TWI539740B - 偏壓電路 - Google Patents

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TWI539740B
TWI539740B TW104107261A TW104107261A TWI539740B TW I539740 B TWI539740 B TW I539740B TW 104107261 A TW104107261 A TW 104107261A TW 104107261 A TW104107261 A TW 104107261A TW I539740 B TWI539740 B TW I539740B
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Description

偏壓電路
本發明是有關於一種偏壓電路，特別是指一種定轉導值(constant transconductance)偏壓電路。
一種習知的定轉導值偏壓電路產生一個偏壓電壓來偏壓一個待偏壓轉導元件，使得待偏壓轉導元件的轉導值是恆定的。然而，習知的定轉導值偏壓電路在它的每一個內部轉導元件的電壓至電流轉換函數未能遵守預設定律(例如平方定律)時，可能無法正常操作。
因此，本發明之目的即在提供一種可以改善先前技術缺點的偏壓電路。
根據本發明的一個層面，該偏壓電路適用於偏壓一個待偏壓轉導元件，使得該待偏壓轉導元件的轉導值是恆定的。該偏壓電路包含一個轉換器及一個控制器。
該轉換器接收一個第一電流信號及一個第二電流信號，且根據該第一電流信號及該第二電流信號，產生一個第一電壓信號、一個第二電壓信號及一個用於偏壓該待偏壓轉導元件的偏壓電壓，其中： I2=N×I1，V1=T-1(I1-△Iin+B)+A，V2=T-1[(1/N)×(I2+N×B)]-△Iin×R+A，及Vb={Vm+△Iin×R×K或Vm-△Iin×R×K}，此處，I1及I2分別代表該第一電流信號的幅值及該第二電流信號的幅值，V1及V2分別代表該第一電壓信號的幅值及該第二電壓信號的幅值，Vb代表該偏壓電壓的幅值，T-1(．)代表一個關聯於該待偏壓轉導元件的電流至電壓反轉換函數，△Iin代表一個預設的參考電流信號的幅值，B代表一個預設電流值，A代表一個預設電壓值，N代表一個大於零的預設常數，R代表一個預設電阻值，m={1或2}，及K代表一個大於零且小於一的預設常數。
該控制器耦接到該轉換器，從該轉換器接收該第一電壓信號及該第二電壓信號，且根據該第一電壓信號及該第二電壓信號，產生給該轉換器的該第一電流信號及該第二電流信號，以使該第一電壓信號的幅值相同於該第二電壓信號的幅值。
根據本發明的另一個層面，該偏壓電路適用於偏壓一個待偏壓轉導元件，使得該待偏壓轉導元件的轉導值是恆定的。該偏壓電路包含一個轉換器及一個控制器。
該轉換器接收一個電壓信號，且根據該電壓信號，產生一個第一電流信號、一個第二電流信號及一個用於偏壓該待偏壓轉導元件的偏壓電壓，其中：I1=T(V0+△Iin×R+A)+B， I2=N×T(V0+A)+N×△Iin+N×B，及Vb={V0+△Iin×R×K或V0-△Iin×R×K}，此處，V0代表該電壓信號的幅值，I1及I2分別代表該第一電流信號的幅值及該第二電流信號的幅值，Vb代表該偏壓電壓的幅值，T(．)代表一個關聯於該待偏壓轉導元件的電壓至電流轉換函數，△Iin代表一個預設的參考電流信號的幅值，A代表一個預設電壓值，B代表一個預設電流值，N代表一個大於零的預設常數，R代表一個預設電阻值，及K代表一個大於零且小於一的預設常數。
該控制器耦接到該轉換器，從該轉換器接收該第一電流信號及該第二電流信號，且根據該第一電流信號及該第二電流信號，產生給該轉換器的該電壓信號，以使該第一電流信號的幅值相同於該第二電流信號的幅值的1/N倍。
本發明之功效在於：由於該偏壓電路在T(．)是平滑的且單調的時能正常操作，所以該偏壓電路相對較有彈性。
1‧‧‧偏壓電路
11‧‧‧轉換器
111‧‧‧第三轉導元件
112‧‧‧電阻串
113‧‧‧電流源
114‧‧‧第四轉導元件
131‧‧‧第三轉導元件
132‧‧‧緩衝器
133‧‧‧電阻串
134‧‧‧第一電流源
135‧‧‧第四轉導元件
136‧‧‧第二電流源
141‧‧‧第三轉導元件
142‧‧‧緩衝器
143‧‧‧電阻串
144‧‧‧第一電流源
145‧‧‧第四轉導元件
146‧‧‧第二電流源
151‧‧‧第三轉導元件
152‧‧‧第一電流源
153‧‧‧第四轉導元件
154‧‧‧緩衝器
155‧‧‧電阻串
156‧‧‧第二電流源
161‧‧‧第三轉導元件
162‧‧‧第四轉導元件
163‧‧‧第一電流源
164‧‧‧緩衝器
165‧‧‧電阻串
166‧‧‧第二電流源
12‧‧‧控制器
121‧‧‧放大器
122‧‧‧第一轉導元件
123‧‧‧第二轉導元件
2‧‧‧待偏壓轉導元件
3‧‧‧偏壓電路
31‧‧‧轉換器
311‧‧‧第一轉導元件
312‧‧‧電阻串
313‧‧‧第一電流源
314‧‧‧第二轉導元件
315‧‧‧第二電流源
331‧‧‧第一轉導元件
332‧‧‧電阻串
333‧‧‧第一電流源
334‧‧‧第二電流源
335‧‧‧第二轉導元件
341‧‧‧第一轉導元件
342‧‧‧第二轉導元件
343‧‧‧電阻串
344‧‧‧第一電流源
345‧‧‧第二電流源
351‧‧‧第一轉導元件
352‧‧‧第一電流源
353‧‧‧第二轉導元件
354‧‧‧電阻串
355‧‧‧第二電流源
32‧‧‧控制器
321‧‧‧第一電阻
322‧‧‧第二電阻
323‧‧‧放大器
4‧‧‧待偏壓轉導元件
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一個示意方塊圖，說明本發明偏壓電路的第一實施例；圖2是一個示意電路方塊圖，說明第一實施例的第一示範性實施態樣； 圖3是一個示意電路方塊圖，說明第一實施例的第二示範性實施態樣；圖4是一個示意電路方塊圖，說明第一實施例的第三示範性實施態樣；圖5是一個示意電路方塊圖，說明第一實施例的第四示範性實施態樣；圖6是一個示意電路方塊圖，說明第一實施例的第五示範性實施態樣；圖7是一個示意方塊圖，說明本發明偏壓電路的第二實施例；圖8是一個示意電路方塊圖，說明第二實施例的第一示範性實施態樣；圖9是一個示意電路方塊圖，說明第二實施例的第二示範性實施態樣；圖10是一個示意電路方塊圖，說明第二實施例的第三示範性實施態樣；及圖11是一個示意電路方塊圖，說明第二實施例的第四示範性實施態樣。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明偏壓電路1的第一實施例適用於偏壓一個待偏壓轉導元件2，使得待偏壓轉導元件2的轉導值是恆定的。待偏壓轉導元件2的電壓至電流轉換函數 為P×T(．)，其中，P是一個大於零的預設常數(即P>0)，且T(．)是平滑的且單調的(例如單調遞增或單調遞減)。例如，待偏壓轉導元件2可以是一個N型金氧半場效電晶體(MOSFET)，且P關聯於其寬長比。偏壓電路1包含一個轉換器11及一個控制器12。
轉換器11接收一個第一電流信號i1及一個第二電流信號i2，且根據第一電流信號i1及第二電流信號i2，產生一個第一電壓信號v1、一個第二電壓信號v2及一個用於偏壓待偏壓轉導元件2的偏壓電壓vb。
在本實施例中，轉換器11可以是根據第一電流信號i1、第二電流信號i2、第一電壓信號v1、第二電壓信號v2及偏壓電壓vb之間的預設關係來被設計。預設關係可以由下列方程式來表示：I2=N×I1， 方程式1
V1=T-1(I1-△Iin+B)+A， 方程式2
V2=T-1[(1/N)×(I2+N×B)]-△Iin×R+A， 方程式3
Vb={Vm+△Iin×R×K或Vm-△Iin×R×K}， 方程式4此處，I1及I2分別代表第一電流信號i1的幅值及第二電流信號i2的幅值，V1及V2分別代表第一電壓信號v1的幅值及第二電壓信號v2的幅值，Vb代表偏壓電壓vb的幅值，T-1(．)代表一個關聯於待偏壓轉導元件2的電流至電壓反轉換函數(即T-1(．)是T(．)的相反)，△Iin代表一個預設的參考電流信號△iin(見圖2)的幅值，B代表一個預設電流值，A代表一個預設電壓值，N代表一個大於零的預設常數 (即N>0)，R代表一個預設電阻值，m={1或2}，及K代表一個大於零且小於一的預設常數(即0<K<1)。這些參數的細節將於下列實施態樣中說明。較佳地，參考電流信號△iin(見圖2)是恆定的，且其幅值是根據待偏壓轉導元件2的一個輸出電流的期望擺幅來被決定(即幅值正比於期望擺幅)。
控制器12耦接到轉換器11，從轉換器11接收第一電壓信號v1及第二電壓信號v2，且根據第一電壓信號v1及第二電壓信號v2，產生給轉換器11的第一電流信號i1及第二電流信號i2，以使第一電壓信號v1的幅值相同於第二電壓信號v2的幅值(即V1=V2)。
方程式2可以改寫為I1-△Iin+B=T(V1-A)。由於I2=N×I1且V2=V1，方程式3可以改寫為I1+B=T(V1+△Iin×R-A)。無論T(．)的一階導數是單調遞增或單調遞減，待偏壓轉導元件2的大信號轉導值與關聯於偏壓電路1及待偏壓轉導元件2的製程、電源供應電壓及溫度無關，且相同於P×[(I1+B)-(I1-△Iin+B)]/[(V1+△Iin×R-A)-(V1-A)]=P/R。此外，K被配置為最小化待偏壓轉導元件2的小信號轉導值對製程、電源供應電壓及溫度的相依性。
圖2說明偏壓電路1的第一示範性實施態樣。在第一示範性實施態樣中，第一電流信號i1、第二電流信號i2及參考電流信號△iin都是類比電流信號，且第一電壓信號v1及第二電壓信號v2都是類比電壓信號。
此外，控制器12包括一個放大器121、一個第一轉導元件122及一個第二轉導元件123。
放大器121具有一個耦接到轉換器11以接收第一電壓信號v1的第一輸入端、一個耦接到轉換器11以接收第二電壓信號v2的第二輸入端，及一個輸出端。放大器121根據第一電壓信號v1及第二電壓信號v2產生一個控制電壓，且在其輸出端輸出控制電壓。
第一轉導元件122具有一個耦接到放大器121的輸出端以接收控制電壓的第一端，及一個耦接到轉換器11的第二端。第一轉導元件122將控制電壓轉換成第一電流信號i1，且在其第二端輸出第一電流信號i1。
第二轉導元件123具有一個耦接到放大器121的輸出端以接收控制電壓的第一端，及一個耦接到轉換器11的第二端。第二轉導元件123將控制電壓轉換成第二電流信號i2，且在其第二端輸出第二電流信號i2。第二轉導元件123的轉導值為第一轉導元件122的轉導值的N倍，以使第二電流信號i2的幅值為第一電流信號i1的幅值的N倍(即I2=N×I1)。
在本實施態樣中，第一轉導元件122及第二轉導元件123的每一個是例如一個P型金氧半場效電晶體，其具有一個作為第一端的閘極端、一個作為第二端的汲極端，及一個耦接到一個參考節點(其被供應電源供應電壓vdd)的源極端。第二轉導元件123的寬長比為第一轉導元件122的寬長比的N倍。
在本實施態樣中，B、A及Vb被設計為B=0、A=△Iin×R及Vb=V1-△Iin×R×K，使得方程式2變成V1=T-1(I1-△Iin)+△Iin×R，且方程式3變成V2=T-1[(1/N)×I2]。轉換器11是根據方程式2及方程式3來被配置，且包括一個第三轉導元件111、一個電阻串112、一個電流源113及一個第四轉導元件114。
第三轉導元件111具有一個第一端及一個第二端。第三轉導元件111的第二端耦接到控制器12的放大器121的第一輸入端及控制器12的第一轉導元件122的第二端。第三轉導元件111從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
電阻串112具有一個耦接到第三轉導元件111的第二端的第一末端、一個耦接到第三轉導元件111的第一端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串112在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串112在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
電流源113耦接到第三轉導元件111的第一端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串112，且構成第一電流信號i1的一部分。
第四轉導元件114具有一個第一端及一個第二端。第四轉導元件114的第二端耦接到第四轉導元件114的第一端、控制器12的放大器121的第二輸入端及控制器12的第二轉導元件123的第二端。第四轉導元件114從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
在本實施態樣中，第三轉導元件111及第四轉導元件114的每一個是例如一個N型金氧半場效電晶體，其具有一個作為第一端的閘極端、一個作為第二端的汲極端，及一個接地的源極端。第四轉導元件114的寬長比為第三轉導元件111的寬長比的N倍。待偏壓轉導元件2的寬長比為第三轉導元件111的寬長比的P倍。值得注意的是，第三轉導元件111、第四轉導元件114及待偏壓轉導元件2可以都操作在飽和區或次臨界區。
在操作中，第一電流信號i1被分成流經電阻串112的參考電流信號△iin，及一個幅值為I1-△Iin且流經第三轉導元件111的電流。第三轉導元件111迫使電阻串112的第二末端上的電壓的幅值為T-1(I1-△Iin)。電阻串112及電流源113共同迫使第一電壓信號v1的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V1=T-1(I1-△Iin)+△Iin×R及Vb=V1-△Iin×R×K。此外，第二電流信號i2流經第四轉導元件114。第四轉導元件114迫使第二電壓信號v2的幅值為V2=T-1[(1/N)×I2]。
在本實施態樣中，由於第三轉導元件111、第四轉導元件114及待偏壓轉導元件2的電壓至電流轉換函數都是單調遞增，且由於其一階導數都是單調遞增，放大器121的第一輸入端及第二輸入端分別為非反相輸入端及反相輸入端，以使第一電壓信號v1的幅值相同於第二電壓信號v2的幅值(即V1=V2)。然而，在其它實施例中，當第三轉導元件111、第四轉導元件114及待偏壓轉導元件2都 為電壓至電流轉換函數是單調遞增且電壓至電流轉換函數的一階導數是單調遞減的元件時，放大器121的第一輸入端及第二輸入端分別為反相輸入端及非反相輸入端，以使第一電壓信號v1的幅值相同於第二電壓信號v2的幅值(即V1=V2)。
圖3說明偏壓電路1的第二示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於B=△Iin及轉換器11的配置。
由於B=△Iin且A=△Iin×R，方程式2變成V1=T-1(I1)+△Iin×R，且方程式3變成V2=T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]。
轉換器11包括一個第三轉導元件131、一個緩衝器132、一個電阻串133、一個第一電流源134、一個第四轉導元件135及一個第二電流源136。
第三轉導元件131(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第三轉導元件131的第二端耦接到控制器12的放大器121的第一輸入端及控制器12的第一轉導元件122的第二端。第三轉導元件131從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
緩衝器132具有一個耦接到第三轉導元件131的第二端的輸入端，及一個輸出端。
電阻串133具有一個耦接到緩衝器132的輸出端的第一末端、一個耦接到第三轉導元件131的第一端的 第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串133在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串133在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第一電流源134耦接到第三轉導元件131的第一端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串133。
第四轉導元件135(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第四轉導元件135的第二端耦接到第四轉導元件135的第一端、控制器12的放大器121的第二輸入端及控制器12的第二轉導元件123的第二端。第四轉導元件135從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
第二電流源136耦接到第四轉導元件135的第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia流經第四轉導元件135。
在操作中，第一電流信號i1流經第三轉導元件131。第三轉導元件131迫使電阻串133的第二末端上的電壓的幅值為T-1(I1)。緩衝器132、電阻串133及第一電流源134共同迫使第一電壓信號v1的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V1=T-1(I1)+△Iin×R及Vb=V1-△Iin×R×K。此外，第二電流信號i2及輔助電流△ia被合併成一個幅值為I2+N×△Iin且流經第四轉導元件135的電流。第四轉導元件135迫使第二電壓信號v2的幅值為V2= T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]。
圖4說明偏壓電路1的第三示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於B=△Iin及轉換器11的配置。
由於B=△Iin且A=△Iin×R，方程式2變成V1=T-1(I1)+△Iin×R，且方程式3變成V2=T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]。
轉換器11包括一個第三轉導元件141、一個緩衝器142、一個電阻串143、一個第一電流源144、一個第四轉導元件145及一個第二電流源146。
第三轉導元件141(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第三轉導元件141的第二端耦接到第三轉導元件141的第一端及控制器12的第一轉導元件122的第二端。第三轉導元件141從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
緩衝器142具有一個耦接到第三轉導元件141的第二端的輸入端，及一個輸出端。
電阻串143具有一個耦接到控制器12的放大器121的第一輸入端的第一末端、一個耦接到緩衝器142的輸出端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串143在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串143在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第一電流源144耦接到電阻串143的第一末端 ，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串143。
第四轉導元件145(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第四轉導元件145的第二端耦接到第四轉導元件145的第一端、控制器12的放大器121的第二輸入端及控制器12的第二轉導元件123的第二端。第四轉導元件145從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
第二電流源146耦接到第四轉導元件145的第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia流經第四轉導元件145。
在操作中，第一電流信號i1流經第三轉導元件141。第三轉導元件141迫使緩衝器142的輸入端上的電壓的幅值為T-1(I1)。緩衝器142、電阻串143及第一電流源144共同迫使第一電壓信號v1的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V1=T-1(I1)+△Iin×R及Vb=V1-△Iin×R×K。此外，第二電流信號i2及輔助電流△ia被合併成一個幅值為I2+N×△Iin且流經第四轉導元件145的電流。第四轉導元件145迫使第二電壓信號v2的幅值為V2=T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]。
圖5說明偏壓電路1的第四示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於A=0、Vb=V2+△Iin×R×K及轉換器11 的配置。
由於B=0且A=0，方程式2變成V1=T-1(I1-△Iin)，且方程式3變成V2=T-1[(1/N)×I2]-△Iin×R。
轉換器11包括一個第三轉導元件151、一個第一電流源152、一個第四轉導元件153、一個緩衝器154、一個電阻串155及一個第二電流源156。
第三轉導元件151(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第三轉導元件151的第二端耦接到第三轉導元件151的第一端、控制器12的放大器121的第一輸入端及控制器12的第一轉導元件122的第二端。第三轉導元件151從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
第一電流源152耦接到第三轉導元件151的第二端，且提供一個幅值為△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia構成第一電流信號i1的一部分。
第四轉導元件153(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第四轉導元件153的第二端耦接到第四轉導元件153的第一端及控制器12的第二轉導元件123的第二端。第四轉導元件153從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
緩衝器154具有一個耦接到第四轉導元件153的第二端的輸入端，及一個輸出端。
電阻串155具有一個耦接到控制器12的放大器121的第二輸入端的第一末端、一個耦接到緩衝器154的輸出端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串155在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串155在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第二電流源156耦接到電阻串155的第一末端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串155。
在操作中，第一電流信號i1被分成輔助電流△ia，及一個幅值為I1-△Iin且流經第三轉導元件151的電流。第三轉導元件151迫使第一電壓信號v1的幅值為V1=T-1(I1-△Iin)。此外，第二電流信號i2流經第四轉導元件153。第四轉導元件153迫使緩衝器154的輸入端上的電壓的幅值為T-1[(1/N)×I2]。緩衝器154、電阻串155及第二電流源156共同迫使第二電壓信號v2的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V2=T-1[(1/N)×I2]-△Iin×R及Vb=V2+△Iin×R×K。
圖6說明偏壓電路1的第五示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於B=△Iin、A=0、Vb=V2+△Iin×R×K及轉換器11的配置。
由於B=△Iin且A=0，方程式2變成V1=T-1(I1)，且方程式3變成V2=T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]-△Iin×R。
轉換器11包括一個第三轉導元件161、一個第四轉導元件162、一個第一電流源163、一個緩衝器164、一個電阻串165及一個第二電流源166。
第三轉導元件161(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第三轉導元件161的第二端耦接到第三轉導元件161的第一端、控制器12的放大器121的第一輸入端及控制器12的第一轉導元件122的第二端。第三轉導元件161從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
第四轉導元件162(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)及一個第二端(例如一個汲極端)。第四轉導元件162的第二端耦接到第四轉導元件162的第一端及控制器12的第二轉導元件123的第二端。第四轉導元件162從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
第一電流源163耦接到第四轉導元件162的第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia流經第四轉導元件162。
緩衝器164具有一個耦接到第四轉導元件162的第二端的輸入端，及一個輸出端。
電阻串165具有一個耦接到控制器12的放大器121的第二輸入端的第一末端、一個耦接到緩衝器164的輸出端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻 串165在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串165在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第二電流源166耦接到電阻串165的第一末端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串165。
在操作中，第一電流信號i1流經第三轉導元件161。第三轉導元件161迫使第一電壓信號v1的幅值為V1=T-1(I1)。此外，第二電流信號i2及輔助電流△ia被合併成一個幅值為I2+N×△Iin且流經第四轉導元件162的電流。第四轉導元件162迫使緩衝器164的輸入端上的電壓的幅值為T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]。緩衝器164、電阻串165及第二電流源166共同迫使第二電壓信號v2的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V2=T-1[(1/N)×(I2+N×△Iin)]-△Iin×R及Vb=V2+△Iin×R×K。
值得注意的是，在偏壓電路1的其它實施態樣中，第一電流信號i1、第二電流信號i2及參考電流信號△iin可以都是電流的數位表示，且第一電壓信號v1及第二電壓信號v2可以都是電壓的數位表示。此時，例如轉換器11除了第三轉導元件及第四轉導元件之外的所有組件的功能及控制器12的功能可以以數位方式執行。
綜上所述，本實施例的偏壓電路1具有以下優點：
1.由於偏壓電路1在T(．)是平滑的且單調的時能正常操作，相較於習知的定轉導值偏壓電路，偏壓電路1相對較 有彈性。
2.藉由適當配置的K，無論待偏壓轉導元件2被用在大信號操作或小信號操作，偏壓電路1能被用來偏壓待偏壓轉導元件2。
3.當參考電流信號△iin是恆定的時，待偏壓轉導元件2響應一個幅值為△Iin×R的輸入電壓所產生的輸出電流的實際擺幅與製程、電源供應電壓及溫度無關。
4.當參考電流信號△iin的幅值是根據待偏壓轉導元件2的輸出電流的期望擺幅來被決定時，待偏壓轉導元件2響應幅值為△Iin×R的輸入電壓所產生的輸出電流的實際擺幅相對較為線性。
參閱圖7，本發明偏壓電路3的第二實施例適用於偏壓一個待偏壓轉導元件4，使得待偏壓轉導元件4的轉導值是恆定的。待偏壓轉導元件4的電壓至電流轉換函數為P×T(．)，其中，P是一個大於零的預設常數(即P>0)，且T(．)是平滑的且單調的(例如單調遞增或單調遞減)。例如，待偏壓轉導元件4可以是一個N型金氧半場效電晶體，且P關聯於其寬長比。偏壓電路3包含一個轉換器31及一個控制器32。
轉換器31接收一個電壓信號v0，且根據電壓信號v0，產生一個第一電流信號i1、一個第二電流信號i2及一個用於偏壓待偏壓轉導元件4的偏壓電壓vb。
在本實施例中，轉換器31可以是根據電壓信號v0、第一電流信號i1、第二電流信號i2及偏壓電壓vb之 間的預設關係來被設計。預設關係可以由下列方程式來表示：I1=T(V0+△Iin×R+A)+B， 方程式5
I2=N×T(V0+A)+N×△Iin+N×B， 方程式6
Vb={V0+△Iin×R×K或V0-△Iin×R×K}， 方程式7此處，V0代表電壓信號v0的幅值，I1及I2分別代表第一電流信號i1的幅值及第二電流信號i2的幅值，Vb代表偏壓電壓vb的幅值，T(．)代表一個關聯於待偏壓轉導元件4的電壓至電流轉換函數，△Iin代表一個預設的參考電流信號△iin(見圖8)的幅值，A代表一個預設電壓值，B代表一個預設電流值，N代表一個大於零的預設常數(即N>0)，R代表一個預設電阻值，及K代表一個大於零且小於一的預設常數(即0<K<1)。這些參數的細節將於下列實施態樣中說明。較佳地，參考電流信號△iin(見圖8)是恆定的，且其幅值是根據待偏壓轉導元件4的一個輸出電流的期望擺幅來被決定(即幅值正比於期望擺幅)。
控制器32耦接到轉換器31，從轉換器31接收第一電流信號i1及第二電流信號i2，且根據第一電流信號i1及第二電流信號i2，產生給轉換器31的電壓信號v0，以使第一電流信號i1的幅值相同於第二電流信號i2的幅值的1/N倍(即I1=(1/N)×I2)。
方程式5可以改寫為I1-B=T(V0+△Iin×R+A)。由於I1=(1/N)×I2，方程式6可以改寫為I1-△Iin-B=T(V0+A)。無論T(．)的一階導數是單調遞增或單調遞減，待 偏壓轉導元件4的大信號轉導值與關聯於偏壓電路3及待偏壓轉導元件4的製程、電源供應電壓及溫度無關，且相同於P×[(I1-B)-(I1-△Iin-B)]/[(V0+△Iin×R+A)-(V0+A)]=P/R。此外，K被配置為最小化待偏壓轉導元件4的小信號轉導值對製程、電源供應電壓及溫度的相依性。
圖8說明偏壓電路3的第一示範性實施態樣。在第一示範性實施態樣中，電壓信號v0是一個類比電壓信號，且第一電流信號i1、第二電流信號i2及參考電流信號△iin都是類比電流信號。
此外，控制器32包括一個第一電阻321、一個第二電阻322及一個放大器323。
第一電阻321具有一個耦接到轉換器31以接收第一電流信號i1的第一端，及一個耦接到一個參考節點(其被供應電源供應電壓vdd)的第二端。
第二電阻322具有一個耦接到轉換器31以接收第二電流信號i2的第一端，及一個耦接到第一電阻321的第二端的第二端。第二電阻322的電阻值為第一電阻321的電阻值的1/N倍。
放大器323具有一個耦接到第一電阻321的第一端的第一輸入端、一個耦接到第二電阻322的第一端的第二輸入端，及一個耦接到轉換器31的輸出端。放大器323根據第一電阻321的第一端上的電壓及第二電阻322的第一端上的電壓產生電壓信號v0，且在其輸出端輸出電壓信號v0。
在本實施態樣中，A、B及Vb被設計為A=0、B=0及Vb=V0+△Iin×R×K，使得方程式5變成I1=T(V0+△Iin×R)，且方程式6變成I2=N×T(V0)+N×△Iin。轉換器31是根據方程式5及方程式6來被配置，且包括一個第一轉導元件311、一個電阻串312、一個第一電流源313、一個第二轉導元件314及一個第二電流源315。
第一轉導元件311具有一個第一端，及一個耦接到控制器32的第一電阻321的第一端的第二端。第一轉導元件311從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
電阻串312具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一末端、一個耦接到第一轉導元件311的第一端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串312在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串312在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第一電流源313耦接到第一轉導元件311的第一端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串312。
第二轉導元件314具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一端，及一個耦接到控制器32的第二電阻322的第一端的第二端。第二轉導元件314從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
第二電流源315耦接到第二轉導元件314的第 二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia構成第二電流信號i2的一部分。
在本實施態樣中，第一轉導元件311及第二轉導元件314的每一個是例如一個N型金氧半場效電晶體，其具有一個作為第一端的閘極端、一個作為第二端的汲極端，及一個接地的源極端。第二轉導元件314的寬長比為第一轉導元件311的寬長比的N倍。待偏壓轉導元件4的寬長比為第一轉導元件311的寬長比的P倍。值得注意的是，第一轉導元件311、第二轉導元件314及待偏壓轉導元件4可以都操作在飽和區或次臨界區。
在操作中，電阻串312及第一電流源313共同迫使第一轉導元件311的第一端上的電壓的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V0+△Iin×R及Vb=V0+△Iin×R×K。第一轉導元件311產生幅值為I1=T(V0+△Iin×R)的第一電流信號i1。此外，第二轉導元件314產生一個幅值為N×T(V0)的電流。第二電流信號i2包括第二轉導元件314所產生的電流及輔助電流△ia，且其幅值為I2=N×T(V0)+N×△Iin。
在本實施態樣中，由於第一轉導元件311、第二轉導元件314及待偏壓轉導元件4的電壓至電流轉換函數都是單調遞增，且由於其一階導數都是單調遞增，放大器323的第一輸入端及第二輸入端分別為反相輸入端及非反相輸入端，以使第一電流信號i1的幅值相同於第二電流信號i2的幅值的1/N倍(即I1=(1/N)×I2)。然而，在其它實施例中，當第一轉導元件311、第二轉導元件314及待偏壓 轉導元件4都為電壓至電流轉換函數是單調遞增且電壓至電流轉換函數的一階導數是單調遞減的元件時，放大器323的第一輸入端及第二輸入端分別為非反相輸入端及反相輸入端，以使第一電流信號i1的幅值相同於第二電流信號i2的幅值的1/N倍(即I1=(1/N)×I2)。
圖9說明偏壓電路3的第二示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於B=-△Iin及轉換器31的配置。
由於A=0且B=-△Iin，方程式5變成I1=T(V0+△Iin×R)-△Iin，且方程式6變成I2=N×T(V0)。
轉換器31包括一個第一轉導元件331、一個電阻串332、一個第一電流源333、一個第二電流源334及一個第二轉導元件335。
第一轉導元件331(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)，及一個耦接到控制器32的第一電阻321的第一端的第二端(例如一個汲極端)。第一轉導元件331從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
電阻串332具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一末端、一個耦接到第一轉導元件331的第一端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串332在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串332在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第一電流源333耦接到第一轉導元件331的第一端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串332。
第二電流源334耦接到第一轉導元件331的第二端，且提供一個幅值為△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia流經第一轉導元件331。
第二轉導元件335(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一端(例如一個閘極端)，及一個耦接到控制器32的第二電阻322的第一端的第二端(例如一個汲極端)。第二轉導元件335從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
在操作中，電阻串332及第一電流源333共同迫使第一轉導元件331的第一端上的電壓的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V0+△Iin×R及Vb=V0+△Iin×R×K。第一轉導元件331產生一個幅值為T(V0+△Iin×R)的電流。第一轉導元件331所產生的電流包括輔助電流△ia及幅值為I1=T(V0+△Iin×R)-△Iin的第一電流信號i1。此外，第二轉導元件335產生幅值為I2=N×T(V0)的第二電流信號i2。
圖10說明偏壓電路3的第三示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於A=-△Iin×R、Vb=V0-△Iin×R×K及轉換器31的配置。
由於A=-△Iin×R且B=0，方程式5變成I1= T(V0)，且方程式6變成I2=N×T(V0-△Iin×R)+N×△Iin。
轉換器31包括一個第一轉導元件341、一個第二轉導元件342、一個電阻串343、一個第一電流源344及一個第二電流源345。
第一轉導元件341(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一端(例如一個閘極端)，及一個耦接到控制器32的第一電阻321的第一端的第二端(例如一個汲極端)。第一轉導元件341從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
第二轉導元件342(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)，及一個耦接到控制器32的第二電阻322的第一端的第二端(例如一個汲極端)。第二轉導元件342從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
電阻串343具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一末端、一個耦接到第二轉導元件342的第一端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串343在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串343在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第一電流源344耦接到第二轉導元件342的第一端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串343。
第二電流源345耦接到第二轉導元件342的第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia構成第二電流信號i2的一部分。
在操作中，第一轉導元件341產生幅值為I1=T(V0)的第一電流信號i1。此外，電阻串343及第一電流源344共同迫使第二轉導元件342的第一端上的電壓的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為V0-△Iin×R及Vb=V0-△Iin×R×K。第二轉導元件342產生一個幅值為N×T(V0-△Iin×R)的電流。第二電流信號i2包括第二轉導元件342所產生的電流及輔助電流△ia，且其幅值為I2=N×T(V0-△Iin×R)+N×△Iin。
圖11說明偏壓電路3的第四示範性實施態樣，其是第一示範性實施態樣的變形，且與第一示範性實施態樣不同的地方在於A=-△Iin×R、B=-△Iin、Vb=V0-△Iin×R×K及轉換器31的配置。
由於A=-△Iin×R且B=-△Iin，方程式5變成I1=T(V0)-△Iin，且方程式6變成I2=N×T(V0-△Iin×R)。
轉換器31包括一個第一轉導元件351、一個第一電流源352、一個第二轉導元件353、一個電阻串354及一個第二電流源355。
第一轉導元件351(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一端(例如一個閘極端)，及一個耦接到控制器32的第一電阻321的第一端的第二端(例如一個汲極端)。第一 轉導元件351從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)。
第一電流源352耦接到第一轉導元件351的第二端，且提供一個幅值為△Iin的輔助電流△ia。輔助電流△ia流經第一轉導元件351。
第二轉導元件353(例如一個N型金氧半場效電晶體)具有一個第一端(例如一個閘極端)，及一個耦接到控制器32的第二電阻322的第一端的第二端(例如一個汲極端)。第二轉導元件353從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
電阻串354具有一個耦接到控制器32的放大器323的輸出端的第一末端、一個耦接到第二轉導元件353的第一端的第二末端，及一個提供偏壓電壓vb的中間端。電阻串354在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R。電阻串354在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R。
第二電流源355耦接到第二轉導元件353的第一端，且提供參考電流信號△iin。參考電流信號△iin流經電阻串354。
在操作中，第一轉導元件351產生一個幅值為T(V0)的電流。第一轉導元件351所產生的電流包括輔助電流△ia及幅值為I1=T(V0)-△Iin的第一電流信號i1。此外，電阻串354及第二電流源355共同迫使第二轉導元件353的第一端上的電壓的幅值及偏壓電壓vb的幅值分別為 V0-△Iin×R及Vb=V0-△Iin×R×K。第二轉導元件353產生幅值I2=N×T(V0-△Iin×R)的第二電流信號i2。
值得注意的是，在偏壓電路3的其它實施態樣中，電壓信號v0可以是電壓的數位表示，且第一電流信號i1、第二電流信號i2及參考電流信號△iin可以都是電流的數位表示。此時，例如轉換器31除了第一轉導元件及第二轉導元件之外的所有組件的功能及控制器32的功能可以以數位方式執行。
綜上所述，本實施例的偏壓電路3具有以下優點：
1.由於偏壓電路3在T(．)是平滑的且單調的時能正常操作，相較於習知的定轉導值偏壓電路，偏壓電路3相對較有彈性。
2.藉由適當配置的K，無論待偏壓轉導元件4被用在大信號操作或小信號操作，偏壓電路3能被用來偏壓待偏壓轉導元件4。
3.當參考電流信號△iin是恆定的時，待偏壓轉導元件4響應一個幅值為△Iin×R的輸入電壓所產生的輸出電流的實際擺幅與製程、電源供應電壓及溫度無關。
4.當參考電流信號△iin的幅值是根據待偏壓轉導元件4的輸出電流的期望擺幅來被決定時，待偏壓轉導元件4響應幅值為△Iin×R的輸入電壓所產生的輸出電流的實際擺幅相對較為線性。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當 不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧偏壓電路
11‧‧‧轉換器
12‧‧‧控制器
2‧‧‧待偏壓轉導元件

Claims (17)

  1. 一種偏壓電路，適用於偏壓一個待偏壓轉導元件，使得該待偏壓轉導元件的轉導值是恆定的，該偏壓電路包含：一個轉換器，接收一個第一電流信號及一個第二電流信號，且根據該第一電流信號及該第二電流信號，產生一個第一電壓信號、一個第二電壓信號及一個用於偏壓該待偏壓轉導元件的偏壓電壓，其中，I2=N×I1，V1=T-1(I1-△Iin+B)+A，V2=T-1[(1/N)×(I2+N×B)]-△Iin×R+A，及Vb={Vm+△Iin×R×K或Vm-△Iin×R×K}，此處，I1及I2分別代表該第一電流信號的幅值及該第二電流信號的幅值，V1及V2分別代表該第一電壓信號的幅值及該第二電壓信號的幅值，Vb代表該偏壓電壓的幅值，T-1(．)代表一個關聯於該待偏壓轉導元件的電流至電壓反轉換函數，△Iin代表一個預設的參考電流信號的幅值，B代表一個預設電流值，A代表一個預設電壓值，N代表一個大於零的預設常數，R代表一個預設電阻值，m={1或2}，及K代表一個大於零且小於一的預設常數；及一個控制器，耦接到該轉換器，從該轉換器接收該第一電壓信號及該第二電壓信號，且根據該第一電壓信號及該第二電壓信號，產生給該轉換器的該第一電流信 號及該第二電流信號，以使該第一電壓信號的幅值相同於該第二電壓信號的幅值。
  2. 如請求項1所述的偏壓電路，其中，該參考電流信號是恆定的。
  3. 如請求項1所述的偏壓電路，其中，該第一電流信號、該第二電流信號及該參考電流信號都是類比電流信號，且該第一電壓信號及該第二電壓信號都是類比電壓信號。
  4. 如請求項3所述的偏壓電路，其中，該控制器包括：一個放大器，具有一個耦接到該轉換器以接收該第一電壓信號的第一輸入端、一個耦接到該轉換器以接收該第二電壓信號的第二輸入端，及一個輸出端，該放大器根據該第一電壓信號及該第二電壓信號產生一個控制電壓，且在其輸出端輸出該控制電壓；一個第一轉導元件，具有一個耦接到該放大器的該輸出端以接收該控制電壓的第一端，及一個耦接到該轉換器的第二端，該第一轉導元件將該控制電壓轉換成該第一電流信號，且在其第二端輸出該第一電流信號；及一個第二轉導元件，具有一個耦接到該放大器的該輸出端以接收該控制電壓的第一端，及一個耦接到該轉換器的第二端，該第二轉導元件將該控制電壓轉換成該第二電流信號，且在其第二端輸出該第二電流信號。
  5. 如請求項4所述的偏壓電路，其中，B=0，A=△Iin×R，且該轉換器包括： 一個第三轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第三轉導元件的該第二端耦接到該控制器的該放大器的該第一輸入端及該控制器的該第一轉導元件的該第二端，該第三轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個電阻串，具有一個耦接到該第三轉導元件的該第二端的第一末端、一個耦接到該第三轉導元件的該第一端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；一個電流源，耦接到該第三轉導元件的該第一端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串，且構成該第一電流信號的一部分；及一個第四轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第四轉導元件的該第二端耦接到該第四轉導元件的該第一端、該控制器的該放大器的該第二輸入端及該控制器的該第二轉導元件的該第二端，該第四轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
  6. 如請求項4所述的偏壓電路，其中，B=△Iin，A=△Iin×R，且該轉換器包括：一個第三轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第三轉導元件的該第二端耦接到該控制器的該放大 器的該第一輸入端及該控制器的該第一轉導元件的該第二端，該第三轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個緩衝器，具有一個耦接到該第三轉導元件的該第二端的輸入端，及一個輸出端；一個電阻串，具有一個耦接到該緩衝器的該輸出端的第一末端、一個耦接到該第三轉導元件的該第一端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；一個第一電流源，耦接到該第三轉導元件的該第一端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串；一個第四轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第四轉導元件的該第二端耦接到該第四轉導元件的該第一端、該控制器的該放大器的該第二輸入端及該控制器的該第二轉導元件的該第二端，該第四轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；及一個第二電流源，耦接到該第四轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流，該輔助電流流經該第四轉導元件。
  7. 如請求項4所述的偏壓電路，其中，B=△Iin，A=△Iin×R，且該轉換器包括： 一個第三轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第三轉導元件的該第二端耦接到該第三轉導元件的該第一端及該控制器的該第一轉導元件的該第二端，該第三轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個緩衝器，具有一個耦接到該第三轉導元件的該第二端的輸入端，及一個輸出端；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該第一輸入端的第一末端、一個耦接到該緩衝器的該輸出端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；一個第一電流源，耦接到該電阻串的該第一末端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串；一個第四轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第四轉導元件的該第二端耦接到該第四轉導元件的該第一端、該控制器的該放大器的該第二輸入端及該控制器的該第二轉導元件的該第二端，該第四轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；及一個第二電流源，耦接到該第四轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流，該輔助電 流流經該第四轉導元件。
  8. 如請求項4所述的偏壓電路，其中，B=0，A=0，且該轉換器包括：一個第三轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第三轉導元件的該第二端耦接到該第三轉導元件的該第一端、該控制器的該放大器的該第一輸入端及該控制器的該第一轉導元件的該第二端，該第三轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個第一電流源，耦接到該第三轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為△Iin的輔助電流，該輔助電流構成該第一電流信號的一部分；一個第四轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第四轉導元件的該第二端耦接到該第四轉導元件的該第一端及該控制器的該第二轉導元件的該第二端，該第四轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；一個緩衝器，具有一個耦接到該第四轉導元件的該第二端的輸入端，及一個輸出端；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該第二輸入端的第一末端、一個耦接到該緩衝器的該輸出端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；及 一個第二電流源，耦接到該電阻串的該第一末端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串。
  9. 如請求項4所述的偏壓電路，其中，B=△Iin，A=0，且該轉換器包括：一個第三轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第三轉導元件的該第二端耦接到該第三轉導元件的該第一端、該控制器的該放大器的該第一輸入端及該控制器的該第一轉導元件的該第二端，該第三轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個第四轉導元件，具有一個第一端及一個第二端，該第四轉導元件的該第二端耦接到該第四轉導元件的該第一端及該控制器的該第二轉導元件的該第二端，該第四轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；一個第一電流源，耦接到該第四轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流，該輔助電流流經該第四轉導元件；一個緩衝器，具有一個耦接到該第四轉導元件的該第二端的輸入端，及一個輸出端；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該第二輸入端的第一末端、一個耦接到該緩衝器的該輸出端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R ，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；及一個第二電流源，耦接到該電阻串的該第一末端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串。
  10. 一種偏壓電路，適用於偏壓一個待偏壓轉導元件，使得該待偏壓轉導元件的轉導值是恆定的，該偏壓電路包含：一個轉換器，接收一個電壓信號，且根據該電壓信號，產生一個第一電流信號、一個第二電流信號及一個用於偏壓該待偏壓轉導元件的偏壓電壓，其中，I1=T(V0+△Iin×R+A)+B，I2=N×T(V0+A)+N×△Iin+N×B，及Vb={V0+△Iin×R×K或V0-△Iin×R×K}，此處，V0代表該電壓信號的幅值，I1及I2分別代表該第一電流信號的幅值及該第二電流信號的幅值，Vb代表該偏壓電壓的幅值，T(．)代表一個關聯於該待偏壓轉導元件的電壓至電流轉換函數，△Iin代表一個預設的參考電流信號的幅值，A代表一個預設電壓值，B代表一個預設電流值，N代表一個大於零的預設常數，R代表一個預設電阻值，及K代表一個大於零且小於一的預設常數；及一個控制器，耦接到該轉換器，從該轉換器接收該第一電流信號及該第二電流信號，且根據該第一電流信 號及該第二電流信號，產生給該轉換器的該電壓信號，以使該第一電流信號的幅值相同於該第二電流信號的幅值的1/N倍。
  11. 如請求項10所述的偏壓電路，其中，該參考電流信號是恆定的。
  12. 如請求項10所述的偏壓電路，其中，該電壓信號是一個類比電壓信號，且該第一電流信號、該第二電流信號及該參考電流信號都是類比電流信號。
  13. 如請求項12所述的偏壓電路，其中，該控制器包括：一個第一電阻，具有一個耦接到該轉換器以接收該第一電流信號的第一端，及一個耦接到一個參考節點的第二端；一個第二電阻，具有一個耦接到該轉換器以接收該第二電流信號的第一端，及一個耦接到該第一電阻的該第二端的第二端，該第二電阻的電阻值為該第一電阻的電阻值的1/N倍；及一個放大器，具有一個耦接到該第一電阻的該第一端的第一輸入端、一個耦接到該第二電阻的該第一端的第二輸入端，及一個耦接到該轉換器的輸出端，該放大器根據該第一電阻的該第一端上的電壓及該第二電阻的該第一端上的電壓產生該電壓信號，且在其輸出端輸出該電壓信號。
  14. 如請求項13所述的偏壓電路，其中，A=0，B=0，且該轉換器包括： 一個第一轉導元件，具有一個第一端，及一個耦接到該控制器的該第一電阻的該第一端的第二端，該第一轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一末端、一個耦接到該第一轉導元件的該第一端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；一個第一電流源，耦接到該第一轉導元件的該第一端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串；一個第二轉導元件，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一端，及一個耦接到該控制器的該第二電阻的該第一端的第二端，該第二轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；及一個第二電流源，耦接到該第二轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流，該輔助電流構成該第二電流信號的一部分。
  15. 如請求項13所述的偏壓電路，其中，A=0，B=-△Iin，且該轉換器包括：一個第一轉導元件，具有一個第一端，及一個耦接到該控制器的該第一電阻的該第一端的第二端，該第一 轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一末端、一個耦接到該第一轉導元件的該第一端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；一個第一電流源，耦接到該第一轉導元件的該第一端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串；一個第二電流源，耦接到該第一轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為△Iin的輔助電流，該輔助電流流經該第一轉導元件；及一個第二轉導元件，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一端，及一個耦接到該控制器的該第二電阻的該第一端的第二端，該第二轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)。
  16. 如請求項13所述的偏壓電路，其中，A=-△Iin×R，B=0，且該轉換器包括：一個第一轉導元件，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一端，及一個耦接到該控制器的該第一電阻的該第一端的第二端，該第一轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)； 一個第二轉導元件，具有一個第一端，及一個耦接到該控制器的該第二電阻的該第一端的第二端，該第二轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一末端、一個耦接到該第二轉導元件的該第一端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；一個第一電流源，耦接到該第二轉導元件的該第一端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串；及一個第二電流源，耦接到該第二轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為N×△Iin的輔助電流，該輔助電流構成該第二電流信號的一部分。
  17. 如請求項13所述的偏壓電路，其中，A=-△Iin×R，B=-△Iin，且該轉換器包括：一個第一轉導元件，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一端，及一個耦接到該控制器的該第一電阻的該第一端的第二端，該第一轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為T(．)；一個第一電流源，耦接到該第一轉導元件的該第二端，且提供一個幅值為△Iin的輔助電流，該輔助電流流 經該第一轉導元件；一個第二轉導元件，具有一個第一端，及一個耦接到該控制器的該第二電阻的該第一端的第二端，該第二轉導元件從其第一端到其第二端的電壓至電流轉換函數為N×T(．)；一個電阻串，具有一個耦接到該控制器的該放大器的該輸出端的第一末端、一個耦接到該第二轉導元件的該第一端的第二末端，及一個提供該偏壓電壓的中間端，該電阻串在其第一末端及其第二末端之間的電阻值為R，該電阻串在其第一末端及其中間端之間的電阻值為K×R；及一個第二電流源，耦接到該第二轉導元件的該第一端，且提供該參考電流信號，該參考電流信號流經該電阻串。
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