半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法技术

本发明专利技术揭露一种半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法。其中所述半导体电路包括主电路与复制电路，主电路接收输入信号。其中主电路包括：第一电流源耦接于一节点与第一电源电压间，并依据一偏压，产生第一电流。复制电路耦接于主电路，用于复制因输入信号的变动引起的在节点处的电压变动，并依据复制的电压变动动态地调整偏压，以使第一电流是被维持在一恒定值。本发明专利技术提供的半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法，能够适应新式的互补式金属氧化物半导体处理技术对低电压的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体电路，特别是关于一种能够减轻因所接 收输入信号的变动而导致不良影响的半导体电路。
技术介绍
在大多数模拟电路中，电流源是决定整体电路性能的最基本元 件之一，因此，在模拟电路中，通常需要一个具有较大输出阻抗的电流源。互补式金属氧化物半导体电路(CMOS)中， 一简单的电流 源如图1所示。N型金属氧化物半导体晶体管MA的源极与栅极分 别连接于恒定电压，漏极是电流源的输出节点。如此简单电路不能 提供足够大的输出阻抗，进而，如图2所示，另一个N型金属氧 化物半导体晶体管MB是被叠加(cascaded)至电流源(即MA)，通 过箝位(clamping)N型金属氧化物半导体晶体管MA的电压来提高 输出阻抗。另外，如图3所示，同样也可采用将增益提升 (gain-boosting)电路应用到电流源中。尽管如此，上述方案会消耗电压余量(headroom),因此，以上 方案并不能适应新型的互补式金属氧化物半导体处理技术对低电 压的需求。
技术实现思路
因此，为有效解决以上存在的技术问题，本专利技术提供了一种半 导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法。本专利技术揭示一种半导体电路，包括主电路，接收输入信号， 主电路包括第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依 据偏压，产生第一电流；以及复制电路，耦接于主电路，用于复制 因输入信号的变动引起的在第 一 节点处的电压变动，并依据复制的电压变动动态地调整偏压，以使第 一电流是被维持在恒定值。本专利技术揭示一种半导体电路，包括主电路，接收输入信号， 主电路包括第 一 电流源耦接于第 一 节点与第 一 电源电压间，并依 据偏压，产生第一电流；以及复制电路，耦接于主电路，用于复制 因输入信号的变动引起的通过第 一 电流源的失真电流，并输出复制 的失真电流至主电路，以使主电路输出的电流是被维持在恒定值。本专利技术揭示一种减轻半导体电路中电流变动的方法，半导体电 路具有接收输入信号的主电路与耦接于第 一 节点与第 一 电源电压 间的第一电流源，其中包括复制因输入信号的变动引起的在第一 节点处的电压变动；以及依据复制的电压变动动态地调整第一电流 源的偏压，以使第 一 电流源提供的第 一 电流维持在恒定值。本专利技术提供的半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方 法，能够适应新式的互补式金属氧化物半导体处理技术对低电压的需求。附图说明图1是显示 一 电流源的电路图。 图2是显示另 一 电流源的电路图。 图3是显示具有增益提升电路的电流源的电路图。 图4是显示本专利技术一实施例半导体电路的电路图。 图5是显示本专利技术第二实施例半导体电路的电路图。 图6是显示本专利技术实施例减轻半导体电路中电流变动的方法 的示意图。图7是显示本专利技术第三实施例半导体电路的电路示意图。 图8是显示本专利技术第四实施例半导体电路的电路示意图。 图9是显示本专利技术减轻半导体电路中电流变动的方法流程图。具体实施例方式为了让本专利技术的目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合说明书附图啦支详细说明。本专利技术说明书4是供不同的实施例来说明本专利技术不同实施方式的技术特征。其中，实施例中 的各元件的配置用于说明本专利技术，并非用以限制本专利技术。且实施例 中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之 间的关联性。图4是显示本专利技术一实施例半导体电路的电路示意图。半导体电路100包括主电路10与复制电^各20。主电路10是为差动放大 器(differential amplifier),依据输入信号Vinl输出差动信号(未显 示)，以及主电路10包括金属氧化物半导体晶体管M1 M3与负栽 单元12。其中金属氧化物半导体晶体管Ml包括耦接于负载单元 12的第一端与耦接于节点Nl的第二端，而金属氧化物半导体晶体 管M2也包括耦接于负载单元12的第一端与耦接于节点N1的第二 端。金属氧化物半导体晶体管Ml与金属氧化物半导体晶体管M2 是构成一差动对，并且金属氧化物半导体晶体管Ml与金属氧化物 半导体晶体管M2的控制端接收输入信号Vinl。金属氧化物半导体 晶体管M3包括耦接于节点Nl的第一端、耦接于第一电源电压 GND(即接地电压)的第二端及一控制端。其中金属氧化物半导体 晶体管M3是被设置成为电流源，以4是供电流Iout。倘若移除复制电路20，且金属氧化物半导体晶体管M3是以一 恒定电压作为其偏置电压。在节点Nl处的电压VI随输入信号Vinl 变化，因此金属氧化物半导体晶体管M3(即电流源)提供的电流lout 不可能维持在一恒定值。例如，假设输入信号Vinl有细微的减弱， 节点Nl处的电压VI相应的会有所下降，以使得金属氧化物半导 体晶体管M3提供的电流有细微的减弱；同样地，假设输入信号 Vinl有细微的增大，节点Nl处的电压VI相应的会有所增大，以 使得金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流产生细微的增大。随着互补式金属氧化物半导体电路技术的发展，模拟电路提供 的电压愈来愈小，进而导致P型金属氧化物半导体晶体管具有更小 的电压余量。在本实施例中，复制电路20复制节点Nl处的电压 VI的电压变动，进而动态地调整金属氧化物半导体晶体管M3的 偏压，以使电流lout是被維持在一恒定值。由于具有较小电压余量 的P型金属氧化物半导体晶体管，较大的输入信号Vml将导致一些电流的产生。复制电路20包括金属氧化物半导体晶体管M4 M6 与恒定电流源22。为了复制因输入信号Vinl的变动而导致主电路 10中节点Nl处的电压VI的电压变动，金属氧化物半导体晶体管 M4 M6具有与金属氧化物半导体晶体管M1 M3相似的电路连接 结构。例如，金属氧化物半导体晶体管M4具有耦接于节点N2的 第一端与耦接于节点N3的第二端；及金属氧化物半导体晶体管 M5具有耦接于节点N2的第 一 端与耦接于节点N3的第二端。而金 属氧化物半导体晶体管M4与金属氧化物半导体晶体管M5是被设 置为一差动对，并且金属氧化物半导体晶体管M4与M5的控制端 是用以接收输入信号Vinl。金属氧化物半导体晶体管M6具有耦接 于节点N2的第 一 端、耦接于第 一 电源电压GND(即接地电压)的 第二端以及控制端。金属氧化物半导体晶体管M6是被设置为一电 流源。恒定电流源22是耦接一第二电源电压Vdd与由金属氧化物半 导体晶体管M4、 M5所构成的差动对之间。而经由偏压Vb0(即 节点N3处电压)来对电流源(即金属氧化物半导体晶体管M3、 M6)进4于偏压处理。输入信号Vinl有细微的减弱时，节点Nl处的电压VI与节点 N2处的电压V2相应的会有所下降。然而，由于恒定电流源22维 持输出电流II,节点N3处的偏压Vb0增大。因此，电流lout并未 因输入信号Vinl(节点Nl处电压Vl)的衰减量而相应减小。其中电 流Iout是由主电路10中被设置成为电流源的金属氧化物半导体晶 体管M3提供。另外，输入信号Vinl有细微的增大时，节点Nl处 的电压VI与节点N2处的电压V2相应的会有所增大。由于恒定电 流源22维持输出电流II,节点N3处的偏压Vb0降低，因此电流 Iout并未因输入信号Vinl或节点Nl处电压VI的增量而相应增大。 藉此，主电路10中金属氧化物半导体晶体管M3提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体电路，包括：　主电路，接收输入信号，所述主电路包括：第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及　复制电路，耦接于所述主电路，用于复制因所述输入信号的变动引起的在所述第一节点处的电压变动，并 依据所述复制的电压变动动态地调整所述偏压，以使所述第一电流是被维持在恒定值。

【技术特征摘要】
US 2008-2-6 12/026,6091. 一种半导体电路，包括主电路，接收输入信号，所述主电路包括第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及复制电路，耦接于所述主电路，用于复制因所述输入信号的变动引起的在所述第一节点处的电压变动，并依据所述复制的电压变动动态地调整所述偏压，以使所述第一电流是被维持在恒定值。2 如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述主电 路包括第一晶体管，耦接于所述第一节点与所述第一电源电压间，具 有耦接于所述偏压的控制端，以作为所述第一电流源；以及 差动放大器，包括 负载单元；第二晶体管，具有耦接于所述负载单元的第一端、耦接于 所述第 一 电流源的第二端、控制端；以及第三晶体管，具有耦接于所述负载单元的第一端、耦接于 所述第一电流源的第二端、控制端；其中所述第 一 晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端均 接收所述输入信号。3. 如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述主电 路包括第一差动对，耦接于负载单元与所述第一节点间，用于接收所 述输入信号。4. 如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述复制 电3各包4舌第二电流源，耦接于第二电源电压与第二节点间； 第二差动对，耦接于所述第二节点与第三节点间，用于接收所 述输入信号；以及第三电流源，耦接于所述第三节点与所述第一电源电压，其中所述第 一 电流源与所述第三电流源的偏压控制端均耦接于所述第 二节点。5. 如权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所述第二 电流源为恒定电流源。6. 如权利要求5所述的半导体电路，其特征在于，所述复制 电路还包括电位转换器，所述电位转换器的 一 端耦接于所述第 一 电 流源与所述第三电流源的所述偏压控制端，所述电位转换器的另一 端耦接于所述第二节点。7. 如权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所迷偏压 是为位于所述第二节点的电压值。8. 如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述主电 路还包括可变增益放大器，所述可变增益放大器包括第二电流源，耦接于第二节点与第二电源电压； 第一晶体管，耦接于所述第二节点与第三节点，具有耦接至参 考电压的控制端；第二晶体管，耦接于所述第三节点与所述第一电源电压； 第三晶体管，具有耦接至所述第二节点的第一端与第二端； 第四晶体管，耦接于所述第三晶体管的所述笫二端与所述第一电源电压间，具有耦接至所述第三节点的控制端；第五晶体管，具有耦接至所述第一电源电压的第一端、耦接至所述第三节点的控制端与第二端；第六晶体管与第七晶体管串接于所述第 一 电源电压与第四节点间，用以作为所述第一电流源，其中所述第六晶体管包括耦接于所述偏压的控制端；电阻，耦接于所述第二节点与所述第四节点间；第八晶体管，耦接于所述第四节点与第五节点间，具有耦接至所述输入信号的控制端；第九晶体管，耦接于所述第五节点与所述第一电源电压间； 第十晶体管，具有耦接至所述第四节点的第一端与第二端； 第十 一 晶体管，耦接于所述第十晶体管的所述第二端与所述第一电源电压之间，并具有耦接至所述第五节点的控制端；以及第十二晶体管，具有耦接至所述第一电源电压的第一端、耦接至所述第五节点的控制端与第二端，其中所述第五晶体管与所述第 十二晶体管的所述第二端是用以输出差分电流。9. 一种半导体电路，包括主电路，接收输入信号，所述主电路包括第一电流源耦接于 第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及复制电路，耦接于所述主电路，用于复制因所述输入信号的变 动引起的通过所述第 一 电流源的失真电流，并输出所述复制的失真 电流至所述主电路，以使所述主电路输出的电流是被维持在恒定 值。10. 如权利要求9所述的半导体电路，其特征在于，所述主电 路包括第一晶体管，耦接于所述第一节点与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡思全，洪志谦，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]