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1、(10)申请公布号 CN 104199501 A (43)申请公布日 2014.12.10 C N 1 0 4 1 9 9 5 0 1 A (21)申请号 201410421513.X (22)申请日 2014.08.25 G05F 1/56(2006.01) (71)申请人长沙瑞达星微电子有限公司 地址 410205 湖南省长沙市岳麓区麓景路2 号长沙生产力促进中心 (72)发明人林剑辉 (54) 发明名称 一种高输出阻抗电流源电路 (57) 摘要 本发明提供了一种高输出阻抗电流源电路， 属于集成电路领域。该高输出阻抗电流源电路包 括由三极管Q1和电阻R1组成的电流源产生电路， 由运算放大器。
2、AMP1和NMOS管N1组成的用于提高 输出阻抗的负反馈电路和由NMOS管N2组成的带 源极负反馈的共源极电路。本发明提供的高输出 阻抗电流源电路，通过使用高输出阻抗的三极管 替代传统的NMOS管，以及使用负反馈电路和带源 极负反馈的共源极电路与电流源产生电路串联的 方法，大大增加了电流源的输出阻抗，加强了电流 源的稳定性。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104199501 A CN 104199501 A 1/1页 2 1.一种高输出阻抗。
3、电流源电路，其特征在于：包括电流源产生电路、用于提高输出阻 抗的负反馈电路和带源极负反馈的共源极电路；电流源产生电路由三极管Q1和电阻R1组 成，用于提高输出阻抗的负反馈电路由运算放大器AMP1和NMOS管N1组成，带源极负反馈 的共源极电路由NMOS管N2组成；电阻R1一端接地，另一端接于三极管Q1的发射极；三极 管Q1基极接输入脚VBIAS，集电极与NMOS管N1的源极相接并接到运算放大器AMP1的负 输入端；运算放大器AMP1的正输入端接基准电压输入端VREF1，运算放大器AMP1的输出接 NMOS管N1的栅极；NMOS管N1的漏极接NMOS管N2的源极；NMOS管N2的栅极接基准电压 。
4、输入端VREF2，漏极接电流输出端IOUT。 2.如权利要求1所述的高输出阻抗电流源电路，其特征在于，所述运算放大器AMP1为 一级运算放大器，其中，PMOS管P11的源极接电源VDD，栅极和漏极相接，并接到PMOS管P12 的栅极和NMOS管N11的漏极；PMOS管P12的源极接电源VDD，漏极接运算放大器AMP1的输 出VOUT；NMOS管N11的栅极接运算放大器AMP1的正输入端INP，源极接NMOS管N12的源 极和电阻R11的一端；电阻R11的另一端接地；NMOS管N12的栅极接运算放大器AMP1的负 输入端INN，漏极接运算放大器AMP1的输出VOUT。 权 利 要 求 书CN 1。
5、04199501 A 1/3页 3 一种高输出阻抗电流源电路 技术领域 0001 本发明属于集成电路领域，特别涉及一种高输出阻抗电流源电路。 背景技术 0002 电流源电路是模拟集成电路中的重要组成部分，在模拟集成电路中有广泛的需 求。电流源的输出阻抗是电流源电路的重要参数，输出阻抗越高，表明电流源输出电流越稳 定。因此，在高精度电路中，特别是电流舵型DAC中，高输出阻抗的电流源电路就显得非常 重要。 普通的电流源的输出阻抗一般为兆欧姆数量级，电流输出不够稳定，所以，普通的电流 源输出阻抗难以满足高精度电路的要求。最常规的做法是在电流源输出阻抗R 0 上串联一 个额外的电阻R 1 ，使得总输出。
6、阻抗由原来的R 0 增加到R 0 +R 1 。但是这种做法需要很大的芯片 面积，并且会消耗较大的电压余度。所以，上述做法增加电流源输出阻抗的能力有限。 发明内容 0003 有鉴于此，本发明提供了一种高输出阻抗电流源电路，以提高电流源电路的输出 阻抗。 一种高输出阻抗电流源电路，包括电流源产生电路、用于提高输出阻抗的负反馈电路 和带源极负反馈的共源极电路；电流源产生电路由三极管Q1和电阻R1组成，用于提高输 出阻抗的负反馈电路由运算放大器AMP1和NMOS管N1组成，带源极负反馈的共源极电路由 NMOS管N2组成；电阻R1一端接地，另一端接于三极管Q1的发射极；三极管Q1基极接输入 脚VBIAS。
7、，集电极与NMOS管N1的源极相接并接到运算放大器AMP1的负输入端；运算放大 器AMP1的正输入端接基准电压输入端VREF1，运算放大器AMP1的输出接NMOS管N1的栅 极；NMOS管N1的漏极接NMOS管N2的源极；NMOS管N2的栅极接基准电压输入端VREF2，漏 极接电流输出端IOUT。 进一步的，所述运算放大器AMP1为一级运算放大器。其中，PMOS管P11的源极接电源 VDD，栅极和漏极相接，并接到PMOS管P12的栅极和NMOS管N11的漏极；PMOS管P12的源极 接电源VDD，漏极接运算放大器AMP1的输出VOUT；NMOS管N11的栅极接运算放大器AMP1的 正输入端IN。
8、P，源极接NMOS管N12的源极和电阻R11的一端；电阻R11的另一端接地；NMOS 管N12的栅极接运算放大器AMP1的负输入端INN，漏极接运算放大器AMP1的输出VOUT。 本发明提供的高输出阻抗电流源电路，通过使用高输出阻抗的三极管替代传统的NMOS 管，以及使用负反馈电路和带源极负反馈的共源极电路的方法，大大提高了电流源的输出 阻抗，加强了电流源的稳定性。 附图说明 0004 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 说 明 书CN 104199501 A 2/3页 4 发明。
9、的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明提供的高输出阻抗电流源电路图。 图2为本发明提供的高输出阻抗电流源中运算放大器AMP1的内部电路图。 图3为本发明提供的高输出阻抗电流源电路中电流源产生电路原理图。 图4为本发明提供的高输出阻抗电流源电路中用于提高输出阻抗的负反馈电路原理 图。 图5为本发明提供的高输出阻抗电流源电路中带源极负反馈的共源极电路原理图。 具体实施方式 0005 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全。
10、部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 一种高输出阻抗电流源电路，如图1所示，包括电流源产生电路、用于提高输出阻抗的 负反馈电路和带源极负反馈的共源极电路；电流源产生电路由三极管Q1和电阻R1组成，用 于提高输出阻抗的负反馈电路由运算放大器AMP1和NMOS管N1组成，带源极负反馈的共源 极电路由NMOS管N2组成；电阻R1一端接地，另一端接于三极管Q1的发射极；三极管Q1基 极接输入脚VBIAS，集电极与NMOS管N1的源极相接并接到运算放大器AMP1的负输入端； 运算放大器AMP1的正输入端接基准电。
11、压输入端VREF1，运算放大器AMP1的输出接NMOS管 N1的栅极；NMOS管N1的漏极接NMOS管N2的源极；NMOS管N2的栅极接基准电压输入端 VREF2，漏极接电流输出端IOUT。 所述运算放大器AMP1为一级运算放大器。其结构如图2所示，INP为运算放大器AMP1 的正输入端，INN为运算放大器AMP1的负输入端，VOUT为运算放大器AMP1的输出端。其 中，PMOS管P11的源极接电源VDD，栅极和漏极相接，并接到PMOS管P12的栅极和NMOS管 N11的漏极；PMOS管P12的源极接电源VDD，漏极接运算放大器AMP1的输出VOUT；NMOS管 N11的栅极接运算放大器AMP。
12、1的正输入端INP，源极接NMOS管N12的源极和电阻R11的一 端；电阻R11的另一端接地；NMOS管N12的栅极接运算放大器AMP1的负输入端INN，漏极接 运算放大器AMP1的输出VOUT。 所述电流源产生电路如图3所示，电阻R1一端接地，另一端接三极管Q1的发射极；三 极管Q1的基极接偏置电压提供端VBIAS，集电极接电流输出端IOUT1。对电流源产生电路 进行小信号分析，可以得出其从IOUT1看进去的输出阻抗为：电阻R1的 引入使得三极管输出电阻r q1 增大了I C1 R 1 /V T 倍，其中V T 为一大小约为26mV的常数，I C1 为 通过三极管集电极的电流。 所述用于提高。
13、输出阻抗的负反馈电路的原理图如图4所示，电阻r o1 为图3所示电流 源产生电路的输出阻抗，其一端接地，另一端接NMOS管N1的源极和运算放大器AMP1的 负输入端；运算放大器AMP1的正输入端接基准电压VREF1；NMOS管N1的栅极接运算放大 器AMP1的输出端，漏极接电流输出端IOUT2。对图4电路进行小信号分析可以得出：r o2 说 明 书CN 104199501 A 3/3页 5 A 1 g mn1 r on1 r o1 ，其中A 1 为运算放大器AMP1的增益，g mn1 为NMOS管N1的跨导，r on1 为NMOS管N1 的输出电阻，r o1 为图3所示电流源产生电路的输出阻抗。
14、。 所述带源极负反馈的共源极电路如图5所示，其中r o2 为图4用于提高输出阻抗的负反 馈电路的输出阻抗。r o2 一端接地，另一端接NMOS管N2的源极；NMOS管N2的栅极接基准电 压VREF2，漏极接输出VOUT。对图5所示的带源极负反馈的共源极电路进行小信号分析可 以得出：输出阻抗r o3 (1+g mn2 r o2 )r on2 ；其中，g mn2 为NMOS管N2的跨导，r o2 为用于提高输出 阻抗的负反馈电路的输出阻抗，r on2 为NMOS管N2的输出电阻。 根据上述分析可以得出，本发明所述的高输出阻抗电流源电路的总输出阻抗为 其中，r o3 为图5所示的带源极负反馈的 共源。
15、极电路的输出阻抗，r q1 为三极管输出电阻，I C1 为通过三极管集电极的电流，V T 为一大 小约为26mV的常数，A 1 为运算放大器AMP1的增益，g mn1 为NMOS管N1的跨导，r on1 为NMOS 管的输出电阻，g mn2 为NMOS管N2的跨导，r on2 为NMOS管N2的输出电阻。 由上述分析可以明显得出，本发明提供的高输出阻抗电流源电路，通过使用高输出阻 抗的三极管替代传统的NMOS管，以及使用负反馈电路和带源极负反馈的共源极电路的方 法，大大增大了电流源的输出阻抗，提高了电流源的稳定性。 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施 例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这 些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般 原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不 会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的 最宽的范围。 说 明 书CN 104199501 A 1/2页 6 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图CN 104199501 A 2/2页 7 图 5 说 明 书 附 图CN 104199501 A 。