电流生成电路制造技术

公开了一种电流生成电路，包括：能操作用于生成各自的候选电流的多个候选电流源；能操作用于生成输出电流的输出电流源；比较器电路；以及控制电路，其能操作用于控制电流源和比较器电路及其之间的连接以：在调节步骤中，通过对候选电流进行选择或相加来生成调节电流，并且通过将调节电流与比较电流进行比较并调节施加到正被校准的候选电流源的控制信号直到调节电流与比较电流达到定义关系来至少校准多个候选电流源；并且在调节步骤之后的校准步骤中，通过对候选电路进行选择或相加来生成参考电流，并且通过将输出电流源的输出电流与参考电流进行比较并调节施加到输出电流源的控制信号直到其输出电流与参考电流达到定义关系来校准输出电流源。

Current generating circuit

【技术实现步骤摘要】
电流生成电路
本专利技术涉及电流生成，尤其涉及电流生成电路以及在这样的电流生成电路中生成电流的方法。
技术介绍
这样的电流生成电路可以是(或形成一部分)数模转换器(DAC)电路或其他合适的电路。这样的电路可以被实现为例如IC芯片上的集成电路。已知在DAC中使用所谓的分段架构。作为背景信息，图1示出了示例分段DAC的概述。图1中的DAC是电流导引型的DAC集成电路(IC)的一部分，并且被设计成将m位二进制输入字(D1至Dm)(即，数字输入信号)转换成相应的模拟输出信号。参照图1，DAC1包含模拟电路，所述模拟电路包括n个数目的相同的电流源21至2n，其中n＝2m-1。每个电流源2通过基本上恒定的电流I。模拟电路还包括与n个电流源21至2n分别对应的n个数目的差分开关电路41至4n。每个差分开关电路4被连接到其相应的电流源2，并且将由电流源产生的电流I切换到连接到转换器的第一连接线A的第一端子或连接到转换器的第二连接线B的第二端子。每个差分开关电路4接收多个数字控制信号T1至Tn(由于下文解释的原因被称为“温度计编码信号”)中的一个，并且根据有关的信号的值选择其第一端子或其第二端子。DAC1的第一输出电流IA是传递到差分开关电路的第一端子的相应电流的总和，并且DAC1的第二输出电流IB是传递到差分开关电路的第二端子的相应电流的总和。在图1的示例中，模拟输出信号是通过将DAC1的第一输出电流IA吸收到电阻R中而产生的电压VA与通过将转换器的第二输出电流IB吸收到另一电阻R中而产生的电压VB之间的电压差VA-VB。当然，模拟输出信号同样可以被认为是电流IA和IB本身，或它们之间的差IA-IB，这取决于基于模拟输出信号可操作的电路的输入要求。温度计编码信号T1至Tn由包括二进制温度计解码器6的数字电路从二进制输入字D1至Dm中得到。解码器6操作如下。当二进制输入字D1至Dm具有最低值时，温度计编码信号T1至Tn使得差分开关电路41至4n中的每一个选择其第二端子，以便电流源21至2n中的所有电流源连接到第二连接线B。在这种状态下，VA＝0且VB＝nIR。模拟输出信号VA-VB＝-nIR。随着二进制输入字D1至Dm的值逐渐增加，由解码器6产生的温度计编码信号T1至Tn使得更多的差分开关电路选择它们各自的第一端子(从差分开关电路41开始)，而没有任何已选择其第一端子的差分开关电路又切换回其第二端子。当二进制输入字D1至Dm具有值i时，前i个差分开关电路41至4i选择它们各自的第一端子，而剩余的n-i个差分开关电路4i+1至4n选择它们各自的第二端子。模拟输出信号VA-VB等于(2i-n)IR。温度计编码在电流导向型的DAC中流行，因为随着二进制输入字的增加，更多的电流源被切换到第一连接线A，而没有任何已切换到线路A的电流源又切换到另一线路B。相应地，DAC的输入/输出特性是单调的，并且由输入字中的1的变化引起的毛刺脉冲很小。实际上，通常不将这样的分段架构应用于DAC的所有位(即，所有段对模拟输出信号的贡献相同)，因为这样做将需要非常大量的分段。相应地，这样的分段通常仅应用于DAC的最高有效位，例如，六个最高有效位。这需要总共63个相同的分段。对于DAC的剩余位(最低有效位或LSB)，可以使用非分段架构。在这种情况下，需要相对于MSB分段中的电流的贡献对LSB的电流对模拟输出信号的贡献进行适当地缩放。换句话说，最高LSB需要贡献MSB分段中的每一个的一半的电流，第二高LSB需要贡献MSB段中的每一个的四分之一的电流，等。一种可能性是在每个LSB电路中使用与每个MSB分段中的电路基本相同的电路。该电路通常包括至少电流源或电流吸收器以及选择开关。另外，取决于整个DAC的应用，每个MSB分段还可以具有例如输出共源共栅、电流泄放电路等的其他部件。通过缩放LSB电路中的所有相应的部件，与每个MSB分段中流动的电流相比，可以缩小LSB电路中流动的电流。例如，在这种情况下，不仅需要缩放电流源或吸收器，而且还需要选择开关和任何相关联的共源共栅。然而，例如，LSB电路中的部件的这样的缩放引起与达到最小器件尺寸和缩放准确度有关的若干问题。为了避免与每个MSB分段中流动的电流相比，必须缩小LSB电路中流动的电流，可以在每个LSB电路中使用与每个MSB分段中的电路相同的电路(以便LSB电路中流动的电流与每个MSB分段中流动的电流相同)，然后使用阻抗阶梯(例如，电阻阶梯)适当地缩放由这些分段对总DAC输出电流作出的贡献。参见例如EP2019490的图5和图6。然而，在那种情况下，阻抗阶梯的准确度成为关键问题，特别是当所涉及的电流变得非常小时。需要提供改进的电流生成电路和在这样的电流生成电路中生成电流的方法，其中这样的电流生成电路可以是(或形成一部分)数模转换器(DAC)电路或其他合适的电路。需要提高的准确度和速度(导致小型器件尺寸)以及减小的面积和功耗。
技术实现思路
根据本公开内容的第一方面，提供了一种电流生成电路，所述电流生成电路包括：多个候选电流源，其能够操作用于生成各自的候选电流；输出电流源，其能够操作用于生成输出电流；比较器电路；以及控制电路，其能够操作用于控制电流源和比较器电路以及它们之间的连接以：在调节步骤中，通过选择候选电流中的一个或通过将多个候选电流相加在一起来生成调节电流，并且通过以下操作来至少校准包括对所述调节电流有贡献的每个候选电流源的多个候选电流源：使用比较器电路将所述调节电流与比较电流进行比较，并调节施加到正被校准的候选电流源的控制信号，以调节它们的候选电流直到所述调节电流与比较电流达到定义的关系；并且在调节步骤之后的校准步骤中，通过选择由在调节步骤中校准的候选电流源生成的候选电流中的一个或通过将由这些候选电流源生成的多个候选电流相加在一起来生成参考电流，并且通过以下操作来校准输出电流源：将输出电流源的输出电流与所述参考电流进行比较，并调节施加到所述输出电流源的控制信号，以调节其输出电流直到其输出电流与所述参考电流达到定义的关系。在分段的DAC电路的背景下，输出电流源可以被认为对应于DAC分段(DAC片)，并且候选电流源可以被认为是对校准DAC电路有用的内部电路。因此，输出电流可以形成DAC电路的整个模拟输出信号的至少一部分或对DAC电路的整个模拟输出信号有贡献。电流生成电路可以被认为是这样的DAC电路或这样的DAC电路的一部分。当然，输出电流源可以用在与DAC电路分开的其他背景中。电路可以使用场效应晶体管(特别是MOSFET)来实现。在那种情况下，每个电流源可以实现为MOSFET或由MOSFET实现，或者包括多个MOSFET。在那样的背景下，控制信号可以包括栅极电压信号和/或体电压信号。比较器电路可以包括一个或更多个比较器。可以有利于使用相同的比较器来执行多个或所有比较。控制电路可以包括开关电路，以便能够控制电流源(即，承载它们的电流的电流路径)与比较器电路之间的连接。为了控制步骤及其顺序，控制电路可以包括逻辑电路。这样的逻辑电路可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流生成电路，包括：/n多个候选电流源，其能够操作用于生成各自的候选电流；/n输出电流源，其能够操作用于生成输出电流；/n比较器电路；以及/n控制电路，其能够操作用于控制所述电流源和所述比较器电路以及它们之间的连接，以便：/n在调节步骤中，通过选择所述候选电流中的一个或者通过将多个候选电流相加在一起来生成调节电流，并且通过以下操作来至少校准包括每个对调节电流有贡献的候选电流源的多个候选电流源：使用所述比较器电路将所述调节电流与比较电流进行比较，并调节施加到正被校准的候选电流源的控制信号，以调节候选电流源的候选电流直到所述调节电流与所述比较电流达到定义的关系；以及/n在所述调节步骤之后的校准步骤中，通过选择由在所述调节步骤中校准的候选电流源生成的候选电流中的一个或者通过将由这些候选电流源生成的多个候选电流相加在一起来生成参考电流，并且通过以下操作来校准所述输出电流源：将所述输出电流源的输出电流与所述参考电流进行比较，并调节施加到所述输出电流源的控制信号，以调节其输出电流直到其输出电流与所述参考电流达到定义的关系。/n

【技术特征摘要】
20180831 EP 18192125.51.一种电流生成电路，包括：
多个候选电流源，其能够操作用于生成各自的候选电流；
输出电流源，其能够操作用于生成输出电流；
比较器电路；以及
控制电路，其能够操作用于控制所述电流源和所述比较器电路以及它们之间的连接，以便：
在调节步骤中，通过选择所述候选电流中的一个或者通过将多个候选电流相加在一起来生成调节电流，并且通过以下操作来至少校准包括每个对调节电流有贡献的候选电流源的多个候选电流源：使用所述比较器电路将所述调节电流与比较电流进行比较，并调节施加到正被校准的候选电流源的控制信号，以调节候选电流源的候选电流直到所述调节电流与所述比较电流达到定义的关系；以及
在所述调节步骤之后的校准步骤中，通过选择由在所述调节步骤中校准的候选电流源生成的候选电流中的一个或者通过将由这些候选电流源生成的多个候选电流相加在一起来生成参考电流，并且通过以下操作来校准所述输出电流源：将所述输出电流源的输出电流与所述参考电流进行比较，并调节施加到所述输出电流源的控制信号，以调节其输出电流直到其输出电流与所述参考电流达到定义的关系。


2.根据权利要求1所述的电流生成电路，其中：
所述调节步骤包括：将多个候选电流相加在一起，并且通过以下操作来至少校准生成调节电流的候选电流源：将所述调节电流与所述比较电流进行比较，并调节施加到正被校准的候选电流源的控制信号，以减小候选电流源的候选电流直到所述调节电流与所述比较电流达到定义的关系；并且/或者
所述比较电流小于所述调节电流，并且可选地，其基本上等于在校准之前的所述调节步骤中校准的候选电流源中的一个候选电流源的候选电流。


3.根据权利要求1或2所述的电流生成电路，其中：
所述候选电流源每个都包括场效应晶体管，并且在所述调节步骤中调节的控制信号是有关的晶体管的栅极电压，
可选地，其中：
有关的晶体管被提供有共同栅极电压；并且/或者
在保持有关的晶体管的体电压的同时执行在所述调节步骤中的对控制信号的调节。


4.根据前述权利要求中任一项所述的电流生成电路，其中，一起调节在所述调节步骤中调节的控制信号，以一起调节有关的候选电流。


5.根据前述权利要求中任一项所述的电流生成电路，其中：
在所述调节步骤中，调节施加到正被校准的候选电流源的控制信号，以减小它们的候选电流，直到所述调节电流与所述比较电流达到定义的关系；
所述电流生成电路包括能够操作用于生成各自的输出电流的多个所述输出电流源；
所述控制电路能够操作用于在所述调节步骤和所述校准步骤之后连续地执行另外的所述调节步骤以及随后的另外的所述校准步骤；
在每个另外的调节步骤中，通过将由在先前的校准步骤中校准的候选电流源生成的多个候选电流相加在一起来生成所述调节电流；并且
在每个另外的校准步骤中，被校准的输出电流源是所述输出电流源中的、与在先前的校准步骤中校准的输出电流源中的一个输出电流源不同的另一输出电流源，
可选地，其中，在每个另外的调节步骤中，所述比较电流是在先前的校准步骤中调节的输出电流。


6.根据前述权利要求中任一项所述的电流生成电路，其中：
所述电流生成电路包括能够操作用于生成各自的输出电流的多个所述输出电流源；并且
所述控制电路能够操作用于：在所述调节步骤之前的初始步骤中，通过选择由所述候选电流源生成的候选电流中的一个或者通过将由所述候选电流源生成的多个候选电流相加在一起来生成参考电流，并且通过以下操作来校准所述输出电流源中的另一输出电流源：使用所述比较器电路将所述另一输出电流源的输出电流与所述参考电流进行比较，并调节施加到该输出电流源的控制信号，以调节该输出电流源的输出电流直到其输出电流与所述参考电流达到定义的关系。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈桑·沙夫修，弗拉德·克雷楚，尼古拉斯·里瓦，
申请(专利权)人：株式会社索思未来，
类型：发明
国别省市：日本;JP