的基准电压的函数增加或减少的稳定的电流源。根据本专利技术，提供了一个电流源，该电流源从电源电压接受能量并包括能够提供预定量电流的电流源。第一半导体器件被耦合以接收来自所述电流源的电流并提供相对于从所述电流源接收的电流幅值具有选定关系的输出电压。多个可控电流路径被连接以接收从所述电流源输出的电流，和当被激活时所述多个可控电流路径中的每一个被构造得能够容纳所选择的电流量。一个电压读出电路被耦合以接收一个控制电压，并作为所述控制电压幅值变化的函数激活所述多个可控电流路径中的一部分。第二半导体器件被耦合以接收从第一半导体器件输出的电压并提供相对于从所述第一器件接收的输出电压的幅值具有选定关系的输出电流。利用这种方式，当不同数量的可控电流路径被所述电压读出电路激活时，从第一半导体器件流出更多或更少的电流，借此以影响流入第一半导体器件的电流量。这导致由第一半导体器件形成的，并提供给第二半导体器件的输出电压的变化。接着，由第二半导体器件提供的输出电流将作为从第一器件接收的输出电压变化的函数而变化。在本专利技术的各个实施例中，所述电压读出电路能够被耦合到电源上，或者被耦合到用户提供的基准电压上。另外，可以使用两个电压读出电路，其中的一个被耦合到所述电源上，而另一个被耦合以接收来自用户的控制或基准电压。因此本专利技术的一个目的是提供一种电流源，该电流源提供可由所选择电压源控制的输出电流。本专利技术的另一个目的是提供一种压控可变电流源，其中，输出电流的幅值是通过改变所施加的控制电压的幅值控制的。通过结合附图的下面详细描述，本专利技术的这些和其它目的、特性和优点将更加容易理解。附图简述图1A简要地示出了传统的电流镜。图1B示出了由图1A所示电流镜提供的作为电源电压函数的电流变化曲线。图2示出了本专利技术一个实施例的高级功能方框图。图3简要地示出了本专利技术的一个实施例，在这个实施例中，输出电流是作为所述电源电压的函数被控制的。图4简要地示出了本专利技术的另一个实施例，在这个实施例中，输出电流是作为电源电压以及一个基准电压的函数被控制的。图5示出了作为根据本专利技术能够获得的电源电压函数的不同输出电流变化的简化曲线。图6示出了本专利技术的又一个实施例，在这个实施例中，输出电流受到控制以随电源电压的增加而增加。详细描述参看图2，从概念上描述本专利技术。通常，本专利技术包括一个输出装置12，用于在输出端14处提供作为施加给控制端16的控制电压的函数的输出电流。在本专利技术的一个最佳实施例中，所述的输出装置12是一个MOS晶体管。用于向输出装置12提供控制电压的控制电路18是由电源电压Vsupply供能的，并能够由一个基准电压Vref控制。根据本专利技术，随着Vsupply和Vref的变化，由控制电路18提供的控制电压Vcontrol以一种预定方式变化。现在参看图3，将对控制电路18的一个实施例做详细的描述。在图3所示的实施例中，控制电路18包括一个传统的电流镜20，该电流镜20向二极管连接的晶体管22提供电流。连接到二极管连接的晶体管22上的是一组可控电流路径24。这些可控电流路径中的每一个都是由从电压读出电路26提供的电压控制的。在图3中，来自电流镜20的电流im流入二极管连接的晶体管22。这在线16上引入了一个电压，该电压被提供给晶体管12的控制栅以对流经晶体管12的输出电流iout进行控制。当被激活时，一组可选择的电流路径24从电流镜20中汲取电流并使其流出二极管连接的晶体管22。这减小了线16上的电压电平，接下来又减小了提供给晶体管12的控制电压，并因此减小了输出电流iout。在所述组电流路径24中所述电流路径中的每一个都是由来自电压读出电路26的一个电压控制的。具体地说，电压读出电路26是由多个二极管连接的晶体管构成的梯形结构形成的。应当说明，可控电流路径30中的每一个被连接到所述梯形结构的不同节点上，从而这些路径中的每一个将根据在所述梯形结构顶点处提供的电源电压的幅值被激活。例如，当Vsupply是高于地电平的3阈值VT时，由节点32处的电压控制的所述可控电流路径将被激活。接下来，当Vsupply是高于地电平的4阈值电压时，由电压读出电路26的节点34控制的可控电流路径30将被激活。应当理解，通过将所述可控电流路径连接到电压读出电路26梯形结构中的不同点上，从二极管连接的晶体管22中流出的电流量可以被控制成电源电压Vsupply幅值的函数。还应当理解，可以将在电压读出电路26中的二极管连接的晶体管的阈值电压形成为与在可控路径30中晶体管阈值电压不同的值(例如，通过改变所述晶体管的物理尺寸)，从而可以获得控制中的其它变化。现在讨论可控电流路径30的一组24，可控电流路径30的每一个最好都被构造成一对串联连接的晶体管，这些晶体管中的每对晶体管与二极管连接的晶体管22并联。所述一对晶体管中的一个晶体管的漏极连接到所述二极管连接的晶体管22的漏极上，它的栅极连接到所述二极管连接的晶体管22的栅极上。第二晶体管的漏极连接到第一晶体管的源极，其源极接地，其控制栅用于接收来自电压读出电路26的相应控制电压。应当理解，第一晶体管36的尺寸可以被设置成能够从电流镜20吸收作为在晶体管22两端引入的栅-源电压函数的预定数量的电流。例如，对于在二极管连接的晶体管22两端一个给定的栅-源电压来讲，对于在二极管连接的晶体管22两端提供的相同的栅-源电压，晶体管36的尺寸可以被设置成从流经晶体管22的电流中汲取其1/10的电流。由此，很明显，在这种条件下，如果在一组可控电流路径24中提供有10个可控电流路径，所有这些路径的激活将从电流镜20中吸取相当数量的电流和从二极管连接的晶体管22中流出相同的电流，借此使得线16上的电压Vcontrol被显著减少。接下来，可以看到当Vsupply下降时，将有更少的可控电流路径被激活，借此，增加了允许从电流镜20流向二极管连接的晶体管22的电流量，从而升高了线16处的电压幅值和增加了流经晶体管12的电流。在这种方式下，减小电源电压将导致流经晶体管12的输出电流的增加。相反，当Vsupply增加时，减少的电流量被允许流经二极管连接的晶体管22，借此使得被减小的电压幅值出现在线16处。然后，由晶体管12提供的输出电流的幅值随着电源电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·李，S·奥萨雷，
申请(专利权)人：罗姆美国有限公司，
类型：发明
国别省市：