电压/电流转换电路制造技术

一种电压/电流转换电路，包括：电流源，耦接于第一电压；以及晶体管，该晶体管的漏极提供输出电流，第一晶体管的源极耦接于所述电流源，其中输出电流由电流源、输入电压以及固定电压决定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电压/电流转换电路，特别涉及一种可在低电压条件下工作的电压/电流转换电路。
技术介绍
在模拟电路中，跨导(Transconductance)电路为一种电压/电流转换电路，其可将输入电压转换成输出电流，以供后续电路使用。图IA及图IB分别显示传统跨导电路的基本单端模式(single-end mode)以及差分模式(differential mode)。在图IA中，晶体管Ml经由电阻R耦接至地端GND。输入电压Vi会控制晶体管Ml的栅极，来决定流经晶体管Ml的输出电流i。的电量。在图IB中，晶体管Ml经由第一电流源耦接至地端GND，而晶体管M2经由第二电流源耦接至地端GND，其中第一电流源以及第二电流源具有相同的电流值I。。此外，电阻R耦接于两晶体管Ml与M2 的源极之间。输入电压Vi+与输入电压为一差分信号对，其中输入电压Vi+与Vi-会分别控制晶体管Ml与M2的栅极，来决定流经晶体管Ml与M2的输出电流i。+与‘的电量。在此传统跨导电路中，电阻R要远大于各晶体管的互导gm，即W 1,才能得到较高的线性gm度。并且，由于输入电压直接施加到晶体管栅极，所以也要求晶体管处于维持良好线性度的正确工作区间，但是这一工作区间会随着输入电压的减小而变小。图2A和图2B分别显示另一种传统跨导电路的单端模式以及差分模式。在图2A 中，晶体管Ml经由电阻R耦接至地端GND，其中晶体管Ml的栅极耦接于放大器AMPl的输出端。利用放大器AMPl两个输入端虚短路(virtual short)的特性，所以，电阻R的两端电压分别为电压Vi和地端GND，从而输入电压Vi施加到电阻R上转换为输出电流i。，g^=|。K在图2B中，晶体管Ml经由第一电流源耦接至地端GND，而晶体管M2经由第二电流源耦接至地端GND，其中第一电流源以及第二电流源具有相同的电流值晶体管Ml的栅极耦接于放大器AMPl的输出端，而晶体管M2的栅极耦接于放大器AMP2的输出端。此外，电阻R耦接于两放大器AMPl与AMP2的第一输入端之间。输入电压Vi+与输入电压为一差分信号对，其中输入电压Vi+与Vi-会分别施加到两放大器AMPl与AMP2的第二输入端。同样地，利用放大器两输入端有虚短路的特性，输入电压Vi+与Vi-便可分别经施加到电阻R上转换为输出电流i。+与i。-。图2A和图2B这种方法的跨导电路虽然通过使用放大器而克服了图IA 和IB中跨导电路的问题，但是要维持比较好的线性度，有一个前提条件是放大器能维持虚短路，而随着输入电压的降低，放大器虚短路的工作区间也随之变小，无法维持良好的线性度。随着工艺技术的进步，集成电路可操作在较低的供应电压下，例如小于1. 5伏特， 以便降低集成电路的电力消耗。然而，当操作/供应电压降低时，上述图1A、图1B、图2A、图 2B中传统的跨导电路的线性度会降低，很难达到工作需要。因此，需要一种可操作在低电压并具有较佳线性度的电压/电流转换电路。
技术实现思路
本专利技术提供一种转换电路，用于将输入电压转换为输出电流，包括电流源，耦接于第一电压；以及晶体管，该晶体管的漏极提供输出电流，晶体管的源极耦接于电流源，其中输出电流由电流源、输入电压以及固定电压决定。再者，本专利技术提供另一种转换电路，用于将电压转换为电流，包括第一电流源，耦接于第一电压；第一晶体管，第一晶体管的源极耦接于第一电流源；第一放大器，第一放大器耦接于第一晶体管，第一放大器具有第一输入端用以接收固定电压、第二输入端耦接于第一输入电压以及输出端耦接于第一晶体管的栅极，用以控制第一晶体管来提供对应于第一输入电压的第一输出电流；第二电流源，耦接于第一电压；第二晶体管，第二晶体管的源极耦接于第二电流源以及第二放大器，第二放大器耦接于第二晶体管，第二放大器具有第一输入端用以接收固定电压、第二输入端耦接于第二输入电压以及输出端耦接于第二晶体管的栅极，用以控制第二晶体管来提供对应于第二输入电压的第二输出电流。附图说明图IA和图IB分别显示一种传统跨导电路的基本的单端模式以及差分模式；图2A和图2B分别显示另一种传统跨导电路的单端模式以及差分模式；图3显示根据本专利技术一实施例所述的单端模式的电压/电流转换电路；图4A是显示跨导电路的输入电压Vi与输出电流i。的关系图；图4B是表示将图4A中输出电流i。对输入电压Vi做微分后的关系图；图5显示根据本专利技术一实施例所述的混频器；图6显示根据本专利技术一实施例所述的差分模式的电压/电流转换电路；图7显示根据本专利技术另一实施例所述的混频器；图8显示根据本专利技术另一实施例所述的单端模式的电压/电流转换电路；以及图9显示根据本专利技术另一实施例所述的差分模式的电压/电流转换电路。具体实施例方式为了使本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特列举出实施例，并配合附图，作详细说明如下图3显示根据本专利技术一个实施例所述单端模式的电压/电流转换电路100。电压 /电流转换电路100包括晶体管Ml、电阻R、放大器110以及电流源120，其中作为举例，在实施例中晶体管Ml为NMOS晶体管，但是本专利技术不局限于此。电流源120耦接于地端GND 以及节点m之间，其中电流源120的电流值为I。。放大器110的输出端耦接于晶体管Ml 的栅极。放大器110的第一输入端用以接收电压Vfix，而第二输入端耦接于节点m。电阻R 的一端也耦接于节点Ni，而电阻R的另一端施加输入电压\。于是，可避免输入电压Vi直接进入晶体管Ml的栅极。从而避免图IA中传统电路的问题。此外，对放大器110而言，输入电压Vi直接施加到电阻R的一侧，而电压Vfix为预先设定的固定电压。利用放大器110 两个输入端虚短路(virtual short)的特性，所以，电阻R的两端电压分别为输入电压\和电压Vfix，从而在此实施例中，流经电阻R的电流i。为^^。因此，根据电流源120的电流值Itl以及流经电阻R的电流i。，可得到输出电流i。，即i。= I0-Ico值得注意的是，电流i。 的方向只是个例子，不应将其视为对本专利技术的限制。在实际应用中，电流i。的方向由输入电压Vi以及固定电压Vfix决定。电压/电流转换电路100操作于低供应电压下时，只要根据需要设定固定电压Vfix，则由于固定电压Vfix存在，放大器可以一直工作在虚短路状态，而不会受到输入电压Vi变小的影响。所以，即使输入电压Vi很小，由于放大器处于良好的虚短路工作状态，本专利技术的电压/电流转换电路仍然可具有较佳的线性度。图4A是显示跨导电路的输入电压Vi与输出电流i。的关系图。在图4A中，曲线Sl 表示图IA的传统跨导电路、曲线S2表示图2A的传统跨导电路以及曲线S3表示图3的电压/电流转换电路100。此外，图4B表示将图4A中输出电流i。对输入电压Vi做微分后的关系图。在图4B中，曲线S4表示图IA的传统跨导电路、曲线S5表示图2A的传统跨导电路、及曲线S6表示图3的电压/电流转换电路100。从图中明显看出，相较于传统的跨导电路，图3中本专利技术的电压/电流转换电路100具有更好的线性度。图5显示根据本专利技术一实施例所述的混频器(mixer) 200。混频器200包括差分电压单元250以及电压/电流转换电路100。一般而言，射频电路中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种转换电路，用于将输入电压转换为输出电流，包括：电流源，耦接于第一电压；以及晶体管，所述晶体管的漏极提供输出电流，所述晶体管的源极耦接于所述电流源，其中所述输出电流由所述电流源、输入电压以及固定电压决定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑集凯，
申请(专利权)人：美商威睿电通公司，
类型：发明
国别省市：US