【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电流采样电路，特别是一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，属于半导体集成电路。
技术介绍
1、随着科技的不断发展和进步，许多便携式电子产品对功耗的要求越来越高，例如智能手机、相机等，因此对于输出电流的检测精度要求越来越高。
2、如图3所示，现有技术的电流采样电路包含功率管m1、采样管m14、调整管m15和运算放大器，功率管m1和采样管m14的栅极连接，用于提供相同的栅极电压，功率管m1和采样管m14的漏端与电源电压vs连接，用于接收输入电压；功率管m1的源端提供输出电流iout，采样管m14的源端提供与iout成比例的检测电流isen，运算放大器和调整管m15构成负反馈，钳位采样管m14的源端电压和功率管m1的源端电压。
3、现有的电流检测电路具有以下的不足：运算放大器的输入失调电压随着电源电压、输入共模电压、工艺、温度等外界环境的变化而变化，从而引起钳位误差，进而影响电流检测精度。工作在线性区的晶体管的i-v特性为
4、；
5、其中，i表示晶体管漏端至源端的沟道电流，vds表示晶体管漏源电压，vgs表示晶体管栅源电压，vt表示晶体管阈值电压；
6、，
7、其中，cox表示单位面积栅电容；un表示电子迁移率；w/l表示晶体管宽长比；
8、假设运算放大器的输入失调电压为vos，功率管m1宽长比是采样管m14宽长比的k倍，则功率管m1的电流iout以及采样管m14的电流isen可以表示为
9、
11、因此，采样电流可以表示为
12、
13、由于vos2相较于其他项小很多，可忽略不计，化简得
14、
15、由于工作在线性区的功率管vgs-vt往往比vds大很多（至少大10倍），因此可继续化简为
16、
17、结果显示，采样电流isen的精度与vos/vds相关，该比值越大，精度越差。工作在线性区的功率管往往导通电阻较小，导致vds较小，这将恶化采样电流精度；另外，vds与功率管的输出电流也相关，具体为vds = vin - iout*ron，这将导致不同的输出电流下引起不同的采样误差。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，采样精度不受输出电流的影响。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，包含功率管m1、比例管m2、采样电阻r1、采样电阻r2、采样电阻r3、电阻r4、晶体管m3、晶体管m4、晶体管m5、晶体管m6、晶体管m7、晶体管m8、晶体管m9、晶体管m10和晶体管m11，功率管m1的漏极与采样电阻r1的一端和采样电阻r2的一端连接并连接电源vin，采样电阻r1的另一端与比例管m2的漏极和采样电阻r3的一端连接，功率管m1的栅极与比例管m2的栅极连接，功率管m1的源极与比例管m2的源极连接并输出信号vout，采样电阻r2的另一端与晶体管m3的源极和晶体管m4的源极连接，采样电阻r3的另一端与晶体管m5的源极和晶体管m10的漏极连接，晶体管m4的栅极与晶体管m5的栅极、晶体管m4的漏极和晶体管m6的漏极连接，晶体管m5的漏极与晶体管m7的漏极和晶体管m3的栅极连接，晶体管m3的漏极与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端输出采样电流isen，晶体管m6的栅极与晶体管m7的栅极和晶体管m1o的栅极连接并连接第一偏置电压，晶体管m6的源极与晶体管m8的漏极连接，晶体管m7的源极与晶体管m9的漏极连接，晶体管m10的源极与晶体管m11的漏极连接，晶体管m8的栅极与晶体管m9的栅极和晶体管m11的栅极连接并连接第二偏置电压，晶体管m8的源极与晶体管m9的源极和晶体管m11的源极连接并接地。
4、进一步地，还包含偏置电路。
5、进一步地，所述偏置电路包含电流源ib、电阻r5、晶体管m12和晶体管m13，电流源ib的一端连接电源vcc，电流源ib的另一端与电阻r5的一端和晶体管m12的栅极连接并输出第一偏置电压，电阻r5的另一端与晶体管m12的漏极和晶体管m13的栅极连接并输出第二偏置电压，晶体管m12的源极与晶体管m13的漏极连接，晶体管m13的源极接地。
6、进一步地，所述晶体管m12和晶体管m13为n型mos管。
7、进一步地，所述采样电阻r2的另一端为节点va，采样电阻r3的另一端为节点vb。
8、进一步地，所述晶体管m3、晶体管m4和晶体管m5为p型mos管，晶体管m6、晶体管m7、晶体管m8、晶体管m9、晶体管m10和晶体管m11为n型mos管。
9、进一步地，所述功率管m1和比例管m2为n型mos管或p型mos管。
10、进一步地，所述功率管m1和比例管m2为n型mos管，功率管m1的栅极和比例管m2的栅极与电荷泵的一端连接，电荷泵的另一端连接电源vin。
11、进一步地，所述功率管m1和比例管m2为p型mos管，功率管m1的栅极和比例管m2的栅极接地。
12、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：本专利技术提供了一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，采样精度对钳位运放的vos不敏感，且采样精度与输出电流无关，具有很好的兼容性。
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1.一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：包含功率管M1、比例管M2、采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3、电阻R4、晶体管M3、晶体管M4、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7、晶体管M8、晶体管M9、晶体管M10和晶体管M11，功率管M1的漏极与采样电阻R1的一端和采样电阻R2的一端连接并连接电源VIN，采样电阻R1的另一端与比例管M2的漏极和采样电阻R3的一端连接，功率管M1的栅极与比例管M2的栅极连接，功率管M1的源极与比例管M2的源极连接并输出信号VOUT，采样电阻R2的另一端与晶体管M3的源极和晶体管M4的源极连接，采样电阻R3的另一端与晶体管M5的源极和晶体管M10的漏极连接，晶体管M4的栅极与晶体管M5的栅极、晶体管M4的漏极和晶体管M6的漏极连接，晶体管M5的漏极与晶体管M7的漏极和晶体管M3的栅极连接，晶体管M3的漏极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端输出采样电流ISEN，晶体管M6的栅极与晶体管M7的栅极和晶体管M1O的栅极连接并连接第一偏置电压，晶体管M6的源极与晶体管M8的漏极连接，晶体管M7的源极与晶体管M9的漏极连接，
2.根据权利要求1所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：还包含偏置电路。
3.根据权利要求2所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述偏置电路包含电流源IB、电阻R5、晶体管M12和晶体管M13，电流源IB的一端连接电源VCC，电流源IB的另一端与电阻R5的一端和晶体管M12的栅极连接并输出第一偏置电压，电阻R5的另一端与晶体管M12的漏极和晶体管M13的栅极连接并输出第二偏置电压，晶体管M12的源极与晶体管M13的漏极连接，晶体管M13的源极接地。
4.根据权利要求3所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述晶体管M12和晶体管M13为N型MOS管。
5.根据权利要求1所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述采样电阻R2的另一端为节点VA，采样电阻R3的另一端为节点VB。
6.根据权利要求1所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述晶体管M3、晶体管M4和晶体管M5为P型MOS管，晶体管M6、晶体管M7、晶体管M8、晶体管M9、晶体管M10和晶体管M11为N型MOS管。
7.根据权利要求1所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述功率管M1和比例管M2为N型MOS管或P型MOS管。
8.根据权利要求7所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述功率管M1和比例管M2为N型MOS管，功率管M1的栅极和比例管M2的栅极与电荷泵的一端连接，电荷泵的另一端连接电源VIN。
9.根据权利要求7所述的一种采用电阻采样且兼容P、N型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述功率管M1和比例管M2为P型MOS管，功率管M1的栅极和比例管M2的栅极接地。
...【技术特征摘要】
1.一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，其特征在于：包含功率管m1、比例管m2、采样电阻r1、采样电阻r2、采样电阻r3、电阻r4、晶体管m3、晶体管m4、晶体管m5、晶体管m6、晶体管m7、晶体管m8、晶体管m9、晶体管m10和晶体管m11，功率管m1的漏极与采样电阻r1的一端和采样电阻r2的一端连接并连接电源vin，采样电阻r1的另一端与比例管m2的漏极和采样电阻r3的一端连接，功率管m1的栅极与比例管m2的栅极连接，功率管m1的源极与比例管m2的源极连接并输出信号vout，采样电阻r2的另一端与晶体管m3的源极和晶体管m4的源极连接，采样电阻r3的另一端与晶体管m5的源极和晶体管m10的漏极连接，晶体管m4的栅极与晶体管m5的栅极、晶体管m4的漏极和晶体管m6的漏极连接，晶体管m5的漏极与晶体管m7的漏极和晶体管m3的栅极连接，晶体管m3的漏极与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端输出采样电流isen，晶体管m6的栅极与晶体管m7的栅极和晶体管m1o的栅极连接并连接第一偏置电压，晶体管m6的源极与晶体管m8的漏极连接，晶体管m7的源极与晶体管m9的漏极连接，晶体管m10的源极与晶体管m11的漏极连接，晶体管m8的栅极与晶体管m9的栅极和晶体管m11的栅极连接并连接第二偏置电压，晶体管m8的源极与晶体管m9的源极和晶体管m11的源极连接并接地。
2.根据权利要求1所述的一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，其特征在于：还包含偏置电路。
3.根据权利要求2所述的一种采用电阻采样且兼容p、n型功率管的电流采样电路，其特征在于：所述偏置电路包含电流源ib、...
【专利技术属性】
技术研发人员：林潇垄，
申请(专利权)人：江苏帝奥微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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