本发明专利技术公开了一种具有参考源(12)的电路，参考源用于供给偏置信号以将放大器(10)中的放大器晶体管的小信号跨导设定到预定值。参考源具有至少一个参考晶体管(120a-b，30)。反馈电路(128，129，38)的输入端连接至参考晶体管(120a-b，30)的主电流通道，输出端连接至参考晶体管(120a-b，30)的控制电极。反馈电路控制控制电极处的控制电压，以使流过参考晶体管(120a-b，30)的电流通道的主电流之差与偏移电流相等，所述差是采用和不采用添加至控制电压的小电压偏移获得的。在存在和不存在小电压偏移的情况下流动的主电流可以通过采用彼此匹配的第一和第二参考晶体管(122a，b)以及连接在第一和第二参考晶体管(122a，b)的控制电极之间以在其控制电极之间施加小电压偏移的偏移电压源(126)获得。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括参考源的电路。
技术介绍
集成电路包括晶体管，晶体管以取决于晶体管偏置设定的放大因子来放大信号。 已知采用参考源来控制集成电路中晶体管的偏置设定。典型地，参考源是被设计为以对诸如电路温度之类的不可控因素的最小依存性供给电压或电流的电路。美国专利申请No 2007/0075778公开了参考源的示例，其在控制回路采用两个参考场效应晶体管，控制回路将参考晶体管的漏极电流保持为相等。参考晶体管的尺寸按比例N 1不同，栅极-源极电压相差与漏极电流成比例的偏移量。结果，漏极电流被调整到传输尺寸比和栅极-源极电压偏移对漏极电流的影响相等且相反的水平。所得到的栅极-源极电压和/或所得到的漏极电流可以用作设置集成电路中放大晶体管的偏置的参考。以这种方式，外部对参考的影响被最小化。参考取决于参考晶体管的特性、用来从漏极电流中得出偏移量的电阻以及参考晶体管的尺寸比，这些可以被精确地控制。对于放大器电路，希望控制晶体管的小信号增益。美国专利申请No2007/0075778 中的参考源将增益控制到某一程度，因为它提供受控参考电压至放大器。然而，由于以不同方式影响电流和增益的因素，这不能防止小信号增益的不可预测变化。
技术实现思路
本公开的目的至少是提供一种具有参考源的电路，其中电路中的小信号增益的可预测性得到改善。提供了根据权利要求1的电路。在这里，一个或多个参考晶体管与反馈电路结合使用，反馈电路调整所述一个或多个参考晶体管的控制电压，使得所述一个或多个参考晶体管呈现预定的差分跨导。在此使用的"差分跨导"是指在小变化界限内漏极电流变化和栅极-源极电压变化之比，即小信号跨导。通过观察向控制电压添加小电压偏移的结果，监测差分跨导。具有和不具有添加的小电压偏移的控制电压导致通过一个或多个参考晶体管的主电流的基本线性的差异，大小与电压偏移和差分跨导成比例。电流差用作反馈电路的输入以控制控制电压。例如，参考晶体管可以为NMOS晶体管，或PMOS晶体管，或双极晶体管。在NMOS或 PMOS晶体管的示例中，主电流通道为晶体管的沟道，控制电极为栅极，控制电压为栅极-源极电压。在双极晶体管的示例中，发射极和集电极为主电流通道的端子，控制电极为基极。在一个实施例中，小的时间相关振荡器信号可以用来提供差分电压偏移，将不同时刻的主电流彼此比较以控制控制电压。在该实施例中，单个参考晶体管可能就够了，使得晶体管间差异在控制差分跨导时不起作用。在一实施例中，使用彼此匹配的第一参考晶体管和第二参考晶体管。在该情况中，第一参考晶体管和第二参考晶体管的驱动条件之间的小差异可以用来评估差分跨导。控制电压馈送至两个晶体管的控制电极，采用偏移电压源在第一晶体管和第二晶体管的控制电极之间施加小的差分电压偏移。反馈电路被配置在反馈回路中供给控制电压，该反馈回路使来自偏移电流源的电流等于参考晶体管的主电流之差。在该实施例中，不需要采用时间相关振荡器来测量差分跨导。在一实施例中，主电流之一可以经由例如电流镜馈送至电路节点，而另一主电流直接馈送至该电路节点，偏移电流可以供给至该电路节点或在电流镜之前添加。该电路节点可以用作反馈电路的输入端。但在电路节点处合并电流的任何其它方式可以是产生净电流的方式，该净电流等于偏移电流与通过第一参考晶体管和第二参考晶体管的主电流通道的主电流之差之间的差异。在另一实施例中，使用两个差分放大器将第一参考晶体管和第二参考晶体管的对应端子(如，漏极或集电极)处的电压调整到相同的参考电压。因此，可以消除可能影响差分跨导测量精度的电流对漏极或集电极电压依存性。在一实施例中，差分电压偏移和偏移电流基于公共参考被彼此成比例地驱动。因此，避免差分电压偏移和偏移电流的变化对所得到的差分跨导的影响。在一实施例中，参考源的输出电路被配置为输出处于第一参考晶体管和第二参考晶体管的主电流之间的水平的偏置电流。由于非线性，当存在小的主电流差异时，第一参考晶体管和第二参考晶体管的差分跨导可能稍有不同。预定的差分跨导将在第一参考晶体管和第二参考晶体管的主电流之间的某处实现。采用主电流之间的输出偏置电流减小了与预定差分跨导的偏差。例如，可以使用在主电流中间的偏置电流。在另一实施例中，主电流之间的输出偏置电流通过另一偏移电流源实现，所述另一偏移电流源被配置为供给比偏移电流小的另一偏移电流，所述另一偏移电流添加至输出电流。在另一实施例中，该电流为用来控制差分跨导的偏移电流的一半。附图说明根据采用下述附图对示例性实施例的描述，这些和其它目标和有利方面将变得明Mo图1为具有参考电路的电路。图2示出具有并行电流源的实施例。图3示出具有单个参考晶体管的参考电路。具体实施例方式图1示出一种电路，其包括放大器10、参考电路12和偏置源14。参考电路12的输出端连接至偏置源14的控制输入端。偏置源14的输出端连接至放大器10的偏置输入端。 参考电路12被设计为调整偏置以便实现预定的小信号增益(差分跨导)。在此使用的"差分跨导"是指在小的变化界限(称为差分变化)内漏极电流变化和栅极-源极电压变化之比，所述差分变化如此之小，使得所述比至少更加接近对应于漏极电流关于栅极-源极电压的导数，而不是对应于总漏极电流变化和栅极-源极电压之比。用来确定差分跨导的电压偏移称为"差分电压偏移"。术语"差分跨导"和"差分电压"不是用来表示或建议必须使用诸如差分放大器之类的差分电路。在图1的实施例中，这是通过提供匹配参考晶体管对来实现的，其中匹配参考晶体管对的栅极-源极电压相差小的施加电压差。响应于此，参考晶体管的漏极电流之间将存在小量的漏极电流差，对应于栅极-源极电压差乘以小信号增益(差分跨导)的积。小信号增益取决于栅极-源极电压的公共可变分量。参考电路产生如下净电流，该净电流对应于参考晶体管的漏极电流的公共分量减去与小施加电压差成比例的小参考电流。参考电路响应于反馈回路中的该净电流，调整参考晶体管的栅极-源极电压的公共可变分量。这具有下述效果，即漏极电流差的大小对应于预定的小信号增益，小信号增益等于漏极电流差和施加电压差之比。参考电路12包括第一参考晶体管120a、第二参考晶体管120b、漏极电流源122a， b、偏移电流源124、电压偏移电路126、第一控制放大器1 和第二控制放大器129。第一参考晶体管120a和第二参考晶体管120b为NMOS晶体管，每个晶体管具有将被称为控制电极的栅极、以及由将被称为主电流通道的晶体管沟道连接的源极和漏极。第一参考晶体管 120a和第二参考晶体管120b的源极连接至第一电源端Vss。第一参考晶体管120a和第二参考晶体管120b的漏极分别连接至漏极电流源12 ，b中的第一个和第二个。漏极电流源 12 ，b被构造为将相等的电流提供至漏极。第一参考晶体管120a和第二参考晶体管120b 是匹配的，即它们由相同的材料制成且具有相等的W/L比。优选地，匹配是通过在两个晶体管中采用相等的栅宽和通过采用相等的栅长，和/或通过在相同的半导体本体中实现彼此靠近的两个晶体管来实现的。偏移电流源124的输出端分别连接到节点12和电压偏移电路126，其中节点12 连接至第二参考晶体管120b的漏极。电压偏移电路1 连接至第一参考晶体管120a和第二参考晶体管120b的栅本文档来自技高网...
【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：赫尔本·W·德琼，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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