一種滯環(huán)恒流LED驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣電路

在實(shí)際電路中，VA對(duì)VB的匹配度直接影響采樣精度。圖3為簡(jiǎn)化的小信號(hào)模型。
應(yīng)用KCL定理，得到

由式(6)可以看出，當(dāng)gm1ro2或gm2越大，VA與VB的匹配度越高，電流采樣越精確。值得注意的是，式中出現(xiàn)gm1ro3的平方項(xiàng)，這意味著可以用較小的增益達(dá)到高精度。但是，耐壓5 V的低壓管無法在高輸入電壓下正常工作，電路中必須使用大量耐壓40 V的高壓管。然而高壓管的增益與等效輸出電阻很低，無法滿足電流采樣電路的精度要求。
為使低壓管能在高壓輸入中也正常工作，電壓鏡采用了高低壓器件混用的共源共柵結(jié)構(gòu)。Mp1、Mp2、Mn1和Mn2為低壓管；Mp3、Mp4、Mn3和Mn4為高壓管。一方面，高壓管作為共源共柵器件增大了輸出電阻；另一方面，它承受了大部分壓降，以保護(hù)低壓管不被擊穿。不過，共源共柵結(jié)構(gòu)帶來另一個(gè)問題。串聯(lián)電阻R2令Mp2和Mp4之間的次極點(diǎn)更靠近原點(diǎn)，使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。為消除該極點(diǎn)帶來的影響，在共源共柵結(jié)構(gòu)的輸出端加入補(bǔ)償電阻R5和電容C，引入一個(gè)零點(diǎn)并使主極點(diǎn)更低。

高壓管Mp5～Mp10為匹配電流源的輸出級(jí)，主要起隔離緩沖的作用，電流鏡結(jié)構(gòu)避免了增加新的極點(diǎn)。分流結(jié)構(gòu)Mp7、Mp8將Mp5始終偏置在飽和區(qū)，從而允許流過Mp9與Mp10的電流最低降至0 A，使電路在空載時(shí)可以輸出地電壓，為芯片的進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供了方便。