開(kāi)關(guān)電流源電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及開(kāi)關(guān)電流源電路，尤其設(shè)及一種能夠提供快速開(kāi)關(guān)輸出電流的開(kāi)關(guān)電 流源電路及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于諸如開(kāi)關(guān)電容電路等開(kāi)關(guān)電路，運(yùn)算放大器的perationalAmplifier， 0PAMP)的偏置電流化iascurrent)在其采樣（sampling)相位處降低。開(kāi)關(guān)電容電路是 一種為了獲得期望的信號(hào)處理功能而在不同的采樣電容間移動(dòng)電荷（movecharge)的電 路。該開(kāi)關(guān)電容電路基于電容尺寸與采樣率（samplingrate)的比率，可W準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn) 該信號(hào)處理功能。該開(kāi)關(guān)電容電路廣泛地用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種電路塊，如Sigma-Delta模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換器（XAADCs)、Sigma-Delta數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（XADACs)、濾波器和抽取濾波器 (decimator)，等等。
[0003] 如果該開(kāi)關(guān)電路的偏置電流小或者該偏置電流的負(fù)載重，那么當(dāng)該開(kāi)關(guān)電路開(kāi)關(guān) 時(shí)，該偏置電流需要長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間（settlingtime)。一般地，使用更高的偏置電流或者驅(qū) 動(dòng)緩沖器（化ivingbuffer)來(lái)克服該長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間。然而，運(yùn)增加了額外的靜態(tài)功率損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)關(guān)電流源電路及其控制方法，其偏置電壓 無(wú)需長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間，從而可W提供快速開(kāi)關(guān)輸出電流。
[0005] 為了解決該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)關(guān)電流源電路，包含：第一鏡像晶體管，該第一鏡像晶 體管禪接在電壓源和電流源之間，并且第一鏡像晶體管具有禪接至該電流源的柵極，其中 該電流源通過(guò)該第一鏡像晶體管從該電壓源抽取偏置電流；
[0007] 第二鏡像晶體管，該第二鏡像晶體管具有禪接至該電壓源的源極、禪接至該第一 鏡像晶體管的柵極的柵極、W及用于提供輸出電流的漏極；開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)禪接在該第一鏡像 晶體管的柵極和第二鏡像晶體管的柵極之間，該開(kāi)關(guān)具有用于接收控制信號(hào)的控制端；電 壓產(chǎn)生單元；W及第一電容，該第一電容禪接在該第二鏡像晶體管的柵極和該電壓產(chǎn)生單 元之間；其中，該電壓產(chǎn)生單元根據(jù)該控制信號(hào)，提供第一電壓或第二電壓至該第一電容， 該第二電壓不同于該第一電壓。
[0008] 其中，當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該電壓產(chǎn)生單元提供該第一電壓至該第一 電容；當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該電壓產(chǎn)生單元提供該第二電壓至該第一電容。
[0009] 其中，該電壓產(chǎn)生單元包括：第一開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)禪接至該第一電容，該第一開(kāi) 關(guān)根據(jù)該控制信號(hào)，提供該第一電壓至該第一電容；W及第二開(kāi)關(guān)，該第二開(kāi)關(guān)禪接至該第 一電容，該第二開(kāi)關(guān)根據(jù)互補(bǔ)于該控制信號(hào)的信號(hào)，提供該第二電壓至該第一電容。
[0010] 其中，該電壓產(chǎn)生單元為邏輯單元，當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該邏輯單元提 供對(duì)應(yīng)第一邏輯電平的該第一電壓至該第一電容；當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該邏輯 單元提供對(duì)應(yīng)第二邏輯電平的該第二電壓至該第一電容，其中該第二邏輯電平互補(bǔ)于該第 一邏輯電平。
[0011] 其中，該電壓產(chǎn)生單元為用于提供模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi) 關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供具有該第一電壓的該模擬信號(hào)至該第一電容；當(dāng)該控制信號(hào) 使該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供具有該第二電壓的該模擬信號(hào)至該第一電容。
[0012] 其中，還包括：第二電容，該第二電容存在于該第二鏡像晶體管的柵極與地之間； 該第二電容為寄生電容。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種開(kāi)關(guān)電流源電路的控制方法，該開(kāi)關(guān)電流源電路包 括：由第一和第二鏡像晶體管形成的晶體管對(duì)，禪接在該第一和第二晶體管的柵極之間的 開(kāi)關(guān)W及禪接至該第二晶體管的柵極的第一電容，該控制方法包括：通過(guò)該第一晶體管從 電壓源抽取偏置電流；當(dāng)該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)該第二鏡像晶體管從該電壓源抽取對(duì)應(yīng)該偏 置電流的輸出電流；W及響應(yīng)該開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提供第一電壓或第二電壓至該第一電容， 該第二電壓不同于該第一電壓。
[0014] 其中，該響應(yīng)該開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提供第一電壓或第二電壓至該第一電容包括：當(dāng) 該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，提供該第一電壓至該第一電容，其中該第二鏡像晶體管的柵極的電壓具有 第一電平；當(dāng)該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，提供該第二電壓至該第一電容，其中該第二鏡像晶體管的柵極 的電壓具有第二電平；
[0015] 其中，該第一和第二電平的差是根據(jù)該第一和第二電壓的差W及該第一電容確定 的。
[0016] 其中，該開(kāi)關(guān)由控制信號(hào)控制，該響應(yīng)該開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提供第一電壓或第二電 壓至該第一電容的步驟由電壓產(chǎn)生單元執(zhí)行，該電壓產(chǎn)生單元包括：第一開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān) 禪接至該第一電容，該第一開(kāi)關(guān)根據(jù)該控制信號(hào)，提供該第一電壓至該第一電容；W及第二 開(kāi)關(guān)，該第二開(kāi)關(guān)根據(jù)互補(bǔ)于該控制信號(hào)的信號(hào)，提供該第二電壓至該第一電容。
[0017] 其中，該開(kāi)關(guān)由控制信號(hào)控制，該響應(yīng)該開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提供第一電壓或第二電 壓至該第一電容的步驟由電壓產(chǎn)生單元執(zhí)行；該電壓產(chǎn)生單元為邏輯單元，其中當(dāng)該控制 信號(hào)使該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該邏輯單元提供對(duì)應(yīng)第一邏輯電平的該第一電壓至該第一電容；當(dāng) 該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該邏輯單元提供對(duì)應(yīng)第二邏輯電平的該第二電壓至該第一電 容，其中該第二邏輯電平與該第一邏輯電平互補(bǔ)。
[0018] 其中，該開(kāi)關(guān)由控制信號(hào)控制，該響應(yīng)該開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提供第一電壓或第二電 壓至該第一電容的步驟由電壓產(chǎn)生單元執(zhí)行；該電壓產(chǎn)生單元是用于提供模擬信號(hào)的數(shù)模 轉(zhuǎn)換器，其中，當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供具有第一電壓的該模擬信 號(hào)至該第一電容；當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供具有第二電壓的該模 擬信號(hào)至該第一電容。
[0019] 其中，該開(kāi)關(guān)電流源電路還包括：第二電容，該第二電容存在于該第二鏡像晶體管 的柵極與地之間，該第二電容為寄生電容。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種開(kāi)關(guān)電流源電路的控制方法，該開(kāi)關(guān)電流源電路包 括：禪接在電壓源和電流源之間的第一鏡像晶體管W及禪接在該電壓源和負(fù)載設(shè)備之間的 第二鏡像晶體管；該控制方法包括：通過(guò)該第一晶體管從電壓源抽取偏置電流至電流源； 根據(jù)控制信號(hào)，使該第一晶體管管的柵極與第二晶體管的柵極連接或不連接；當(dāng)該第一和 第二鏡像晶體管的柵極連接時(shí)，禪接第一電壓至該第二晶體管的柵極；當(dāng)該第一和第二鏡 像晶體管的柵極沒(méi)有連接時(shí)，禪接第二電壓至該第二鏡像晶體管的柵極，該第二電壓不同 該第一電壓；其中，當(dāng)該第一和第二鏡像晶體管的柵極連接時(shí)，通過(guò)該第二鏡像晶體管從該 電壓源抽取對(duì)應(yīng)該偏置電流的輸出電流至該負(fù)載設(shè)備。
[0021] 其中，該開(kāi)關(guān)電流源電路進(jìn)一步包括：禪接在該第一和第二晶體管的柵極之間的 開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)由該控制信號(hào)控制。
[0022] 其中，該開(kāi)關(guān)電流源電路進(jìn)一步包括：禪接在該第二晶體管的柵極和電壓產(chǎn)生單 元之間的第一電容，其中該電壓產(chǎn)生單元用于提供該第一和第二電壓。
[0023] 其中，該電壓產(chǎn)生單元包括：第一開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)禪接至該第一電容，該第一開(kāi) 關(guān)根據(jù)該控制信號(hào)提供該第一電壓至該第一電容；W及第二開(kāi)關(guān)，該第二開(kāi)關(guān)根據(jù)互補(bǔ)于 該控制信號(hào)的信號(hào)，提供該第二電壓至該第一電容。
[0024] 其中，該電壓產(chǎn)生單元為邏輯單元，當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該邏輯單元提 供對(duì)應(yīng)第一邏輯電平的該第一電壓至該第一電容；當(dāng)該控制信號(hào)使該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該邏輯 單元提供對(duì)應(yīng)第二邏輯電平的該第二電壓至該第一電容，其中該第二邏輯電平互補(bǔ)于該第 一邏輯電平。
[00巧]其中，該電壓產(chǎn)生單元為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，當(dāng)該第一和第二鏡像晶體管的柵極連接時(shí)， 該數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供第一電壓至該第一電容；當(dāng)該第一和第二鏡像晶體管的柵極斷開(kāi)時(shí)，該 數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供第二電壓至該第一電容。
[00%] 其中，該開(kāi)關(guān)電流源電路進(jìn)一步包括：存在于該第二鏡像晶體管的柵極和地之間 的第二電容；或者，該開(kāi)關(guān)電流源電路進(jìn)一步包括：存在于該第二鏡像晶體管的柵極和地 之間的寄生電容。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例，在第一和第二晶體管的柵極沒(méi)有連接時(shí)，電壓產(chǎn)生單元藉由禪合 (如電容禪合）的方式禪合電壓至該第二晶體管的柵極，從而使得該開(kāi)關(guān)電流源電路的偏 置電壓（第二晶體管柵極處的電壓）不需要長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間，從而可W由第二晶體管提供快 速開(kāi)關(guān)輸出電流。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電流源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電流源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3是圖2的開(kāi)關(guān)電流源電路的信號(hào)波形示意圖；<