CN115617116A - 电流源电路、系统、芯片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流源电路、系统、芯片及电子设备，其中电流源电路包括电流源产生模块、电流源启动模块及启动状态控制模块，当启动状态控制模块开始上电时，电流源启动模块导通以使得电流源产生模块打破间并态而开始产生电流，第一镜像支路镜像出第一电流，以使电流镜根据接收到的第一电流后向公共节点输出第三电流，第二镜像支路镜像出并向公共节点输出第二电流，第二电流与第三电流之间的电流差对公共节点进行充电，从而公共节点的低电位上升为高电位，以使电流源产生模块从零电流状态过渡到输出稳定电流的状态，从而完成电流源产生模块的上电控制。该电流源电路能适用于电源电压变化范围较大的情况。

Description

电流源电路、系统、芯片及电子设备

技术领域

本发明涉及芯片技术领域，具体涉及一种电流源电路、系统、芯片及电子设备。

背景技术

芯片中一般包括电流源电路及上电复位电路，电流源电路用于在芯片上电后，为内部提供稳定的电流，这是芯片内其它部分工作的前提。电流源电路上电复位电路用于在电源电压达到目标电压后，产生上电复位信号作为芯片其它部分的使能信号。现有芯片中，电流源电路与上电复位电路一般是两个独立的电路。

现有的一种电流源电路如图1所示。其中，电源端VDD连接芯片外部电源。晶体管M1、M2、M3 、M4及电阻R1构成电流镜模块，用于为芯片内其它部分提供稳定的电流。晶体管M5构成启动模块，用于启动并维持该电流镜模块产生稳定电流。具体地，在电源端VDD开始供电时晶体管M5开启而为该电流镜模块提供启动电流，以使该电流镜模块启动工作，并在该电流镜模块自身产生稳定的电流时关断而停止提供该启动电流，以维持该电流的稳定。若在该电流镜模块自身产生稳定的电流时晶体管M5不能关断，则会导致该电流镜模块自身产生的电流又会消失殆尽，进而无法对外提供稳定的电流。晶体管M6及电阻R2构成控制电路，其中，晶体管M6从电流镜模块中镜像出电流，其与电阻R2连接的一段连接至该晶体管M5的控制端，用于控制晶体管M5的开启及关断。

在实际的工作场景中或不同的应用场景中，连接至电源端VDD的外接电源电压往往是变化的，例如在电池满电时，电源电压一般较高；而在电池耗电较多时，电源电压一般较低。

若为了满足在电源电压较大时电流镜模块能够正常工作，即自身产生稳定的电流，而将电阻R2的阻值设置为较大，则会导致在电源电压较小时，电流镜模块自身还未能产生稳定的电流时，晶体管M5就提前断开了。若为了满足电源电压较小时电流镜模块能够正常工作，而将电阻R2的阻值设置为较小，则会导致在电源电压较大时，电流镜模块在能够提供电流的情况下，M5却无法断开，进而导致无法对外提供稳定的电流。

也就是，当电源电压的变化范围较宽时，现有技术中的电流源电路要么无法正常提供稳定的电流，要么在提供启动电流后无法正常关断。因此，当电源电压的变化范围较宽时，如何使得电流源电路能够正常工作成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种电流源电路、系统、芯片及电子设备，以解决当电源电压变化范围较大时，现有的上电控制电路无法正常工作的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本实施例公开了一种电流源电路，包括电流源产生模块，以及具有控制端并用于启动并维持电流源产生模块产生稳定电流的电流源启动模块，其特征在于，还包括：

第一镜像支路，连接至电流源产生模块以镜像出第一电流；

第二镜像支路，连接至电流源产生模块以镜像出第二电流至公共节点；以及

电流镜，包括电流输出端及接收第一电流的电流输入端，用于通过电流输出端向公共节点输出第三电流；

公共节点还连接至控制端以向控制端提供上电控制信号；第三电流不等于第二电流以将公共节点的低电位逐渐抬升为高电位，低电位对应的上电控制信号为控制电流源启动模块导通的导通控制信号，高电位对应的上电控制信号为控制电流源启动模块断开的断开控制信号。

第二方面，本实施例还公开了一种电流源系统，包括：

逻辑器件模块，用于进行逻辑运算或控制；

如第一方面的电流源电路，控制输出端还用于在输出断开控制信号时向逻辑器件模块输出上电复位信号，以使逻辑器件模块复位。

第三方面，本实施例还公开了一种芯片，包括：如第一方面的电流源电路。

第四方面，本实施例还公开了一种电子设备，包括：

如第一方面的电流源电路，或者包括如第三方面的芯片。

本发明实施例公开了一种电流源电路，在该电流源电路中，电流源启动模块用于控制电流源产生模块从零电流状态切换到输出稳定电流的状态，第一镜像支路、第二镜像支路及电流镜用于向电流源启动模块的控制端提供上电控制信号。当电流源电路开始上电时，电流源启动模块导通以使得电流源产生模块打破简并态而开始产生电流，第一镜像支路连接至电流源产生模块镜像出第一电流，以使电流镜根据接收到的第一电流后向公共节点输出第三电流，第二镜像支路也连接至电流源产生模块镜像出第二电流，并向公共节点输出第二电流，而第二电流与第三电流的大小不相等，从而以第二电流与第三电流之间的电流差对公共节点进行充电，随着公共节点逐渐被充电，公共节点电位逐渐被抬升，从而公共节点的低电位上升为高电位。当公共节点为低电位时，公共节点向控制端提供的上电控制信号为导通控制信号，以使得电流源启动模块为导通状态；当公共节点为高电位时，公共节点向控制端提供的上电控制信号为断开控制信号，以使得电流源启动模块由导通状态过渡为断开状态，当电流源启动模块过渡为断开状态时，则电流源产生模块从零电流状态过渡到输出稳定电流的状态，即完成了电流源产生模块的上电。本申请中公开的电流源产生模块从零电流状态过渡到输出稳定电流的过程与电源电压较高低无关，只要电源端提供的电源电压能够使公共节点的电位上升至高电位即可，可见，本实施例公开的电流源电路能够适用于电源电压变动范围较大的情况。

此外，在现有技术中，芯片的电流源电路与上电复位电路通常是功能独立设置的两个模块，二者之间互不关联且亦没有任何交互。在本实施例中，复位输出端响应于断开控制信号而向外输出上电复位信号，从而将上电复位信号的发出控制与电流源启动的控制进行了结合，使得本实施例中的电流源电路兼有控制电流源启动的作用和发出上电复位信号的作用，也就是将传统电路中的电流源启动电路与上电复位电路集成为一个模块，从而在保证了电流源电路适用于电源电压变化范围较大的前提下，提升了电流源电路的集成度及实用性。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本实施例进行描述。图中：

图1为现有技术中公开的电流源电路；

图2为本实施例公开的一种电流源电路的电路图；

图3为本实施例公开的电流源电路中一种启动状态控制模块的电路图；

图4为本实施例公开的电流源电路中另一种启动状态控制模块的电路图；

图5为本实施例公开的另一种电流源电路的电路图；

图6为本实施例公开的又一种电流源电路的电路图；

图7为本实施例公开的电流源系统的模块示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在电流源上电控制电路中，连接至电源端VDD的外接电源电压往往是变化的，当电源端VDD提供的电源电压变化较大时，现有的电流源上电控制电路往往存在电流源上电控制不准确甚至无法正常工作的问题。例如，在可无线使用的耳机中，当耳机的电池为满电时，电流源上电控制电路中的电源电压为5V；当耳机剩余较少电量时，电流源上电控制电路中的电源电压为3V；当耳机电量即将耗尽时，电流源上电控制电路中的电源电压为2V。这就要求电源电压为2V和5V时，电流源上电控制电路电路均能够正常工作。又例如，在既可无线使用又可有线使用的耳机中，在该耳机通过自身电池供电的场景中，电流源上电控制电路中的电源电压可能低至2V；而在该耳机通过外部电源供电的场景中，电流源上电控制电路中的电源电压可能高达7V。那么，这就要求电源电压为2V和7V时，电流源上电控制电路电路能够正常工作。

然而，现有的电流源上电控制电路往往无法满足在较宽变化范围的情况下正常工作需求。

为了在电源电压的变化范围较宽时，使得电流源电路能够正常工作，本实施例公开了一种电流源上电控制电路，请参考图2，为本实施例公开的一种电流源上电控制电路的电路图，该电流源上电控制电路包括电流源产生模块100以及具有控制端并用于启动并维持电流源产生模块100产生稳定电流的电流源启动模块200，还包括启动状态控制模块300。在具体实施例中，启动状态控制模块300包括电流镜311和由第一镜像支路3121及第二镜像支路3122构成的镜像单元312。

其中，第一镜像支路3121连接至电流源产生模块100以镜像出第一电流；第二镜像支路3122连接至电流源产生模块100以镜像出第二电流至公共节点B；电流镜311包括电流输出端及接收第一电流的电流输入端，用于通过电流输出端向公共节点B输出第三电流。

在本实施例中，公共节点B还连接至控制端以向控制端提供上电控制信号。在启动状态控制模块上电时，第三电流不等于第二电流以将公共节点B的低电位逐渐抬升为高电位，公共节点B的低电位对应的上电控制信号为控制电流源启动模块200导通的导通控制信号，公共节点B的高电位对应的上电控制信号为控制电流源启动模块200断开的断开控制信号。

在本实施例公开的电流源电路中，电流源启动模块200用于控制电流源产生模块100从零电流状态切换到输出稳定电流的状态，启动状态控制模块300用于向电流源启动模块200的控制端提供上电控制信号；在一些具体实施例中，也就是第一镜像支路3121、第二镜像支路3122及电流镜311向电流源启动模块200的控制端提供上电控制信号。当电流源电路开始上电时，电流源启动模块200导通以使得电流源产生模块100打破简并态而开始产生电流，第一镜像支路3121连接至电流源产生模块100镜像出第一电流，以使电流镜311根据接收到的第一电流后向公共节点B输出第三电流，第二镜像支路3122也连接至电流源产生模块100镜像出第二电流，并向公共节点B输出第二电流，而第二电流与第三电流的大小不相等，从而以第二电流与第三电流之间的电流差对公共节点B进行充电，随着公共节点B逐渐被充电，公共节点B的电位逐渐被抬升，从而公共节点B的低电位上升为高电位。当公共节点B为低电位时，公共节点B向控制端提供的上电控制信号为导通控制信号，以使得电流源启动模块200为导通状态；当公共节点B为高电位时，公共节点B向控制端提供的上电控制信号为断开控制信号，以使得电流源启动模块200由导通状态过渡为断开状态，当电流源启动模块200过渡为断开状态时，则电流源产生模块100从零电流状态过渡到输出稳定电流的状态，即完成了电流源产生模块100的上电。本申请中公开的电流源产生模块100从零电流状态过渡到输出稳定电流的过程与电源电压较高低无关，只要电源端VDD提供的电源电压能够使公共节点B的电位上升至高电位即可，可见，本实施例公开的电流源电路能够适用于电源电压变动范围较大的情况。

在具体实施例中，电流源产生模块100的输入端与电源端VDD连接，电流源产生模块100用于在电源端VDD提供电源电压时提供稳定的输出电流。需要说明的是，在本实施例中，电源端VDD提供的电源电压在预设范围内可变，电源电压变化的预设范围本领域技术人员根据经验可得。

在具体实施例中，电流源产生模块100为镜像电流源，以尽量减小电源电压的波动对输出电流的影响。电流源产生模块100包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4及电阻R1，其中，第一晶体管M1与第二晶体管M2为NMOS管，第三晶体管M3与第四晶体管M4为PMOS管。

第三晶体管M3的第一极和第四晶体管M4的第一极同时连接电源端VDD，第四晶体管M4的控制极与第二极短接后连接第三晶体管M3的控制极，且此三个极连接的公共节点为第一高电位端A1。第一晶体管M1的第一极连接第三晶体管M3的第二极，第一晶体管M1的第二极接地。第二晶体管M2的第一极与控制极短接后连接第四晶体管M4的第二极，且此三个极连接的公共节点为第一低电位端A2。第二晶体管M2的第二极经由电阻R1接地。

当电源端VDD开始提供电源电压时，电源电压是从零开始增长的，且由于电源端VDD与地端GND之间存在寄生电容，因此电源端VDD开始提供电源电压的瞬间，电流源产生模块100中为无电流的简并点。也就是，此时电流源产生模块100为零电流状态。

为了打破电流源产生模块100的零电流状态，本实施例公开的电流源上电控制电路还包括电流源启动模块200。

在具体实施例中，电流源启动模块200用于控制电流源产生模块100从零电流状态切换到输出稳定电流的状态，电流源启动模块200的第一端连接至第一高电位端A1，第一高电位端A1也就是电流源产生模块100靠近电源端VDD的一端。电流源启动模块200的第二端连接至第一低电位端A2，第一低电位端A2也就是电流源产生模块100靠近地的一端。电流源启动模块200的控制端响应于导通控制信号而导通第一高电位端A1和第一低电位端A2，以提供电流通路使电流源产生模块100退出零电流状态。

也就是，在电源端VDD开始提供电源电压时，电流源启动模块200的控制端响应于导通控制信号而导通第一高电位端A1和第一低电位端A2，使得电流能够依次经第四晶体管M4、电流源启动模块200及第一晶体管M1流至地端GND。

然后在电源端VDD提供的电源电压逐渐上升至预设的电压阈值时，电流源启动模块200的控制端响应于断开控制信号而断开第一高电位端A1和第一低电位端A2，以使电流源产生模块100后续能够输出稳定电流。

在具体实施例中，电流源启动模块200包括第五晶体管M5，且第五晶体管M5为PMOS管。

在具体实施例中，启动状态控制模块300用于向电流源启动模块200的控制端提供上电控制信号。启动状态控制模块300连接在电源端VDD和地之间，启动状态控制模块300的控制输出端Q连接至电流源启动模块200的控制端。

当电源端VDD向启动状态控制模块300提供电源电压时，启动状态控制模块300逐渐抬升控制输出端Q的电位，以使上电控制信号随着控制输出端Q的电位逐渐上升至预设的电位阈值，而从导通控制信号逐渐过渡到断开控制信号，以使电流源启动模块200断开第一高电位端A1和第一低电位端A2，以使电流源产生模块100从零电流状态过渡到输出稳定电流的状态，至此，完成了电流源产生模块100的上电。在本实施例中，预设的电位阈值小于电源电压的最低工作电压，该最低工作电压就是电源电压预设范围内的最小工作电压。例如前述的既可无线使用又可有线使用的耳机中，其中的电流源上电控制电路的电源电压可能低至2V，也可能高至7V，则该耳机的电源电压的预设范围为2V~7V，那么此时电源电压的最低工作电压就是2V。

也就是，在电源端VDD提供电源电压的初始时刻，电流源产生模块100为无电流的零电流状态，此时控制输出端Q的电位为零（小于电位阈值），则上电控制信号为导通控制信号，电流源启动模块200响应于导通控制信号而保持导通第一高电位端A1和第一低电位端A2的状态。

随着电源电压逐渐上升，电流能够依次经第四晶体管M4、电流源启动模块200及第一晶体管M1流至地端GND，控制输出端Q的电位逐渐被抬升，但由于控制输出端Q的电位仍小于电位阈值，故上电控制信号仍为导通控制信号，电流源启动模块200响应于导通控制信号而继续保持导通第一高电位端A1和第一低电位端A2的状态。在具体实施例中，电流源启动模块200包括第五晶体管M5，随着控制输出端Q的电位逐渐被抬升，第五晶体管M5 栅极电压逐渐增大，故流过第五晶体管M5的电流逐渐减小。

本实施例中，当电源电压上升至电压阈值时，控制输出端Q的电位相应上升至电位阈值，也就是，控制输出端Q的电位被抬升至电位阈值，此时上电控制信号过渡为断开控制信号，电流源启动模块200响应于断开控制信号而断开第一高电位端A1和第一低电位端A2。此时第三晶体管M3和第一晶体管M1构成第一电流通路，第四晶体管M4、第二晶体管M2和电阻R1构成第二电流通路，使得电流源产生模块100后续能够通过第一电流通路和第二电流通路提供稳定的输出电流，从而完成电流源产生模块100的上电。

为了使得其它外部电路正常进入工作状态，避免上电过程不稳定电源电压对其它外部电路工作的不良影响，在可选的实施例中，启动状态控制模块300的公共节点B还向复位输出端POR输出上电控制信号，在一些具体实施例中，公共节点B可通过控制输出端Q向复位输出端POR输出上电控制信号或直接向复位输出端POR输出上电控制信号。当上电控制信号为断开控制信号时，复位输出端POR向外输出上电复位信号。也就是，当电源电压达到电压阈值时，也即电源电压达到了可使其它外部电路正常工作的水平，则复位输出端POR将上电复位信号至其它外部电路，从而使其它外部电路进入正常工作状态。

本实施例中，通过复位输出端POR向外输出上电复位信号可以通知其它外部电路当前已完成了上电复位的工作，也就是，电源端VDD提供的电源电压已满足其它外部电路正常工作所需的电压，即其它外部电路可以进入正常的工作状态，从而可以使得其它外部电路在电源端VDD提供稳定的电源电压后才进入正常的工作状态，由此避免了上电过程不稳定电源对其它外部电路工作的不良影响。

需要说明的时，其它外部电路为任意需要由上电复位信号控制的电路，可以为但不限制于控制电路、逻辑电路、处理器或其它能够进行数字信号处理的功能电路，且不排除有部分模拟器件。另外，其它外部电路可以与电流源上电控制电路集成于同一基板上，也可以与电流源上电控制电路分开设置。

在现有技术中，芯片的电流源上电控制电路与上电复位电路通常是功能独立设置的两个模块，二者之间互不关联且亦没有任何交互。在本实施例中，复位输出端响应于断开控制信号而向外输出上电复位信号，从而将上电复位信号的发出控制与电流源启动的控制进行了结合，使得本实施例中的电流源上电控制电路兼有控制电流源启动的作用和发出上电复位信号的作用，也就是将传统电路中的电流源启动电路与上电复位电路集成为一个模块，从而在保证了电流源上电控制电路适用于电源电压变化范围较大的前提下，提升了电流源上电控制电路的集成度及实用性。

在具体实施例中，镜像单元312用于镜像电流源产生模块100的输出电流，也就是，在电源电压达到电压阈值之前，随着电源电压逐渐上升，电流源产生模块100中生成不稳定的输出电流，镜像单元312镜像该输出电流。

电流镜311的一端连接电源端VDD，另一端连接镜像单元312形成，公共节点B连接启动状态控制模块300的控制输出端Q。

公共节点B的电位随着第二电流I2与第三电流I3之间的差值的变大而逐渐升高，以逐渐抬升控制输出端Q的电位。由于寄生电容的存在，公共节点B会被充电，从而使得公共节点B的电位逐渐升高，进而控制输出端Q点的电位被逐渐抬升。当电源电压达到电压阈值时，公共节点B的电位升高，使得控制输出端Q点的电位上升至电位阈值，从而上电控制信号从导通控制信号逐渐过渡到断开控制信号。

在本实施例中，镜像单元312包括第一镜像支路3121和第二镜像支路3122，第一镜像支路和第二镜像支路3122分别镜像电流源产生模块100的输出电流。

在一些具体实施例中，电流镜311包括第八晶体管M8及第九晶体管M9，第一镜像支路3121包括第六晶体管M6，第二镜像支路3122包括第七晶体管M7。

请参阅图3，在另一些具体实施例中，电流镜311包括第八晶体管M8、第九晶体管M9、第十五晶体管M15及第十六晶体管M16。

请参阅图4，在又一些具体实施例中，电流镜311包括第八晶体管M8、第九晶体管M9、第十五晶体管M15、第十六晶体管M16及电阻R2。

请参阅图5，为本实施例公开的另一种电流源上电控制电路的电路图。在一种实施例中，第八晶体管M8的第一极和第九晶体管M9的第一极均连接电源端VDD，第八晶体管M8的第二极连接第八晶体管M8的控制极、第九晶体管M9的控制极和第一镜像支路3121，第九晶体管M9的第二极连接第二镜像支路3122，且第九晶体管M9与第二镜像支路3122的连接点为公共节点B。

在本实施例中，第九晶体管M9的宽长比大于第八晶体管M8的宽长比，从而使得电源端VDD经电流镜311流向公共节点B的第二电流I2能够大于公共节点B流过镜像单元312的第三电流I3，进而保证了公共节点B的电位能够随着第二电流I2与第三电流I3之间的差值变大而逐渐升高。

第六晶体管M6的控制极和第七晶体管M7的控制极均连接第一低电位端A2，第六晶体管M6的第一极连接第八晶体管M8的第二极，且第六晶体管M6的第二极接地；第七晶体管M7的第一极连接第九晶体管M9的第二极，且第六晶体管M6的第二极接地。

第六晶体管M6的长宽比与第七晶体管M7的长宽比的比值为1：1。

也就是，公共节点B流过第七晶体管M7的电流亦为I2，由于第六晶体管M6与第七晶体管M7的长宽比一致，故电源端VDD经第八晶体管M8及第六晶体管M6流向地端GND的电流也为I2。而由于第九晶体管M9的宽长比大于第八晶体管M8的宽长比，故电源端VDD经电流镜311流向公共节点B的第二电流I2能够大于I2，进而使得公共节点B的电位能够随着第二电流I2与第三电流I3之间的差值变大而逐渐升高，也就使得公共节点B的电位与第二电流I2和第三电流I3相关联，而第二电流I2和第三电流I3受到电源电压变动的影响较小，因此公共节点B的电位也就受到电源电压变动的影响较小，从而使得本实施例公开的电流源上电控制电路能够适用于电源电压变动范围较大的情况。

在本实施例中，当电流镜311经第二镜像支路3122接地时，第三电流I3为第二电流I2的2-5倍。

请参阅图6，在另一种实施例中，第六晶体管M6的控制极和第七晶体管M7的控制极均连接第一高电位端A1，第六晶体管M6的第一极和第七晶体管M7的第一极均连接电源端VDD；第六晶体管M6的第二极连接第八晶体管M8的第一极，第七晶体管M7的第二极连接第九晶体管M9的第一极。

第八晶体管M8的第二极和第九晶体管M9的第二极均接地，第八晶体管M8的第一极连接第八晶体管M8的控制极、第九晶体管M9的控制极和第一镜像支路3121，第九晶体管M9的第二极连接第二镜像支路3122，且第九晶体管M9与第二镜像支路3122的连接点为公共节点B。

第九晶体管M9的宽长比小于第八晶体管M8的宽长比，从而使得电源端VDD经镜像单元312流向公共节点B的第二电流I2能够大于公共节点B流过电流镜311的第三电流I3，进而保证了公共节点B的电位能够随着第二电流I2与第三电流I3之间的差值的变大而逐渐升高。

第六晶体管M6的长宽比与第七晶体管M7的长宽比的比值为1：1。

也就是，VDD流过第七晶体管M7的电流为I2，由于第六晶体管M6与第七晶体管M7的长宽比一致，故公共节点B经第八晶体管M8流向地端GND的电流也为I2。而由于第九晶体管M9的宽长比小于第八晶体管M8的宽长比，故电源端VDD经镜像单元312流向公共节点B的第三电流I3能够大于I2，进而使得公共节点B的电位能够随着第二电流I2与第三电流I3之间的差值的变大而逐渐升高，也就使得公共节点B的电位与第二电流I2和第三电流I3相关联，而第二电流I2和第三电流I3受到电源电压变动的影响较小，因此公共节点B的电位也就受到电源电压变动的影响较小，从而使得本实施例公开的电流源上电控制电路能够适用于电源电压变动范围较大的情况。

在本实施例中，当第二镜像支路3122经电流镜311接地时，第二电流I2为第三电流I3的2-5倍。

请继续参考图5，为了进一步提高电流源上电控制电路的驱动能力，电流源上电控制电路还包括：连接于公共节点B和控制输出端Q之间的第一反相器模块320和第二反相器模块330，第一反相器模块320包括第一输出端及第一输入端，第一输入端连接公共节点B，第二反相器模块330包括第二输出端及第二输入端。

第一输出端连接至第二反相器模块330的第二输入端，第一反相器模块320用于向第一输出端输出电位与公共节点B的电位相反的第一反相信号。第二输出端连接复位输出端POR及电流源启动模块200的控制端，以使第二反相器模块330用于向第二输出端输出与第二输入端的电位相反的第二反相信号。在具体实施例中，第二反相信号为导通控制信号或断开控制信号。在一些实施例中，控制端连接至公共节点B；在另一些实施例中，控制端连接至第二输出端。

第一反相器模块320用于将公共节点B输出的电位信号进行反相得到第一反相信号，并传输给第二反相器模块330；第二反相器模块330用于对第一反相信号进行反转得到第二反相信号，第二反相信号为导通控制信号或断开控制信号。其中，第二反相器模块330的驱动能力大于第一反相器模块320的驱动能力，从而保证了电流源上电控制电路能够有效提高。需要说明的时，反相器的具体尺寸及驱动能力可以根据待驱动电路的实际情况相应设置，本领域技术人员根据经验可得。当两级反相器仍无法提供足够的驱动能力时，可以设置更多级的反相器。

在具体实施例中，第一反相器模块320包括：构成CMOS反相器的第十二晶体管M12和第十三晶体管M13。

具体的，第十二晶体管M12为第十二MOS管M12，第十三晶体管M13为第十三MOS管M13。第十二MOS管M12的控制极和第十三MOS管M13的控制极连接至公共节点B，第十三MOS管M13的第一极连接电源端VDD，第十三MOS管M13的第二极连接第十二MOS管M12的第一极，第十二MOS管M12的第二极接地。第十三MOS管M13的第二极与第十二MOS管M12的第一极连接的公共点为公共节点P，公共节点P的电位与公共节点B的电位相位相反。

在电流源上电控制电路的工作过程中，电源端VDD提供的电源电压的初始阶段时，电流源产生模块100的电流并不稳定，且电源电压本身亦处于变动阶段，因此公共节点B的电位往往有一定波动。若公共节点B的电位向上波动时，容易导致第一反相器模块320的向下误翻转。也就是，在电源电压实际还未达到阈值电压时，由于公共节点B的电位波动，触发了第一反相器模块320的误翻转，也就使得公共节点P的电位由高电位误下降至低电位，则控制输出端Q的电位由低电位误上升至电位阈值，也就使上电控制信号过渡到断开控制信号，电流源启动模块200误断开，且复位输出端POR也误提前输出了上电控制信号，进而可能导致电流源产生模块100或其它外部电路无法正常工作，甚至会导致其它外部电路损坏。

因此，本实施例公开的电流源上电控制电路中，通过提高第一反相器模块320的第一翻转阈值，以尽量避免由于公共节点B的电位向上波动而导致的第一反相器模块320误翻转的问题。

启动状态控制模块300还包括负载模块340，第一反相器模块320通过负载模块340连接至用于连接外部电源的电源端VDD。通过设置负载模块340，提高了第一反相器模块320的第一翻转阈值，也就是提高了第一反相器模块320启动工作的输入电压，在公共节点B上升到第一反相器模块320的第一翻转阈值之前，第一反相器模块320不工作，且公共节点P保持高电位。当公共节点B上升到第一反相器模块320的第一翻转阈值时，第一反相器模块320才开始进行反向工作。

在具体实施例中，负载模块340包括第十四MOS管M14，第十四MOS管M14的第一极连接电源端VDD，第十四MOS管M14的第二极连接第十三MOS管M13的第一极，第十四MOS管M14的控制极连接至公共节点B；且第十四MOS管M14与第十三MOS管M13的类型相同，均为PMOS管。

在具体实施例中，为了进一步提高第一反相器模块320的第一翻转阈值，启动状态控制模块300还包括阈值提升子模块350。

第一反相器模块320经由阈值提升子模块350接地，其中，第一反相器模块320连接至阈值提升子模块350的第二高电位端，阈值提升子模块350的第二低电位端接地。

在阈值提升子模块350的第二高电位端与第二低电位端之间的电位差小于预设的开启阈值时，阈值提升子模块350不导通第二高电位端与第二低电位端；且阈值提升子模块350在第二高电位端与第二低电位端之间的电位差超过预设的开启阈值时，导通第二高电位端与第二低电位端。可见，阈值提升子模块350提高了第一反相器模块320的第一翻转阈值。

在一种实施例中，阈值提升子模块350包括二极管，二极管的正极连接第一反相器模块320的接地端，二极管的负极接地。

在另一种实施例中，阈值提升子模块350包括二极管接法的晶体管，晶体管作为正极的一端连接第一反相器模块320的第二端，晶体管作为负极的一端接地。可选的，二极管接法的晶体管可以为PMOS管或NMOS管，需满足等效二极管的正极连接第一反相器模块320的接地端，等效二极管的负极接地。

在具体实施例中，二极管接法的晶体管为第十MOS管M10，该第十MOS管M10为NMOS管。第十MOS管M10的第一极和控制极作为正极，第十MOS管M10的第二极作为负极。

在电源电压实际达到阈值电压后，公共节点B的电位大于或等于电位阈值，公共节点P的电位保持低电位，上电控制信号保持为断开控制信号。由于在电流源上电控制电路的工作过程中，公共节点B的电位仍然有可能存在波动。若此时公共节点B的电位产生向下的波动，则容易导致第一反相器模块320的向上误翻转。也就是，公共节点B的电位向下波动可能导致公共节点P的电位由低电位误翻转为高电位，进而使得上电控制信号由断开控制信号误改变为导通控制信号，也就使得电流源启动模块200误导通，且复位输出端POR也误停止了上电控制信号的输出。

因此，本实施例公开的电流源上电控制电路中，通过减小第一反相器模块320的第二翻转阈值，以尽量避免由于公共节点B的电位向下波动而导致的第一反相器模块320误翻转的问题。

在具体实施例中，为了减小第一反相器模块320的第二翻转阈值，电流源上电控制电路还包括迟滞子模块360，第一反相器模块320通过迟滞子模块360接地，迟滞子模块360响应于断开控制信号而导通，以短路阈值提升子模块350，以改变第一反相器模块320翻转的基准电压。

在一些具体实施例中，迟滞子模块360的第一极连接第一反相器模块320的接地端，迟滞子模块360的第二极接地，迟滞子模块360的控制极连接复位输出端POR连接。

当公共节点B的电位未达到电位阈值时，公共节点Q为低电位，上电控制信号为导通控制信号，则迟滞子模块360响应于导通控制信号而不导通；当当公共节点B的电位达到电位阈值时，迟滞子模块360响应于断开控制信号而导通，以短路阈值提升子模块350。本实施例中，通过设置迟滞子模块360，使得在公共节点B的电位需下降到第二翻转阈值之后，第一反相器模块320才会停止工作，则公共节点Q才会降低至低电位，从而上电控制信号由断开控制信号过渡到导通控制信号。由此，降低了第一反相器模块320的第二翻转阈值，有效避免了因电路波动导致第一反相器模块320误翻转的问题，提高了电流源上电控制电路的稳定性及可靠性。

综上所述，在本发明实施例公开的电流源上电控制电路中，电流源产生模块用于在电源端VDD提供电源电压时提供稳定的输出电流，电流源启动模块用于控制电流源产生模块从零电流状态切换到输出稳定电流的状态，启动状态控制模块用于向电流源启动模块的控制端提供上电控制信号。当电源端VDD向启动状态控制模块提供电源电压时，启动状态控制模块逐渐抬升控制输出端Q的电位，以使上电控制信号随着控制输出端Q的电位逐渐上升至预设的电位阈值，而从导通控制信号逐渐过渡到断开控制信号，以使电流源启动模块断开第一高电位端A1和第一低电位端A2，以使电流源产生模块从零电流状态过渡到输出稳定电流的状态，从而完成电流源产生模块的上电控制。当控制输出端Q的电位上升至预设的电位阈值时，断开启动状态控制模块，使得电流源产生模块从零电流状态过渡到输出稳定电流的状态，即完成了电流源产生模块的上电；这一过程与电源电压较高低无关，只要电源端提供的电源电压高于预设的电位阈值即可，可见，本实施例公开的电流源上电控制电路能够适用于电源电压变动范围较大的情况。

此外，在现有技术中，芯片的电流源电路与上电复位电路通常是功能独立设置的两个模块，二者之间互不关联且亦没有任何交互。在本实施例中，复位输出端Q响应于断开控制信号而向外输出上电复位信号，从而将上电复位信号的发出控制与电流源启动的控制进行了结合，使得本实施例中的电流源电路兼有控制电流源启动的作用和发出上电复位信号的作用，也就是将传统电路中的电流源启动电路与上电复位电路集成为一个模块，从而在保证了电流源电路适用于电源电压变化范围较大的前提下，提升了电流源电路的集成度及实用性。

此外，本实施例公开的电流源上电控制电路，摒弃了单纯利用电阻调节电流源启动模块的方式，而采用将电流源启动模块的断开与电流源产生模块的输出电流相关联的方式，使得本实施例公开的电流源上电控制电路能够适用于电源电压变化范围较大的情况。具体而言，在电源端VDD提供的电源电压初始，电流源启动模块的控制端响应于导通控制信号而导通电流源产生模块的第一高电位端和第一低电位端，以提供电流通路使电流源产生模块能够退出零电流状态，从而在电流源产生模块中产生电流，使得在电源端VDD开始提供电源电压后，公共节点B的电位能够基于第二电流I2和第三电流I3的差值而逐渐升高，而公共节点Q的电位又能够随着公共节点B的电位而升高，也就是将公共节点Q的电位与第二电流I2和第三电流I3之间的差值相关联，也就是将电流源启动模块的断开与第二电流I2和第三电流I3相关联。由于第二电流I2和第三电流I3均与电流源产生模块的输出电流相关，而电流源产生模块的输出电流不会因电源电压不同而变化，因此电流源启动模块的断开也就不会因电源电压不同而变化。由此，本实施例公开中的电流源上电控制电路既能适用于电源电压较大的情况，又能适用于电源电压较小的情况。

本实施例还公开了一种电流源系统，请参考图7，图7为本实施例公开的电流源系统的模块示意图，该电流源系统包括逻辑器件模块10和电流源上电控制电路20，其中：

逻辑器件模块10，用于进行逻辑运算或控制。在具体实施例中，逻辑器件模块10为任意需要由上电复位信号控制的电路，可以为但不限制于控制电路、逻辑电路、处理器或其它能够进行数字信号处理的功能电路，且不排除有部分模拟器件。另外，逻辑器件模块10可以与电流源上电控制电路集成于同一基板上，也可以与电流源上电控制电路分开设置。

电流源上电控制电路20，为如上述实施例公开的电流源上电控制电路，控制输出端Q还用于在输出断开控制信号时向逻辑器件模块10输出上电复位信号，以使逻辑器件模块10复位。在具体实施例中，控制输出端Q可以直接向逻辑器件模块10输出上电复位信号，也可以经由其它模块输出。例如，控制输出端Q可以经由如上述实施例公开的复位输出端POR，向逻辑器件模块10输出上电复位信号。

本实施例还公开了一种芯片，包括：如上述实施例公开的电流源上电控制电路。

本实施例还公开了一种电子设备，包括：如上述实施例公开的电流源上电控制电路，或者包括如上述实施例公开的芯片。

在具体实施例中，电子设备为耳机或耳机充电盒。

需要说明的是，本公开的实施例所述的计算机可读存储介质并不限定于上述所给实施例，例如还可以为电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。其中，附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生，例如，两个接连表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本文中对于各步骤的编号仅为了方便说明和引用，并不用于限定前后顺序，具体的执行顺序是由技术本身确定的，本领域技术人员可以根据技术本身确定各种允许的、合理的顺序。

需要说明的是，本发明中采用步骤编号（字母或数字编号）来指代某些具体的方法步骤，仅仅是出于描述方便和简洁的目的，而绝不是用字母或数字来限制这些方法步骤的顺序。本领域的技术人员能够明了，相关方法步骤的顺序，应由技术本身决定，不应因步骤编号的存在而被不适当地限制，本领域技术人员可以根据技术本身确定各种允许的、合理的步骤顺序。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (17)

1.一种电流源电路，包括电流源产生模块（100），以及具有控制端并用于启动并维持所述电流源产生模块（100）产生稳定电流的电流源启动模块（200），其特征在于，还包括：

第一镜像支路（3121），连接至所述电流源产生模块（100）以镜像出第一电流；

第二镜像支路（3122），连接至所述电流源产生模块（100）以镜像出第二电流至公共节点（B）；以及

电流镜（311），包括电流输出端及接收所述第一电流的电流输入端，用于通过所述电流输出端向所述公共节点（B）输出第三电流；

所述公共节点（B）还连接至所述控制端以向所述控制端提供上电控制信号；所述第三电流不等于所述第二电流以将所述公共节点（B）的低电位逐渐抬升为高电位，所述低电位对应的所述上电控制信号为控制所述电流源启动模块（200）导通的导通控制信号，所述高电位对应的所述上电控制信号为控制所述电流源启动模块（200）断开的断开控制信号。

2.如权利要求1所述的电流源电路，其特征在于，所述公共节点（B）还向复位输出端（POR）输出所述上电控制信号，当所述上电控制信号为断开控制信号时，所述复位输出端（POR）向外输出上电复位信号。

3.如权利要求2所述的电流源电路，其特征在于，还包括：

第一反相器模块（320），包括第一输出端及连接至所述公共节点（B）的第一输入端，所述第一反相器模块（320）用于向所述第一输出端输出电位与所述公共节点（B）的电位相反的第一反相信号；以及

第二反相器模块（330），包括第二输出端及连接至所述第一输出端的第二输入端，所述第二反相器模块（330）用于向所述第二输出端输出与所述第二输入端的电位相反的第二反相信号；其中，所述第二反相信号为所述导通控制信号或所述断开控制信号；

所述控制端连接至所述公共节点（B）或所述第二输出端。

4.如权利要求3所述的电流源电路，其特征在于，所述第一反相器模块（320）包括：第十二晶体管（M12）和第十三晶体管（M13）；

所述第十二晶体管（M12）的控制极和所述第十三晶体管（M13）的控制极连接至所述公共节点（B），所述第十三晶体管（M13）的第一极连接电源端（VDD），所述第十三晶体管（M13）的第二极连接所述第十二晶体管（M12）的第一极，所述第十二晶体管（M12）的第二极接地。

5.如权利要求3所述的电流源电路，其特征在于，还包括阈值提升子模块（350）；所述第一反相器模块（320）经由所述阈值提升子模块（350）接地，其中，所述第一反相器模块（320）连接至所述阈值提升子模块（350）的高电位端，所述阈值提升子模块（350）的低电位端接地；

所述阈值提升子模块（350）在所述高电位端与所述低电位端之间的电位差超过预设的开启阈值时，导通所述高电位端与所述低电位端。

6.如权利要求5所述的电流源电路，其特征在于，所述阈值提升子模块（350）包括二极管，所述二极管的正极连接所述第一反相器模块（320）的接地端，所述二极管的负极接地。

7.如权利要求5所述的电流源电路，其特征在于，所述阈值提升子模块（350）包括二极管接法的晶体管，所述二极管接法的晶体管作为正极的一端连接所述第一反相器模块（320）的第二端，所述二极管接法的晶体管作为负极的一端接地。

8.如权利要求7所述的电流源电路，其特征在于，所述二极管接法的晶体管为第十MOS管（M10），所述第十MOS管（M10）为NMOS管；

所述第十MOS管（M10）的第一极和控制极作为正极，所述第十MOS管（M10）的第二极作为负极。

9.如权利要求5所述的电流源电路，其特征在于，还包括迟滞子模块（360），所述第一反相器模块（320）通过所述迟滞子模块（360）接地；所述迟滞子模块（360）响应于所述断开控制信号而导通，以短路所述阈值提升子模块（350），以改变所述第一反相器模块（320）翻转的基准电压。

10.如权利要求9所述的电流源电路，其特征在于，还包括负载模块（340）；所述第一反相器模块（320）通过所述负载模块（340）连接至用于连接外部电源的电源端（VDD）。

11.如权利要求1所述的电流源电路，其特征在于，所述电流镜（311）包括第八晶体管（M8）及第九晶体管（M9），所述第九晶体管（M9）与所述第二镜像支路的连接点为所述公共节点（B）；

当所述电流镜（311）经所述第二镜像支路（3122）接地时，所述第九晶体管（M9）的宽长比大于所述第八晶体管（M8）的宽长比，以使得所述第三电流大于所述第二电流；

当所述第二镜像支路（3122）经所述电流镜（311）接地时，所述第九晶体管（M9）的宽长比小于所述第八晶体管（M8）的宽长比，以使得所述第三电流小于所述第二电流。

12.如权利要求9所述的电流源电路，其特征在于，当所述电流镜（311）经所述第二镜像支路（3122）接地时，所述第三电流为所述第二电流的2-5倍；

当所述第二镜像支路（3122）经所述电流镜（311）接地时，所述第二电流为所述第三电流的2-5倍。

13.如权利要求11所述的电流源电路，其特征在于，当所述电流镜（311）经所述第二镜像支路（3122）接地时，所述第八晶体管（M8）的第一极和所述第九晶体管（M9）的第一极均连接电源端（VDD），所述第八晶体管（M8）的第二极连接所述第八晶体管（M8）的控制极、所述第九晶体管（M9）的控制极和所述第一镜像支\,路，所述第九晶体管（M9）的第二极连接所述第二镜像支路；

当所述第二镜像支路（3122）经所述电流镜（311）接地时，所述第八晶体管（M8）的第二极和所述第九晶体管（M9）的第二极均接地，所述第八晶体管（M8）的第一极连接所述第八晶体管（M8）的控制极、所述第九晶体管（M9）的控制极和所述第一镜像支路，所述第九晶体管（M9）的第一极连接所述第二镜像支路。

14.一种电流源系统，其特征在于，包括：

逻辑器件模块，用于进行逻辑运算或控制；

如权利要求1-13任意一项所述的电流源电路，所述控制输出端（Q）还用于在输出所述断开控制信号时向所述逻辑器件模块输出上电复位信号，以使所述逻辑器件模块复位。

15.一种芯片，其特征在于，包括：

如权利要求1-13任一项所述的电流源电路。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-13任一项所述的电流源电路，或者包括如权利要求15所述的芯片。

17.如权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为耳机或耳机充电盒。

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