电流反射镜制造技术

本发明专利技术涉及能够产生恒定反射镜比值的电流反射镜，包括：具有基极、发射极和集电极的输出晶体管（Ｔ↓［ｏｕｔ］），其中流经所述输出晶体管（Ｔ↓［ｏｕｔ］）的集电极的电流构成所述电流反射镜的输出电流（Ｉ↓［ｏｕｔ］），所述输出晶体管（Ｔ↓［ｏｕｔ］）的集电极与输出电路相连接；具有基极、发射极和集电极的缓冲晶体管，其中缓冲晶体管的发射极与输出晶体管的基极相连接；提供固定缓冲电流的缓冲电流源，其中所述缓冲电流源与缓冲晶体管的集电极相连接；缓冲基极电压控制装置，它的输入端与输出晶体管的基极相连接，它的输出端与缓冲晶体管的基极相连接，其中基极电压控制装置响应于缓冲基极电压控制装置的输入电流来控制缓冲晶体管的基极电压。

Current mirror

The invention relates to a current mirror, can produce constant mirror ratio includes: an output transistor having a base, emitter and collector (T: out), which flows through the output transistors (T: out) current collector of the output current of the current mirror (I: \out), the output transistor (T: out) of the collector and the output circuit is connected with the base; the buffer transistor, the emitter and collector, wherein the buffer base emitter of the transistor and the output transistor is connected with current source buffer; fixed buffer circuit, wherein the buffer current source the collector of the transistor is connected with the buffer; buffer base voltage control device, its input and output base transistor connected to the output terminal The base voltage control device controls the base voltage of the buffer transistor in response to an input current of the buffered base voltage control device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够生成恒定的输入电流/输出电流比值的电流反射镜。该电流反射镜包括具有基极、发射极和集电极的输出晶体管。流经所述输出晶体管的集电极的电流构成所述电流反射镜的输出电流。所述输出晶体管的集电极可连接到输出电路上。
技术介绍
附图说明图1示出了根据现有技术的一个简单电流反射镜。图1示出了将输入电流Iin提供给此电路的输入导体的输入电流源。此输入导体与输出晶体管Tout的基极相连，与输入晶体管Tin的基极和集电极相连接。因此，输入晶体管可当作一个二极管，这个二极管的阳极与输入电流源相连接。经过输入晶体管Tin的基极和集电极的正向电压降相对于典型电流是恒定的。输入晶体管Tin的发射极与输入电阻Rin相连接，Rin再与大地电位相连接。输出晶体管Tout的集电极电流构成电流反射镜的输出电流Iout。输出晶体管Tout的发射极与输出电阻Rout相连接，Rout再与大地电位相连接。任意一个输出电路(未示出)可连接到输出晶体管Tout的集电极。因此，在输出晶体管Tout的集电极和大地电位之间产生输出电压Uout。此输出电压Uout取决于任意输出电路的电源电压。该输出电压特别取决于输出电路的输入阻抗。电阻Rin和Rout是可选的，也就是说不用这些电阻也可以实现传统的电流反射镜。在没有使用电阻的情况下，反射镜比值(mirror ratio)Iout/Iin只取决于晶体管Tin和Tout的大小。在正常工作条件下，传统的电流反射镜的反射镜比值K由下式确定K＝Iout/Iin＝n/(1+(n+I)/B)B是晶体管Tout和Tin的电流增益。这两个晶体管的电流增益选择成相同数值。n代表输出晶体管Tout和输入晶体管Tin的发射极区域之间的比值。如果使用了输入和输出电阻Rin和Rout，系数Rin/Rout应选择等于n。在这种情况下，上述公式也可用来描述带有输入和输出电阻的传统电流反射镜。输出电阻Rout提高了电流反射镜的输出阻抗，并且降低了电流噪声。为了使电流反射镜正常工作，输出晶体管的集电极和发射极之间的电压Uce(Tout)必须大于输出晶体管的饱和电压Uce， sat(Tout)，且必须小于输出晶体管的集电极与发射极之间的击穿电压Ubrce(Tout)。如果由于输出电压Uout的波动，输出晶体管的集电极和发射极之间的电压Uce(Tout)超出了击穿电压，电流反射镜将不再精确地工作，即反射镜比值被改变。通过提高经过输出电阻Rout的电压降，可以提高能够使电流反射镜正常工作的最大输出电压Uout，因为Uout等于Uce(Tout)与Urout之和，而其中的Urout反映了经过输出电阻Rout的电压降。其缺点在于，使电流反射镜正常工作的最小输出电压Uout也增大。为了使电流反射镜能够稳定而精确地工作，即使输出电压发生波动，提高电流反射镜输出电压的范围仍是一个好办法。这可通过提供一个具有较大集电极和发射极击穿电压Ubrce(Tout)的输出晶体管Tout来实现。但是，在集成电路中使用的现代硅和硅锗晶体管被设计成只能在恒定增加的频率上工作，从而导致降低了这些晶体管的击穿电压。因此，所希望的是提供一个电流反射镜，即使输出晶体管的集电极和发射极之间的电压Uce(Tout)超过了输出晶体管的击穿电压，这个电流反射镜仍能够正确地工作。当输出晶体管Tout在击穿区域工作时，另外一个电流从晶体管Tout的集电极流入到该晶体管Tout的基极。这些基极电流的生成是由于在晶体管Tout的基极和集电极结点处发生雪崩效应。雪崩电流的大小等于Iav＝(M-1)Is*exp(Ube/UT)。Ube代表输出晶体管Tout的基极/发射极的电压。UT是输出晶体管的温度电压。Is是输出晶体管的反向饱和电流。M是由输出晶体管的集电极和基极之间的电压Ucb(Tout)决定的一个系数。如果输出晶体管的集电极和基极之间的电压的数量级小于集电极与基极之间的击穿电压，那么系数M大约等于1。雪崩电流可以忽略不计。系数M可以由以下公式得出M＝1/。L的典型值为3，BVCBO是开放发射极的集电极与基极击穿电压。从这个公式中可以看出，当Ucb(Tout)接近集电极与基极击穿电压BVCBO时，系数M接近无穷大。如果考虑雪崩电流，根据图1的电流反射镜的反射镜比值可以由以下公式表达K＝Iout/Iin＝n*M/由于M取决于输出晶体管的集电极与基极之间的电压Ucb(Tout)，所以反射镜比值也取决于输出电压。流入输出晶体管Tout的基极的雪崩电流会减小输出晶体管Tout的基极电流。因为图1所示的电流源生成一个恒定的、与输出晶体管的基极电流和流经输入电阻Rin的电流相等的电流，输出晶体管的基极电流的减小量可由流经输入电阻Rin的电流增加量来补偿。由于U＝R*I，增加流经输入电阻Rin的电流值又会导致经过输入电阻的电压降的增加。输入晶体管Tin的基极-发射极结点处的压降稳定被认为是工作正常。因此，输出晶体管Tout的基极电压增大。最终，输出晶体管的基极电压的增大将会使输出晶体管Tout的集电极电流(等于输出电流)增大。为了防止输出电流的增大，输出晶体管的基极电压必须保持在恒定电平上。图2示出了根据现有技术改进的电流反射镜。在图1与图2中，同样的参考符号代表同样的部件。与图1中电路相比，在图2中增加了缓冲晶体管Tbuff和缓冲电阻Rbuff。缓冲晶体管Tbuff的基极连接到输入电流源Iin的输入导体。缓冲晶体管Tbuff的集电极与提供恒定的输入电压Uin的输入电压源连接。所述缓冲晶体管的发射极与输出晶体管Tout的基极和缓冲电阻Rbuff相连接。电阻Rin、Rbuff和Rout都要连接大地电位。缓冲晶体管Tbuff的偏置电流的大小被如此确定以使流入缓冲晶体管的基极电流与流经输入晶体管Tin的电流相比可以忽略不计。因此，缓冲晶体管Tbuff的基极电压就约等于Rin*Iin与输入晶体管Tin两端恒定的电压降之和。缓冲晶体管Tbuff的基极电压通常可以认为是恒定的。输入电压源、缓冲晶体管Tbuff和缓冲电阻Rbuff作为第一近似组成了一个电流源，它能够提供非常恒定的流经缓冲电阻Rbuff的电流。只要流经缓冲电阻Rbuff的电流保持恒定，输出晶体管的基极电压就不会发生变化。在电流反射镜中插入缓冲晶体管和缓冲电阻的基本目的是，即使有反向雪崩电流流入到输出晶体管的缓冲区，输出晶体管Tout的基极电压也能保持恒定。下面详细说明图2电路中输出晶体管Tout的基极中反向电流的效果。反向基极电流加入到流经缓冲电阻Rbuff的电流中。因而缓冲晶体管的发射极电压升高。由于缓冲晶体管Tbuff的基极电压几乎是恒定的，晶体管Tbuff的发射极电压升高导致缓冲晶体管Tbuff的基极与发射极之间的电压降减少。结果缓冲晶体管Tbuff的发射极电流减小。图2所示的电流反射镜有诸多缺陷。稳定地流经缓冲电阻Rbuff的电流导致增加了电流反射镜的功率损耗。电路的功能受到流经缓冲晶体管Rbuff的电流大小的限制。如果在正常工作情况下流入输出晶体管Tout的基极的反向基极电流等于或大于流经缓冲电阻的电流，那么减小来自缓冲晶体管Tbuff发射极的电流将不能够补偿缓冲电流的增加。因此，本专利技术的目的在于提供一种生成恒定的反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
产生恒定反射镜比值的电流反射镜，包括：－具有基极、发射极和集电极的输出晶体管Ｔ↓［ｏｕｔ］，其中流经所述输出晶体管（Ｔ↓［ｏｕｔ］）的集电极的一个电流构成所述电流反射镜的输出电流（Ｉ↓［ｏｕｔ］），并且所述输出晶体管（Ｔ↓［ｏｕｔ］ ）的集电极可与输出电路相连接；－具有基极、发射极和集电极的缓冲晶体管，其中缓冲晶体管的发射极与输出晶体管的基极相连接；－提供固定缓冲电流的缓冲电流源，其中所述缓冲电流源与缓冲晶体管的集电极相连接；而且，－缓冲基极电压 控制装置，它的输入端与输出晶体管的基极相连接，它的输出端与缓冲晶体管的基极相连接，其中基极电压控制装置响应缓冲基极电压控制装置的输入电流来控制缓冲晶体管的基极电压。

【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：H维恩斯特拉，GAM胡克西，JHA布雷克曼斯，DW范戈尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]