一种伪电阻控制电路及电子装置、耦合式放大器

本发明涉及模拟集成电路，特别涉及一种伪电阻控制电路及电子装置、耦合式放大器。

背景技术：

1、生物电信号分布于次赫兹到几百赫兹的频谱范围内。为了记录低频的生物电信号，信号采集前端的带宽需要包含极低的频段。为耦合式放大器提供一个极大的时间常数，能有效提升对极地频段的采集效率。增加阻值或片上电容能够有利于提升运放中的时间常数。而增大片上电容会导致片上占用面积上升，对集成电路的面积有较大的影响。而且目标信号通常会受到来自其他频段的信号干扰，难以做到对阻值的提升和精确调控。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种伪电阻控制电路及电子装置、耦合式放大器，在不依赖额外时钟信号的情况下，实现吉欧至太欧级的片上可调电阻，并且片上可调电阻的阻值受工艺和温度影响小。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种伪电阻控制电路，包括：

4、电流源，所述电流源输出偏置电流；

5、电平转换场效应管，所述电平转换场效应管的栅极与源极电性连接，所述电平转换场效应管的漏极电性连接于所述电流源的电流输出端，其中所述电平转换场效应管的栅极接地，所述电平转换场效应管接收并转换所述偏置电流，并于所述电流源的电流输入端和接地端之间形成偏置电压；以及

6、伪电阻结构，所述伪电阻结构的源极通过第一晶体管与所述电流源的电流输入端电性连接，所述伪电阻结构的栅极通过第二晶体管接地。

7、在本发明一实施例中，所述第一晶体管和所述第二晶体管为nmos管，其中所述第一晶体管的栅极与所述伪电阻结构的源极电性连接，所述第一晶体管的漏极与所述与所述电流源的电流输入端电性连接，所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极电性连接，其中所述第二晶体管的栅极与所述电流源的电流输出端，所述第二晶体管的源极接地。

8、在本发明一实施例中，所述电流源包括电压跟随电流镜，所述电压跟随电流镜的第一输出端输出受调电压，所述电压跟随电流镜的第二输出端输出跟随电压，所述跟随电压跟随所述受调电压变化，且所述跟随电压与所述受调电压相等。

9、在本发明一实施例中，所述电流源包括：

10、多个自共源共栅场效应管，所述自共源共栅场效应管的晶体管公共端与所述电压跟随电流镜的第一输出端或第二输出端电性连接，所述自共源共栅场效应管的漏极与输入电源电性连接；

11、多个辅助场效应管，所述辅助场效应管的漏极电性连接于所述自共源共栅场效应管的源极，所述辅助场效应管的源极接地，多个所述辅助场效应管的栅极电性连接；以及

12、输出场效应管，所述输出场效应管的栅极与所述辅助场效应管的栅极电性连接，所述输出场效应管的源极接地，且所述输出场效应管输出所述基准电流。

13、在本发明一实施例中，所述辅助场效应管的栅极通过mos管与所述电压跟随电流镜的第二输出端电性连接。

14、在本发明一实施例中，所述电流源还包括：

15、多个开关管，多个所述开关管相互独立，且所述开关管的一端电性连接于连接电源；以及

16、多个共源共栅电流镜，多个共源共栅电流镜依次电性连接，且依次连接后的所述共源共栅电流镜的一端与所述开关管电性连接，依次连接后的所述共源共栅电流镜的另一端作为电流输出端，其中所述共源共栅电流镜具有第一电流输出端和多个第二电流输出端，所述共源共栅电流镜接收所述基准电流，并从所述第一输出端输出所述基准电流，从所述第二输出端输出复制电流，所述复制电流与基准电流相等。

17、在本发明一实施例中，多个所述共源共栅电流镜的组成晶体管呈阵列分布，且相邻的所述组成晶体管电性连接，其中沿列分布的多个所述组成晶体管与同一个所述开关管电性连接，多列所述组成晶体管分别与不同的所述开关管电性连接。

18、在本发明一实施例中，所述偏置电流为任意数量的所述开关管闭合后合流的所述复制电流。

19、本发明提供了一种电子装置，包括如上任一所述的一种伪电阻控制电路。

20、本发明提供了一种耦合式放大器，包括：

21、运算放大器，所述运算放大器具有差分输入端和差分输出端，其中所述差分输入端接收差分信号，所述差分输出端输出放大且反相处理后的所述差分信号；以及

22、多个如上任一所述的一种伪电阻控制电路，所述伪电阻控制电路包括伪电阻结构，其中所述伪电阻结构的一端电性连接于所述差分输入端，所述伪电阻结构的另一端电性连接于所述差分输出端。

23、如上所述，本发明提供了一种伪电阻控制电路，在不依赖额外时钟信号的情况下，实现吉欧至太欧级的片上可调电阻，并能够能够应用于电容式耦合运算放大器中。并且，根据本发明提供的伪电阻控制电路，片上可调电阻的阻值受工艺和温度影响小，对其他频段的信号抗干扰能力强，从而实现对阻值提升的精确调控。在获取低频的生物电信号或其他多种类型的低频信号时，能够稳定地提供一个极大的时间常数，从而提升低频信号的采样效率。

24、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种伪电阻控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为nmos管，其中所述第一晶体管的栅极与所述伪电阻结构的源极电性连接，所述第一晶体管的漏极与所述与所述电流源的电流输入端电性连接，所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极电性连接，其中所述第二晶体管的栅极与所述电流源的电流输出端，所述第二晶体管的源极接地。

3.根据权利要求1所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，所述电流源包括电压跟随电流镜，所述电压跟随电流镜的第一输出端输出受调电压，所述电压跟随电流镜的第二输出端输出跟随电压，所述跟随电压跟随所述受调电压变化，且所述跟随电压与所述受调电压相等。

4.根据权利要求3所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，所述电流源包括：

5.根据权利要求4所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，所述辅助场效应管的栅极通过mos管与所述电压跟随电流镜的第二输出端电性连接。

6.根据权利要求4所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，所述电流源还包括：

7.根据权利要求6所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，多个所述共源共栅电流镜的组成晶体管呈阵列分布，且相邻的所述组成晶体管电性连接，其中沿列分布的多个所述组成晶体管与同一个所述开关管电性连接，多列所述组成晶体管分别与不同的所述开关管电性连接。

8.根据权利要求6所述的一种伪电阻控制电路，其特征在于，所述偏置电流为任意数量的所述开关管闭合后合流的所述复制电流。

9.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1～8任一所述的一种伪电阻控制电路。

10.一种耦合式放大器，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种伪电阻控制电路及电子装置、耦合式放大器，其中一种伪电阻控制电路，包括：电流源，电流源输出偏置电流；电平转换场效应管，电平转换场效应管的栅极与源极电性连接，电平转换场效应管的漏极电性连接于电流源的电流输出端，其中电平转换场效应管的栅极接地，电平转换场效应管接收并转换偏置电流，并于电流源的电流输入端和接地端之间形成偏置电压；以及伪电阻结构，伪电阻结构的源极通过第一晶体管与电流源的电流输入端电性连接，伪电阻结构的栅极通过第二晶体管接地。本发明在不依赖额外时钟信号的情况下，实现吉欧至太欧级的片上可调电阻，并且阻值受工艺和温度影响小。技术研发人员：吕宏鸣,储若瑜受保护的技术使用者：上海科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26