CN113571011B - 一种内置电阻型led显示驱动芯片的电流镜像电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,属于集成电路领域,包括基准电流产生模块和电流镜像模块两部分。基准电流产生模块包括运算放大器和内置可调电阻电路;电流镜像模块包括由PMOS管构成的第一支路和第二支路。其中,所述内置可调电阻电路通过第一控制信号配置阻值,改变所述第一支路的电流;所述第二支路通过第二控制信号、第三控制信号进行所述第一支路的电流镜像。本发明能够对内置电阻型LED驱动芯片的电流进行微调,同时也能够提供一定的电流镜像比,达到输出电流宽范围的要求。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域,特别涉及一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路。
背景技术
目前,由于内置电阻型LED显示驱动芯片的内置电阻精度没有外置电阻型LED显示驱动芯片的外置电阻精度高,精度不高的内置电阻会影响内置电阻型LED驱动芯片输出通道电流的精度,同时目前LED显示驱动芯片对通道输出电流范围要求越来越高。因此需要一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,能够对内置电阻型LED驱动芯片的电流进行微调,同时也能够提供一定的电流镜像比,达到输出电流宽范围的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,包括:
基准电流产生模块,包括运算放大器和内置可调电阻电路;
电流镜像模块,包括第一支路和第二支路;其中,
所述内置可调电阻电路通过第一控制信号配置阻值,改变所述第一支路的电流;所述第二支路通过第二控制信号、第三控制信号进行所述第一支路的电流镜像。
可选的,所述运算放大器的第一输入端连接可变基准电压,第二输入端连接所述内置可调电阻电路;所述内置可调电阻电路的第一端与运算放大器的第二输入端连接,第二端与接地端连接。
可选的,所述内置可调电阻电路包括单独电阻支路,和多条电阻与开关的串联支路,所述单独电阻支路与串联支路相并联。
可选的,所述单独电阻支路中电阻的阻值比所述串联支路中电阻的最小阻值还小n倍,n≥1;
所述单独电阻支路产生内置可调电阻电路的一个基准电流;所述多条串联支路中电阻的阻值相对所述单独电阻支路中电阻的阻值较大,相同两端电压条件下,所述多条串联支路产生微小电流实现单独电阻支路基准电流的微调,通过设计串联支路中电阻的阻值大小实现预设所述内置可调电阻电路整体电流的微调精度范围;
所述多条串联支路中的开关通过第一控制信号进行控制,所述多条串联支路中电阻的阻值相对所述单独电阻支路中电阻的阻值较大,所述第一控制信号通过控制串联支路的通断,使内置可调电阻电路的整体电流在单独电阻支路产生的基准电流前提下,实现电流的微调。
可选的,所述基准电流产生模块产生基准电流I1,基准电流I1是所述内置可调电阻电路的电流,同时也是所述第一支路的电流;所述电流镜像模块包括PMOS镜像管MP10、MP20、MP22、MP24、MP26、MP28,以及PMOS共源共栅管MP11、MP21、MP23、MP25、MP27、MP29;所有PMOS镜像管的栅极与所述运算放大器的输出端连接;所述PMOS共源共栅管MP11的漏端与所述运算放大器的第二输入端和内置可调电阻电路的第一端连接。
可选的,所述电流镜像模块包括第一支路和第二支路,所述第一支路包括PMOS镜像管MP10和PMOS共源共栅管MP11;所述第二支路包括第二支路单支路和第二支路其他支路,所述第二支路单支路包括PMOS镜像管MP20和PMOS共源共栅管MP21,所述第二支路其它支路包括PMOS镜像管MP22、MP24、MP26、MP28和PMOS共源共栅管MP23、MP25、MP27、MP29;所述PMOS镜像管MP20与所述PMOS镜像管MP10的尺寸比为M1,且M1>0;第二支路单支路通过第一支路电流I1,产生第二支路的基准电流大小为M1*I1;所述第一支路和第二支路的PMOS共源共栅管的晶体管沟道长度均选择最小工艺尺寸;
所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管的栅端与开关管一端连接,开关管的另一端与第一支路的PMOS共源共栅管的栅端连接;所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管的栅端同时连接电源VDD,各栅端与电源VDD之间分别串联一个开关管。
可选的,所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管与第一支路的共源共栅管之间都串联开关管,所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管与电源VDD之间都串联开关管;所述第二支路其它支路中两个开关管的通断通过第二控制信号和第三控制信号控制;开关管D30~D33分别连接第二支路其它支路的PMOS共源共栅管栅极和第一支路PMOS共源共栅管栅极;开关管D20~D23分别连接第二支路PMOS共源共栅管的栅极和电源VDD;所述第二支路中所有PMOS镜像管的栅极和第一支路中的PMOS镜像管的栅极连接,第二支路中所有PMOS共源共栅管的漏极相连接,第二支路中所有PMOS共源共栅的漏极输出电流作为所述电流镜像电路的输出电流I2。
可选的,所述第一支路和第二支路的PMOS镜像管并联个数和PMOS共源共栅管并联个数按照两支路预设电流镜像比例进行设计;所述第二控制信号通过控制开关管D20~D23,实现控制第二支路其它支路中PMOS共源共栅管与电源VDD之间的通断;所述第三控制信号通过控制开关D30~D33,实现控制第二支路其他支路中PMOS共源共栅管栅端与第一支路中共源共栅管MP11栅端之间的通断;所述第二支路的整体电流I2是在第二支路单支路镜像产生的电流M1*I1基础上,和第二支路其它支路受控产生的镜像电流叠加。
可选的,所述第二控制信号和所述第三控制信号是大小相同、相位相反的电压信号。
在本发明提供的内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路中,包括基准电流产生模块和电流镜像模块两部分。基准电流产生模块包括运算放大器和内置可调电阻电路;电流镜像模块包括由PMOS管构成的第一支路和第二支路。其中,所述内置可调电阻电路通过第一控制信号配置阻值,改变所述第一支路的电流;所述第二支路通过第二控制信号、第三控制信号进行所述第一支路的电流镜像。本发明能够对内置电阻型LED驱动芯片的电流进行微调,同时也能够提供一定的电流镜像比,达到输出电流宽范围的要求。
附图说明
图1是本发明提供的内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路结构示意图;
图2是内置可调电阻电路结构示意图;
图3是电流镜像模块的电路结构示意图;
图4是内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路具体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,其结构如图1所示,包括基准电流产生模块和电流镜像模块两部分。基准电流产生模块包括运算放大器和内置可调电阻电路;电流镜像模块包括由PMOS管构成的第一支路和第二支路。
基准电流产生模块通过运算放大器和的内置可调电阻电路构成负反馈结构,使得第一支路的电流I1=Vref1/REXT,其中Vref1是可变的基准电压,根据电流输出的范围进行Vref1大小的调节,内置可调节电阻REXT大小可调,通过调节电阻REXT的大小可以调节第一支路的电流I1的大小。电流镜像模块的第一支路由PMOS镜像管和PMOS共源共栅管串联,PMOS镜像管的栅极与运算放大器的输出端连接;第二支路同样是由PMOS镜像管和PMOS共源共栅管串联构成,第一支路和第二支路构成的是共源共栅电流镜结构,PMOS共源共栅管的添加有利于减少PMOS镜像管漏端电压的差异,从而提高电流的镜像精确度,PMOS共源共栅管的沟道长度选取最小工艺尺寸,有利于减小电流镜像模块的版图面积。通过预设镜像比得到第二支路的镜像电流I2。
图2中,是基准电流产生模块中内置可调电阻电路结构示意图,内置可调电阻电路的第一端与运算放大器的第二输入端连接,电压大小基本等于运算放大器的第一输入端的电压Vref1,内置可调电阻电路的第二端与接地端连接,流过整个内置可调电阻电路的电流大小为I1,内置可调电阻电路包括单独电阻R构成的单独电阻支路,和多条电阻与开关的串联支路,单独电阻R与其它多条串联支路相并联。电阻R不受第一控制信号控制,产生内置可调电阻电路的基准电流Vref1/R,其它电阻与开关的串联支路受第一控制信号控制,图2中阻值大小R0<R1<R2<R3,电阻R的阻值比R0还要小n倍,n≥1,因为电阻阻值大小和结构的特点,能够实现在电阻R产生的基准电流Vref1/R的基础下,通过第一控制信号对串联支路通断的控制,进行电流I1的微调。例如,第一种情况当D10控制信号使支路导通,其它控制信号使支路断开时,第一支路的电流I1=Vref1*(1/R+1/R0);第二种情况当D11控制信号使支路导通,其它控制信号使支路断开时,第一支路电流I1=Vref1*(1/R+1/R1),因为R0<R1,所以第一种情况下电流的微调精度就比第二种情况下电流的微调精度低。同样,可以根据通过第一控制信号扩大电流I1微调范围。
图3中,是电流镜像模块的电路结构示意图,基准电流I1是内置可调电阻电路的电流,同时也是第一支路的电流,第一支路包括PMOS镜像管MP10和PMOS共源共栅管MP11,PMOS镜像管P10的栅极与所述基准电流产生模块中运算放大器的输出端连接,PMOS共源共栅管MP11的漏端与所述基准电流产生模块中运算放大器的第二输入端和内置可调电阻电路的第一端连接。所述电流镜像模块包括第一支路和第二支路,第二支路包括第二支路单支路和第二支路其他支路;所述第二支路单支路包括PMOS镜像管MP20和PMOS共源共栅管MP21;所述第二支路其它支路包括PMOS镜像管MP22、MP24、MP26、MP28和PMOS共源共栅管MP23、MP25、MP27、MP29;所述第一支路和所述第二支路中的PMOS共源共栅管的晶体管沟道长度选择最小工艺尺寸,实现减小电流镜像模块版图面积目的;所述第二控制信号通过控制开关管D20~D23,实现控制第二支路其它支路中PMOS共源共栅管与电源VDD之间的通断,例如:第二控制信号控制开关管D23与电源VDD导通时,PMOS共源共栅管MP29关闭,PMOS镜像管MP28的镜像电流无法流过MP29;所述第三控制信号通过控制开关D30~D33,实现控制第二支路其他支路中PMOS共源共栅管栅端与第一支路中共源共栅管MP11栅端之间的通断,例如:第二控制信号控制开关管D23与电源VDD断开时,第一控制信号控制开关管D33与共源共栅管MP11栅端的通断,此时PMOS镜像管MP28和共源共栅管MP29串联支路能实现传输镜像电流;所述第二支路中开关管的通断通过第二控制信号和第三控制信号控制,所述第二控制信号和第三控制信号提供的是大小相同、相位相反的电压信号;所述第二支路的整体电流I2是在第二支路单支路镜像产生的电流M1*I1基础上,和第二支路其它支路受控产生的镜像电流叠加。
所述第一支路和第二支路的PMOS镜像管尺寸比和PMOS共源共栅管尺寸比按照两支路预设电流镜像比例进行设计;例如,根据内置电阻型LED驱动芯片输出电流的大小指标要求,实现第二支路中MP20和MP21单独支路通过的电流满足输出电流指标的最小电流要求,通过第二控制信号和第三控制信号对第一支路的电流进行镜像,若设计MP22的晶体管的宽长比较小,当MP22和MP23支路导通时,此支路的镜像电流和MP20与MP21构成的单独支路电流叠加成整个第二支路的总电流I2,若MP24的晶体管尺寸设计比MP22大时,当MP24和MP25支路导通时,支路的镜像电流和MP20和MP21单独支路电流叠加成的镜像电流I2更大,所以根据驱动芯片输出电流的范围设计PMOS镜像管尺寸的宽长比,在第二控制信号和第三控制信号作用下实现宽范围镜像输出电流。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (3)
1.一种内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,其特征在于,包括:
基准电流产生模块,包括运算放大器和内置可调电阻电路;
电流镜像模块,包括第一支路和第二支路;其中,
所述内置可调电阻电路通过第一控制信号配置阻值,改变所述第一支路的电流;所述第二支路通过第二控制信号、第三控制信号进行所述第一支路的电流镜像;
所述运算放大器的第一输入端连接可变基准电压,第二输入端连接所述内置可调电阻电路;所述内置可调电阻电路的第一端与运算放大器的第二输入端连接,第二端与接地端连接;
所述内置可调电阻电路包括单独电阻支路,和多条电阻与开关的串联支路,所述单独电阻支路与串联支路相并联;
所述单独电阻支路中电阻的阻值比所述串联支路中电阻的最小阻值还小n倍,n≥1;
所述单独电阻支路产生内置可调电阻电路的一个基准电流;所述多条串联支路中电阻的阻值相对所述单独电阻支路中电阻的阻值较大,相同两端电压条件下,所述多条串联支路产生微小电流实现单独电阻支路基准电流的微调,通过设计串联支路中电阻的阻值大小实现预设所述内置可调电阻电路整体电流的微调精度范围;
所述多条串联支路中的开关通过第一控制信号进行控制,所述多条串联支路中电阻的阻值相对所述单独电阻支路中电阻的阻值较大,所述第一控制信号通过控制串联支路的通断,使内置可调电阻电路的整体电流在单独电阻支路产生的基准电流前提下,实现电流的微调。
2.如权利要求1所述的内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,其特征在于,所述基准电流产生模块产生基准电流I1,基准电流I1是所述内置可调电阻电路的电流,同时也是所述第一支路的电流;所述电流镜像模块包括PMOS镜像管MP10、MP20、MP22、MP24、MP26、MP28,以及PMOS共源共栅管MP11、MP21、MP23、MP25、MP27、MP29;所有PMOS镜像管的栅端与所述运算放大器的输出端连接,所有PMOS镜像管的源端均接电源VDD;所述PMOS共源共栅管MP11的漏端与所述运算放大器的第二输入端和内置可调电阻电路的第一端连接;所述PMOS镜像管MP10、MP20、MP22、MP24、MP26、MP28的漏端分别连接所述PMOS共源共栅管MP11、MP21、MP23、MP25、MP27、MP29的源端;
所述电流镜像模块包括第一支路和第二支路,所述第一支路包括PMOS镜像管MP10和PMOS共源共栅管MP11;所述第二支路包括第二支路单支路和第二支路其他支路,所述第二支路单支路包括PMOS镜像管MP20和PMOS共源共栅管MP21,所述第二支路其它支路包括PMOS镜像管MP22、MP24、MP26、MP28和PMOS共源共栅管MP23、MP25、MP27、MP29;所述PMOS镜像管MP20与所述PMOS镜像管MP10的尺寸比为M1,且M1>0;第二支路单支路通过第一支路电流I1,产生第二支路的基准电流大小为M1*I1;所述第一支路和第二支路的PMOS共源共栅管的晶体管沟道长度均选择最小工艺尺寸;
所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管的栅端与开关管一端连接,开关管的另一端与第一支路的PMOS共源共栅管MP11的栅端连接;所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管的栅端同时连接电源VDD,各栅端与电源VDD之间分别串联一个开关管;
所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管与第一支路的共源共栅管MP11之间都串联开关管,所述第二支路其它支路的PMOS共源共栅管与电源VDD之间都串联开关管;所述第二支路其它支路中两个开关管的通断通过第二控制信号和第三控制信号控制;开关管D30~D33分别连接第二支路其它支路的PMOS共源共栅管栅端和第一支路PMOS共源共栅管MP11的栅端;开关管D20~D23分别连接第二支路PMOS共源共栅管的栅端和电源VDD;所述第二支路中所有PMOS镜像管的栅端和第一支路中的PMOS镜像管MP10的栅端连接,第二支路中所有PMOS共源共栅管的漏端相连接,第二支路中所有PMOS共源共栅管的漏端输出电流作为所述电流镜像电路的输出电流I2;
所述第一支路和第二支路的PMOS镜像管并联个数和PMOS共源共栅管并联个数按照两支路预设电流镜像比例进行设计;所述第二控制信号通过控制开关管D20~D23,实现控制第二支路其它支路中PMOS共源共栅管与电源VDD之间的通断;所述第三控制信号通过控制开关D30~D33,实现控制第二支路其他支路中PMOS共源共栅管栅端与第一支路中共源共栅管MP11的栅端之间的通断;所述第二支路的整体电流I2是在第二支路单支路镜像产生的电流M1*I1基础上,和第二支路其它支路受控产生的镜像电流叠加。
3.如权利要求2所述的内置电阻型LED显示驱动芯片的电流镜像电路,其特征在于,所述第二控制信号和所述第三控制信号是大小相同、相位相反的电压信号。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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