[0009] MOS管工作在线性区的条件：
[0010] VGS>VDS+VTH (4)
[0011]
[0012] 而且由式(2)和式(5)知道，无论工作于饱和区还是线性区的电流镜，只要保证VGS和VDS相同，则电流镜像比和宽长比之比成正比例关系，如果电流镜的输入输出电流相差较大，则宽长比的比例值相差也会较大，尺寸相差较大的MOS使得版图上的匹配变差，从而电流镜像精度变差。
[0013] 下面分别讨论工作于饱和区和线性区的电流镜其电流镜像精度的影响因子。由式(2)和式(5)知道决定源漏电流ID的因素有μn、Cox、VTH、W/L、VGS、VDS。其中μn是载流子迁移率，由工艺决定；Cox是单位面积的栅
氧化层电容，由工艺决定；VTH是MOS管的
阈值电压，由工艺决定，随L和衬底电压有细微变化。W/L、VGS、VDS是电路设定值。μn和Cox因素对源漏电流ID的影响程度对于饱和区和线性区的电流镜都是相同的，不受电路设计控制。VTH的影响因素虽然由工艺决定，但对饱和区和线性区的电流镜影响程度不相同。下面分别对VTH、VGS和VDS影响因素进行讨论。
[0014] VTH对电流镜像的影响：
[0015] 工作于饱和区和线性区的MOS管源漏电流ID分别对VTH求导得：
[0016] 饱和区公式：
[0017] 线性区公式：
[0018] 占比：
[0019] 饱和区：
[0020] 线性区：
[0021] 由于饱和区VGS-VTHVDS。因此有：
[0022] 饱和区：
[0023] 线性区：
[0024] 所以，在线性区VTH变化引起源漏电流ID占比变化要小于在饱和区VTH引起电流ID的变化。
[0025] 虽然同一个芯片的NMOS的VTH偏差较小，但仍然会存在偏差。所以工作在线性区的电流镜可以提高电流精度。特别是对于电流镜像比例值较大的电流镜，工作于线性区的电流镜受工艺的VTH影响更小。
[0026] VGS对电流镜像的影响：
[0027] 式(2)和式(5)分别对VGS求导得：
[0028] 饱和区公式：
[0029] 线性区公式：
[0030] 占比：
[0031] 饱和区：
[0032] 线性区：
[0033] 同样由饱和区VGS-VTHVDS式子得到：
[0034] 饱和区：
[0035] 线性区：
[0036] 所以在线性区VGS电压变化所引起的电流变化量小于工作于饱和区。而 且VGS电压越高，由VGS偏差引起的电流偏差就越小。提高VGS可以提高电流镜像精度。
[0037] VGS电压偏差出现在电流镜中输入输出管的栅极电压没有直接连接而是通过OP缓冲后连接，如图所示。同时NMOS管的所处在的地端电压一致也会导致MOS的源端电压不同，引起电流镜中VGS不相同。
[0038] VDS对电流镜像的影响：
[0039] 饱和区： (18)
[0040] 线性区：
[0041] 饱和区的沟道调制系数λ很小，远小于1,沟道越长λ越小。
[0042] 线性区中VGS-VTH>VDS，其中VGS越大，式(19)中的系数越接近1。所以：
[0043]
[0044] 综上所述，工作于饱和区的电流镜的电流镜像精度相对工作于线性区的电流镜更易受VTH和VGS因素的影响，更易受工艺和版图匹配的影响。而工作于线性区的电流镜对工艺和版图匹配的影响小些，但受VDS电压变化影响较大。所以提高工作于线性区的电流镜的电流镜像精度的首要任务是保证电流镜输入输出管的VDS电压尽量相等。
[0045]
申请号为201010238706.3的中国
专利《一种自适应的电流镜》提出了一种工作于线性区的自动切换电流档位的电流镜像方法，如图3所示，NM1-NM4为电流参考管，NM5-NM8,NM8-12分别为两组电流镜像输出管，电流参考管和电流镜像输出管间采用共栅极连接，而档位切换
开关放置在MOS管的漏极互连，如图3中的SW1-9所示。电流镜采用工作于线性区的MOS管进行电流镜像，AMP1-3的作用是限定NM1-NM12的MOS管的VDS电压，让其等于参考电压Vref，实现电流镜像。因为由式(4)知道相同工艺的情况下μn、Cox、VTH参数相同，电路上使得MOS管的VGS和VDS相同，则MOS管的漏源电流之比 等于宽长比之比。同时由线性区漏源电流公式(4)知道，VDS一定情况下，VGS电压反应了漏源电流ID(电路中为Iref)的大小，通过判断VGS电压，判断电流的大小，从而切换相应的开关SW1-9动作,实现电流档位切换。
[0046] 该电流镜采用工作于线性区的MOS管进行电流镜像，可以有效的降低电流镜输出端的最小电压，同时还可以通过切换电流档位在较大电流镜像时提高电流镜像精度，从而扩展了电流镜像范围。但该电流镜仍然存在不足之处，是其档位切换开关SW1-9放置在MOS的漏端进行互连。由公式(4)可以知道，工作在线性区的MOS管，其漏源电流ID与VDS成二阶关系，也就是工作在线性区的MOS管其漏源电压VDS变化一点，其漏源电流ID发生较大的变化。由于开关SW存在内阻，当开关闭合时，电流流过开关偏会产生压降ΔV。设开关SW阻抗为R，则NM6上的VDS电压等于Vref-R*(I1+I2+I3)。Vref一般为几百mV，I1+I2+I3一般会有几十mA，开关SW阻抗R若存在1欧姆的阻抗(NMOS管面积约50um*100um)则对NM6的VDS电压产生几十mV(约10％)的影响。因此开关SW对NM6的VDS电压极大地影响着输出电流的精度。另外在CMOS工艺的IC中，开关SW一般采用MOS管来实现，若想减小开关SW的内阻来减小输出电流精度的影响，则需要大幅增大开关SW的MOS管面积，而且开关SW的个数较多时，开关SW所占芯片面积极大，甚至超过电路本身的版图面积。所以图3中的电流镜具有输出电流较大时镜像精度差，而且版图面积大的缺点，导致该电流镜电路没有应用价值。
[0047] 在现有的多通道输出的LED恒流驱动电路中，其输出电流大小由一个外挂
电阻产生的输入电流通过比例电流镜产生，输出电流大小和精度受比例电流镜影响。而
现有技术中工作在饱和区的电流镜
输出电压要求较高，功耗较大，而且版图面积也较大。而工作在线性区的电流镜，由于VDS电压偏差而导致电流精度损失，尤其是大电流输出的电流镜像精度变差，所以工作在线性区的电流镜保持高精度的工作范围有限。而且由式(5)知道，工作在线性区的电流镜如W/L、和VDS保持不变，则镜像电流ID与VGS成正比，也就是ID变大时，VGS也会变大。但是VGS最大只能达到
电源电压VDD。因此当ID变大使得VGS变大接近VDD时电流镜的电流镜像能
力大大降低，无法提供准确的电流镜像能力。通常的解决方法是采用切换W/L大小，当ID过大，使得VGS接近VDD时，增大电流镜的W/L值，从而降低VGS电压，也就是设置电流镜档位。而增大电流镜的W/L值的方法通常是采用MOS开关的方式并接 入更多的MOS管。因此为满足不同的输出电流需求，其通常做法是芯片拥有电流档位切换功能，可以根据输出电流的大小自动切换内部电流镜工作数目，以保证输出电流可以保持较高精度。但是现有的自动切换电流镜技术仍然存在
缺陷和需要改进在地方。为进一步提高电流镜像精度，拓宽电流镜像范围，缩小电路的版图面积，提出本实用新型。
发明内容
[0048] 为实现较低的输出电压、高的电流镜像精度、宽的电流镜像范围和尽量小的版图面积，本实用新型提供了一种高精度宽电流范围电流镜，采用可以电流档位切换的工作于线性区的电流镜，通过改进电流镜电路，提高VDS电压精度，从而提高电流镜像精度，拓宽电流镜像范围。
[0049] 本实用新型提供了一种高精度宽电流范围电流镜，包括参考电流输入部分、电流档位判断与控制逻辑、镜像电流输出部分；所述参考电流输入部分、镜像电流输出部分分别与所述电流档位判断与控制逻辑连接。
[0050] 作为本实用新型的进一步改进，所述参考电流输入部分包括电流镜像晶体管和
运算放大器AMP1，其中，所述电流镜像晶体管包含基本晶体管NM0和备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3，基本晶体管NM0和备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的漏极互连接到基准电流Iref，基本晶体管NM0和备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的源极互连接地，备用晶体管NM1的栅极设有开关SW10，备用晶体管NM2的栅极设有开关SW20，备用晶体管NM3的栅极设有开关SW30，开关SW10、开关SW20、开关SW30将备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的栅极切换接地或连接基本晶体管NM1的栅极，备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的开关控制
信号依次为开关SWITCH1、开关SWITCH2、开关SWITCH3,
运算放大器AMP1的负输入端接参考电压Vref，运算放大器AMP1的正输入端接电流镜像晶体管的公共漏端，运算放大器AMP1的输出端接基本晶体管NM0的栅极，参考电流输入部分的作用是提供镜像电流输出部分的VDS电压和VGS电压。
[0051] 作为本实用新型的进一步改进，所述备用晶体管NM1通过开关SWITCH1与所述电流档位判断与控制逻辑连接，所述备用晶体管NM2通过开关SWITCH2与所述电流档位判断与控制逻辑连接，所述备用晶体管NM3通过开关SWITCH3与所述电流档位判断与控制逻辑连接。
[0052] 作为本实用新型的进一步改进，所述算放大器AMP1的输出端与所述电 流档位判断与控制逻辑连接。
[0053] 作为本实用新型的进一步改进，镜像电流输出部分包括电流开关部分和电流镜像部分，电流开关部分包括运算放大器AMP2和开关管NM8，其中电流镜像部分包含基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7，基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的漏极互连接到开关管NM8的源极，基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的源极互连接地，备用晶体管NM5的栅极设有开关SW11，备用晶体管NM6的栅极设有开关SW21，备用晶体管NM7的栅极设有开关SW31，开关SW11、开关SW21、开关SW31将备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的栅极切换接地或连接基本晶体管NM0的栅极，基本晶体管NM4的栅极接到基本晶体管NM0的栅极；运算放大器AMP2正输入端接到基本晶体管NM0的漏极，运算放大器AMP2的负输入端接开关管NM8的源极，运算放大器AMP2的输出端接到开关管NM8的栅极，开关管NM8的漏极接到电流输出Iout1，镜像电流输出部分的作用是根据参考电流输入部分的输入电流在晶体管上形成的VGS电压和VDS电压镜像到基本晶体管NM4、备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7上，形成输出电流Iout1。
[0054] 作为本实用新型的进一步改进，所述电流档位判断与控制逻辑的VG端接到运算放大器AMP1的输出端：所述电流档位判断与控制逻辑的输出经开关SWITCH1接开关SW10、开关SW11的控制端，所述电流档位判断与控制逻辑的输出经开关SWITCH2接开关SW20、开关SW21的控制端，所述电流档位判断与控制逻辑的输出经开关SWITCH3接开关SW30、开关SW31的控制端。
[0055] 作为本实用新型的进一步改进，所述电流档位判断与控制逻辑根据VG电压的大小来控制打开备用晶体管的个数，进而来实现电流档位的切换。
[0056] 作为本实用新型的进一步改进，所述电流档位判断与控制逻辑包括电流档位判断比较器COMP1、电流档位判断比较器COMP2、
逻辑门器件U1、
逻辑门器件U2、逻辑门器件U3、逻辑门器件U4、逻辑门器件U5、逻辑门器件U6、逻辑门器件U7、逻辑门器件U8、逻辑门器件U9、逻辑门器件U10、逻辑门器件U11、逻辑门器件U12、逻辑门器件U13和触发器D1、触发器D2、触发器D3，电流档位判断比较器COMP1的负输入端接参考电压Vrefh，电流档位判断比较器COMP1的正输入端接基本晶体管NM1的栅极，电流档位判断比较器COMP1的输出Vgh分别接到逻辑门器件U7、逻辑门器件U10、逻辑门器件U13的输入端，电流档位判断比较器COMP2的负输入端接参考 电压Vrefl，电流档位判断比较器COMP2的正输入端接基本晶体管的栅极，电流档位判断比较器COMP2的输出Vgl分别接到逻辑门器件U5、逻辑门器件U8、逻辑门器件U11的输入端。
[0057] 作为本实用新型的进一步改进，所述逻辑门器件U1的一个输入
接触发器D1的qb端，所述逻辑门器件U1另一个输入接触发器D2的q端；所述逻辑门器件U2的一个输入接触发器D2的qb端，所述逻辑门器件U2的另一个输入接触发器D3的q端；逻辑门器件U1、逻辑门器件U2的输出和复位信号REST分别接到逻辑门器件U3的输入端；逻辑门器件U3的输出接到逻辑门器件U4的输入端，逻辑门器件U4的输出接到触发器D1、触发器D2和触发器D3的复位端r；所述逻辑门器件U5两个输入端，一个输入接到电流档位判断比较器COMP2的输出，另一个接到触发器D1的q端；所述逻辑门器件U6的三个输入端为逻辑门器件U5的输出；逻辑门器件U7的输出和触发器D2的qb端，输出为触发器D1的d端；逻辑门器件U8两个输入端为电流档位判断比较器COMP2输出端和触发器D2的q端；逻辑门器件U10输入端为触发器D1的q端和电流档位判断比较器COMP1的输出端；逻辑门器件U9输入端为逻辑门器件U8输出端、逻辑门器件U10输出端和触发器D3的qb端，逻辑门器件U9输出到触发器D2的输入d端；逻辑门器件U11两输入端为电流档位判断比较器COMP2输出端和触发器D3的q端；逻辑门器件U13三个输入端为触发器D2的q端、触发器D1的q端和电流档位判断比较器COMP1的输出端；逻辑门器件U12两个输入为逻辑门器件U11和逻辑门器件U13的输出端，逻辑门器件U12的输出接到触发器D3的D端；触发器D1、触发器D2、触发器D3的r端相连接到逻辑门器件U4输出；触发器D3的CK端短接相连接到
时钟信号CLK，触发器D1的q端接逻辑门器件U6输出，触发器D2的q端接逻辑门器件U9输出，触发器D3的q端接逻辑门器件U12输出，触发器D1、触发器D2、触发器D3的qb端分别输出电流档位判断与控制逻辑的开关SWITCH1、开关SWITCH2、开关SWITCH3信号；电流档位判断与控制逻辑的作用是根据Vg电压的大小，通过与Vrefh和Vrefl进行比较产生VGH和VGL脉冲，产生开关SWITCH1、开关SWITCH2、开关SWITCH3开关信号，控制备选晶体管的导通与截止。
[0058] 作为本实用新型的进一步改进，所述镜像电流输出部分至少有二个。
[0059] 本实用新型的有益效果是：通过上述方案，采用可以电流档位切换的工作于线性区的电流镜，通过改进电流镜电路，提高VDS电压精度，从而提高电流镜像精度，拓宽电流镜像范围。
附图说明
[0060] 图1是现有技术中传统电流镜的电路图。
[0061] 图2是现有技术中传统电流镜像电路图。
[0062] 图3是现有技术中传统电流镜的电路图。
[0063] 图4是本实用新型一种高精度宽电流范围电流镜的电路图。
[0064] 图5是本实用新型一种高精度宽电流范围电流镜的电路图。
具体实施方式
[0065] 下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
[0066] 为实现较低的输出电压、高的电流镜像精度、宽的电流镜像范围和尽量小的版图面积，本实用新型采用可以电流档位切换的工作于线性区的电流镜，通过改进电流镜电路，提高VDS电压精度，从而提高电流镜像精度，拓宽电流镜像范围。
[0068] 如图4如示，一种高精度宽电流范围电流镜，所述的可切换电流档位的电流镜包括参考电流输入部分I1、电流档位判断与控制逻辑I3和镜像电流输出部分I2。
[0069] 如图4所示，参考电流输入部分I1包括电流镜像晶体管和运算放大器AMP1，其中电流镜像晶体管包含基本晶体管NM0和备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3，基本晶体管NM0和备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的漏极互连接到基准电流Iref，基本晶体管NM0和备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的源极互连接地，备用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的栅极设有开关SW10、开关SW20、开关SW30，SW10、开关SW20、开关SW30按一定顺序将用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3的栅极切换接地或连接基本晶体管NM1的栅极，用晶体管NM1、备用晶体管NM2、备用晶体管NM3开关
控制信号依次为开关
[0070] SWITCH1、开关SWITCH2、开关SWITCH3；运算放大器AMP1的负输入端接参考电压Vref，正输入端接电流镜像晶体管的公共漏端，运算放大器AMP1的输出接基本晶体管NM0的栅极。参考电流输入部分的作用是提供镜像电
流管的VDS电压和VGS电压。
[0071] 如图4所示，镜像电流输出部分I2分为电流开关部分I4和电流镜像部分I5电流开关部分I4主要由运算放大器AMP2和开关管NM8组成,其中，电流镜像部分I5包含基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体 管NM7、开关SW11、开关SW21、开关SW31，基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的漏极互连接到开关管NM8的源极，基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的源极互连接地，备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的栅极设有开关SW11、开关SW21、开关SW31，开关SW11、开关SW21、开关SW31按一定顺序将备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7的栅极切换接地或连接基本晶体管NM0的栅极，基本晶体管NM4的栅极接到基本晶体管NM0的栅极；运算放大器AMP2的正输入端接到基本晶体管NM0漏极，运算放大器AMP2的负输入端接开关管NM8的源极，运算放大器AMP2的输出端接到开关NM8的栅极，开关NM8的漏极接到电流输出Iout1。镜像电流输出部分I2的作用是根据参考电流输入部分I1的输入电流在晶体管上形成的VGS和VDS电压镜像到，基本晶体管NM4和备用晶体管NM5、备用晶体管NM6、备用晶体管NM7上，形成输出电流Iout1。
[0072] 如图4所示，电流档位判断与控制逻辑I3，它的作用是根据VG电压的大小来打开备用晶体管的个数，进而来实现电流档位的切换，电流档位判断与控制逻辑I3的VG端接到运算放大器AMP1的输出，输出开关SWITCH1接开关SW10、开关SW11的控制端，输出开关SWITCH2接开关SW20、开关SW21的控制端，输出开关SWITCH3接开关SW30、开关SW31的控制端。
[0073] 如图4所示，该技术方案的主要改进将开关管的
位置由控制漏极电压的打开与关闭，改变到切换栅极电压的打开与关闭，以实现电流镜像的高精度实现方法，这是由于在图3所示的电路中SW的实现一般由晶体管来实现，由于SW存在导通电阻Rdson和通过大电流的影响，这会使得VDS电压在镜像的过程中会逐渐减小，同时VDS电压较小，使得这个压降所占比重较大，严重影响了电流镜像精度，同时为了减小导通电阻，会使得SW所占面积较大，浪费了版图面积，同时SW采用
串联的结构，会随着级数的增加，VDS下降越多，精度越低。在本实用新型所实现的方式中，通过控制栅极电压的通断来实现，栅极上没有电流经过，SW压降较低，压降与导通电阻无关，所以SW面积不需要做大，节省了面积，因此采用本方案既节省了面积，又大大提高的电流精度，同时级数可任意增加，提高了电流范围的宽度。
[0074] 实施例2。
[0075] 如图5如示，一种高精度宽电流范围电流镜包括参考电流输入部分I1、电流档位判断与控制逻辑I8和若干个镜像电流输出部分I2，镜像电流输出 部分I2优选为多个，本实施例以两个为例进行说明，分别为，镜像电流输出部分I2和镜像电流输出部分I20。
[0076] 如图5如示，参考电流输入部分I1包括电流镜像晶体管和运算放大器AMP1，其中电流镜像晶体管包含基本晶体管NM1和备用晶体管NM2、备用晶体管NM3、备用晶体管NM4，基本晶体管NM1和备用晶体管NM2、备用晶体管NM3、备用晶体管NM4的漏极互连接到基准电流Iref，基本晶体管NM1和备用晶体管NM2、备用晶体管NM3、备用晶体管NM4的源极互连接地，备用晶体管NM2、备用晶体管NM3、备用晶体管NM4的栅极设有开关SW10、开关SW20、开关SW30，开关SW10、开关SW20、开关SW30按一定顺序将备用晶体管NM2、备用晶体管NM3、备用晶体管NM4的栅极切换接地或连接基本晶体管NM1的栅极，备用晶体管NM2、备用晶体管NM3、备用晶体管NM4开关控制信号依次为开关SW1(D1的qb端)、开关SW2(D2的qb端)、开关SW3(D3的qb端)。运算放大器AMP1的负输入端接参考电压Vref，运算放大器AMP1的正输入端接电流镜像晶体管的公共漏端，运算放大器AMP1的输出接基本晶体管NM1的栅极。该模
块的作用是通过放大器的特性嵌位VDS的电压在Vref上，迫使输入电路单元和输出电路单元所有晶体管的漏极具有相同的电压并且工作在线性区，同时根据电流Iout的大小产生栅极偏置电压Vg。
[0077] 如图5如示，电流档位判断与控制逻辑I8包括两个电流档位判断比较器COMP1、电流档位判断比较器COMP2,逻辑门器件U1、逻辑门器件U2、逻辑门器件U3、逻辑门器件U4、逻辑门器件U5、逻辑门器件U6、逻辑门器件U7、逻辑门器件U8、逻辑门器件U9、逻辑门器件U10、逻辑门器件U11、逻辑门器件U12、逻辑门器件U13和触发器D1、触发器D2、触发器D3。
[0078] 如图5如示，电流档位判断比较器COMP1的负输入端接参考电压Vrefh，电流档位判断比较器COMP1的正输入端接基本晶体管NM1的栅极，输出Vgh分别接到逻辑门器件U7、逻辑门器件U10、逻辑门器件U13的输入端。
[0079] 如图5如示，电流档位判断比较器COMP2的负输入端接参考电压Vrefl，电流档位判断比较器COMP2的正输入端接基本晶体管NM1的栅极，输出Vgl分别接到逻辑门器件U5、逻辑门器件U8、逻辑门器件U11的输入端。
[0080] 如图5如示，逻辑门器件U1的一个输入接触发器D1的qb端，另一个输入接触发器D2的q端。逻辑门器件U2的一个输入接触发器D2的qb端，另一个输入接触发器D3的q端。
[0081] 如图5如示，逻辑门器件U1、逻辑门器件U2的输出和复位信号REST分别接到逻辑门器件U3的输入端，逻辑门器件U3的输出接到逻辑门器件U4的输入端，逻辑门器件U4的输出接到触发器D1、触发器D2和触发器D3的复位端r。
[0082] 如图5如示，逻辑门器件U5两个输入端，一个输入接到电流档位判断比较器COMP2的输出，一个接到触发器D1的q端。
[0083] 如图5如示，逻辑门器件U6的三个输入端为逻辑门器件U5的输出，逻辑门器件U7的输出和触发器D2的qb端，输出为触发器D1的d端。
[0084] 如图5如示，逻辑门器件U8两个输入端为电流档位判断比较器COMP2输出端和触发器D2的q端。
[0085] 如图5如示，逻辑门器件U10输入端为触发器D1的q端和电流档位判断比较器COMP1的输出端。
[0086] 如图5如示，逻辑门器件U9输入端为逻辑门器件U8输出端、逻辑门器件U10输出端和触发器D3的qb端，输出到触发器D2的输入d端。
[0087] 如图5如示，逻辑门器件U11两输入端为电流档位判断比较器COMP2输出如图5如示，端和触发器D3的q端。
[0088] 逻辑门器件U13三个输入端为触发器D2的q端、触发器D1的q端和电流档位判断比较器COMP1的输出端。
[0089] 如图5如示，逻辑门器件U12两个输入为逻辑门器件U11和逻辑门器件U13的输出端，逻辑门器件U12的输出接到触发器D3的D端。
[0090] 如图5如示，触发器D1、触发器D2、触发器D3的r端相连接到逻辑门器件U4输出，触发器D3的CK端短接相连接到时钟信号CLK，触发器D1的q端接逻辑门器件U6输出，触发器D2的q端接逻辑门器件U9输出，触发器D3的q端接逻辑门器件U12输出，触发器D1、触发器D2、触发器D3的qb端分别输出该模块为开关SW1、开关SW2、开关SW3信号。该模块的作用是根据Vg电压的大小，通过与Vrefh和Vrefl进行比较产生VGH和VGL脉冲，产生SW1、SW2、SW3开关信号，控制备选晶体管的导通与截止。
[0091] 如图5如示，镜像电流输出部分I2分为电流开关部分I4和电流镜像部分I5，电流开关部分I4主要由运算放大器AMP2和开关管NM13组成,其中电流镜像部分I5包含基本晶体管NM5和备用晶体管NM6、备用晶体管NM7、备用晶体管NM8，开关SW11、开关SW21、开关SW31，基本晶体管NM5和备用晶体管NM6、备用晶体管NM7、备用晶体管NM8的漏极互连接到开关管NM13 的源极，基本晶体管NM5和备用晶体管NM6、备用晶体管NM7、备用晶体管NM8的源极互连接地，备用晶体管NM6、备用晶体管NM7、备用晶体管NM8的栅极设有开关SW11、开关SW21、开关SW31，开关SW11、开关SW21、开关SW31按一定顺序将备用晶体管NM6、备用晶体管NM7、备用晶体管NM8的栅极切换接地或连接基本晶体管NM1的栅极。
[0092] 如图5如示，基本晶体管NM5的栅极接到基本晶体管NM1的栅极；运算放大器AMP2正输入端接到基本晶体管NM1漏极，运算放大器AMP2负输入端接开关管NM13的源极，运算放大器AMP2输出端接到开关管NM13的栅极，开关管NM13漏极接到电流输出Iout1。
[0093] 如图5如示，镜像电流输出部分I20为镜像电流的另一个输出部分，分为电流开关部分I6和电流镜像部分I7，电流开关部分I6主要由运算放大器AMP3和开关管NM14组成,其中电流镜像部分I7包含基本晶体管NM9和备用晶体管NM10、备用晶体管NM11、备用晶体管NM12，开关SW12、开关SW22、开关SW32，基本晶体管NM9和备用晶体管NM10、备用晶体管NM11、备用晶体管NM12的漏极互连接到开关管NM14的源极，基本晶体管NM9和备用晶体管NM10、备用晶体管NM11、备用晶体管NM12的源极互连接地，备用晶体管NM10、备用晶体管NM11、备用晶体管NM12的栅极设有开关SW12、开关SW22、开关SW32，开关SW12、开关SW22、开关SW32按一定顺序将备用晶体管NM10、备用晶体管NM11、备用晶体管NM12的栅极切换接地或连接基本晶体管NM1的栅极，基本晶体管NM9的栅极接到基本晶体管NM1的栅极；运算放大器AMP3正输入端接到基本晶体管NM1漏极，运算放大器AMP3负端接开关管NM14的源极，运算放大器AMP3输出端接到开关管NM14的栅极，开关管NM14漏极接到电流输出Iout2。镜像电流输出部分I2和镜像电流输出部分I20的作用是镜像电流输出部分，根据电流档位判断与控制逻辑I8产生的开关SW1、开关SW2、开关SW3信号和VDS、VGS电
压实现电流的镜像输出。
[0094] 如图5所示，电路电流镜像管VDS电压由Vref和运算放大器AMP1通过电压嵌位的方式，嵌住VDS电压在Vref，使得晶体管处在线性区，电流大小与VGS电压的大小有关。假设初始状态为所有开关接地，当Iref电流进来的时候，若Iref电流过大，则Vg电压会很高，导致电流档位判断比较器COMP1和电流档位判断比较器COMP2输出高电平，这时候内部逻辑模块使得开关SW3首先发生反转，这时候开关SW30、开关SW31、开关SW32 使得备用晶体管栅极接Vg电压，由式(5)可知Vg电压随着备用晶体管的接入而下降，若这时候Vg电压还是很高，则会在开关SW3反转的
基础上继续使得开关SW2发生反转，直到Vg电压稳定在适当的值或者开关SW1也打开为止。
[0095] 如图5如示，若Iref电流较小的时候，则Vg较小，VGH、VGL为低电平，使得开关SW1、开关SW2、开关SW3处在稳定状态，这种状态下不需要开通过多的备用晶体管。
[0096] 如图5如示，而镜像电流输出部分则根据开关的个数和漏极电压，栅极偏置电压大小实现电流的镜像输出。
[0097] 如图5如示，该方案极大的拓宽了电流范围，电压检测模块自动调整Vg电压和开关个数，采用栅极控制的方法，提高了电流精度，节省了版图面积。
[0098] 本实用新型提供的一种高精度宽电流范围电流镜，通过改变电流镜像管的控制位置，SW由控制漏极改为控制栅极电压来实现电流镜像管的通断，消除了SW导通电阻的影响，减小了VDS和VGS对电流的影响，进一步提高了电流镜像精度，拓宽电流镜像范围，缩小了电路的版图面积。
[0099] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
