專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高psrr的耦合容忍的精確電流基準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及被配置成產(chǎn)生精確基準(zhǔn)電流的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路以及產(chǎn)生精確基準(zhǔn)電流的方法。
背景技術(shù)：
許多類(lèi)型的集成電路需要精確電流基準(zhǔn)。這種精確電流基準(zhǔn)經(jīng)常使用電壓-電流 (V-I)轉(zhuǎn)換器來(lái)產(chǎn)生，其實(shí)例被示出于

圖1A-1C和圖2并參照這些圖予以描述。在這些附圖中，需要精確基準(zhǔn)電流的電路實(shí)例一般被圖示為用Z_load標(biāo)示的負(fù)載。在圖IA中，放大器AMP的非反相⑴輸入接收一基準(zhǔn)電壓Vref。放大器AMP的輸出驅(qū)動(dòng)NMOS晶體管Ml的柵極。放大器AMP (例如運(yùn)算放大器)的反相(-)輸入連接于晶體管Ml的源極。精確電阻器R_preCisi0n連接在晶體管Ml的源極和接地點(diǎn)(gnd)之間。 負(fù)載Z_Load連接在電源電壓Vsupply和晶體管Ml的漏極之間。負(fù)載Z_load的實(shí)例包括但不局限于電阻器、電流鏡輸入、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)的基準(zhǔn)、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的基準(zhǔn)以及用來(lái)產(chǎn)生斜坡電壓的電容器。在圖2中，放大器AMP的反相㈠輸入接收一基準(zhǔn)電壓Vref。放大器AMP的輸出驅(qū)動(dòng)PMOS晶體管M2的柵極。放大器AMP的非反相(+)輸入連接于晶體管M2的漏極。精確電阻器R_preCisi0n連接在晶體管M2的漏極和接地點(diǎn)(gnd)之間。負(fù)載Z_Load連接在電源電壓Vsupply和晶體管M2的源極之間。圖IA和圖2的電路均使用單一增益緩沖器配置中的高增益電壓放大器AMP將基準(zhǔn)電壓Vref復(fù)制至精確電阻器ILprecision。精確電阻器Imprecision被用來(lái)規(guī)定基準(zhǔn)電流的量級(jí)。流過(guò)精確電阻器ILprecision的結(jié)果電流流過(guò)導(dǎo)通晶體管器件Ml或M2并流入負(fù)載Z_Load。圖2中的電路對(duì)于某些場(chǎng)合具有優(yōu)勢(shì)；然而由于電源電壓Vsupply的任何干擾都直接調(diào)制晶體管M2的柵極-源極電壓并造成負(fù)載Z_Load中的電流改變，因此這種電路具有低劣的電源抑制。因此，對(duì)于需要高電源抑制比(PSRR)的場(chǎng)合，圖IA的電路經(jīng)常是優(yōu)選的。圖IA所示的V-I電路有助于形成極好的精確電流基準(zhǔn)，因?yàn)閮H有的誤差來(lái)源是放大器AMP(例如運(yùn)算放大器)的偏移電壓以及精確外部電阻器ILprecision的容限。然而，圖IA電路的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題可從圖IB看出。參見(jiàn)圖1B，AMP、晶體管Ml和負(fù)載Z_Load被圖示為位于集成電路(IC)封裝件(IC封裝件也被稱(chēng)為芯片)內(nèi)。精確電阻器ILprecision 被圖示為位于印刷電路(PC)板上的IC封裝件外側(cè)，并通過(guò)封裝件引腳而連接于IC封裝件 (更具體地說(shuō)是連接于晶體管Ml的源極)。由于精確電阻器ILprecision位于PC板上而不是IC封裝件內(nèi)，因此存在相鄰引腳和/或附近信號(hào)將噪聲或尖刺容性耦合入V-I電路并引起誤差的可能性。例如，如果存在高速比較器將晶體管Ml的漏極處的電壓與芯片上的另一信號(hào)進(jìn)行比較，則進(jìn)入封裝件引腳的耦合信號(hào)可能使比較器失效。對(duì)于另一實(shí)例，如果基準(zhǔn)用作模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的基準(zhǔn)電流，則耦合噪聲可能表現(xiàn)為位的有效比特個(gè)數(shù)的劣化。在圖IB中，耦合噪聲被建模為電壓源V0，而寄生電容被建模為電容器 C_parasitic。這一寄生電容可能諸如因?yàn)榉庋b件的引腳-引腳電容和/或PC板上的跡線-跡線電容而出現(xiàn)。還應(yīng)注意，從負(fù)電源向正電源非?？鞌[動(dòng)的數(shù)字信號(hào)以及切換大電流(例如切換模式電源或柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出)的信號(hào)可能在重新耦合入芯片時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題。需要抑制耦合入封裝件引腳的噪聲，這種需要因?yàn)轳詈显肼暡荒芘c精確電阻器[ precision中的變化進(jìn)行區(qū)分這一情況而變得復(fù)雜，并且放大器AMP的反饋迫使通過(guò)寄生電容注入的全部電流流入負(fù)載Z_load。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特定實(shí)施例針對(duì)被配置成接收基準(zhǔn)電壓(Vref)并為負(fù)載(Z_Load)產(chǎn)生精確基準(zhǔn)電流(Idc)的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路。參見(jiàn)圖3C，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電壓-電流 (V-I)轉(zhuǎn)換器電路包括放大器(AMP)，該放大器包括非反相(+)輸入、反相(_)輸入以及輸出。V-I轉(zhuǎn)換器電路還包括晶體管(M1)，該晶體管(Ml)包括控制端子(柵極或基極)、第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)以及第二電流路徑端子(漏極或集電極)，在第一和第二電流路徑端子之間具有一電流路徑，其中晶體管(Ml)的控制端子(柵極或基極)由放大器(AMP)的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)。另外，V-I轉(zhuǎn)換器電路包括第一電容器(Cl)、第一電阻器(Rl)和第二電阻器(似)。第一電容器(Cl)連接在放大器的反相(_)輸入和晶體管(Ml)的第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)之間。第一電阻器(Rl)包括連接于放大器(AMP)的反相 (-)輸入的第一端子。第二電阻器(似)包括連接于晶體管(Ml)的第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)的第一端子以及連接于第一電阻器(Rl)的第二端子的第二端子。精確基準(zhǔn)電流(Idc)產(chǎn)生在晶體管(Ml)的第二電流路徑端子(漏極或集電極)上。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，V-I轉(zhuǎn)換器電路還包括連接在第二電阻器(R2)的第二端和低電壓干線(例如接地線) 之間的第三電阻器(RO)以及與第三電阻器(RO)并聯(lián)的第二電容器(CO)。在一個(gè)實(shí)施例中，精確基準(zhǔn)電流(Idc)，其中Idc = Vref/RO，能由負(fù)載(Z_load) 用作為基準(zhǔn)電流，負(fù)載(Z_load)連接在晶體管(Ml)的第二電流路徑端子(漏極或集電極) 和電源(Vsupply)之間。根據(jù)某些實(shí)施例，晶體管(Ml)、第一電容器(Cl)、第一電阻器(Rl)和第二電阻器 (R2)位于封裝集成電路(IC)內(nèi)，第二電阻器(R2)的第二端子連接于封裝IC的一個(gè)引腳。 在這些實(shí)施例中，第三電阻器(RO)和第二電容器(CO)位于封裝IC外部。例如，第三電阻器(RO)和第二電容器(CO)可位于印刷電路板上，并且封裝IC可附連于同一印刷電路板。又如，封裝IC可附連于印刷電路板，而第三電阻器(RO)可處于遠(yuǎn)離該印刷電路板的位置。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一電阻器(Rl)和第二電阻器(R2)由同一材料制成，因此它們能更容易地匹配以提供準(zhǔn)確的濾波器響應(yīng)。電容器(CO)旁路耦合入V-I轉(zhuǎn)換器的噪聲。第一電阻器(Rl)、第二電阻器(R2) 以及第一電容器(Cl)將第二電容器(CO)從放大器(AMP)的虛擬接地點(diǎn)去耦合。換句話說(shuō)， 第一和第二電阻器(Rl和R2)以及第一電容器(Cl)構(gòu)成被配置為補(bǔ)償由第二電容器(CO) 引入的不穩(wěn)定性的頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，放大器(AMP)、晶體管(Ml)、第一和第二電容器(Cl和CO)以及第一、第二和第三電阻器(R1、R2和舊)配置成具有二階無(wú)窮增益拓?fù)涞臑V波器。本發(fā)明的實(shí)施例還針對(duì)產(chǎn)生基準(zhǔn)電流(Idc)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路被用于生成依賴(lài)于基準(zhǔn)電壓(Vref)和精確電阻器(RO)的基準(zhǔn)電流(Idc)， 其中Idc = Vref/R0。電容器(C0)用來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲。頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)用來(lái)補(bǔ)償由電容器(CO)引入的不穩(wěn)定性。通過(guò)將電容器(CO)并聯(lián)于精確電阻器 (RO)，電容器(CO)可用來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲。通過(guò)將頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)連接在電壓-電流轉(zhuǎn)換器的放大器的反饋端子和電容器(CO)的端子之間，頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)可用來(lái)補(bǔ)償電容器(CO)引入的不穩(wěn)定性。該概述無(wú)意于概括本發(fā)明的所有實(shí)施例。根據(jù)下面給出的詳細(xì)說(shuō)明、附圖以及權(quán)利要求，本發(fā)明的其他和替代實(shí)施例以及實(shí)施例的特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。
具體實(shí)施例方式如前面提到的，需要抑制耦合入包括V-I轉(zhuǎn)換器的IC的封裝件引腳的噪聲。同樣如前面提到的，由于耦合的噪聲不能與精確電阻器中的變化進(jìn)行區(qū)分的情況而使這個(gè)問(wèn)題變得復(fù)雜，并且放大器的反饋迫使通過(guò)寄生電容注入的全部電流流入負(fù)載。嘗試使圖IA的V-I轉(zhuǎn)換器容忍注入噪聲的一種方式是設(shè)法通過(guò)與精確電阻器R_ precision并聯(lián)的旁路電容器C_bypaSS使注入噪聲旁路至接地點(diǎn)，如圖IC所示。然而，假設(shè)放大器AMP作為理想運(yùn)算放大器(Op-Amp)工作，由于晶體管Ml的源極是運(yùn)算放大器的虛擬接地節(jié)點(diǎn)，所有注入的噪聲仍然流過(guò)晶體管Ml進(jìn)入負(fù)載2_1^0&(1。因此，實(shí)質(zhì)上任何從該節(jié)點(diǎn)(即運(yùn)算放大器的虛擬接地節(jié)點(diǎn))聯(lián)結(jié)至接地點(diǎn)的任何電容對(duì)電路都不可見(jiàn)的。更糟的是，如果放大器AMP作為非理想運(yùn)算放大器工作，在晶體管Ml的源極追加電容器使電路的相位裕量減小并限制了電容器的大小，同時(shí)還放大了任何來(lái)自Vref的高頻噪聲。這表示存在第二問(wèn)題，即與精確電阻器ILprecision并聯(lián)布置的任何旁路電容器 C.bypass導(dǎo)致V-I轉(zhuǎn)換器中的相位裕量問(wèn)題。為了解決噪聲抑制問(wèn)題和相位裕量問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)做兩件事首先，耦合噪聲應(yīng)當(dāng)不耦合入放大器AMP的虛擬接地節(jié)點(diǎn)；其次，系統(tǒng)的相位裕量應(yīng)當(dāng)從追加以使耦合噪聲旁路至接地點(diǎn)的旁路電容器C_bypaSS上去耦合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)以非標(biāo)準(zhǔn)方式采用標(biāo)準(zhǔn)電路來(lái)克服前述耦合和穩(wěn)定性問(wèn)題。參見(jiàn)圖3A，圖中示出二階無(wú)窮增益拓?fù)錇V波器30 ，該二階無(wú)窮增益拓?fù)錇V波器30 具有如方程1給出的從電壓輸入(V_in)至電壓輸出(V_out)的二階低通傳遞函數(shù)。方程1
V _ OUt(S) -R2tC0*C\)*s2+(R0*R\+R0*R2+R\*R2)*C\*s+R0在圖3A中，濾波器30 包括電容器CO和Cl、電阻器R0、R1和R2以及放大器AMP。 然而，該濾波器30 具有從電壓輸入至電壓輸出的傳遞函數(shù)，并且V-I轉(zhuǎn)換器具有從電壓輸入至電流輸出的傳遞函數(shù)。至V-I轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)輸入的輸入連接于放大器AMP(例如運(yùn)算放大器)的非反相輸入，相反濾波器30 卻不是這樣。此外，在放大器AMP (例如運(yùn)算放大器)的輸出中流動(dòng)的電流不具有二階低通傳遞函數(shù)。相反，來(lái)自耦合噪聲源而注入的信號(hào)(建模為V0)的傳遞函數(shù)如方程2所示。方程2
「隱 1 I OUt(S) = _-^C^RO^HCi'RUC^Rirs)_
LUU丄O」 i wuiyjj (c par*RQtR\* RitCUR^RXtRltCQtCXYs2+(ROt R\+m*R2+R\*R2)*C\*s+R0在方程1和方程2中，s是當(dāng)使用拉普拉斯變換將時(shí)域函數(shù)映射至頻域時(shí)與頻率對(duì)應(yīng)的復(fù)變量。關(guān)于方程2的傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)既具有二階分子又具有二階分母。人們可以預(yù)見(jiàn)到由于將信號(hào)通過(guò)寄生電容C2(也稱(chēng)C_parasitic)容性耦合入電路而具有零點(diǎn)，并且由于通過(guò)電容器Cl流至輸入的電流而具有另一零點(diǎn)。然而，觀察該傳遞函數(shù)不會(huì)直接得出這種拓?fù)淙绾斡兄隈詈稀Ｊ聦?shí)上，零點(diǎn)可能將噪聲直接耦合于輸出，并且如證實(shí)的那樣，某一程度上確是如此。這種拓?fù)湓O(shè)法完成兩件事，用來(lái)解決之前提到的耦合和穩(wěn)定性問(wèn)題。首先，系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要由反饋元件C1、R1和R2的選擇來(lái)確定。對(duì)于給定的RO和C0，能調(diào)整這些反饋元件而不是放大器AMP本身以確保穩(wěn)定性，，這意味著接地的電容器CO可在構(gòu)建常見(jiàn)二階濾波器的界限內(nèi)做成任意尺寸。其次，電容器CO不直接座落在放大器的虛擬接地點(diǎn)上，這是系統(tǒng)的穩(wěn)定性在某些程度上不受電容器CO選擇的影響的原因的一部分，并且也是這種拓?fù)浣鉀Q耦合問(wèn)題的原因的一部分，如下面更詳細(xì)示出的那樣。為了使用這種電壓-電流轉(zhuǎn)換拓?fù)洌鶕?jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖:3B中示出再汲取版本。參見(jiàn)圖3B，電壓-電流轉(zhuǎn)換器300被圖示為包括二階無(wú)窮增益拓?fù)錇V波器302b。 濾波器302b的輸入接地，并且基準(zhǔn)電壓Vref連接于放大器AMP的非反相(+)輸入。使用基本電路分析法可以理解，在負(fù)載Z_Load中流動(dòng)的DC電流為Vref/RO，在圖IA和圖IB的電路中也是如此。DC電流也獨(dú)立于電阻器Rl和R2，并獨(dú)立于電容器CO和Cl，使得基準(zhǔn)電壓Vref僅像圖IA和圖IB的現(xiàn)有技術(shù)V-I電路那樣準(zhǔn)確。圖3C示出與圖;3B相同的拓?fù)?，其中IC封裝件和引腳以更感性地作為V-I轉(zhuǎn)換器而非濾波器的方式納入其中。如之前陳述的那樣，從注入噪聲至輸出的傳遞函數(shù)不是二階低通濾波器響應(yīng)。相反，其更為復(fù)雜并具有多個(gè)極點(diǎn)和零點(diǎn)。寄生電容C2還被圖示為耦合入封裝件引腳。盡管使用了二階濾波器拓?fù)?，然而濾波器本身不提供耦合噪聲的抑制容量(bulk)。抑制是通過(guò)由寄生電容C2和電容器CO構(gòu)成的電容分壓電路而提供的。在圖 3C(和3B)中，電容器CO是并聯(lián)于精確電阻器RO的旁路電容器。由于電容器CO不座落在放大器AMP的虛擬接地節(jié)點(diǎn)上，因此可使電容器CO遠(yuǎn)大于能耦合入電路中的任何寄生電容 C2，并因此以比值C2/C0衰減耦合入的噪聲脈沖的量級(jí)。噪聲抑制粗略為C2/(C0+a)的比值。因此，CO應(yīng)當(dāng)大于C2 —定量，這個(gè)量提供所期望的噪聲抑制。解釋這種電路的機(jī)能的方式如下。假設(shè)快速dV/dT步進(jìn)(st印)發(fā)生在噪聲發(fā)生器上，其中“快速”指dV/dT比濾波器自身中的時(shí)間常數(shù)快上至少5倍。在穩(wěn)定狀態(tài)下，電容器CO兩側(cè)的電壓等于基準(zhǔn)電壓Vref。噪聲發(fā)生器上的快速步進(jìn)(建模為V0)使電容器 CO兩側(cè)的電壓移動(dòng)一個(gè)量，這個(gè)量等于寄生電容C2和旁路電容器CO之間的分壓。精確電阻器RO兩側(cè)的這種電壓變化使其電流相應(yīng)地改變，并且為了遵守基爾霍夫電流法則，輸出電流沿相反方向改變相同的量。在輸出側(cè)的電流步進(jìn)量級(jí)通過(guò)方程3給出。方程
權(quán)利要求
1.一種被配置成接收基準(zhǔn)電壓(Vref)并產(chǎn)生用于負(fù)載(Z_Load)的精確基準(zhǔn)電流 (Idc)的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，所述電壓-電流電路包括放大器(AMP)，所述放大器(AMP)包括非反相(+)輸入、反相(_)輸入以及輸出； 晶體管(Ml)，所述晶體管(Ml)包括控制端子(柵極或基極)、第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)以及第二電流路徑端子(漏極或集電極)，在第一和第二電流路徑端子之間具有一電流路徑，其中所述晶體管(Ml)的控制端子(柵極或基極)由放大器(AMP)的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)。第一電容器(Cl)，所述第一電容器(Cl)連接在放大器的反相(_)輸入和晶體管(Ml) 的第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)之間；第一電阻器(Rl)，所述第一電阻器(Rl)包括第一端子和第二端子，其中所述第一電阻器(Rl)的第一端子連接于所述放大器(AMP)的反相(-)輸入；以及第二電阻器(似)包括第一端子和第二端子，其中所述第二電阻器(似)的第一端子連接于晶體管(Ml)的第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)，而所述第二電阻器(似)的第二端子連接于所述第一電阻器(Rl)的第二端子；其中所述精確基準(zhǔn)電流(Idc)被產(chǎn)生在晶體管(Ml)的第二電流路徑端子(漏極或集電極)。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，還包括第三電阻器(RO)，所述第三電阻器(RO)連接在第二電阻器(似)的第二端子和低電壓干線之間；以及第二電容器(CO)，所述第二電容器(CO)并聯(lián)于第三電阻器(RO)。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，Idc= Vref/RO。
4.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述低電壓干線是接地線。
5.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于晶體管(Ml)、第一電容器(Cl)、第一電阻器(Rl)和第二電阻器(R2)位于封裝集成電路(IC)內(nèi)，其中所述第二電阻器的第二端子連接于封裝IC的引腳；以及第三電阻器(RO)和第二電容器(CO)位于所述封裝IC的外部。
6.如權(quán)利要求5所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于 所述第三電阻器(RO)和第二電容器(CO)位于一印刷電路板上。
7.如權(quán)利要求6所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于 所述封裝IC附連于所述印刷電路板。
8.如權(quán)利要求5所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器，其特征在于 所述封裝IC附連于一印刷電路板；以及所述第三電阻器(RO)遠(yuǎn)離所述印刷電路板。
9.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一電阻器(R1)、第二電阻器(似)以及第一電容器(Cl)將第二電容器(CO)從放大器(AMP)的虛擬接地點(diǎn)去耦合。
10.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，所述放大器(AMP)、晶體管(Ml)、第一和第二電容器(Cl和C0)以及第一、第二和第三電阻器(R1、R2和舊)被配置成具有二階無(wú)窮增益拓?fù)涞臑V波器。
11.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于第二電容器(CO)被用來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲；以及所述第一和第二電阻器(Rl和R2)以及第一電容器(Cl)構(gòu)成頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)，所述頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)被配置成補(bǔ)償由第二電容器(CO)引入的不穩(wěn)定性。
12.如權(quán)利要求2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，所述精確基準(zhǔn)電流 (Idc)被所述負(fù)載(Z_load)用作為基準(zhǔn)電流，所述負(fù)載(Z_load)連接在晶體管(Ml)的第二電流路徑端子(漏極或集電極)和電源(Vsupply)之間。
13.如權(quán)利要求1所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，所述精確基準(zhǔn)電流 (Idc)被所述負(fù)載(Z_load)用作基準(zhǔn)電流，所述負(fù)載(Z_load)連接在晶體管(Ml)的第二電流路徑端子(漏極或集電極)和電源(Vsupply)之間。
14.一種被配置成接收基準(zhǔn)電壓(Vref)并產(chǎn)生用于負(fù)載(Z_Load)的精確基準(zhǔn)電流 (Idc)的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，所述電壓-電流電路包括放大器(AMP)，所述放大器(AMP)包括非反相⑴輸入、反相㈠輸入以及輸出，其中基準(zhǔn)電壓(Vref)被提供給非反相(+)輸入；晶體管(Ml)，所述晶體管(Ml)包括控制端子(柵極或基極)、第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)以及第二電流路徑端子(漏極或集電極)，在第一和第二電流路徑端子之間具有一電流路徑，其中所述晶體管(Ml)的控制端子由放大器(AMP)的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)；精確電阻器(RO)，所述精確電阻器(RO)和基準(zhǔn)電壓(Vref) —起規(guī)定由電壓-電流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的精確基準(zhǔn)電流(Idc)的量級(jí)，其中Idc = Vref/R0 ； 電容器(CO)，用來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲；以及頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)，其被配置成補(bǔ)償由電容器(CO)引入的不穩(wěn)定性。
15.如權(quán)利要求14所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，所述頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)包括第一電容器(Cl)，所述第一電容器(Cl)連接在放大器的反相(_)輸入和晶體管(Ml) 的第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)之間；第一電阻器(Rl)，所述第一電阻器(Rl)包括第一端子和第二端子，其中所述第一電阻器(Rl)的第一端子連接于所述放大器(AMP)的反相(-)輸入；以及第二電阻器(R2)，所述第二電阻器(似)包括第一端子和第二端子，其中所述第二電阻器(似)的第一端子連接于晶體管(Ml)的第一電流路徑端子(源極或發(fā)射極)，而所述第二電阻器(R2)的第二端子連接于所述第一電阻器(Rl)的第二端子。
16.如權(quán)利要求14所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，所述精確基準(zhǔn)電流 (Idc)被所述負(fù)載(Z_load)用作為的基準(zhǔn)電流，所述負(fù)載(Z_load)連接在晶體管(Ml)的第二電流路徑端子(漏極或集電極)和電源(Vsupply)之間。
17.一種產(chǎn)生基準(zhǔn)電流(Idc)的方法，包括(a)產(chǎn)生基準(zhǔn)電流(Idc)；(b)旁路否則會(huì)影響基準(zhǔn)電流(Idc)的噪聲；以及(c)補(bǔ)償由旁路步驟引入的不穩(wěn)定性。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于步驟(a)包括使用電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路來(lái)生成依賴(lài)于基準(zhǔn)電壓(Vref)和精確電阻器(RO)的基準(zhǔn)電流(Idc)，其中Idc = Vref/R0 ；步驟(b)包括使用電容器(CO)來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲；以及步驟(c)包括使用頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)來(lái)補(bǔ)償由所述電容器(CO)引入的不穩(wěn)定性。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于步驟(b)包括將電容器(CO)并聯(lián)于所述精確電阻器(RO)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于步驟(c)包括將所述頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)連接在電壓-電流反饋電路的放大器的反饋端子和電容器(CO)的端子之間。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于步驟(c)包括使用頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)來(lái)將電容器(CO)從電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路的放大器的虛擬接地線去耦合。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例涉及產(chǎn)生具有高PSRR的耦合容忍的精確電流基準(zhǔn)的電路和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路用來(lái)生成依賴(lài)于基準(zhǔn)電壓(Vref)和精確電阻器(R0)的基準(zhǔn)電流(Idc)，其中Idc＝Vref/R0。一電容器(C0)被用來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲。頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)用來(lái)補(bǔ)償由電容器(C0)引入的不穩(wěn)定性。通過(guò)將電容器(C0)并聯(lián)于精確電阻器(R0)，電容器(C0)可被用來(lái)旁路耦合入電壓-電流轉(zhuǎn)換器的噪聲。通過(guò)將頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)連接在電壓-電流轉(zhuǎn)換器電路的放大器的反饋端子和電容器(C0)的端子之間，頻率依存反饋網(wǎng)絡(luò)可用來(lái)補(bǔ)償由電容器(C0)引入的不穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G05F3/10GK102323846SQ20111009607
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月5日
發(fā)明者B·威廉姆斯 申請(qǐng)人:英特賽爾美國(guó)股份有限公司