偏压电路的制作方法
偏压电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种偏压电路，特别是涉及一种定转导值(constanttransconductance)偏压电路。
【背景技术】
[0002]一种现有的定转导值偏压电路产生一个偏压电压来偏压一个待偏压转导元件，使得待偏压转导元件的转导值是恒定的。然而，现有的定转导值偏压电路在它的每一个内部转导元件的电压至电流转换函数未能遵守预设定律(例如平方定律)时，可能无法正常操作。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可以改善【背景技术】缺点的偏压电路。
[0004]根据本发明的一个层面，该偏压电路适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的。该偏压电路包含一个转换器及一个控制器。
[0005]该转换器接收一个第一电流信号及一个第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生一个第一电压信号、一个第二电压信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中:
[0006]12 = NX II，
[0007]Vl = Γ1 (I 1- Δ Iin+B) +A，
[0008]V2 = T^td/N) X (Ι2+ΝΧΒ)]-Δ IinXR+A，及
[0009]Vb = {Vm+Δ IinXRXK 或 Vm-AIinXRXK}，
[0010]此处，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vl及V2分别代表该第一电压信号的幅值及该第二电压信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T—H.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电流至电压反转换函数，Λ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，B代表一个预设电流值，A代表一个预设电压值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，m = {I或2}，及K代表一个大于零且小于一的预设常数。
[0011]该控制器耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电压信号及该第二电压信号，且根据该第一电压信号及该第二电压信号，产生给该转换器的该第一电流信号及该第二电流信号，以使该第一电压信号的幅值相同于该第二电压信号的幅值。
[0012]本发明的偏压电路中，该参考电流信号是恒定的。
[0013]本发明的偏压电路中，该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号，且该第一电压信号及该第二电压信号都是模拟电压信号。
[0014]本发明的偏压电路中，该控制器包括:一个放大器，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电压信号的第一输入端、一个耦接到该转换器以接收该第二电压信号的第二输入端，及一个输出端，该放大器根据该第一电压信号及该第二电压信号产生一个控制电压，且在其输出端输出该控制电压；一个第一转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端，及一个耦接到该转换器的第二端，该第一转导元件将该控制电压转换成该第一电流信号，且在其第二端输出该第一电流信号；及一个第二转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端，及一个耦接到该转换器的第二端，该第二转导元件将该控制电压转换成该第二电流信号，且在其第二端输出该第二电流信号。
[0015]本发明的偏压电路中，B = 0，A = AlinXR，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串，且构成该第一电流信号的一部分；及一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)。
[0016]本发明的偏压电路中，B= ΔΙ?η,Α = Δ IinXR，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该缓冲器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。
[0017]本发明的偏压电路中，B= ΔΙ?η,Α = Δ IinXR，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个親接到该控制器的该放大器的该第一输入端的第一末端、一个親接到该缓冲器的该输出端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR ;—个第一电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.);及一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。
[0018]本发明的偏压电路中，B = 0，A = O，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第二端，且提供一个幅值为AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第一电流信号的一部分；一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR ;及一个第二电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
[0019]本发明的偏压电路中，B = ΔΙ?η,Α = 0，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)个第一电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX △ Iin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件；一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR ;及一个第二电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
[0020]根据本发明的另一个层面，该偏压电路适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的。该偏压电路包含一个转换器及一个控制器。
[0021]该转换器接收一个电压信号，且根据该电压信号，产生一个第一电流信号、一个第二电流信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中:
[0022]Il = T(V0+A IinXR+A)+B，
[0023]12 = NXT(V0+A)+NX Δ Iin+NXB，及
[0024]Vb = {VO+Δ IinXRXK 或 VO-AIinXRXK}，
[0025]此处，VO代表该电压信号的幅值，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T(.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电压至电流转换函数，△ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，A代表一个预设电压值，B代表一个预设电流值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，及K代表一个大于零且小于一的预设常数。
[0026]该控制器耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电流信号及该第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生给该转换器的该电压信号，以使该第一电流信号的幅值相同于该第二电流信号的幅值的1/Ν倍。
[0027]本发明的偏压电路中，该参考电流信号是恒定的。
[0028]本发明的偏压电路中，该电压信号是一个模拟电压信号，且该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号。
[0029]本发明的偏压电路中，该控制器包括:一个第一电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电流信号的第一端，及一个耦接到一个参考节点的第二端；一个第二电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第二电流信号的第一端，及一个耦接到该第一电阻的该第二端的第二端，该第二电阻的电阻值为该第一电阻的电阻值的1/Ν倍；及一个放大器，具有一个耦接到该第一电阻的该第一端的第一输入端、一个耦接到该第二电阻的该第一端的第二输入端，及一个耦接到该转换器的输出端，该放大器根据该第一电阻的该第一端上的电压及该第二电阻的该第一端上的电压产生该电压信号，且在其输出端输出该电压信号。
[0030]本发明的偏压电路中，A = O, B = 0，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导 元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX Δ Iin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。
[0031]本发明的偏压电路中，A = O, B = -Alin，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第二电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件；及一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT( Oo
[0032]本发明的偏压电路中，A = -AIinXR, B = O，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个第二转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);一个电阻串，具有一个親接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；及一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。
[0033]本发明的偏压电路中，A = -AIinXR, B = - Δ Iin，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T (.);一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件；一个第二转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;及一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
[0034]本发明的有益效果在于:由于该偏压电路在Τ(.)是平滑的且单调的时能正常操作，所以该偏压电路相对较有弹性。
【附图说明】
[0035]图1是一个不意方块图，说明本发明偏压电路的第一实施例；
[0036]图2是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第一示范性实施态样；
[0037]图3是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第二示范性实施态样；
[0038]图4是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第三示范性实施态样；
[0039]图5是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第四示范性实施态样；
[0040]图6是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第五示范性实施态样；
[0041]图7是一个示意方块图，说明本发明偏压电路的第二实施例；
[0042]图8是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第一示范性实施态样；
[0043]图9是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第二示范性实施态样；
[0044]图10是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第三示范性实施态样；
[0045]图11是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第四示范性实施态样。
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0047]在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表不。
[0048]参阅图1，本发明偏压电路I的第一实施例适用于偏压一个待偏压转导元件2，使得待偏压转导元件2的转导值是恒定的。待偏压转导元件2的电压至电流转换函数为PXT(.)，其中，P是一个大于零的预设常数(也就是Ρ>0)，且Τ(.)是平滑的且单调的(例如单调递增或单调递减)。例如，待偏压转导元件2可以是一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，且P关联于其宽长比。偏压电路I包含一个转换器11及一个控制器
12ο
[0049]转换器11接收一个第一电流信号il及一个第二电流信号i2，且根据第一电流信号il及第二电流信号i2，产生一个第一电压信号vl、一个第二电压信号v2及一个用于偏压待偏压转导元件2的偏压电压vb。
[0050]在本实施例中，转换器11可以是根据第一电流信号il、第二电流信号i2、第一电压信号vl、第二电压信号v2及偏压电压vb间的预设关系来被设计。预设关系可以由下列方程式来表不:
[0051]12 = NX II， 方程式 I
[0052]Vl = ΓΗ?Ι-Δ Iin+B)+A， 方程式 2
[0053]V2 = T^td/N) X (Ι2+ΝΧΒ)]-Δ IinXR+A, 方程式 3
[0054]Vb = {Vm+Δ IinXRXK 或 Vm-AIinXRXK}， 方程式 4
[0055]此处，Il及12分别代表第一电流信号il的幅值及第二电流信号i2的幅值，Vl及V2分别代表第一电压信号vl的幅值及第二电压信号v2的幅值，Vb代表偏压电压vb的幅值，代表一个关联于待偏压转导元件2的电流至电压反转换函数(也就是ΓΥ.)是Τ(.)的相反)，AIin代表一个预设的参考电流信号Aiin(见图2)的幅值，B代表一个预设电流值，A代表一个预设电压值，N代表一个大于零的预设常数(也就是N>0)，R代表一个预设电阻值，m= {I或2}，及K代表一个大于零且小于一的预设常数(也就是0〈K〈1)。这些参数的细节将于下列实施态样中说明。较佳地，参考电流信号Aiin(见图2)是恒定的，且其幅值是根据待偏压转导元件2的一个输出电流的期望摆幅来被决定(也就是幅值正比于期望摆幅)。
[0056]控制器12耦接到转换器11，从转换器11接收第一电压信号vl及第二电压信号ν2，且根据第一电压信号vl及第二电压信号v2，产生给转换器11的第一电流信号il及第二电流信号i2，以使第一电压信号vl的幅值相同于第二电压信号v2的幅值(也就是Vl =V2)。
[0057]方程式2可以改写为11- Δ I in+B = T (Vl-A)。由于I2 = NXI1且V2 = V1，方程式3可以改写为I1+B = T(V1+A IinXR-A)。无论Τ(.)的一阶导数是单调递增或单调递减，待偏压转导元件2的大信号转导值与关联于偏压电路I及待偏压转导元件2的制程、电源供应电压及温度无关，且相同于 PX [(Il+B)-(Il-AIin+B)]/[(Vl+AIinXR-A)-(Vl-A)]=P/Ro此外，K被配置为最小化待偏压转导元件2的小信号转导值对制程、电源供应电压及温度的相依性。
[0058]图2说明偏压电路I的第一示范性实施态样。在第一示范性实施态样中，第一电流信号il、第二电流信号i2及参考电流信号Aiin都是模拟电流信号，且第一电压信号vl及第二电压信号v2都是模拟电压信号。
[0059]此外，控制器12包括一个放大器121、一个第一转导元件122及一个第二转导元件123。
[0060]放大器121具有一个親接到转换器11以接收第一电压信号vl的第一输入端、一个耦接到转换器11以接收第二电压信号v2的第二输入端，及一个输出端。放大器121根据第一电压信号vl及第二电压信号v2产生一个控制电压，且在其输出端输出控制电压。
[0061]第一转导元件122具有一个耦接到放大器121的输出端以接收控制电压的第一端，及一个耦接到转换器11的第二端。第一转导元件122将控制电压转换成第一电流信号il，且在其第二端输出第一电流信号il。
[0062]第二转导元件123具有一个耦接到放大器121的输出端以接收控制电压的第一端，及一个耦接到转换器11的第二端。第二转导元件123将控制电压转换成第二电流信号i2，且在其第二端输出第二电流信号i2。第二转导元件123的转导值为第一转导元件122的转导值的N倍，以使第二电流信号i2的幅值为第一电流信号il的幅值的N倍(也就是12 = NXI1)。
[0063]在本实施态样中，第一转导元件122及第二转导元件123的每一个是例如一个P型金属氧化物半导体场效应晶体管，其具有一个作为第一端的栅极端、一个作为第二端的漏极端，及一个耦接到一个参考节点(其被供应电源供应电压vdd)的源极端。第二转导元件123的宽长比为第一转导元件122的宽长比的N倍。
[0064]在本实施态样中，B、A及Vb被设计为Β = 0、Α = Δ IinXR及Vb =Vl-Λ IinXRXK，使得方程式2变成Vl = Γ1 (I1-Δ Iin) + Λ IinXR，且方程式3变成V2 =Τ—1 [ (1/Ν) X 12]。转换器11是根据方程式2及方程式3来被配置，且包括一个第三转导元件111、一个电阻串112、一个电流源113及一个第四转导元件114。
[0065]第三转导元件111具有一个第一端及一个第二端。第三转导元件111的第二端耦接到控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件111从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.)。
[0066]电阻串112具有一个耦接到第三转导元件111的第二端的第一末端、一个耦接到第三转导元件111的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压Vb的中间端。电阻串112在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串112在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR。
[0067]电流源113耦接到第三转导元件111的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串112，且构成第一电流信号il的一部分。
[0068]第四转导元件114具有一个第一端及一个第二端。第四转导元件114的第二端耦接到第四转导元件114的第一端、控制器12的放大器121的第二输入端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件114从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为 NXT(.)ο
[0069]在本实施态样中，第三转导元件111及第四转导元件1 14的每一个是例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管，其具有一个作为第一端的栅极端、一个作为第二端的漏极端，及一个接地的源极端。第四转导元件114的宽长比为第三转导元件111的宽长比的N倍。待偏压转导元件2的宽长比为第三转导元件111的宽长比的P倍。值得注意的是，第三转导元件111、第四转导元件114及待偏压转导元件2可以都操作在饱和区或次临界区。
[0070]在操作中，第一电流信号il被分成流经电阻串112的参考电流信号Λ?η，及一个幅值为Il-Δ Iin且流经第三转导元件111的电流。第三转导元件111迫使电阻串112的第二末端上的电压的幅值为rYll-AIin)。电阻串112及电流源113共同迫使第一电压信号vl的幅值及偏压电压vb的幅值分别为Vl = ^a1-AIirO + AIinXR及Vb =Vl-AIinXRXKo此外，第二电流信号i2流经第四转导元件114。第四转导元件114迫使第二电压信号v2的幅值为V2 = r'td/N) XI2]o
[0071]在本实施态样中，由于第三转导元件111、第四转导元件114及待偏压转导元件2的电压至电流转换函数都是单调递增，且由于其一阶导数都是单调递增，放大器121的第一输入端及第二输入端分别为非反相输入端及反相输入端，以使第一电压信号vl的幅值相同于第二电压信号v2的幅值(也就是Vl = V2)o然而，在其它实施例中，当第三转导元件111、第四转导元件114及待偏压转导元件2都为电压至电流转换函数是单调递增且电压至电流转换函数的一阶导数是单调递减的元件时，放大器121的第一输入端及第二输入端分别为反相输入端及非反相输入端，以使第一电压信号vl的幅值相同于第二电压信号v2的幅值(也就是Vl = V2)。
[0072]图3说明偏压电路I的第二示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = Λ Iin及转换器11的配置。
[0073]由于B = AIin且 A = Δ IinXR，方程式 2 变成 Vl = Γ1 (Ι1) + Δ IinXR，且方程式 3 变成 V2 = T^td/N) X (I2+NX Δ Iin)] ο
[0074]转换器11包括一个第三转导元件131、一个缓冲器132、一个电阻串133、一个第一电流源134、一个第四转导元件135及一个第二电流源136。
[0075]第三转导元件131 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件131的第二端耦接到控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件131从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0076]缓冲器132具有一个耦接到第三转导元件131的第二端的输入端，及一个输出端。
[0077]电阻串133具有一个耦接到缓冲器132的输出端的第一末端、一个耦接到第三转导元件131的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串133在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串133在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR0
[0078]第一电流源134耦接到第三转导元件131的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串133。
[0079]第四转导元件135 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件135的第二端耦接到第四转导元件135的第一端、控制器12的放大器121的第二输入端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件135从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.) ο
[0080]第二电流源136耦接到第四转导元件135的第二端，且提供一个幅值为NX Λ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia流经第四转导元件135。
[0081]在操作中，第一电流信号il流经第三转导元件131。第三转导元件131迫使电阻串133的第二末端上的电压的幅值为T4(Il)。缓冲器132、电阻串133及第一电流源134共同迫使第一电压信号vl的幅值及偏压电压vb的幅值分别为Vl = T^dD + AIinXR及Vb = Vl-AIinXRXKo此外，第二电流信号i2及辅助电流Δ ia被合并成一个幅值为I2+NXΛIin且流经第四转导元件135的电流。第四转导元件135迫使第二电压信号v2的幅值为 V2 = r'td/N) X (I2+NX Alin)]。
[0082]图4说明偏压电路I的第三示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = Λ Iin及转换器11的配置。
[0083]由于B = AIin且 A = Δ IinXR，方程式 2 变成 Vl = Γ1 (Ι1) + Δ IinXR，且方程式 3 变成 V2 = T^td/N) X (I2+NX Δ Iin)] ο
[0084]转换器11包括一个第三转导元件141、一个缓冲器142、一个电阻串143、一个第一电流源144、一个第四转导元件145及一个第二电流源146。
[0085]第三转导元件141 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件141的第二端耦接到第三转导元件141的第一端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件141从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0086]缓冲器142具有一个耦接到第三转导元件141的第二端的输入端，及一个输出端。
[0087]电阻串143具有一个親接到控制器12的放大器121的第一输入端的第一末端、一个耦接到缓冲器142的输出端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串143在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串143在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0088]第一电流源144耦接到电阻串143的第一末端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串143。
[0089]第四转导元件145 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件145的第二端耦接到第四转导元件145的第一端、控制器12的放大器121的第二输入端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件145从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.) ο
[0090]第二电流源146耦接到第四转导元件145的第二端，且提供一个幅值为NX Λ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Aia流经第四转导元件145。
[0091]在操作中，第一电流信号il流经第三转导元件141。第三转导元件141迫使缓冲器142的输入端上的电压的幅值为T4(Il)。缓冲器142、电阻串143及第一电流源144共同迫使第一电压信号vl的幅值及偏压电压vb的幅值分别为Vl = T^dD + AIinXR及Vb = Vl-AIinXRXKo此外，第二电流信号i2及辅助电流Δ ia被合并成一个幅值为I2+NXΛIin且流经第四转导元件145的电流。第四转导元件145迫使第二电压信号v2的幅值为 V2 = r'td/N) X (I2+NX Alin)]。
[0092]图5说明偏压电路I的第四示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于A = O,Vb = ￥2+八11以1^1(及转换器11的配置。
[0093]由于B = O且A = 0，方程式2变成Vl = Γ1 (I1-Δ Iin)，且方程式3变成V2 =T^td/N) ΧΙ2]-Δ IinXRo
[0094]转换器11包括一个第三转导元件151、一个第一电流源152、一个第四转导元件153、一个缓冲器154、一个电阻串155及一个第二电流源156。
[0095]第三转导元件151 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件151的第二端耦接到第三转导元件151的第一端、控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件151从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.) O
[0096]第一电流源152耦接到第三转导元件151的第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流Δ ia。辅助电流Aia构成第一电流信号il的一部分。
[0097]第四转导元件153 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件153的第二端耦接到第四转导元件153的第一端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件153从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。
[0098]缓冲器154具有一个耦接到第四转导元件153的第二端的输入端，及一个输出端。
[0099]电阻串155具有一个親接到控制器12的放大器121的第二输入端的第一末端、一个耦接到缓冲器154的输出端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串155在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串155在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0100]第二电流源156親接到电阻串155的第一末端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串155。
[0101]在操作中，第一电流信号il被分成辅助电流Aia，及一个幅值为Il-AIin且流经第三转导元件151的电流。第三转导元件151迫使第一电压信号vl的幅值为Vl =THll-AIin)。此外，第二电流信号i2流经第四转导元件153。第四转导元件153迫使缓冲器154的输入端上的电压的幅值为Tl (1/Ν) X 12]。缓冲器154、电阻串155及第二电流源156共同迫使第二电压信号v2的幅值及偏压电压vb的幅值分别为V2 = ^[(1/N) X 12]-Δ IinXR 及 Vb = V2+A IinXRXK。
[0102]图6说明偏压电路I的第五示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = AIin、A = O,Vb = V2+Δ IinX RXK及转换器11的配置。
[0103]由于B= AIin且A = 0，方程式2变成Vl = T1(Il),且方程式3变成VZ = TKl/N) X (I2+NX Δ Ι?η)]-Δ IinXR0
[0104]转换器11包括一个第三转导元件161、一个第四转导元件162、一个第一电流源163、一个缓冲器164、一个电阻串165及一个第二电流源166。
[0105]第三转导元件161 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件161的第二端耦接到第三转导元件161的第一端、控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件161从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.) O
[0106]第四转导元件162 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件162的第二端耦接到第四转导元件162的第一端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件162从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)。
[0107]第一电流源163耦接到第四转导元件162的第二端，且提供一个幅值为NX Λ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia 流经第四转导元件162。
[0108]缓冲器164具有一个耦接到第四转导元件162的第二端的输入端，及一个输出端。
[0109]电阻串165具有一个親接到控制器12的放大器121的第二输入端的第一末端、一个耦接到缓冲器164的输出端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串165在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串165在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0110]第二电流源166親接到电阻串165的第一末端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串165。
[0111]在操作中，第一电流信号il流经第三转导元件161。第三转导元件161迫使第一电压信号vl的幅值为Vl = Γ1 (ID ο此外，第二电流信号i2及辅助电流Aia被合并成一个幅值为I2+NX Δ Iin且流经第四转导元件162的电流。第四转导元件162迫使缓冲器164的输入端上的电压的幅值为Tl (1/Ν) X (I2+NX Alin)]。缓冲器164、电阻串165及第二电流源166共同迫使第二电压信号v2的幅值及偏压电压vb的幅值分别为V2 = ^[(1/N) X (I2+NX Δ Iin)]-A IinXR 及 Vb = V2+A IinXRXK。
[0112]值得注意的是，在偏压电路I的其它实施态样中，第一电流信号il、第二电流信号?2及参考电流信号△ iin可以都是电流的数字表示，且第一电压信号vl及第二电压信号v2可以都是电压的数字表示。此时，例如转换器11除了第三转导元件及第四转导元件外的所有组件的功能及控制器12的功能可以以数字方式执行。
[0113]综上所述，本实施例的偏压电路I具有以下优点:
[0114]1.由于偏压电路I在T(.)是平滑的且单调的时能正常操作，相较于现有的定转导值偏压电路，偏压电路I相对较有弹性。
[0115]2.通过适当配置的K，无论待偏压转导元件2被用在大信号操作或小信号操作，偏压电路I能被用来偏压待偏压转导元件2。
[0116]3.当参考电流信号Δ?η是恒定的时，待偏压转导元件2响应一个幅值为AIinXR的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅与制程、电源供应电压及温度无关。
[0117]4.当参考电流信号Λ iin的幅值是根据待偏压转导元件2的输出电流的期望摆幅来被决定时，待偏压转导元件2响应幅值为△ IinX R的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅相对较为线性。
[0118]参阅图7，本发明偏压电路3的第二实施例适用于偏压一个待偏压转导元件4，使得待偏压转导元件4的转导值是恒定的。待偏压转导元件4的电压至电流转换函数为PXT(.)，其中，P是一个大于零的预设常数(也就是Ρ>0)，且Τ(.)是平滑的且单调的(例如单调递增或单调递减)。例如，待偏压转导元件4可以是一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管，且P关联于其宽长比。偏压电路3包含一个转换器31及一个控制器32。
[0119]转换器31接收一个电压信号vO，且根据电压信号vO，产生一个第一电流信号il、一个第二电流信号i2及一个用于偏压待偏压转导元件4的偏压电压vb。
[0120]在本实施例中，转换器31可以是根据电压信号vO、第一电流信号il、第二电流信号i2及偏压电压vb间的预设关系来被设计。预设关系可以由下列方程式来表示:
[0121]Il = T(V0+A IinXR+A)+B, 方程式 5
[0122]12 = NXT(V0+A)+NX Δ Iin+NXB, 方程式 6
[0123]Vb = {VO+AIinXRXK 或 VO-AIinXRXK}， 方程式 7
[0124]此处，VO代表电压信号vO的幅值，Il及12分别代表第一电流信号il的幅值及第二电流信号i2的幅值，Vb代表偏压电压vb的幅值，T(.)代表一个关联于待偏压转导元件4的电压至电流转换函数，Λ Iin代表一个预设的参考电流信号Λ iin(见图8)的幅值，A代表一个预设电压值，B代表一个预设电流值，N代表一个大于零的预设常数(也就是N>0)，R代表一个预设电阻值，及K代表一个大于零且小于一的预设常数(也就是0〈K〈1)。这些参数的细节将于下列实施态样中说明。较佳地，参考电流信号Aiin(见图8)是恒定的，且其幅值是根据待偏压转导元件4的一个输出电流的期望摆幅来被决定(也就是幅值正比于期望摆幅)。
[0125]控制器32耦接到转换器31，从转换器31接收第一电流信号il及第二电流信号i2，且根据第一电流信号il及第二电流信号i2，产生给转换器31的电压信号v0，以使第一电流信号il的幅值相同于第二电流信号i2的幅值的1/N倍(也就是Il = (1/Ν) XI2)。
[0126]方程式5可以改写为Il-B = T(V0+AIinXR+A)。由于Il = (1/Ν) X 12，方程式6可以改写为Il-AIin-B = T(V0+A)。无论Τ(.)的一阶导数是单调递增或单调递减，待偏压转导元件4的大信号转导值与关联于偏压电路3及待偏压转导元件4的制程、电源供应电压及温度无关，且相同于 P X [ (11-Β) - (I 1- Δ I in-B) ] / [ (V0+ ΔΙ?ηΧ R+A) - (V0+A)]=P/Ro此外，K被配置为最小化待偏压转导元件4的小信号转导值对制程、电源供应电压及温度的相依性。
[0127]图8说明偏压电路3的第一示范性实施态样。在第一示范性实施态样中，电压信号vO是一个模拟电压信号，且第一电流信号il、第二电流信号i2及参考电流信号Λ iin都是模拟电流?目号。
[0128]此外，控制器32包括一个第一电阻321、一个第二电阻322及一个放大器323。
[0129]第一电阻321具有一个耦接到转换器31以接收第一电流信号il的第一端，及一个耦接到一个参考节点(其被供应电源供应电压vdd)的第二端。
[0130]第二电阻322具有一个耦接到转换器31以接收第二电流信号i2的第一端，及一个耦接到第一电阻321的第二端的第二端。第二电阻322的电阻值为第一电阻321的电阻值的1/N倍。
[0131]放大器323具有一个親接到第一电阻321的第一端的第一输入端、一个親接到第二电阻322的第一端的第二输入端，及一个耦接到转换器31的输出端。放大器323根据第一电阻321的第一端上的电压及第二电阻322的第一端上的电压产生电压信号v0，且在其输出端输出电压信号vO。
[0132]在本实施态样中，A、B及Vb被设计为A = 0、B = O及Vb = VO+Δ IinXRXK，使得方程式5变成Il = T(V0+AIinXR)，且方程式6变成12 = NXT(VO)+NX AIin0转换器31是根据方程式5及方程式6来被配置，且包括一个第一转导元件311、一个电阻串312、一个第一电流源313、一个第二转导元件314及一个第二电流源315。
[0133]第一转导元件311具有一个第一端，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端。第一转导元件311从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0134]电阻串312具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第一转导元件311的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串312在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串312在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0135]第一电流源313耦接到第一转导元件311的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串312。
[0136]第二转导元件314具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端。第二转导元件314从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT (.)。
[0137]第二电流源315耦接到第二转导元件314的第二端，且提供一个幅值为NX Δ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Aia构成第二电流信号i2的一部分。
[0138]在本实施态样中，第一转导元件311及第二转导元件314的每一个是例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管，其具有一个作为第一端的栅极端、一个作为第二端的漏极端，及一个接地的源极端。第二转导元件314的宽长比为第一转导元件311的宽长比的N倍。待偏压转导元件4的宽长比为第一转导元件311的宽长比的P倍。值得注意的是，第一转导元件311、第二转导元件314及待偏压转导元件4可以都操作在饱和区或次临界区。
[0139]在操作中，电阻串312及第一电流源313共同迫使第一转导元件311的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO+Δ IinXR及Vb = VO+AIinXRXKo第一转导元件311产生幅值为Il = T(V0+AIinXR)的第一电流信号il。此外，第二转导元件314产生一个幅值为NXT(VO)的电流。第二电流信号i2包括第二转导元件314所产生的电流及辅助电流Aia，且其幅值为12 = NXT (VO)+NX AIin0
[0140]在本实施态样中，由于第一转导元件311、第二转导元件314及待偏压转导元件4的电压至电流转换函数都是单调递增，且由于其一阶导数都是单调递增，放大器323的第一输入端及第二输入端分别为反相输入端及非反相输入端，以使第一电流信号il的幅值相同于第二电流信号i2的幅值的1/N倍(也就是Il = (1/N) XI2)。然而，在其它实施例中，当第一转导元件311、第二转导元件314及待偏压转导元件4都为电压至电流转换函数是单调递增且电压至电流转换函数的一阶导数是单调递减的元件时，放大器323的第一输入端及第二输入端分别为非反相输入端及反相输入端，以使第一电流信号il的幅值相同于第二电流信号i2的幅值的1/N倍(也就是Il = (1/N) X 12)。
[0141]图9说明偏压电路3的第二示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = - Λ Iin及转换器31的配置。
[0142]由于A = O 且 B = -Alin，方程式 5 变成 Il = T (V0+Δ IinX R) - Λ Iin，且方程式6 变成 12 = NXT(VO) ο
[0143]转换器31包括一个第一转导元件331、一个电阻串332、一个第一电流源333、一个第二电流源334及一个第二转导元件335。
[0144]第一转导元件331 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第一转导元件331从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0145]电阻串332具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第一转导元件331的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串332在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串332在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0146]第一电流源333耦接到第一转导元件331的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串332。
[0147]第二电流源334耦接到第一转导元件331的第二端，且提供一个幅值为Δ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia流经第一转导元件331。
[0148]第二转导元件335 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第二转导元件335从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT (.)。
[0149]在操作中，电阻串332及第一电流源333共同迫使第一转导元件331的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO+Δ IinX R及Vb = VO+Δ I in X RX K。第一转导元件331产生一个幅值为T(V0+A IinXR)的电流。第一转导元件331所产生的电流包括辅助电流Aia及幅值为Il = T(V0+Λ IinXR)-Λ Iin的第一电流信号il。此外，第二转导元件335产生幅值为12 = NXT(VO)的第二电流信号i2。
[0150]图10说明偏压电路3的第三示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于A = - AIinXR、Vb = VO-Δ IinXRXK及转换器31的配置。
[0151]由于A = -AIinXR且B = 0，方程式5变成Il = T (VO)，且方程式6变成12 =NXT(V0-A IinXR) +NX Δ Iin。
[0152]转换器31包括一个第一转导元件341、一个第二转导元件342、一个电阻串343、一个第一电流源344及一个第二电流源345。
[0153]第一转导元件341 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第一转导元件341从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T (.)。
[0154]第二转导元件342 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第二转导元件342从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。
[0155]电阻串343具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第二转导元件342的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串343在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串343在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0156]第一电流源344耦接到第二转导元件342的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串343。
[0157]第二电流源345耦接到第二转导元件342的第二端，且提供一个幅值为NX Δ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Aia构成第二电流信号i2的一部分。
[0158]在操作中，第一转导元件341产生幅值为Il = T(VO)的第一电流信号il。此外，电阻串343及第一电流源344共同迫使第二转导元件342的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO-Δ IinXR及Vb = VO-Δ IinXRXK。第二转导元件342产生一个幅值为NXT(VO-AIinXR)的电流。第二电流信号i2包括第二转导元件342所产生的电流及辅助电流Aia，且其幅值为12 = NXT(VO-AIinXR) +NX AIin0
[0159]图11说明偏压电路3的第四示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于A = - AlinXR、B = - Alin、Vb =VO-AIinXRXK及转换器31的配置。
[0160]由于A = -AIinXR且 B = -Alin，方程式 5 变成 Il = T (VO) - Δ Iin，且方程式6 变成 12 = NXT(V0-A IinXR)。
[0161]转换器31包括一个第一转导元件351、一个第一电流源352、一个第二转导元件353、一个电阻串354及一个第二电流源355。
[0162]第一转导元件351 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第一转导元件351从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T (.)。
[0163]第一电流源352耦接到第一转导元件351的第二端，且提供一个幅值为AIin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia流经第一转导元件351。
[0164]第二转导元件353 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第二转导元件353从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。
[0165]电阻串354具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第二转导元件353的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串354在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串354在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0166]第二电流源355耦接到第二转导元件353的第一端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串354。
[0167]在操作中，第一转导元件351产生一个幅值为T(VO)的电流。第一转导元件351所产生的电流包括辅助电流Aia及幅值为Il = T(VO)-AIin的第一电流信号il。此外，电阻串354及第二电流源355共同迫使第二转导元件353的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO-Δ IinXR及Vb = VO-Δ IinXRXK。第二转导元件353产生幅值12 = NXT(VO-AIinXR)的第二电流信号 i2。
[0168]值得注意的是，在偏压电路3的其它实施态样中，电压信号vO可以是电压的数字表示，且第一电流信号il、第二电流信号i2及参考电流信号Λ iin可以都是电流的数字表示。此时，例如转换器31除了第一转导元件及第二转导元件外的所有组件的功能及控制器32的功能可以以数字方式执行。
[0169]综上所述，本实施例的偏压电路3具有以下优点:
[0170]1.由于偏压电路3在Τ(.)是平滑的且单调的时能正常操作，相较于现有的定转导值偏压电路，偏压电路3相对较有弹性。
[0171 ] 2.通过适当配置的K，无论待偏压转导元件4被用在大信号操作或小信号操作，偏压电路3能被用来偏压待偏压转导元件4。
[0172]3.当参考电流信号Δ?η是恒定的时，待偏压转导元件4响应一个幅值为AIinXR的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅与制程、电源供应电压及温度无关。
[0173]4.当参考电流信号Aiin的幅值是根据待偏压转导元件4的输出电流的期望摆幅来被决定时，待偏压转导元件4响应幅值为△ IinXR的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅相对较为线性。
【主权项】
1.一种偏压电路，适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的，该偏压电路的特征在于包含: 一个转换器，接收一个第一电流信号及一个第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生一个第一电压信号、一个第二电压信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中，12 = NXI1,Vl = Γ^ΙΙ-Δ Iin+B)+A, V2 = T^td/N) X (Ι2+ΝΧΒ)]-Δ IinXR+A，及 Vb = {Vm+Δ IinXRXK 或 Vm-Δ IinXRXK}， 此处，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vl及V2分别代表该第一电压信号的幅值及该第二电压信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T—H.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电流至电压反转换函数，Λ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，B代表一个预设电流值，A代表一个预设电压值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，m = {I或2}，及K代表一个大于零且小于一的预设常数；及 一个控制器，耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电压信号及该第二电压信号，且根据该第一电压信号及该第二电压信号，产生给该转换器的该第一电流信号及该第二电流信号，以使该第一电压信号的幅值相同于该第二电压信号的幅值。2.根据权利要求1所述的偏压电路，其特征在于，该参考电流信号是恒定的。3.根据权利要求1所述的偏压电路，其特征在于，该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号，且该第一电压信号及该第二电压信号都是模拟电压信号。4.根据权利要求3所述的偏压电路，其特征在于，该控制器包括: 一个放大器，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电压信号的第一输入端、一个耦接到该转换器以接收该第二电压信号的第二输入端、及一个输出端，该放大器根据该第一电压信号及该第二电压信号产生一个控制电压，且在该放大器的输出端输出该控制电压； 一个第一转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端、及一个耦接到该转换器的第二端，该第一转导元件将该控制电压转换成该第一电流信号，且在该第一转导元件的第二端输出该第一电流信号；及 一个第二转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端、及一个耦接到该转换器的第二端，该第二转导元件将该控制电压转换成该第二电流信号，且在该第二转导元件的第二端输出该第二电流信号。5.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= O, A = AlinXR，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为 τ(.)； 一个电阻串，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串，且构成该第一电流信号的一部分；及 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。6.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= Δ Iin, A = AlinXR，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为 τ(.)； 一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该缓冲器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR ； 一个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及 一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。7.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= Δ Iin, A = Al inXR，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及 一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。8.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= O, A = 0，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流构成该第一电流信号的一部分； 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)； 一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KX R ;及 一个第二电流源，親接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。9.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= Δ Iin, A = 0，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)； 一个第一电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件； 一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KX R ;及 一个第二电流源，親接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。10.一种偏压电路，适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的，该偏压电路的特征在于包含: 一个转换器，接收一个电压信号，且根据该电压信号，产生一个第一电流信号、一个第二电流信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中，11= T(V0+A IinXR+A) +B, 12= NXT(V0+A) +NX Δ Iin+NXB，及 Vb = {VO+Δ IinXRXK 或 VO-Δ IinXRXK}， 此处，VO代表该电压信号的幅值，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T(.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电压至电流转换函数，△ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，A代表一个预设电压值，B代表一个预设电流值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，及K代表一个大于零且小于一的预设常数；及 一个控制器，耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电流信号及该第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生给该转换器的该电压信号，以使该第一电流信号的幅值相同于该第二电流信号的幅值的1/Ν倍。11.根据权利要求10所述的偏压电路，其特征在于，该参考电流信号是恒定的。12.根据权利要求10所述的偏压电路，其特征在于，该电压信号是一个模拟电压信号，且该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号。13.根据权利要求12所述的偏压电路，其特征在于，该控制器包括: 一个第一电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电流信号的第一端、及一个耦接到一个参考节点的第二端； 一个第二电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第二电流信号的第一端、及一个耦接到该第一电阻的该第二端的第二端，该第二电阻的电阻值为该第一电阻的电阻值的1/Ν倍；及 一个放大器，具有一个耦接到该第一电阻的该第一端的第一输入端、一个耦接到该第二电阻的该第一端的第二输入端、及一个耦接到该转换器的输出端，该放大器根据该第一电阻的该第一端上的电压及该第二电阻的该第一端上的电压产生该电压信号，且在该放大器的输出端输出该电压信号。14.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A= O, B = 0，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为NXT(.);及 一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。15.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A= O,B = -Δ Iin，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第二电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件；及 一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为NXT( Oo16.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A= -AIinXR, B = 0，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个第二转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串?’及 一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。17.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A = -AIinXR,B = -Alin，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为T(.); 一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件； 一个第二转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KX R ;及 一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
【专利摘要】一种偏压电路，适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的。该偏压电路包含一个转换器及一个控制器。该转换器接收一个第一电流信号及一个第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生一个第一电压信号、一个第二电压信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压。该控制器从该转换器接收该第一电压信号及该第二电压信号，且根据该第一电压信号及该第二电压信号，产生给该转换器的该第一电流信号及该第二电流信号，以使该第一电压信号的幅值相同于该第二电压信号的幅值。本发明的偏压电路相对较有弹性。
【IPC分类】G05F1/56
【公开号】CN104898751
【申请号】CN201510099962
【发明人】王毓驹, 储青云
【申请人】财团法人交大思源基金会
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】US20150256131
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种偏压电路，特别是涉及一种定转导值(constanttransconductance)偏压电路。
【背景技术】
[0002]一种现有的定转导值偏压电路产生一个偏压电压来偏压一个待偏压转导元件，使得待偏压转导元件的转导值是恒定的。然而，现有的定转导值偏压电路在它的每一个内部转导元件的电压至电流转换函数未能遵守预设定律(例如平方定律)时，可能无法正常操作。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可以改善【背景技术】缺点的偏压电路。
[0004]根据本发明的一个层面，该偏压电路适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的。该偏压电路包含一个转换器及一个控制器。
[0005]该转换器接收一个第一电流信号及一个第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生一个第一电压信号、一个第二电压信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中:
[0006]12 = NX II，
[0007]Vl = Γ1 (I 1- Δ Iin+B) +A，
[0008]V2 = T^td/N) X (Ι2+ΝΧΒ)]-Δ IinXR+A，及
[0009]Vb = {Vm+Δ IinXRXK 或 Vm-AIinXRXK}，
[0010]此处，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vl及V2分别代表该第一电压信号的幅值及该第二电压信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T—H.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电流至电压反转换函数，Λ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，B代表一个预设电流值，A代表一个预设电压值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，m = {I或2}，及K代表一个大于零且小于一的预设常数。
[0011]该控制器耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电压信号及该第二电压信号，且根据该第一电压信号及该第二电压信号，产生给该转换器的该第一电流信号及该第二电流信号，以使该第一电压信号的幅值相同于该第二电压信号的幅值。
[0012]本发明的偏压电路中，该参考电流信号是恒定的。
[0013]本发明的偏压电路中，该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号，且该第一电压信号及该第二电压信号都是模拟电压信号。
[0014]本发明的偏压电路中，该控制器包括:一个放大器，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电压信号的第一输入端、一个耦接到该转换器以接收该第二电压信号的第二输入端，及一个输出端，该放大器根据该第一电压信号及该第二电压信号产生一个控制电压，且在其输出端输出该控制电压；一个第一转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端，及一个耦接到该转换器的第二端，该第一转导元件将该控制电压转换成该第一电流信号，且在其第二端输出该第一电流信号；及一个第二转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端，及一个耦接到该转换器的第二端，该第二转导元件将该控制电压转换成该第二电流信号，且在其第二端输出该第二电流信号。
[0015]本发明的偏压电路中，B = 0，A = AlinXR，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串，且构成该第一电流信号的一部分；及一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)。
[0016]本发明的偏压电路中，B= ΔΙ?η,Α = Δ IinXR，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该缓冲器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。
[0017]本发明的偏压电路中，B= ΔΙ?η,Α = Δ IinXR，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个親接到该控制器的该放大器的该第一输入端的第一末端、一个親接到该缓冲器的该输出端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR ;—个第一电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.);及一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。
[0018]本发明的偏压电路中，B = 0，A = O，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第二端，且提供一个幅值为AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第一电流信号的一部分；一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR ;及一个第二电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
[0019]本发明的偏压电路中，B = ΔΙ?η,Α = 0，且该转换器包括:一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)个第一电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX △ Iin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件；一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端，及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR ;及一个第二电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
[0020]根据本发明的另一个层面，该偏压电路适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的。该偏压电路包含一个转换器及一个控制器。
[0021]该转换器接收一个电压信号，且根据该电压信号，产生一个第一电流信号、一个第二电流信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中:
[0022]Il = T(V0+A IinXR+A)+B，
[0023]12 = NXT(V0+A)+NX Δ Iin+NXB，及
[0024]Vb = {VO+Δ IinXRXK 或 VO-AIinXRXK}，
[0025]此处，VO代表该电压信号的幅值，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T(.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电压至电流转换函数，△ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，A代表一个预设电压值，B代表一个预设电流值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，及K代表一个大于零且小于一的预设常数。
[0026]该控制器耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电流信号及该第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生给该转换器的该电压信号，以使该第一电流信号的幅值相同于该第二电流信号的幅值的1/Ν倍。
[0027]本发明的偏压电路中，该参考电流信号是恒定的。
[0028]本发明的偏压电路中，该电压信号是一个模拟电压信号，且该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号。
[0029]本发明的偏压电路中，该控制器包括:一个第一电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电流信号的第一端，及一个耦接到一个参考节点的第二端；一个第二电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第二电流信号的第一端，及一个耦接到该第一电阻的该第二端的第二端，该第二电阻的电阻值为该第一电阻的电阻值的1/Ν倍；及一个放大器，具有一个耦接到该第一电阻的该第一端的第一输入端、一个耦接到该第二电阻的该第一端的第二输入端，及一个耦接到该转换器的输出端，该放大器根据该第一电阻的该第一端上的电压及该第二电阻的该第一端上的电压产生该电压信号，且在其输出端输出该电压信号。
[0030]本发明的偏压电路中，A = O, B = 0，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导 元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX Δ Iin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。
[0031]本发明的偏压电路中，A = O, B = -Alin，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；一个第二电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件；及一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT( Oo
[0032]本发明的偏压电路中，A = -AIinXR, B = O，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个第二转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);一个电阻串，具有一个親接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;—个第一电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串；及一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。
[0033]本发明的偏压电路中，A = -AIinXR, B = - Δ Iin，且该转换器包括:一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端，及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T (.);一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件；一个第二转导元件，具有一个第一端，及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端，及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R，该电阻串在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR;及一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
[0034]本发明的有益效果在于:由于该偏压电路在Τ(.)是平滑的且单调的时能正常操作，所以该偏压电路相对较有弹性。
【附图说明】
[0035]图1是一个不意方块图，说明本发明偏压电路的第一实施例；
[0036]图2是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第一示范性实施态样；
[0037]图3是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第二示范性实施态样；
[0038]图4是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第三示范性实施态样；
[0039]图5是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第四示范性实施态样；
[0040]图6是一个示意电路方块图，说明第一实施例的第五示范性实施态样；
[0041]图7是一个示意方块图，说明本发明偏压电路的第二实施例；
[0042]图8是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第一示范性实施态样；
[0043]图9是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第二示范性实施态样；
[0044]图10是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第三示范性实施态样；
[0045]图11是一个示意电路方块图，说明第二实施例的第四示范性实施态样。
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0047]在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表不。
[0048]参阅图1，本发明偏压电路I的第一实施例适用于偏压一个待偏压转导元件2，使得待偏压转导元件2的转导值是恒定的。待偏压转导元件2的电压至电流转换函数为PXT(.)，其中，P是一个大于零的预设常数(也就是Ρ>0)，且Τ(.)是平滑的且单调的(例如单调递增或单调递减)。例如，待偏压转导元件2可以是一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，且P关联于其宽长比。偏压电路I包含一个转换器11及一个控制器
12ο
[0049]转换器11接收一个第一电流信号il及一个第二电流信号i2，且根据第一电流信号il及第二电流信号i2，产生一个第一电压信号vl、一个第二电压信号v2及一个用于偏压待偏压转导元件2的偏压电压vb。
[0050]在本实施例中，转换器11可以是根据第一电流信号il、第二电流信号i2、第一电压信号vl、第二电压信号v2及偏压电压vb间的预设关系来被设计。预设关系可以由下列方程式来表不:
[0051]12 = NX II， 方程式 I
[0052]Vl = ΓΗ?Ι-Δ Iin+B)+A， 方程式 2
[0053]V2 = T^td/N) X (Ι2+ΝΧΒ)]-Δ IinXR+A, 方程式 3
[0054]Vb = {Vm+Δ IinXRXK 或 Vm-AIinXRXK}， 方程式 4
[0055]此处，Il及12分别代表第一电流信号il的幅值及第二电流信号i2的幅值，Vl及V2分别代表第一电压信号vl的幅值及第二电压信号v2的幅值，Vb代表偏压电压vb的幅值，代表一个关联于待偏压转导元件2的电流至电压反转换函数(也就是ΓΥ.)是Τ(.)的相反)，AIin代表一个预设的参考电流信号Aiin(见图2)的幅值，B代表一个预设电流值，A代表一个预设电压值，N代表一个大于零的预设常数(也就是N>0)，R代表一个预设电阻值，m= {I或2}，及K代表一个大于零且小于一的预设常数(也就是0〈K〈1)。这些参数的细节将于下列实施态样中说明。较佳地，参考电流信号Aiin(见图2)是恒定的，且其幅值是根据待偏压转导元件2的一个输出电流的期望摆幅来被决定(也就是幅值正比于期望摆幅)。
[0056]控制器12耦接到转换器11，从转换器11接收第一电压信号vl及第二电压信号ν2，且根据第一电压信号vl及第二电压信号v2，产生给转换器11的第一电流信号il及第二电流信号i2，以使第一电压信号vl的幅值相同于第二电压信号v2的幅值(也就是Vl =V2)。
[0057]方程式2可以改写为11- Δ I in+B = T (Vl-A)。由于I2 = NXI1且V2 = V1，方程式3可以改写为I1+B = T(V1+A IinXR-A)。无论Τ(.)的一阶导数是单调递增或单调递减，待偏压转导元件2的大信号转导值与关联于偏压电路I及待偏压转导元件2的制程、电源供应电压及温度无关，且相同于 PX [(Il+B)-(Il-AIin+B)]/[(Vl+AIinXR-A)-(Vl-A)]=P/Ro此外，K被配置为最小化待偏压转导元件2的小信号转导值对制程、电源供应电压及温度的相依性。
[0058]图2说明偏压电路I的第一示范性实施态样。在第一示范性实施态样中，第一电流信号il、第二电流信号i2及参考电流信号Aiin都是模拟电流信号，且第一电压信号vl及第二电压信号v2都是模拟电压信号。
[0059]此外，控制器12包括一个放大器121、一个第一转导元件122及一个第二转导元件123。
[0060]放大器121具有一个親接到转换器11以接收第一电压信号vl的第一输入端、一个耦接到转换器11以接收第二电压信号v2的第二输入端，及一个输出端。放大器121根据第一电压信号vl及第二电压信号v2产生一个控制电压，且在其输出端输出控制电压。
[0061]第一转导元件122具有一个耦接到放大器121的输出端以接收控制电压的第一端，及一个耦接到转换器11的第二端。第一转导元件122将控制电压转换成第一电流信号il，且在其第二端输出第一电流信号il。
[0062]第二转导元件123具有一个耦接到放大器121的输出端以接收控制电压的第一端，及一个耦接到转换器11的第二端。第二转导元件123将控制电压转换成第二电流信号i2，且在其第二端输出第二电流信号i2。第二转导元件123的转导值为第一转导元件122的转导值的N倍，以使第二电流信号i2的幅值为第一电流信号il的幅值的N倍(也就是12 = NXI1)。
[0063]在本实施态样中，第一转导元件122及第二转导元件123的每一个是例如一个P型金属氧化物半导体场效应晶体管，其具有一个作为第一端的栅极端、一个作为第二端的漏极端，及一个耦接到一个参考节点(其被供应电源供应电压vdd)的源极端。第二转导元件123的宽长比为第一转导元件122的宽长比的N倍。
[0064]在本实施态样中，B、A及Vb被设计为Β = 0、Α = Δ IinXR及Vb =Vl-Λ IinXRXK，使得方程式2变成Vl = Γ1 (I1-Δ Iin) + Λ IinXR，且方程式3变成V2 =Τ—1 [ (1/Ν) X 12]。转换器11是根据方程式2及方程式3来被配置，且包括一个第三转导元件111、一个电阻串112、一个电流源113及一个第四转导元件114。
[0065]第三转导元件111具有一个第一端及一个第二端。第三转导元件111的第二端耦接到控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件111从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.)。
[0066]电阻串112具有一个耦接到第三转导元件111的第二端的第一末端、一个耦接到第三转导元件111的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压Vb的中间端。电阻串112在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串112在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR。
[0067]电流源113耦接到第三转导元件111的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串112，且构成第一电流信号il的一部分。
[0068]第四转导元件114具有一个第一端及一个第二端。第四转导元件114的第二端耦接到第四转导元件114的第一端、控制器12的放大器121的第二输入端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件114从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为 NXT(.)ο
[0069]在本实施态样中，第三转导元件111及第四转导元件1 14的每一个是例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管，其具有一个作为第一端的栅极端、一个作为第二端的漏极端，及一个接地的源极端。第四转导元件114的宽长比为第三转导元件111的宽长比的N倍。待偏压转导元件2的宽长比为第三转导元件111的宽长比的P倍。值得注意的是，第三转导元件111、第四转导元件114及待偏压转导元件2可以都操作在饱和区或次临界区。
[0070]在操作中，第一电流信号il被分成流经电阻串112的参考电流信号Λ?η，及一个幅值为Il-Δ Iin且流经第三转导元件111的电流。第三转导元件111迫使电阻串112的第二末端上的电压的幅值为rYll-AIin)。电阻串112及电流源113共同迫使第一电压信号vl的幅值及偏压电压vb的幅值分别为Vl = ^a1-AIirO + AIinXR及Vb =Vl-AIinXRXKo此外，第二电流信号i2流经第四转导元件114。第四转导元件114迫使第二电压信号v2的幅值为V2 = r'td/N) XI2]o
[0071]在本实施态样中，由于第三转导元件111、第四转导元件114及待偏压转导元件2的电压至电流转换函数都是单调递增，且由于其一阶导数都是单调递增，放大器121的第一输入端及第二输入端分别为非反相输入端及反相输入端，以使第一电压信号vl的幅值相同于第二电压信号v2的幅值(也就是Vl = V2)o然而，在其它实施例中，当第三转导元件111、第四转导元件114及待偏压转导元件2都为电压至电流转换函数是单调递增且电压至电流转换函数的一阶导数是单调递减的元件时，放大器121的第一输入端及第二输入端分别为反相输入端及非反相输入端，以使第一电压信号vl的幅值相同于第二电压信号v2的幅值(也就是Vl = V2)。
[0072]图3说明偏压电路I的第二示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = Λ Iin及转换器11的配置。
[0073]由于B = AIin且 A = Δ IinXR，方程式 2 变成 Vl = Γ1 (Ι1) + Δ IinXR，且方程式 3 变成 V2 = T^td/N) X (I2+NX Δ Iin)] ο
[0074]转换器11包括一个第三转导元件131、一个缓冲器132、一个电阻串133、一个第一电流源134、一个第四转导元件135及一个第二电流源136。
[0075]第三转导元件131 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件131的第二端耦接到控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件131从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0076]缓冲器132具有一个耦接到第三转导元件131的第二端的输入端，及一个输出端。
[0077]电阻串133具有一个耦接到缓冲器132的输出端的第一末端、一个耦接到第三转导元件131的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串133在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串133在其第一末端及其中间端间的电阻值为KXR0
[0078]第一电流源134耦接到第三转导元件131的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串133。
[0079]第四转导元件135 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件135的第二端耦接到第四转导元件135的第一端、控制器12的放大器121的第二输入端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件135从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.) ο
[0080]第二电流源136耦接到第四转导元件135的第二端，且提供一个幅值为NX Λ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia流经第四转导元件135。
[0081]在操作中，第一电流信号il流经第三转导元件131。第三转导元件131迫使电阻串133的第二末端上的电压的幅值为T4(Il)。缓冲器132、电阻串133及第一电流源134共同迫使第一电压信号vl的幅值及偏压电压vb的幅值分别为Vl = T^dD + AIinXR及Vb = Vl-AIinXRXKo此外，第二电流信号i2及辅助电流Δ ia被合并成一个幅值为I2+NXΛIin且流经第四转导元件135的电流。第四转导元件135迫使第二电压信号v2的幅值为 V2 = r'td/N) X (I2+NX Alin)]。
[0082]图4说明偏压电路I的第三示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = Λ Iin及转换器11的配置。
[0083]由于B = AIin且 A = Δ IinXR，方程式 2 变成 Vl = Γ1 (Ι1) + Δ IinXR，且方程式 3 变成 V2 = T^td/N) X (I2+NX Δ Iin)] ο
[0084]转换器11包括一个第三转导元件141、一个缓冲器142、一个电阻串143、一个第一电流源144、一个第四转导元件145及一个第二电流源146。
[0085]第三转导元件141 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件141的第二端耦接到第三转导元件141的第一端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件141从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0086]缓冲器142具有一个耦接到第三转导元件141的第二端的输入端，及一个输出端。
[0087]电阻串143具有一个親接到控制器12的放大器121的第一输入端的第一末端、一个耦接到缓冲器142的输出端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串143在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串143在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0088]第一电流源144耦接到电阻串143的第一末端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串143。
[0089]第四转导元件145 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件145的第二端耦接到第四转导元件145的第一端、控制器12的放大器121的第二输入端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件145从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.) ο
[0090]第二电流源146耦接到第四转导元件145的第二端，且提供一个幅值为NX Λ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Aia流经第四转导元件145。
[0091]在操作中，第一电流信号il流经第三转导元件141。第三转导元件141迫使缓冲器142的输入端上的电压的幅值为T4(Il)。缓冲器142、电阻串143及第一电流源144共同迫使第一电压信号vl的幅值及偏压电压vb的幅值分别为Vl = T^dD + AIinXR及Vb = Vl-AIinXRXKo此外，第二电流信号i2及辅助电流Δ ia被合并成一个幅值为I2+NXΛIin且流经第四转导元件145的电流。第四转导元件145迫使第二电压信号v2的幅值为 V2 = r'td/N) X (I2+NX Alin)]。
[0092]图5说明偏压电路I的第四示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于A = O,Vb = ￥2+八11以1^1(及转换器11的配置。
[0093]由于B = O且A = 0，方程式2变成Vl = Γ1 (I1-Δ Iin)，且方程式3变成V2 =T^td/N) ΧΙ2]-Δ IinXRo
[0094]转换器11包括一个第三转导元件151、一个第一电流源152、一个第四转导元件153、一个缓冲器154、一个电阻串155及一个第二电流源156。
[0095]第三转导元件151 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件151的第二端耦接到第三转导元件151的第一端、控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件151从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为Τ(.) O
[0096]第一电流源152耦接到第三转导元件151的第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流Δ ia。辅助电流Aia构成第一电流信号il的一部分。
[0097]第四转导元件153 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件153的第二端耦接到第四转导元件153的第一端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件153从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。
[0098]缓冲器154具有一个耦接到第四转导元件153的第二端的输入端，及一个输出端。
[0099]电阻串155具有一个親接到控制器12的放大器121的第二输入端的第一末端、一个耦接到缓冲器154的输出端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串155在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串155在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0100]第二电流源156親接到电阻串155的第一末端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串155。
[0101]在操作中，第一电流信号il被分成辅助电流Aia，及一个幅值为Il-AIin且流经第三转导元件151的电流。第三转导元件151迫使第一电压信号vl的幅值为Vl =THll-AIin)。此外，第二电流信号i2流经第四转导元件153。第四转导元件153迫使缓冲器154的输入端上的电压的幅值为Tl (1/Ν) X 12]。缓冲器154、电阻串155及第二电流源156共同迫使第二电压信号v2的幅值及偏压电压vb的幅值分别为V2 = ^[(1/N) X 12]-Δ IinXR 及 Vb = V2+A IinXRXK。
[0102]图6说明偏压电路I的第五示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = AIin、A = O,Vb = V2+Δ IinX RXK及转换器11的配置。
[0103]由于B= AIin且A = 0，方程式2变成Vl = T1(Il),且方程式3变成VZ = TKl/N) X (I2+NX Δ Ι?η)]-Δ IinXR0
[0104]转换器11包括一个第三转导元件161、一个第四转导元件162、一个第一电流源163、一个缓冲器164、一个电阻串165及一个第二电流源166。
[0105]第三转导元件161 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第三转导元件161的第二端耦接到第三转导元件161的第一端、控制器12的放大器121的第一输入端及控制器12的第一转导元件122的第二端。第三转导元件161从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.) O
[0106]第四转导元件162 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)及一个第二端(例如一个漏极端)。第四转导元件162的第二端耦接到第四转导元件162的第一端及控制器12的第二转导元件123的第二端。第四转导元件162从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)。
[0107]第一电流源163耦接到第四转导元件162的第二端，且提供一个幅值为NX Λ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia 流经第四转导元件162。
[0108]缓冲器164具有一个耦接到第四转导元件162的第二端的输入端，及一个输出端。
[0109]电阻串165具有一个親接到控制器12的放大器121的第二输入端的第一末端、一个耦接到缓冲器164的输出端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串165在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串165在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0110]第二电流源166親接到电阻串165的第一末端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Λ iin流经电阻串165。
[0111]在操作中，第一电流信号il流经第三转导元件161。第三转导元件161迫使第一电压信号vl的幅值为Vl = Γ1 (ID ο此外，第二电流信号i2及辅助电流Aia被合并成一个幅值为I2+NX Δ Iin且流经第四转导元件162的电流。第四转导元件162迫使缓冲器164的输入端上的电压的幅值为Tl (1/Ν) X (I2+NX Alin)]。缓冲器164、电阻串165及第二电流源166共同迫使第二电压信号v2的幅值及偏压电压vb的幅值分别为V2 = ^[(1/N) X (I2+NX Δ Iin)]-A IinXR 及 Vb = V2+A IinXRXK。
[0112]值得注意的是，在偏压电路I的其它实施态样中，第一电流信号il、第二电流信号?2及参考电流信号△ iin可以都是电流的数字表示，且第一电压信号vl及第二电压信号v2可以都是电压的数字表示。此时，例如转换器11除了第三转导元件及第四转导元件外的所有组件的功能及控制器12的功能可以以数字方式执行。
[0113]综上所述，本实施例的偏压电路I具有以下优点:
[0114]1.由于偏压电路I在T(.)是平滑的且单调的时能正常操作，相较于现有的定转导值偏压电路，偏压电路I相对较有弹性。
[0115]2.通过适当配置的K，无论待偏压转导元件2被用在大信号操作或小信号操作，偏压电路I能被用来偏压待偏压转导元件2。
[0116]3.当参考电流信号Δ?η是恒定的时，待偏压转导元件2响应一个幅值为AIinXR的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅与制程、电源供应电压及温度无关。
[0117]4.当参考电流信号Λ iin的幅值是根据待偏压转导元件2的输出电流的期望摆幅来被决定时，待偏压转导元件2响应幅值为△ IinX R的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅相对较为线性。
[0118]参阅图7，本发明偏压电路3的第二实施例适用于偏压一个待偏压转导元件4，使得待偏压转导元件4的转导值是恒定的。待偏压转导元件4的电压至电流转换函数为PXT(.)，其中，P是一个大于零的预设常数(也就是Ρ>0)，且Τ(.)是平滑的且单调的(例如单调递增或单调递减)。例如，待偏压转导元件4可以是一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管，且P关联于其宽长比。偏压电路3包含一个转换器31及一个控制器32。
[0119]转换器31接收一个电压信号vO，且根据电压信号vO，产生一个第一电流信号il、一个第二电流信号i2及一个用于偏压待偏压转导元件4的偏压电压vb。
[0120]在本实施例中，转换器31可以是根据电压信号vO、第一电流信号il、第二电流信号i2及偏压电压vb间的预设关系来被设计。预设关系可以由下列方程式来表示:
[0121]Il = T(V0+A IinXR+A)+B, 方程式 5
[0122]12 = NXT(V0+A)+NX Δ Iin+NXB, 方程式 6
[0123]Vb = {VO+AIinXRXK 或 VO-AIinXRXK}， 方程式 7
[0124]此处，VO代表电压信号vO的幅值，Il及12分别代表第一电流信号il的幅值及第二电流信号i2的幅值，Vb代表偏压电压vb的幅值，T(.)代表一个关联于待偏压转导元件4的电压至电流转换函数，Λ Iin代表一个预设的参考电流信号Λ iin(见图8)的幅值，A代表一个预设电压值，B代表一个预设电流值，N代表一个大于零的预设常数(也就是N>0)，R代表一个预设电阻值，及K代表一个大于零且小于一的预设常数(也就是0〈K〈1)。这些参数的细节将于下列实施态样中说明。较佳地，参考电流信号Aiin(见图8)是恒定的，且其幅值是根据待偏压转导元件4的一个输出电流的期望摆幅来被决定(也就是幅值正比于期望摆幅)。
[0125]控制器32耦接到转换器31，从转换器31接收第一电流信号il及第二电流信号i2，且根据第一电流信号il及第二电流信号i2，产生给转换器31的电压信号v0，以使第一电流信号il的幅值相同于第二电流信号i2的幅值的1/N倍(也就是Il = (1/Ν) XI2)。
[0126]方程式5可以改写为Il-B = T(V0+AIinXR+A)。由于Il = (1/Ν) X 12，方程式6可以改写为Il-AIin-B = T(V0+A)。无论Τ(.)的一阶导数是单调递增或单调递减，待偏压转导元件4的大信号转导值与关联于偏压电路3及待偏压转导元件4的制程、电源供应电压及温度无关，且相同于 P X [ (11-Β) - (I 1- Δ I in-B) ] / [ (V0+ ΔΙ?ηΧ R+A) - (V0+A)]=P/Ro此外，K被配置为最小化待偏压转导元件4的小信号转导值对制程、电源供应电压及温度的相依性。
[0127]图8说明偏压电路3的第一示范性实施态样。在第一示范性实施态样中，电压信号vO是一个模拟电压信号，且第一电流信号il、第二电流信号i2及参考电流信号Λ iin都是模拟电流?目号。
[0128]此外，控制器32包括一个第一电阻321、一个第二电阻322及一个放大器323。
[0129]第一电阻321具有一个耦接到转换器31以接收第一电流信号il的第一端，及一个耦接到一个参考节点(其被供应电源供应电压vdd)的第二端。
[0130]第二电阻322具有一个耦接到转换器31以接收第二电流信号i2的第一端，及一个耦接到第一电阻321的第二端的第二端。第二电阻322的电阻值为第一电阻321的电阻值的1/N倍。
[0131]放大器323具有一个親接到第一电阻321的第一端的第一输入端、一个親接到第二电阻322的第一端的第二输入端，及一个耦接到转换器31的输出端。放大器323根据第一电阻321的第一端上的电压及第二电阻322的第一端上的电压产生电压信号v0，且在其输出端输出电压信号vO。
[0132]在本实施态样中，A、B及Vb被设计为A = 0、B = O及Vb = VO+Δ IinXRXK，使得方程式5变成Il = T(V0+AIinXR)，且方程式6变成12 = NXT(VO)+NX AIin0转换器31是根据方程式5及方程式6来被配置，且包括一个第一转导元件311、一个电阻串312、一个第一电流源313、一个第二转导元件314及一个第二电流源315。
[0133]第一转导元件311具有一个第一端，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端。第一转导元件311从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0134]电阻串312具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第一转导元件311的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串312在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串312在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0135]第一电流源313耦接到第一转导元件311的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串312。
[0136]第二转导元件314具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端。第二转导元件314从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT (.)。
[0137]第二电流源315耦接到第二转导元件314的第二端，且提供一个幅值为NX Δ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Aia构成第二电流信号i2的一部分。
[0138]在本实施态样中，第一转导元件311及第二转导元件314的每一个是例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管，其具有一个作为第一端的栅极端、一个作为第二端的漏极端，及一个接地的源极端。第二转导元件314的宽长比为第一转导元件311的宽长比的N倍。待偏压转导元件4的宽长比为第一转导元件311的宽长比的P倍。值得注意的是，第一转导元件311、第二转导元件314及待偏压转导元件4可以都操作在饱和区或次临界区。
[0139]在操作中，电阻串312及第一电流源313共同迫使第一转导元件311的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO+Δ IinXR及Vb = VO+AIinXRXKo第一转导元件311产生幅值为Il = T(V0+AIinXR)的第一电流信号il。此外，第二转导元件314产生一个幅值为NXT(VO)的电流。第二电流信号i2包括第二转导元件314所产生的电流及辅助电流Aia，且其幅值为12 = NXT (VO)+NX AIin0
[0140]在本实施态样中，由于第一转导元件311、第二转导元件314及待偏压转导元件4的电压至电流转换函数都是单调递增，且由于其一阶导数都是单调递增，放大器323的第一输入端及第二输入端分别为反相输入端及非反相输入端，以使第一电流信号il的幅值相同于第二电流信号i2的幅值的1/N倍(也就是Il = (1/N) XI2)。然而，在其它实施例中，当第一转导元件311、第二转导元件314及待偏压转导元件4都为电压至电流转换函数是单调递增且电压至电流转换函数的一阶导数是单调递减的元件时，放大器323的第一输入端及第二输入端分别为非反相输入端及反相输入端，以使第一电流信号il的幅值相同于第二电流信号i2的幅值的1/N倍(也就是Il = (1/N) X 12)。
[0141]图9说明偏压电路3的第二示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于B = - Λ Iin及转换器31的配置。
[0142]由于A = O 且 B = -Alin，方程式 5 变成 Il = T (V0+Δ IinX R) - Λ Iin，且方程式6 变成 12 = NXT(VO) ο
[0143]转换器31包括一个第一转导元件331、一个电阻串332、一个第一电流源333、一个第二电流源334及一个第二转导元件335。
[0144]第一转导元件331 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第一转导元件331从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T(.)。
[0145]电阻串332具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第一转导元件331的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串332在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串332在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0146]第一电流源333耦接到第一转导元件331的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串332。
[0147]第二电流源334耦接到第一转导元件331的第二端，且提供一个幅值为Δ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia流经第一转导元件331。
[0148]第二转导元件335 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第二转导元件335从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT (.)。
[0149]在操作中，电阻串332及第一电流源333共同迫使第一转导元件331的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO+Δ IinX R及Vb = VO+Δ I in X RX K。第一转导元件331产生一个幅值为T(V0+A IinXR)的电流。第一转导元件331所产生的电流包括辅助电流Aia及幅值为Il = T(V0+Λ IinXR)-Λ Iin的第一电流信号il。此外，第二转导元件335产生幅值为12 = NXT(VO)的第二电流信号i2。
[0150]图10说明偏压电路3的第三示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于A = - AIinXR、Vb = VO-Δ IinXRXK及转换器31的配置。
[0151]由于A = -AIinXR且B = 0，方程式5变成Il = T (VO)，且方程式6变成12 =NXT(V0-A IinXR) +NX Δ Iin。
[0152]转换器31包括一个第一转导元件341、一个第二转导元件342、一个电阻串343、一个第一电流源344及一个第二电流源345。
[0153]第一转导元件341 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第一转导元件341从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T (.)。
[0154]第二转导元件342 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第二转导元件342从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。
[0155]电阻串343具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第二转导元件342的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串343在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串343在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0156]第一电流源344耦接到第二转导元件342的第一端，且提供参考电流信号Λ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串343。
[0157]第二电流源345耦接到第二转导元件342的第二端，且提供一个幅值为NX Δ Iin的辅助电流Aia。辅助电流Aia构成第二电流信号i2的一部分。
[0158]在操作中，第一转导元件341产生幅值为Il = T(VO)的第一电流信号il。此外，电阻串343及第一电流源344共同迫使第二转导元件342的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO-Δ IinXR及Vb = VO-Δ IinXRXK。第二转导元件342产生一个幅值为NXT(VO-AIinXR)的电流。第二电流信号i2包括第二转导元件342所产生的电流及辅助电流Aia，且其幅值为12 = NXT(VO-AIinXR) +NX AIin0
[0159]图11说明偏压电路3的第四示范性实施态样，其是第一示范性实施态样的变形，且与第一示范性实施态样不同的地方在于A = - AlinXR、B = - Alin、Vb =VO-AIinXRXK及转换器31的配置。
[0160]由于A = -AIinXR且 B = -Alin，方程式 5 变成 Il = T (VO) - Δ Iin，且方程式6 变成 12 = NXT(V0-A IinXR)。
[0161]转换器31包括一个第一转导元件351、一个第一电流源352、一个第二转导元件353、一个电阻串354及一个第二电流源355。
[0162]第一转导元件351 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第一电阻321的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第一转导元件351从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为T (.)。
[0163]第一电流源352耦接到第一转导元件351的第二端，且提供一个幅值为AIin的辅助电流Aia。辅助电流Δ ia流经第一转导元件351。
[0164]第二转导元件353 (例如一个N型金属氧化物半导体场效应晶体管)具有一个第一端(例如一个栅极端)，及一个耦接到控制器32的第二电阻322的第一端的第二端(例如一个漏极端)。第二转导元件353从其第一端到其第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。
[0165]电阻串354具有一个耦接到控制器32的放大器323的输出端的第一末端、一个耦接到第二转导元件353的第一端的第二末端，及一个提供偏压电压vb的中间端。电阻串354在其第一末端及其第二末端间的电阻值为R。电阻串354在其第一末端及其中间端间的电阻值为KX R。
[0166]第二电流源355耦接到第二转导元件353的第一端，且提供参考电流信号Δ iin。参考电流信号Δ iin流经电阻串354。
[0167]在操作中，第一转导元件351产生一个幅值为T(VO)的电流。第一转导元件351所产生的电流包括辅助电流Aia及幅值为Il = T(VO)-AIin的第一电流信号il。此外，电阻串354及第二电流源355共同迫使第二转导元件353的第一端上的电压的幅值及偏压电压vb的幅值分别为VO-Δ IinXR及Vb = VO-Δ IinXRXK。第二转导元件353产生幅值12 = NXT(VO-AIinXR)的第二电流信号 i2。
[0168]值得注意的是，在偏压电路3的其它实施态样中，电压信号vO可以是电压的数字表示，且第一电流信号il、第二电流信号i2及参考电流信号Λ iin可以都是电流的数字表示。此时，例如转换器31除了第一转导元件及第二转导元件外的所有组件的功能及控制器32的功能可以以数字方式执行。
[0169]综上所述，本实施例的偏压电路3具有以下优点:
[0170]1.由于偏压电路3在Τ(.)是平滑的且单调的时能正常操作，相较于现有的定转导值偏压电路，偏压电路3相对较有弹性。
[0171 ] 2.通过适当配置的K，无论待偏压转导元件4被用在大信号操作或小信号操作，偏压电路3能被用来偏压待偏压转导元件4。
[0172]3.当参考电流信号Δ?η是恒定的时，待偏压转导元件4响应一个幅值为AIinXR的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅与制程、电源供应电压及温度无关。
[0173]4.当参考电流信号Aiin的幅值是根据待偏压转导元件4的输出电流的期望摆幅来被决定时，待偏压转导元件4响应幅值为△ IinXR的输入电压所产生的输出电流的实际摆幅相对较为线性。
【主权项】
1.一种偏压电路，适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的，该偏压电路的特征在于包含: 一个转换器，接收一个第一电流信号及一个第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生一个第一电压信号、一个第二电压信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中，12 = NXI1,Vl = Γ^ΙΙ-Δ Iin+B)+A, V2 = T^td/N) X (Ι2+ΝΧΒ)]-Δ IinXR+A，及 Vb = {Vm+Δ IinXRXK 或 Vm-Δ IinXRXK}， 此处，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vl及V2分别代表该第一电压信号的幅值及该第二电压信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T—H.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电流至电压反转换函数，Λ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，B代表一个预设电流值，A代表一个预设电压值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，m = {I或2}，及K代表一个大于零且小于一的预设常数；及 一个控制器，耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电压信号及该第二电压信号，且根据该第一电压信号及该第二电压信号，产生给该转换器的该第一电流信号及该第二电流信号，以使该第一电压信号的幅值相同于该第二电压信号的幅值。2.根据权利要求1所述的偏压电路，其特征在于，该参考电流信号是恒定的。3.根据权利要求1所述的偏压电路，其特征在于，该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号，且该第一电压信号及该第二电压信号都是模拟电压信号。4.根据权利要求3所述的偏压电路，其特征在于，该控制器包括: 一个放大器，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电压信号的第一输入端、一个耦接到该转换器以接收该第二电压信号的第二输入端、及一个输出端，该放大器根据该第一电压信号及该第二电压信号产生一个控制电压，且在该放大器的输出端输出该控制电压； 一个第一转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端、及一个耦接到该转换器的第二端，该第一转导元件将该控制电压转换成该第一电流信号，且在该第一转导元件的第二端输出该第一电流信号；及 一个第二转导元件，具有一个耦接到该放大器的该输出端以接收该控制电压的第一端、及一个耦接到该转换器的第二端，该第二转导元件将该控制电压转换成该第二电流信号，且在该第二转导元件的第二端输出该第二电流信号。5.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= O, A = AlinXR，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为 τ(.)； 一个电阻串，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串，且构成该第一电流信号的一部分；及 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为NXT(.)。6.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= Δ Iin, A = AlinXR，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为 τ(.)； 一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该缓冲器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第三转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR ； 一个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及 一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。7.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= Δ Iin, A = Al inXR，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为T(.);一个缓冲器，具有一个耦接到该第三转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第一输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第二输入端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.);及 一个第二电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件。8.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= O, A = 0，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个第一电流源，耦接到该第三转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流构成该第一电流信号的一部分； 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)； 一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KX R ;及 一个第二电流源，親接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。9.根据权利要求4所述的偏压电路，其特征在于，B= Δ Iin, A = 0，且该转换器包括: 一个第三转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第三转导元件的该第二端耦接到该第三转导元件的该第一端、该控制器的该放大器的该第一输入端及该控制器的该第一转导元件的该第二端，该第三转导元件从该第三转导元件的第一端到该第三转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个第四转导元件，具有一个第一端及一个第二端，该第四转导元件的该第二端耦接到该第四转导元件的该第一端及该控制器的该第二转导元件的该第二端，该第四转导元件从该第四转导元件的第一端到该第四转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.)； 一个第一电流源，耦接到该第四转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流流经该第四转导元件； 一个缓冲器，具有一个耦接到该第四转导元件的该第二端的输入端、及一个输出端；一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该第二输入端的第一末端、一个耦接到该缓冲器的该输出端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KX R ;及 一个第二电流源，親接到该电阻串的该第一末端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。10.一种偏压电路，适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的，该偏压电路的特征在于包含: 一个转换器，接收一个电压信号，且根据该电压信号，产生一个第一电流信号、一个第二电流信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压，其中，11= T(V0+A IinXR+A) +B, 12= NXT(V0+A) +NX Δ Iin+NXB，及 Vb = {VO+Δ IinXRXK 或 VO-Δ IinXRXK}， 此处，VO代表该电压信号的幅值，Il及12分别代表该第一电流信号的幅值及该第二电流信号的幅值，Vb代表该偏压电压的幅值，T(.)代表一个关联于该待偏压转导元件的电压至电流转换函数，△ Iin代表一个预设的参考电流信号的幅值，A代表一个预设电压值，B代表一个预设电流值，N代表一个大于零的预设常数，R代表一个预设电阻值，及K代表一个大于零且小于一的预设常数；及 一个控制器，耦接到该转换器，从该转换器接收该第一电流信号及该第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生给该转换器的该电压信号，以使该第一电流信号的幅值相同于该第二电流信号的幅值的1/Ν倍。11.根据权利要求10所述的偏压电路，其特征在于，该参考电流信号是恒定的。12.根据权利要求10所述的偏压电路，其特征在于，该电压信号是一个模拟电压信号，且该第一电流信号、该第二电流信号及该参考电流信号都是模拟电流信号。13.根据权利要求12所述的偏压电路，其特征在于，该控制器包括: 一个第一电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第一电流信号的第一端、及一个耦接到一个参考节点的第二端； 一个第二电阻，具有一个耦接到该转换器以接收该第二电流信号的第一端、及一个耦接到该第一电阻的该第二端的第二端，该第二电阻的电阻值为该第一电阻的电阻值的1/Ν倍；及 一个放大器，具有一个耦接到该第一电阻的该第一端的第一输入端、一个耦接到该第二电阻的该第一端的第二输入端、及一个耦接到该转换器的输出端，该放大器根据该第一电阻的该第一端上的电压及该第二电阻的该第一端上的电压产生该电压信号，且在该放大器的输出端输出该电压信号。14.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A= O, B = 0，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为NXT(.);及 一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。15.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A= O,B = -Δ Iin，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第一转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串； 一个第二电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件；及 一个第二转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为NXT( Oo16.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A= -AIinXR, B = 0，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为Τ(.); 一个第二转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KXR; 一个第一电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串?’及 一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第二端，且提供一个幅值为NX AIin的辅助电流，该辅助电流构成该第二电流信号的一部分。17.根据权利要求13所述的偏压电路，其特征在于，A = -AIinXR,B = -Alin，且该转换器包括: 一个第一转导元件，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一端、及一个耦接到该控制器的该第一电阻的该第一端的第二端，该第一转导元件从该第一转导元件的第一端到该第一转导元件的第二端的电压至电流转换函数为T(.); 一个第一电流源，耦接到该第一转导元件的该第二端，且提供一个幅值为ΔΠη的辅助电流，该辅助电流流经该第一转导元件； 一个第二转导元件，具有一个第一端、及一个耦接到该控制器的该第二电阻的该第一端的第二端，该第二转导元件从该第二转导元件的第一端到该第二转导元件的第二端的电压至电流转换函数为ΝΧΤ(.); 一个电阻串，具有一个耦接到该控制器的该放大器的该输出端的第一末端、一个耦接到该第二转导元件的该第一端的第二末端、及一个提供该偏压电压的中间端，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的第二末端间的电阻值为R，该电阻串在该电阻串的第一末端及该电阻串的中间端间的电阻值为KX R ;及 一个第二电流源，耦接到该第二转导元件的该第一端，且提供该参考电流信号，该参考电流信号流经该电阻串。
【专利摘要】一种偏压电路，适用于偏压一个待偏压转导元件，使得该待偏压转导元件的转导值是恒定的。该偏压电路包含一个转换器及一个控制器。该转换器接收一个第一电流信号及一个第二电流信号，且根据该第一电流信号及该第二电流信号，产生一个第一电压信号、一个第二电压信号及一个用于偏压该待偏压转导元件的偏压电压。该控制器从该转换器接收该第一电压信号及该第二电压信号，且根据该第一电压信号及该第二电压信号，产生给该转换器的该第一电流信号及该第二电流信号，以使该第一电压信号的幅值相同于该第二电压信号的幅值。本发明的偏压电路相对较有弹性。
【IPC分类】G05F1/56
【公开号】CN104898751
【申请号】CN201510099962
【发明人】王毓驹, 储青云
【申请人】财团法人交大思源基金会
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】US20150256131
最新回复(0)