半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法.pdf

本发明揭露一种半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法。其中所述半导体电路包括主电路与复制电路，主电路接收输入信号。其中主电路包括：第一电流源耦接于一节点与第一电源电压间，并依据一偏压，产生第一电流。复制电路耦接于主电路，用于复制因输入信号的变动引起的在节点处的电压变动，并依据复制的电压变动动态地调整偏压，以使第一电流是被维持在一恒定值。本发明提供的半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法，能够适应新式的互补式金属氧化物半导体处理技术对低电压的需求。

1.  一种半导体电路，包括：
主电路，接收输入信号，所述主电路包括：第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及
复制电路，耦接于所述主电路，用于复制因所述输入信号的变动引起的在所述第一节点处的电压变动，并依据所述复制的电压变动动态地调整所述偏压，以使所述第一电流是被维持在恒定值。

2.  如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述主电路包括：
第一晶体管，耦接于所述第一节点与所述第一电源电压间，具有耦接于所述偏压的控制端，以作为所述第一电流源；以及
差动放大器，包括：
负载单元；
第二晶体管，具有耦接于所述负载单元的第一端、耦接于所述第一电流源的第二端、控制端；以及
第三晶体管，具有耦接于所述负载单元的第一端、耦接于所述第一电流源的第二端、控制端；
其中所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端均接收所述输入信号。

3.  如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述主电路包括：
第一差动对，耦接于负载单元与所述第一节点间，用于接收所述输入信号。

4.  如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述复制电路包括：
第二电流源，耦接于第二电源电压与第二节点间；
第二差动对，耦接于所述第二节点与第三节点间，用于接收所述输入信号；以及
第三电流源，耦接于所述第三节点与所述第一电源电压，其中所述第一电流源与所述第三电流源的偏压控制端均耦接于所述第二节点。

5.  如权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所述第二电流源为恒定电流源。

6.  如权利要求5所述的半导体电路，其特征在于，所述复制电路还包括电位转换器，所述电位转换器的一端耦接于所述第一电流源与所述第三电流源的所述偏压控制端，所述电位转换器的另一端耦接于所述第二节点。

7.  如权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所述偏压是为位于所述第二节点的电压值。

8.  如权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述主电路还包括可变增益放大器，所述可变增益放大器包括：
第二电流源，耦接于第二节点与第二电源电压；
第一晶体管，耦接于所述第二节点与第三节点，具有耦接至参考电压的控制端；
第二晶体管，耦接于所述第三节点与所述第一电源电压；
第三晶体管，具有耦接至所述第二节点的第一端与第二端；
第四晶体管，耦接于所述第三晶体管的所述第二端与所述第一电源电压间，具有耦接至所述第三节点的控制端；
第五晶体管，具有耦接至所述第一电源电压的第一端、耦接至所述第三节点的控制端与第二端；
第六晶体管与第七晶体管串接于所述第一电源电压与第四节点间，用以作为所述第一电流源，其中所述第六晶体管包括耦接于所述偏压的控制端；
电阻，耦接于所述第二节点与所述第四节点间；
第八晶体管，耦接于所述第四节点与第五节点间，具有耦接至所述输入信号的控制端；
第九晶体管，耦接于所述第五节点与所述第一电源电压间；
第十晶体管，具有耦接至所述第四节点的第一端与第二端；
第十一晶体管，耦接于所述第十晶体管的所述第二端与所述第一电源电压之间，并具有耦接至所述第五节点的控制端；以及
第十二晶体管，具有耦接至所述第一电源电压的第一端、耦接至所述第五节点的控制端与第二端，其中所述第五晶体管与所述第十二晶体管的所述第二端是用以输出差分电流。

9.  一种半导体电路，包括：
主电路，接收输入信号，所述主电路包括：第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及
复制电路，耦接于所述主电路，用于复制因所述输入信号的变动引起的通过所述第一电流源的失真电流，并输出所述复制的失真电流至所述主电路，以使所述主电路输出的电流是被维持在恒定值。

10.  如权利要求9所述的半导体电路，其特征在于，所述主电路包括：
第一晶体管，耦接于所述第一节点与所述第一电源电压间，具有耦接于所述偏压的控制端，以作为所述第一电流源；以及
差动放大器，包括：
负载单元；
第一晶体管，具有耦接于所述负载单元的第一端、耦接于所述第一电流源的第二端、控制端；以及
第二晶体管，具有耦接于所述负载单元的第一端、耦接于所述第一电流源的第二端、控制端；
其中所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端是用于接收所述输入信号。

11.  如权利要求9所述的半导体电路，其特征在于，所述主电路包括：
第一差动对，耦接于负载单元与所述第一节点间，用于接收所述输入信号。

12.  如权利要求9所述的半导体电路，其特征在于，所述复制电路包括：
第二电流源，耦接于第二电源电压与第二节点间；
第二差动对，耦接于所述第二节点与第三节点间，用于接收所述输入信号；
第三电流源，耦接于所述第三节点与所述第一电源电压，其中所述第一电流源与所述第三电流源的偏压控制端均耦接于恒定偏压；以及
镜像电路，具有两个分别耦接至所述第二节点与所述第一节点的电流输出端。

13.  如权利要求12所述的半导体电路，其特征在于，所述第二电流源是为恒定电流源。

14.  如权利要求9所述的半导体电路，其特征在于，所述主电路还包括可变增益放大器，所述可变增益放大器包括：
第二电流源，耦接于第二节点与第二电源电压；
第一晶体管，耦接于所述第二节点与第三节点，具有耦接至参考电压的控制端；
第二晶体管，耦接于所述第三节点与所述第一电源电压；
第三晶体管，具有耦接至所述第二节点的第一端与第二端；
第四晶体管，耦接于所述第三晶体管的所述第二端与所述第一电源电压间，具有耦接至所述第三节点的控制端；
第五晶体管，具有耦接至所述第一电源电压的第一端、耦接至所述第三节点的控制端与第二端；
第六晶体管与第七晶体管串接于所述第一电源电压与第四节点间，用以作为所述第一电流源，其中所述第六晶体管包括耦接于所述偏压的控制端；
电阻，耦接于所述第二节点与所述第四节点间；
第八晶体管，耦接于所述第四节点与第五节点间，具有耦接至所述输入信号的控制端；
第九晶体管，耦接于所述第五节点与所述第一电源电压间；
第十晶体管，具有耦接至所述第四节点的第一端与第二端；
第十一晶体管，耦接于所述第十晶体管的所述第二端与所述第一电源电压之间，并具有耦接至所述第五节点的控制端；以及
第十二晶体管，具有耦接至所述第一电源电压的第一端、耦接至所述第五节点的控制端与第二端，其中所述第五晶体管与所述第十二晶体管的所述第二端是用以输出差分电流。

15.  一种减轻半导体电路中电流变动的方法，所述半导体电路具有接收输入信号的主电路与耦接于第一节点与第一电源电压间的第一电流源，其中包括：
复制因所述输入信号的变动引起的在所述第一节点处的电压变动；以及
依据所述复制的电压变动动态地调整所述第一电流源的偏压，以使所述第一电流源提供的第一电流维持在恒定值。

16.  如权利要求15所述的减轻半导体电路中电流变动的方法，其中
当所述第一节点处的电压降低时，所述第一电流源的所述偏压是被增大；以及
当所述第一节点处的电压增大时，所述第一电流源的所述偏压是被降低。

17.  一种减轻半导体电路中电流变动的方法，其中所述半导体电路具有接收输入信号的主电路与耦接于第一节点与第一电源电压间的第一电流源，包括：
复制因所述输入信号的变动引起的通过所述第一电流源的失真电流；以及
输出所述复制的失真电流至所述主电路，以使所述主电路输出的电流维持在恒定值。

18.  如权利要求17所述的减轻半导体电路中电流变动的方法，还包括：
复制电流增量以作为所述失真电流，并于所述第一节点的电压增加时，输出所述电流增量至所述主电路；以及
复制电流衰减量以作为所述失真电流，并于所述第一节点的电压降低时，输出所述电流衰减量至所述主电路。

半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体电路，特别是关于一种能够减轻因所接收输入信号的变动而导致不良影响的半导体电路。
背景技术
在大多数模拟电路中，电流源是决定整体电路性能的最基本元件之一，因此，在模拟电路中，通常需要一个具有较大输出阻抗的电流源。互补式金属氧化物半导体电路(CMOS)中，一简单的电流源如图1所示。N型金属氧化物半导体晶体管MA的源极与栅极分别连接于恒定电压，漏极是电流源的输出节点。如此简单电路不能提供足够大的输出阻抗，进而，如图2所示，另一个N型金属氧化物半导体晶体管MB是被叠加(cascaded)至电流源(即：MA)，通过箝位(clamping)N型金属氧化物半导体晶体管MA的电压来提高输出阻抗。另外，如图3所示，同样也可采用将增益提升(gain-boosting)电路应用到电流源中。
尽管如此，上述方案会消耗电压余量(head room)，因此，以上方案并不能适应新型的互补式金属氧化物半导体处理技术对低电压的需求。
发明内容
因此，为有效解决以上存在的技术问题，本发明提供了一种半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法。
本发明揭示一种半导体电路，包括：主电路，接收输入信号，主电路包括：第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及复制电路，耦接于主电路，用于复制因输入信号的变动引起的在第一节点处的电压变动，并依据复制的电压变动动态地调整偏压，以使第一电流是被维持在恒定值。
本发明揭示一种半导体电路，包括：主电路，接收输入信号，主电路包括：第一电流源耦接于第一节点与第一电源电压间，并依据偏压，产生第一电流；以及复制电路，耦接于主电路，用于复制因输入信号的变动引起的通过第一电流源的失真电流，并输出复制的失真电流至主电路，以使主电路输出的电流是被维持在恒定值。
本发明揭示一种减轻半导体电路中电流变动的方法，半导体电路具有接收输入信号的主电路与耦接于第一节点与第一电源电压间的第一电流源，其中包括：复制因输入信号的变动引起的在第一节点处的电压变动；以及依据复制的电压变动动态地调整第一电流源的偏压，以使第一电流源提供的第一电流维持在恒定值。
本发明提供的半导体电路及减轻半导体电路中电流变动的方法，能够适应新式的互补式金属氧化物半导体处理技术对低电压的需求。
附图说明
图1是显示一电流源的电路图。
图2是显示另一电流源的电路图。
图3是显示具有增益提升电路的电流源的电路图。
图4是显示本发明一实施例半导体电路的电路图。
图5是显示本发明第二实施例半导体电路的电路图。
图6是显示本发明实施例减轻半导体电路中电流变动的方法的示意图。
图7是显示本发明第三实施例半导体电路的电路示意图。
图8是显示本发明第四实施例半导体电路的电路示意图。
图9是显示本发明减轻半导体电路中电流变动的方法流程图。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合说明书附图做详细说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置用于说明本发明，并非用以限制本发明。且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
图4是显示本发明一实施例半导体电路的电路示意图。半导体电路100包括主电路10与复制电路20。主电路10是为差动放大器(differential amplifier)，依据输入信号Vin1输出差动信号(未显示)，以及主电路10包括金属氧化物半导体晶体管M1～M3与负载单元12。其中金属氧化物半导体晶体管M1包括耦接于负载单元12的第一端与耦接于节点N1的第二端，而金属氧化物半导体晶体管M2也包括耦接于负载单元12的第一端与耦接于节点N1的第二端。金属氧化物半导体晶体管M1与金属氧化物半导体晶体管M2是构成一差动对，并且金属氧化物半导体晶体管M1与金属氧化物半导体晶体管M2的控制端接收输入信号Vin1。金属氧化物半导体晶体管M3包括耦接于节点N1的第一端、耦接于第一电源电压GND(即：接地电压)的第二端及一控制端。其中金属氧化物半导体晶体管M3是被设置成为电流源，以提供电流Iout。
倘若移除复制电路20，且金属氧化物半导体晶体管M3是以一恒定电压作为其偏置电压。在节点N1处的电压V1随输入信号Vin1变化，因此金属氧化物半导体晶体管M3(即电流源)提供的电流Iout不可能维持在一恒定值。例如，假设输入信号Vin1有细微的减弱，节点N1处的电压V1相应的会有所下降，以使得金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流有细微的减弱；同样地，假设输入信号Vin1有细微的增大，节点N1处的电压V1相应的会有所增大，以使得金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流产生细微的增大。
随着互补式金属氧化物半导体电路技术的发展，模拟电路提供的电压愈来愈小，进而导致P型金属氧化物半导体晶体管具有更小的电压余量。在本实施例中，复制电路20复制节点N1处的电压V1的电压变动，进而动态地调整金属氧化物半导体晶体管M3的偏压，以使电流Iout是被维持在一恒定值。由于具有较小电压余量的P型金属氧化物半导体晶体管，较大的输入信号Vin1将导致一些电流的产生。复制电路20包括金属氧化物半导体晶体管M4～M6与恒定电流源22。为了复制因输入信号Vin1的变动而导致主电路10中节点N1处的电压V1的电压变动，金属氧化物半导体晶体管M4～M6具有与金属氧化物半导体晶体管M1～M3相似的电路连接结构。例如，金属氧化物半导体晶体管M4具有耦接于节点N2的第一端与耦接于节点N3的第二端；及金属氧化物半导体晶体管M5具有耦接于节点N2的第一端与耦接于节点N3的第二端。而金属氧化物半导体晶体管M4与金属氧化物半导体晶体管M5是被设置为一差动对，并且金属氧化物半导体晶体管M4与M5的控制端是用以接收输入信号Vin1。金属氧化物半导体晶体管M6具有耦接于节点N2的第一端、耦接于第一电源电压GND(即：接地电压)的第二端以及控制端。金属氧化物半导体晶体管M6是被设置为一电流源。
恒定电流源22是耦接一第二电源电压Vdd与由金属氧化物半导体晶体管M4、M5所构成的差动对之间。而经由偏压Vb0(即：节点N3处电压)来对电流源(即：金属氧化物半导体晶体管M3、M6)进行偏压处理。
输入信号Vin1有细微的减弱时，节点N1处的电压V1与节点N2处的电压V2相应的会有所下降。然而，由于恒定电流源22维持输出电流I1，节点N3处的偏压Vb0增大。因此，电流Iout并未因输入信号Vin1(节点N1处电压V1)的衰减量而相应减小。其中电流Iout是由主电路10中被设置成为电流源的金属氧化物半导体晶体管M3提供。另外，输入信号Vin1有细微的增大时，节点N1处的电压V1与节点N2处的电压V2相应的会有所增大。由于恒定电流源22维持输出电流I1，节点N3处的偏压Vb0降低，因此电流Iout并未因输入信号Vin1或节点N1处电压V1的增量而相应增大。藉此，主电路10中金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流Iout是保持恒定，而与输入信号Vin1的变动无关。
在本发明实施例中，可选用的电位转换器23是耦接于节点N3与金属氧化物半导体晶体管M3、M6的控制端之间，并位准移位节点N3处的偏压Vb0，以对金属氧化物半导体晶体管M3、M6进行偏压处理。此外，金属氧化物半导体晶体管M3的大小是为金属氧化物半导体晶体管M6的N倍，其中N>1，但不限于此，进而改变电路的回应。
图5是显示本发明第二实施例半导体电路的电路图。如图所示，半导体电路200包括主电路30与复制电路40。在本实施例中，主电路30是为一超导(super-gm)电路上的可变增益放大器(VGA)，并依据输入信号Vin2(如：输入电压)产生差分电流Iout(即：Iout+与Iout-)。
主电路30包括金属氧化物半导体晶体管M101～M114及可变电阻器Rx。金属氧化物半导体晶体管M101包括耦接于第二电源电压Vdd的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M102的第二端及耦接于偏压Vb34的控制端。金属氧化物半导体晶体管M102包括第一端耦接于金属氧化物半导体晶体管M101的第二端、耦接于节点N4的第二端以及耦接于偏压Vb33的控制端。金属氧化物半导体晶体管M101与金属氧化物半导体晶体管M102是被设置成电流源。
金属氧化物半导体晶体管M103包括耦接于节点N4的第一端、耦接于节点N5的第二端及耦接至一参考电压Vref(即：恒定电压)的控制端。金属氧化物半导体晶体管M104包括耦接于节点N5的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至偏压Vb31的控制端。金属氧化物半导体晶体管M105包括耦接于节点N4的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M106的第二端及耦接至偏压Vb32的控制端。金属氧化物半导体晶体管M106包括第一端耦接于金属氧化物半导体晶体管M105的第二端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至节点N5的控制端。金属氧化物半导体晶体管M107包括用于提供电流的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至节点N5的控制端。可变电阻器Rx耦接于节点N4与节点N7间，主电路30(即：可变增益放大器)产生的电流Iout(即：Iout+与Iout-)是经由改变可变电阻器Rx的电阻来进行调整。例如，可变电阻器Rx的功能也可由一金属氧化物半导体晶体管实现，以上实施例中所述并非对本发明的限制。
金属氧化物半导体晶体管M108包括用于提供电流的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至节点N6的控制端。金属氧化物半导体晶体管M109包括耦接于第一电源电压GND的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M110的第二端及耦接至节点N6的控制端。金属氧化物半导体晶体管M110包括耦接于节点N7的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M109的第二端的一第二端及耦接至偏压Vb32的控制端。金属氧化物半导体晶体管M111包括耦接于节点N6的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至偏压Vb31的控制端。金属氧化物半导体晶体管M112包括耦接于节点N7的第一端、耦接于节点N6的第二端及耦接于输入信号Vin2的控制端。金属氧化物半导体晶体管M114包括耦接于第二电源电压Vdd的第一端，耦接于金属氧化物半导体晶体管M113的第二端。金属氧化物半导体晶体管M113包括耦接于金属氧化物半导体晶体管M114的第一端、耦接于节点N7的第二端及耦接至偏压Vb33的控制端。
如果去除复制电路40，并经由偏压Vb34偏压金属氧化物半导体晶体管M114，节点N7处的电压V7因输入信号Vin2而变动，因此金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114所构成电流源提供的电流不能维持在一恒定值。由金属氧化物半导体晶体管M113、M114提供的电流变化也会出现在金属氧化物半导体晶体管M108的电流输出中。举例说明，假设输入信号Vin2有细微的增大，节点N7处的电压V7也增大，节点N6处的电压V6相应的会有所减弱。以使由金属氧化物半导体晶体管M113、M114提供的电流具有一电流衰减量Idis。此时，通过金属氧化物半导体晶体管M109与金属氧化物半导体晶体管M108的电流均具有相同的电流衰减量Idis。同样地，假设输入信号Vin2有细微的减弱，节点N7处的电压V7也减弱，节点N6处的电压V6相应的会有所增大。因此，金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114所提供的电流具有一电流增量，同时通过金属氧化物半导体晶体管M109与金属氧化物半导体晶体管M108的电流均具有相同的电流增量。
复制电路40包括金属氧化物半导体晶体管M115～M120，用于复制节点N7处的电压V7的电压变动，并动态地调整金属氧化物半导体晶体管M114的偏压，以使得通过金属氧化物半导体晶体管M113～M114的电流维持在恒定值。
金属氧化物半导体晶体管M116包括耦接于第一电源电压GND的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M115的第二端及耦接至偏压Vb35的控制端。金属氧化物半导体晶体管M115包括耦接于节点N8的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M116的第二端及耦接至偏压Vb32的控制端。金属氧化物半导体晶体管M120包括耦接于节点N9的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至偏压Vb31的控制端。金属氧化物半导体晶体管M120是被作为一恒定电流源。金属氧化物半导体晶体管M119包括耦接于节点N8的第一端、耦接于节点N9的第二端及耦接于输入信号Vin2的控制端。金属氧化物半导体晶体管M118包括耦接于节点N8的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M117的第二端及耦接至偏压Vb33的控制端。金属氧化物半导体晶体管M117包括耦接于第二电源电压Vdd的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M118的第二端及一控制端耦接于节点N9与金属氧化物半导体晶体管M114的控制端。
倘若输入信号Vin2有细微的增大，节点N7处的电压V7与节点N8处的电压V8相应的会有所增大。在节点N8处的电压V8增大时，节点N9处的电压(即金属氧化物半导体晶体管M114与金属氧化物半导体晶体管M117的偏压Vb0”)相应会有所下降。与此同时，由于输入信号Vin2(或节点N7处电压V7)的增量，通过主电路30中金属氧化物半导体晶体管M114的电流并未有所减小。同样地，假设输入信号Vin2有细微的减弱，节点N7处的电压V7与节点N8处的电压V8均会有相应减弱，节点N8处的电压V8减弱时，节点N9处的电压(即：金属氧化物半导体晶体管M114与金属氧化物半导体晶体管M117的偏压Vb0”)相应会有所增大。与此同时，由于输入信号Vin2(或节点N7处电压V7)的衰减量，通过主电路30中金属氧化物半导体晶体管M114的电流并未增大。依上所述，不论输入信号Vin2有何种细微变化，也能将通过金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114的电流维持在恒定值。同样通过金属氧化物半导体晶体管M108的电流也能维持在恒定值。
在某些实施例中，可选用的电位转换器42是耦接节点N9与金属氧化物半导体晶体管M114、M117的控制端，用于偏移控制节点N9处的用于偏压处理金属氧化物半导体晶体管M114、M117的偏压Vb0＂。
以上表明，本发明提供的实施例揭示通过复制因输入信号变动引起的在节点处的电压变动，并依据复制的电压变动动态地调整一偏压，可将第一电流维持在恒定值。
图6是显示本发明实施例减轻半导体电路中电流变动的方法的示意图。以下将结合图4、图5来作详细说明。
在步骤S610，复制因输入信号变动引起的在一节点处的电压变动。如图4所示，提供复制电路20用于复制因输入信号Vin1的变动而导致节点N1处的电压V1的电压变动。金属氧化物半导体晶体管M4～M6具有与金属氧化物半导体晶体管M1～M3相同的电路连接结构，以此复制在主电路10中因输入信号Vin1的变动而导致节点N1处的电压V1的电压变动。同样地，当输入信号Vin1有细微的减弱时，节点N1处的电压V1与节点N2处的电压V2相应的会有所下降。而当输入信号Vin1有细微的增大时，节点N1处的电压V1与节点N2处的电压V2相应的会有所增大。类似地，图5中，金属氧化物半导体晶体管M109～M114具有与金属氧化物半导体晶体管M115～M120相同的电路连接结构，复制在主电路30中因输入信号Vin2的变动而导致节点N7处的电压V7的电压变动。同样地，当输入信号Vin1有细微的减弱时，节点N7处的电压V7与节点N8处的电压V8相应的会有所下降。而当输入信号Vin2有细微的增大时，节点N7处的电压V7与节点N8处的电压V8相应的会有所增大。
在步骤S620，依据复制的电压变动动态地调整电流源之偏压，以将电流维持在恒定值。如图4所示，当电压V2降低，则节点N3处的偏压Vb0增大，以使主电路10中金属氧化物半导体晶体管M3所提供的电流Iout并未因输入信号Vin1的衰减量而相应减小。相反地，当电压V2增大，则节点N3处的偏压Vb0降低，以使主电路10中金属氧化物半导体晶体管M3所提供的电流Iout并未因输入信号Vin1的增量而相应增大。因此，金属氧化物半导体晶体管M3的偏压Vb0是依据所复制的电压变动而被动态地进行调整，从而将金属氧化物半导体晶体管M3所提供的电流Iout维持在恒定值。
在图5所示的实施方式中，当电压V8降低，节点N9处的偏压Vb0”增大，以使通过主电路30中金属氧化物半导体晶体管M114的电流并未因输入信号Vin2的衰减量而相应减小。相反地，当电压V8增大，则节点N9处的偏压Vb0”降低，以使通过金属氧化物半导体晶体管M114的电流并未因输入信号Vin1的增量而相应增大。因此，金属氧化物半导体晶体管M114的偏压Vb0”是以复制的电压变动而被动态地进行调整，进而通过金属氧化物半导体晶体管M114的电流系被维持在一恒定值。
图7是显示本发明第三实施例半导体电路的电路示意图。如图所示，半导体电路300包括一主电路10＂与复制电路50。其中主电路10＂与图4所示的主电路10相似，大致不同之处在于金属氧化物半导体晶体管M3是经由恒定偏压Vb1偏压处理，以及节点N1是耦接于复制电路50。
类似于上述情形，如果移除(removed)复制电路50，输入信号Vin1的变动会导致节点N1处的电压V1的电压变动，即表明金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流无法维持在相对恒定的值。举例说明，倘若输入信号Vin1有细微的减弱，节点N1处的电压V1相应的会有所下降，进而由金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流也随之减少。另外，倘若输入信号Vin1有细微的增大，节点N1处的电压V1相应的会有所增大，进而由金属氧化物半导体晶体管M3提供的电流亦随之增大。
复制电路50用于复制因输入信号Vin1的变动而产生的通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流增量或衰减量，并将电流增量或电流衰减量施加于金属氧化物半导体晶体管M3，以使通过差动对(M1与M2)的电流是维持在恒定值。复制电路50包括金属氧化物半导体晶体管M11～M17及恒定电流源22。恒定电流源22耦接于第二电源电压Vdd与节点N3之间，其中节点N3是用于提供与通过差动对(M1与M2)的电流Iout相等的电流I1。金属氧化物半导体晶体管M11具有耦接于节点N3的第一端与耦接于节点N2的第二端。金属氧化物半导体晶体管M12具有耦接于节点N3的第一端与耦接于节点N2的第二端。金属氧化物半导体晶体管M11与金属氧化物半导体晶体管M12构成差动对，其中各自的控制端接收输入信号Vin1。金属氧化物半导体晶体管M13具有耦接于节点N2的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至偏压Vb1的控制端。
金属氧化物半导体晶体管M14具有耦接于第二电源电压Vdd的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M15的第二端及耦接至节点N3的控制端。金属氧化物半导体晶体管M15具有耦接于金属氧化物半导体晶体管M14的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M3的第二端及耦接至偏压Vb2的控制端。金属氧化物半导体晶体管M16具有耦接于第二电源电压Vdd的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M17的第二端及耦接至节点N3的控制端。金属氧化物半导体晶体管M17具有耦接于金属氧化物半导体晶体管M16的第二端的第一端、耦接于节点N3的第二端及耦接至偏压Vb2的控制端。以上金属氧化物半导体晶体管M14～M17构成一镜像电路(current mirror)。同样地，通过金属氧化物半导体晶体管M17与金属氧化物半导体晶体管M15的电流相同。
倘若输入信号Vin1有细微的增大，节点N1处的电压V1相应的会有所增大，进而通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流也具有一电流增量(Idis)。在此情形下，金属氧化物半导体晶体管M1～M3是等同于金属氧化物半导体晶体管M11～M13，其中金属氧化物半导体晶体管M3与金属氧化物半导体晶体管M13均依据输入信号Vin1来提供相同的电流(即：I1+Idis)。因为由恒定电流源22提供的电流是被维持在I1，流经差动对(M11与M12)的电流增量(Idis)是由金属氧化物半导体晶体管M16与金属氧化物半导体晶体管M17所提供。通过利用镜像电路的电路特征，金属氧化物半导体晶体管M14与金属氧化物半导体晶体管M15也提供相同的电流增量(Idis)至金属氧化物半导体晶体管M3。通过金属氧化物半导体晶体管M14与金属氧化物半导体晶体管M15提供通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流增量(Idis)，通过差动对(M1与M2)的电流是被维持在Iout(即：I1)，而不受输入信号Vin1变化的影响。
同样，倘若输入信号Vin1有细微的减弱，节点N1处的电压V1相应的会有所下降，进而通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流也具有一电流衰减量(即：-Idis)。因为由电流源22提供的电流是被维持在I1，流经差动对(M11与M12)的电流衰减量(-Idis)是由金属氧化物半导体晶体管M16与金属氧化物半导体晶体管M17所提供。同样地，金属氧化物半导体晶体管M14与金属氧化物半导体晶体管M15也提供相同的电流衰减量(-Idis)至金属氧化物半导体晶体管M3。通过金属氧化物半导体晶体管M14与金属氧化物半导体晶体管M15提供通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流衰减量(-Idis)，通过差动对(M1与M2)的电流是被维持在Iout(即：I1)，而不受输入信号Vin1变化的影响。
图8是显示本发明第四实施例半导体电路的电路示意图。如图所示，半导体电路400包括主电路30”与复制电路60。其中主电路30”与图5所示的主电路30相似，大致不同之处在于金属氧化物半导体晶体管M114是由一偏压Vb34偏压处理，以及金属氧化物半导体晶体管M107与金属氧化物半导体晶体管M108是耦接于复制电路60。
类似于上述情形，如果移除复制电路60，输入信号Vin2的变动会导致节点N7处的电压V7的电压变动，导致由金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114提供的电流无法维持在一相对恒定的值。由金属氧化物半导体晶体管M113、M114提供的电流变化也会出现在金属氧化物半导体晶体管M108的电流输出中。举例说明，倘若输入信号Vin2有细微的增大，节点N7处的电压V7相应的会有所增大，而节点N6处的电压V6相应的会有所下降。进而金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114提供的电流具有一电流衰减量，与此同时，通过金属氧化物半导体晶体管M109及金属氧化物半导体晶体管M108的电流均具有同样的电流衰减量。另外，倘若输入信号Vin2有细微的减弱，节点N7处的电压V7相应的会有所下降，而节点N6处的电压V6相应的会有所增大。进而金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114提供的电流具有一电流增量。与此同时，通过金属氧化物半导体晶体管M109及金属氧化物半导体晶体管M108的电流均具有同样的电流增量。
复制电路60用于复制因输入信号Vin2的变动而产生的通过金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M113的电流增量或衰减量，并将电流增量或电流衰减量施加于主电路30”，以使由主电路30”提供的不同电流之间的差异是被维持在一恒定值。如图所示，复制电路60与主电路30”类似，不同之处在于移除了可变电阻器Rx。复制电路60包括金属氧化物半导体晶体管M201～M214。
金属氧化物半导体晶体管M201包括耦接于第二电源电压Vdd的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M202的第二端及耦接至偏压Vb34的控制端。金属氧化物半导体晶体管M202包括耦接于金属氧化物半导体晶体管M201的第一端、耦接于节点N10的第二端及耦接至偏压Vb33的控制端。金属氧化物半导体晶体管M201与金属氧化物半导体晶体管M202构成一电流源。
金属氧化物半导体晶体管M203包括耦接于节点N10的第一端、耦接于节点N11的第二端的一第二端及耦接至参考电压Vref的控制端。金属氧化物半导体晶体管M204包括耦接于节点N11的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至偏压Vb31的控制端。金属氧化物半导体晶体管M205包括耦接于节点N10的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M206的第二端及耦接至偏压Vb32的控制端。金属氧化物半导体晶体管M206包括耦接于金属氧化物半导体晶体管M205的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至节点N11的控制端。金属氧化物半导体晶体管M207包括耦接于主电路30”中节点N15的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至节点N11的控制端。金属氧化物半导体晶体管M201～M207等同于金属氧化物半导体晶体管M101～M107，用来复制因参考电压Vref的变动引起的通过金属氧化物半导体晶体管M101与金属氧化物半导体晶体管M107的电流变量。然而不同于输入信号，由于参考电压Vref通常不会变动，因此节点N4与节点N5处电压无变化。通过金属氧化物半导体晶体管M101与金属氧化物半导体晶体管M102的电流未发生变动，即未有发生变化的电流通过金属氧化物半导体晶体管M207。
金属氧化物半导体晶体管M208包括耦接于主电路30”中节点N14的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至节点N12的控制端。金属氧化物半导体晶体管M209包括耦接于第一电源电压GND的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M210的第二端及耦接至节点N12的控制端。金属氧化物半导体晶体管M210包括耦接于节点N13的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M209的第二端及耦接至偏压Vb32的控制端。金属氧化物半导体晶体管M211包括耦接于节点N12的第一端、耦接于第一电源电压GND的第二端及耦接至偏压Vb31的控制端。金属氧化物半导体晶体管M212包括耦接于节点N13的第一端、耦接于节点N12的第二端及耦接至输入信号Vin2的控制端。金属氧化物半导体晶体管M214包括耦接于第二电源电压Vdd的第一端、耦接于金属氧化物半导体晶体管M213的第二端及耦接至偏压Vb34的控制端。金属氧化物半导体晶体管M213包括耦接于金属氧化物半导体晶体管M214的第一端、耦接于节点N13的第二端及耦接至偏压Vb33的控制端。
倘若输入信号Vin2有细微的增大，节点N7处的电压V7会有所增大，而节点N6处的电压V6相应会有所下降。进而通过金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114的电流也具有一电流衰减量(Idis)。与此同时，通过金属氧化物半导体晶体管M109与金属氧化物半导体晶体管M108的电流也具有相同的电流衰减量。在此情形下，金属氧化物半导体晶体管M209～M214是相似于金属氧化物半导体晶体管M109～M114，依据信号Vin2，金属氧化物半导体晶体管M113与M213具有相同的电流衰减量(Idis)。由于移除了复制电路60可变电阻器Rx，其中电流衰减量(Idis)通过金属氧化物半导体晶体管M209、金属氧化物半导体晶体管M210与金属氧化物半导体晶体管M208。金属氧化物半导体晶体管M208～M214复制因主电路30”中输入信号Vin2的变动而导致产生电流衰减量。参考电压Vref是恒定电压，不存在由参考电压Vref引发产生具有电流变量的电流通过金属氧化物半导体晶体管M107，并且氧半晶体管M207无电流输出。复制电路60所复制的电流衰减量是被反馈至主电路30”中节点N14，输入主电路30”的电流是分别为与，因此，以上电流与之间的差异是可维持在恒定值，而与输入信号Vin2的变动无关。
另外，倘若输入信号Vin2有细微的下降，节点N7处的电压V7会有所下降，而节点N6处的电压V6相应会有所增大。进而通过金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114的电流也具有一电流增量。与此同时，通过金属氧化物半导体晶体管M109与金属氧化物半导体晶体管M108的电流也具有相同的电流增量。在此情形下，金属氧化物半导体晶体管M209～M214是相似于金属氧化物半导体晶体管M109～M114，受输入信号Vin2影响，金属氧化物半导体晶体管M113与M213具有相同的电流增量。因为移除了复制电路60可变电阻器Rx，其中电流增量通过金属氧化物半导体晶体管M209、金属氧化物半导体晶体管M210与金属氧化物半导体晶体管M208。同样地，金属氧化物半导体晶体管M208～M214复制因主电路30”中输入信号Vin2的变动而导致产生电流增量。参考电压Vref是恒定电压，不存在由参考电压Vref引发产生具有电流变量的电流通过金属氧化物半导体晶体管M107，并且氧半晶体管M207无电流输出。复制电路60所复制的电流增量是被反馈至主电路30”中节点N14，藉此由主电路30”中的不同电流之间的差异是被维持在一恒定值，而与输入信号Vin2的变动(即：衰减量)无关。
同样地，本发明实施例中首先复制因输入信号的变动而导致的第一电流源输出电流的一电流变量，然后将复制的电流变量输出至主电路，将主电路的输出电流维持在一恒定值。
图9是显示本发明减轻半导体电路中电流变动的方法流程图。参考图7与图8进行详细说明本发明方法。在步骤S910，复制因输入信号的变动而引起的一电流变量。举例说明，复制电路50是用于复制因主电路10”中输入信号Vin1的变动而导致产生的通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流增量或衰减量，如图7所示。倘若输入信号Vin1有细微的增大，节点N1处的电压V1相应的会有所增大。因此通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流具有一电流增量(Idis)。因为金属氧化物半导体晶体管M11～M13是等同于金属氧化物半导体晶体管M1～M3，且金属氧化物半导体晶体管M3与金属氧化物半导体晶体管M13均依据输入信号Vin1而提供相同的电流(即：I1+Idis)。因为由电流源22提供的电流是被维持在I1，通过差动对(M11与M12)的电流增量(Idis)是由金属氧化物半导体晶体管M16与金属氧化物半导体晶体管M17所提供。通过利用镜像电路的特性，金属氧化物半导体晶体管M14与金属氧化物半导体晶体管M15也提供相同的电流增量(Idis)至金属氧化物半导体晶体管M3。以此获取通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流增量(Idis)的大小。
另外，倘若输入信号Vin1有细微的减弱，节点N1处的电压V1相应的会有所下降，进而通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流也具有一电流衰减量(即：-Idis)。因为由电流源22提供的电流是被维持在I1，作用于差动对(M11与M12)的电流衰减量(-Idis)是由金属氧化物半导体晶体管M16与金属氧化物半导体晶体管M17所提供。同样地，通过利用镜像电路的特征，金属氧化物半导体晶体管M14与金属氧化物半导体晶体管M15也提供相同的电流衰减量(-Idis)至金属氧化物半导体晶体管M3。以此获取通过金属氧化物半导体晶体管M3的电流衰减量(-Idis)的大小。
在图8所示的实施例中，倘若输入信号Vin2有细微的增大，节点N7处的电压V7会有所增大，而节点N6处的电压V6相应会有所下降。进而通过金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114的电流也具有一电流衰减量。与此同时，通过金属氧化物半导体晶体管M109与金属氧化物半导体晶体管M108的电流也具有相同的电流衰减量。在此情形下，金属氧化物半导体晶体管M209～M214是等同于金属氧化物半导体晶体管M109～M114，依据输入信号Vin2，金属氧化物半导体晶体管M113～M213具有同样的电流衰减量。相反的，倘若输入信号Vin2有细微的下降，节点N7处的电压V7会有所下降，而节点N6处的电压V6相应会有所增大。进而通过金属氧化物半导体晶体管M113与金属氧化物半导体晶体管M114的电流也具有一电流增量。与此同时，通过金属氧化物半导体晶体管M109与金属氧化物半导体晶体管M108的电流也具有相同的电流增量。在此情形下，金属氧化物半导体晶体管M209～M214是等同于金属氧化物半导体晶体管M109～M114，依据输入信号Vin2，金属氧化物半导体晶体管M113～M213具有同样的电流增量。
在步骤S920，输出所复制的电流变量，以将主电路的输出电流维持在一恒定值。如图7所示。当输入信号Vin1增大时，金属氧化物半导体晶体管M15输出电流增量至金属氧化物半导体晶体管M3，因此通过差动对(M1与M2)是被维持在一输出电流Iout(即：I1)，而与增大的输入信号Vin1无关。相反地，当输入信号Vin1下降时，金属氧化物半导体晶体管M15输出电流衰减量至金属氧化物半导体晶体管M3，因此通过差动对(M1与M2)是被维持在一输出电流Iout(即：I1)，而与下降的输入信号Vin1无关。
如图8所示，当输入信号Vin2增大时，通过复制电路60复制的电流衰减量是被反馈至主电路30”中节点N14，输入主电路30”的电流分别为与因此，以上电流与之间的差异是可维持在一恒定值，而与输入信号Vin2的变动无关。另外，当输入信号Vin2下降时，通过复制电路60复制的电流增量是被反馈至主电路30”中节点N14。以此主电路30”中的不同电流之间的差异是被维持在一恒定值，而与输入信号Vin2的衰减量无关。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。