TW201443606A - 電流電壓轉換器及其電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種用以接收輸入電流並據此產生輸出電壓的電流電壓轉換器，其包括電流追蹤偏壓電路、電流轉電壓單元與電壓箝制偏壓電路。電流追蹤偏壓電路用以根據輸入電流產生第一偏壓電壓。電流轉電壓單元用以接收輸入電流與第一偏壓，並根據輸入電流產生輸出電壓，其中第一偏壓用以決定輸入電流的範圍，且電流轉電壓單元具有第一電流控制元件，第一電流控制元件相應於第一偏壓而改變其電流導通程度，以藉此提升輸出電壓的上升或下降速度。電壓箝制偏壓電路用以箝制電壓箝制偏壓電路與電流轉電壓單元連接處之兩端上的電壓準位。

Description

電流電壓轉換器及其電子裝置

本發明是有關於一種電流電壓轉換器，且特別是有關於一種具有高輸入範圍(high input rage)與寬輸出擺幅(wide output swing)的單端(single stage)電流電壓轉換器及使用該電流電壓轉換器的電子裝置。

目前一般電子裝置都具有電流電壓轉換器，所述電流電壓轉換器可以將電流轉換為電壓，並將此轉換的電壓送給電子裝置中的其他功能電路，以使功能電路得以接收此電壓，並依據此電壓執行相應的功能。

請參照圖1，圖1是傳統電流電壓轉換器的電路圖。傳統電流電壓轉換器1包括一個第一電流轉電壓單元11、第二電流轉電壓單元12與一個輸出電容Cout，且具有一個輸入端於端點E與一個輸出端於端點F。第一電流轉電壓單元11與第二電流轉電壓單元12透過端點E與F彼此連接，而為一個串疊(cascode)架構。輸出電容Cout透過端點F連接傳統電流電壓轉換器1的輸出端。

傳統電流電壓轉換器1透過其輸入端接收電流Iin，依據電流Iin產生電壓Vout，且透過其輸出端輸出電壓Vout。更精確地說，第一電流轉電壓單元11與第二電流轉電壓單元12依據電流Iin決定流經其內部之電晶體的電流，且由流經其內部之電晶體的電流會決定第一電流轉電壓單元11與第二電流轉電壓單元12之內部 之電晶體的汲極-源極電壓，從而決定輸出端的電壓Vout。

第一電流轉電壓單元11包括4個P型電晶體P1~P4、一個N型電晶體N1與一個運算放大器OP1。P型電晶體P1與P2的閘極彼此連接，且還連接P型電晶體P3的汲極。P型電晶體P1與P2的源極連接供應電壓VDD。運算放大器OP1的正輸入端透過端點A連接P型電晶體P1的汲極與P型電晶體P3的源極，運算放大器OP1的負輸入端透過端點B連接P型電晶體P2的汲極與P型電晶體P4的源極。P型電晶體P3的閘極連接偏壓電壓bias1，而運算放大器OP1的輸出端連接P型電晶體P4的閘極。N型電晶體N1的汲極連接P型電晶體P3的汲極，且N型電晶體N1的閘極連接另一偏壓電壓biasa。N型電晶體N1的源極與P型電晶體P4的汲極分別連接端點E與F。

第二電流轉電壓單元12包括4個N型電晶體N2~N5、一個P型電晶體P5與一個運算放大器OP2。N型電晶體N2與N3的閘極彼此連接，且還連接N型電晶體N4的汲極。N型電晶體N1與N2的源極連接接地GND。運算放大器OP2的正輸入端透過端點C連接N型電晶體N2的汲極與N型電晶體N4的源極，運算放大器OP2的負輸入端透過端點D連接N型電晶體N3的汲極與N型電晶體N5的源極。N型電晶體N4的閘極連接偏壓電壓bias2，而運算放大器OP2的輸出端連接N型電晶體N5的閘極。P型電晶體P5的汲極連接N型電晶體N4的汲極，且P型電晶體P5的閘極連接另一偏壓電壓biasb。P型電晶體P5的源極與N型電晶體N5的汲極分別連接端點E與F。

於傳統電流電壓轉換器1中，偏壓電壓bias1與bias2分別決定第一電流轉電壓單元11與第二電流轉電壓單元12所產生之電流的擺幅，而第一電流轉電壓單元11與第二電流轉電壓單元12所產生之電流的擺幅會影響電壓Vout的擺幅。一般來說，偏壓電壓bias1與bias2為固定偏壓，以藉此讓第一電流轉電壓單元11 與第二電流轉電壓單元12於電流Iin未輸入時，可以產生固定電流流經P型電晶體P2、P4與N型電晶體N5、N3。然而，由於第一電流轉電壓單元11與第二電流轉電壓單元12彼此串疊，因此N型電晶體N1的閘極與P型電晶體P5的閘極得連接偏壓電壓biasa與biasb，而導致可輸入之電流Iin的範圍受限。

另外，運算放大器OP1用以將端點A與B上的電壓箝制於固定準位，而同樣地，運算放大器OP2用以將端點C與D上的電壓箝制於固定準位。據此，運算放大器OP1與OP2可以提升輸出端的輸出阻抗，以減少漏電流對電壓Vout之輸出擺幅的影響。然而，運算放大器OP1與OP2的操作頻寬會導致流經P型電晶體P2、P4與N型電晶體N5、N3之電流的電流追蹤速度下降，使得輸出端之電壓Vout轉態的速度過慢，造成電壓Vout與電流Iin之間的轉換有誤，亦即，流經P型電晶體P2、P4與N型電晶體N5、N3之電流的上升或下降速度可能不如預期，導致電壓Vout上升或下降的速度不夠快速。

本發明實施例提供一種電流電壓轉換器。電流電壓轉換器用以接收輸入電流，並據此產生輸出電壓。電流電壓轉換器包括電流追蹤偏壓電路、電流轉電壓單元與電壓箝制偏壓電路，其中電流轉電壓單元連接電流追蹤偏壓電路，而電壓箝制偏壓電路連接電流轉電壓單元。電流追蹤偏壓電路用以根據輸入電流產生第一偏壓電壓。電流轉電壓單元用以接收輸入電流與第一偏壓，並根據輸入電流產生輸出電壓，其中第一偏壓用以決定輸入電流的範圍，且電流轉電壓單元具有第一電流控制元件，第一電流控制元件相應於第一偏壓而改變其電流導通程度，以藉此提升輸出電壓的上升或下降速度。電壓箝制偏壓電路用以箝制電壓箝制偏壓電路與電流轉電壓單元連接處之兩端上的電壓準位。

較佳地，於本發明實施例中，電流追蹤偏壓電路更根據輸入 電流產生第二偏壓電壓，且電流轉電壓單元還接收第二偏壓電壓。電流轉電壓單元還具有第二電流控制元件，第二電流控制元件相應於第二偏壓而改變其電流導通程度，以藉此提升輸出電壓的上升或下降速度。電壓箝制偏壓電路還箝制電壓箝制偏壓電路與電流轉電壓單元連接處之另兩端上的電壓準位，其中第一偏壓電壓與第二偏壓電壓用以決定輸入電流的範圍。

本發明實施例還提供一種電子裝置，且此電子裝置包括上述電流電壓轉換器與功能電路，其中功能電路連接電流電壓轉換器。功能電路用以接收輸出電壓，並據此執行相應的功能。

綜合以上所述，本發明實施例提供的電流電壓轉換器透過其電流追蹤偏壓電路與電壓箝制偏壓電路的作用，而具有高輸入範圍與寬輸出擺幅。除此之外，電流電壓轉換器的電流轉電壓單元具有電流控制元件可以增加電流電壓轉換器所輸出之電壓的上升或下降速度。另外，上述電壓箝制偏壓電路還能夠使得電流轉電壓單元之電晶體的汲極-源極電壓維持固定，以減少電晶體之通道長度調變效應對電流電壓轉換器所輸出之電壓的影響。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1‧‧‧傳統電流電壓轉換器

11‧‧‧第一電流轉電壓單元

12‧‧‧第二電流轉電壓單元

2~6、71‧‧‧電流電壓轉換器

21、31、41、51、61‧‧‧電流追蹤偏壓電路

22、32、42、52、62‧‧‧電流轉電壓單元

23、33、43、53、63‧‧‧電壓箝制偏壓電路

7‧‧‧電子裝置

72‧‧‧功能電路

A~F‧‧‧端點

CC1、CC2‧‧‧電流控制元件

Cout‧‧‧輸出電容

CS1、CS2‧‧‧電流源

N1~N10‧‧‧N型電晶體

OP1、OP2‧‧‧運算放大器

P1~P10‧‧‧P型電晶體

圖1是傳統電流電壓轉換器的電路圖。

圖2是本發明實施例的電流電壓轉換器的方塊圖。

圖3是本發明實施例的電流電壓轉換器的電路圖。

圖4是本發明另一實施例的電流電壓轉換器的方塊圖。

圖5是本發明另一實施例的電流電壓轉換器的電路圖。

圖6是本發明另一實施例的電流電壓轉換器的電路圖。

圖7是本發明實施例的電子裝置的方塊圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本新型將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本新型概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本新型概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。

〔電流電壓轉換器的實施例〕

請參照圖2，圖2是本發明實施例的電流電壓轉換器的方塊圖。電流電壓轉換器2包括電流追蹤偏壓電路21、電流轉電壓單元22、電壓箝制偏壓電路23與輸出電容Cout。電流追蹤偏壓電路21的兩輸出端連接電流轉電壓單元22的兩偏壓端，且電流追蹤偏壓電路21的兩端連接電流轉電壓單元22的兩端。電流轉電壓單元22的四個端點A~D連接電壓箝制偏壓電路23的四個端點，且電壓箝制偏壓電路23的另一個端點連接電流轉電壓單元22的端點F。電流電壓轉換器2的輸出端位於電流轉電壓單元22的端點F，電流電壓轉換器2的輸入端位於電流轉電壓單元22的端點E，且輸出電容Cout連接於端點F與接地之間。

於此實施例中，電流追蹤偏壓電路21根據電流Iin產生偏壓 電壓bias1與bias2給電流轉電壓單元22。更進一步地說，電流追蹤偏壓電路21具有多個電晶體組成兩電流鏡，並與電流轉電壓單元22連接，故電流追蹤偏壓電路21能夠產生相應於電流Iin的電流，並透過所產生的電流據此產生偏壓電壓bias1與bias2。由於偏壓電壓bias1與bias2係根據電流Iin產生，因此輸入電流電壓轉換器2的電流Iin的範圍可以被提升。

接著，電流轉電壓單元22係用以接收電流Iin，且偏壓電壓bias1與bias2會決定電流轉電壓單元22產生的電流之範圍。電流轉電壓單元22係根據接收電流Iin產生電壓Vout，並將電壓Vout輸出於端點F。另外，電流轉電壓單元22具有兩個電流控制元件(未繪示於圖2，如圖3的元件CC1與CC2)，兩電流控制元件的兩控制端連接偏壓電壓bias1與bias2，除此之外，電流轉電壓單元22的其中一個電流控制元件之第一端連接端B，電流轉電壓單元22的另一個電流控制元件之第一端連接端點D，且上述兩個電流控制元件的第二端接連接至端點F。

電流控制元件受控於偏壓電壓bias1與bias2，又偏壓電壓bias1與bias2決定於電流Iin，因此，當輸入電流Iin導致電流轉電壓單元22產生的電流之範圍增加時，偏壓電壓bias1與bias2變動也隨之變動，使得電流控制元件可以增加電流轉電壓單元22產生的電流之上升或下降速度，以避免電壓Vout的上升或下降速度跟不上電流Iin的變化，導致電壓Vout與電流Iin之間的轉換有誤。

為了減少漏電流對電壓Vout之輸出擺幅的影響，電壓箝制偏壓電路23具有兩運算放大器，兩運算放大器的兩正輸入端連接電流轉電壓單元22的A與C，且兩運算放大器的兩負輸入端連接電流轉電壓單元22的B與D，以藉此將端點A~D上的電壓箝制於固定準位。如此，輸出端的輸出阻抗會被提升，且進一步地減少漏電流。除此之外，由於端點A~D上的電壓為固定準位，因此 電流轉電壓單元22之電晶體所產生的通道長度調變效應(channel length modulation effect)之影響也會跟著下降。

透過上述電流追蹤偏壓電路21與電壓箝制偏壓電路23的作用，電流電壓轉換器2具有高輸入範圍與寬輸出擺幅。除此之外，透過電流轉電壓單元22中的電流控制元件的作用，電流電壓轉換器2的輸出端之電壓Vout上升或下降的速度還可以進一步地被提升，以避免電壓Vout與電流Iin之間的轉換有誤。

接著，請參照圖3，圖3是本發明實施例的電流電壓轉換器的電路圖。圖3的電流電壓轉換器3是圖2之電流電壓轉換器2的其中一種實現方式，但本發明並不限制圖2之電流電壓轉換器2的實現方式。電流電壓轉換器3包括電流追蹤偏壓電路31、電流轉電壓單元32、電壓箝制偏壓電路33與輸出電容Cout。電流追蹤偏壓電路31、電流轉電壓單元32、電壓箝制偏壓電路33與輸出電容Cout的功能與連接關係如同電流追蹤偏壓電路21、電流轉電壓單元22、電壓箝制偏壓電路23與輸出電容Cout的功能與連接關係，故不贅述。

電流追蹤偏壓電路31包括兩個電流鏡，其中一個電流鏡包括兩個P型電晶體P7、P8與兩個N型電晶體N7、N8，另一個電流鏡亦包括兩個P型電晶體P9、P10與兩個N型電晶體N9、N10。電流轉電壓單元32包括四個P型電晶體P1~P3、P5、四個N型電晶體N1~N4與兩個電流控制元件CC1、CC2，其中電流控制元件CC1與CC2係分別由P型電晶體P6與N型電晶體N6所實現。電壓箝制偏壓電路33包括兩個運算放大器OP1、OP2、P型電晶體P4與N型電晶體N5。在此請注意，上述電流控制元件CC1與CC2並非用以限制本發明，任何可以控制其電流導通程度的元件亦可以被用來實現電流控制元件CC1與CC2。

P型電晶體P7、P8的源極連接供應電壓VDD，N型電晶體N7與N8的閘極彼此相連，而N型電晶體N7與N8的源極連接接 地GND。P型電晶體P7的汲極連接N型電晶體N7與N8的閘極與N型電晶體N7的汲極，P型電晶體P7的閘極連接P型電晶體P1、P2的閘極。P型電晶體P8的閘極連接P型電晶體P3與P6的閘極與P型電晶體P8的汲極，而N型電晶體N8的汲極連接P型電晶體P8的汲極。

P型電晶體P9與P10的源極連接供應電壓VDD，P型電晶體P9與P10的閘極彼此相連，而N型電晶體N9與N10的源極連接接地GND。N型電晶體N9的汲極連接P型電晶體P9與P10的閘極與P型電晶體P9的汲極，N型電晶體N9的閘極連接N型電晶體N2、N3的閘極。N型電晶體N10的閘極連接N型電晶體N4、N6的閘極與N型電晶體N10的汲極，而N型電晶體N10的汲極連接P型電晶體P10的汲極。

P型電晶體P1、P2的源極連接供應電壓VDD，而P型電晶體P1、P2的閘極彼此相連且連接P型電晶體P3的汲極。P型電晶體P1的汲極透過端點A連接運算放大器OP1的正輸入端與P型電晶體P3的源極。N型電晶體N1的汲極連接P型電晶體P3的汲極，N型電晶體N1的閘極連接偏壓電壓biasa，且N型電晶體N1的源極連接端點E。P型電晶體P2的汲極透過端點B連接運算放大器OP1的負輸入端與P型電晶體P4、P5的源極。運算放大器OP1的輸出端連接P型電晶體P4的閘極，且P型電晶體P4、P5的汲極連接端點F。

N型電晶體N2、N3的源極連接接地GND，而N型電晶體N2、N3的閘極彼此相連且連接N型電晶體N4的汲極。N型電晶體N2的汲極透過端點C連接運算放大器OP2的正輸入端與N型電晶體N4的源極。P型電晶體P5的汲極連接N型電晶體N4的汲極，P型電晶體P5的閘極連接偏壓電壓biasb，且P型電晶體P5的源極連接端點E。N型電晶體N3的汲極透過端點D連接運算放大器OP2的負輸入端與N型電晶體N5、N6的源極。運算放 大器OP2的輸出端連接N型電晶體N5的閘極，且N型電晶體N5、N6的汲極連接端點F。

透過上述的結構，由P型電晶體P7、P8與N型電晶體N7、N8所組成的電流鏡可以映射輸入電流Iin，據此產生相應於電流Iin的電流，以及根據電流產生偏壓電壓bias1給P型電晶體P3與P5的閘極。同樣地，由P型電晶體P9、P10與N型電晶體N9、N10所組成的電流鏡可以映射輸入電流Iin，據此產生相應於電流Iin的電流，以及根據電流產生偏壓電壓bias2給N型電晶體N4與N5的閘極。

另外，運算放大器OP1用以箝制端點A、B上的電壓之準位，且運算放大器OP2用以箝制端點C、D上的電壓之準位，因此可以減少漏電流對電壓Vout的擺幅之影響。除此之外，因為端點A~D上的電壓固定，因此，P型電晶體P1、P2與N型電晶體N2、N3的汲極-源極電壓亦為固定準位，而能減少通道長度調變效應對電流電壓轉換器3所輸出的電壓Vout之影響。除此之外，P型電晶體P6與N型電晶體N6受控於偏壓電壓bias1與bias2，且偏壓電壓bias1與bias2係根據電流Iin產生，因此，P型電晶體P6與N型電晶體N6相應於電流Iin的變化，改變其電流導通程度，而能提升電壓Vout的上升速度或下降速度。

〔電流電壓轉換器的另一實施例〕

請參照圖4，圖4是本發明另一實施例的電流電壓轉換器的方塊圖。電流電壓轉換器4包括電流追蹤偏壓電路41、電流轉電壓單元42、電壓箝制偏壓電路43與輸出電容Cout。圖4的實施例與圖2的實施例大致相同，故僅針對圖4的實施例與圖2的實施例差異說明如下。電流追蹤偏壓電路41僅有一輸出端連接電流轉電壓單元42的一偏壓端，且電流追蹤偏壓電路41的一端連接電流轉電壓單元42的一端。電流轉電壓單元42的兩端點A、B連接電壓箝制偏壓電路43的兩端點。電流追蹤偏壓電路41根據 電流Iin僅產生偏壓電壓bias1給電流轉電壓單元42，且電流追蹤偏壓電路21具有多個電晶體組成一電流鏡。電壓箝制偏壓電路43僅箝制端點A與B上的電壓。另外，電流轉電壓單元42僅具有一個電流控制元件(未繪示於圖4，如圖5的元件CC1或圖6的元件CC2)，且電流控制元件的兩控制端連接偏壓電壓bias1，其中電流控制元件之第一端與第二端分別連接端B與F。

接著，請參照圖5，圖5是本發明另一實施例的電流電壓轉換器的電路圖。圖5的電流電壓轉換器5是圖4之電流電壓轉換器4的其中一種實現方式，但本發明並不限制圖4之電流電壓轉換器4的實現方式。電流電壓轉換器5包括電流追蹤偏壓電路51、電流轉電壓單元52、電壓箝制偏壓電路53與輸出電容Cout。電流追蹤偏壓電路51、電流轉電壓單元52、電壓箝制偏壓電路53與輸出電容Cout的功能與連接關係如同電流追蹤偏壓電路41、電流轉電壓單元42、電壓箝制偏壓電路43與輸出電容Cout的功能與連接關係，故不贅述。

電流追蹤偏壓電路51包括兩個P型電晶體P2、P3與兩個N型電晶體N6、N7，以組成一個電流鏡。電流轉電壓單元52包括兩個電流源CS1、CS2、P型電晶體P1、三個N型電晶體N1~N3與電流控制元件CC2，其中電流控制元件CC2係由N型電晶體N5所實現。電壓箝制偏壓電路53包括運算放大器OP1與N型電晶體N4。在此請注意，上述電流控制元件CC2並非用以限制本發明，任何可以控制其電流導通程度的元件亦可以被用來實現電流控制元件CC2。

P型電晶體P2與P3的源極連接供應電壓VDD，P型電晶體P2與P3的閘極彼此相連，而N型電晶體N6與N7的源極連接接地GND。N型電晶體N6的汲極連接P型電晶體P2與P3的閘極與P型電晶體P2的汲極，N型電晶體N6的閘極連接N型電晶體N1、N2的閘極。N型電晶體N7的閘極連接N型電晶體N3、N5 的閘極與N型電晶體N7的汲極，而P型電晶體P3的汲極連接N型電晶體N7的汲極。

N型電晶體N1、N2的源極連接接地GND，而N型電晶體N1、N2的閘極彼此相連且連接N型電晶體N3的汲極。N型電晶體N1的汲極透過端點A連接運算放大器OP1的正輸入端與N型電晶體N3的源極。P型電晶體P1的汲極連接N型電晶體N3的汲極，P型電晶體P1的閘極連接偏壓電壓biasb，且P型電晶體P1的源極連接端點E。N型電晶體N2的汲極透過端點B連接運算放大器OP1的負輸入端與N型電晶體N4、N5的源極。運算放大器OP1的輸出端連接N型電晶體N4的閘極，且N型電晶體N4、N5的汲極連接端點F。電流源CS1的一端連接供應電壓VDD，且電流源CS1的另一端連接端點E。電流源CS2的一端連接供應電壓VDD，且電流源CS2的另一端連接端點F。

透過上述的結構，由P型電晶體P2、P3與N型電晶體N6、N7所組成的電流鏡可以映射輸入電流Iin，據此產生相應於電流Iin的電流，以及根據電流產生偏壓電壓bias1給N型電晶體N3與N5的閘極。

另外，運算放大器OP1用以箝制端點A、B上的電壓之準位，因此可以減少漏電流對電壓Vout的擺幅之影響。除此之外，因為端點A、B上的電壓固定，因此，N型電晶體N1、N2的汲極-源極電壓亦為固定準位，而能減少通道長度調變效應對電流電壓轉換器5所輸出的電壓Vout之影響。除此之外，N型電晶體N5受控於偏壓電壓bias1，且偏壓電壓bias1係根據電流Iin產生，因此，N型電晶體N5相應於電流Iin的變化，改變其電流導通程度，而能提升電壓Vout的上升速度或下降速度。

然後，請參照圖6，圖6是本發明另一實施例的電流電壓轉換器的電路圖。圖6的電流電壓轉換器6是圖4之電流電壓轉換器4的其中一種實現方式，但本發明並不限制圖4之電流電壓轉 換器4的實現方式。電流電壓轉換器6包括電流追蹤偏壓電路61、電流轉電壓單元62、電壓箝制偏壓電路63與輸出電容Cout。電流追蹤偏壓電路61、電流轉電壓單元62、電壓箝制偏壓電路63與輸出電容Cout的功能與連接關係如同電流追蹤偏壓電路41、電流轉電壓單元42、電壓箝制偏壓電路43與輸出電容Cout的功能與連接關係，故不贅述。

電流追蹤偏壓電路61包括兩個P型電晶體P6、P7與兩個N型電晶體N2、N3，以組成一個電流鏡。電流轉電壓單元62包括兩個電流源CS1、CS2、N型電晶體N1、三個P型電晶體P1~P3與電流控制元件CC1，其中電流控制元件CC1係由P型電晶體P5所實現。電壓箝制偏壓電路63包括運算放大器OP1與P型電晶體P4。在此請注意，上述電流控制元件CC1並非用以限制本發明，任何可以控制其電流導通程度的元件亦可以被用來實現電流控制元件CC1。

N型電晶體N2與N3的源極連接接地GND，N型電晶體N2與N3的閘極彼此相連，而P型電晶體P6與P7的源極連接供應電壓VDD。P型電晶體P6的汲極連接N型電晶體N2與N3的閘極與N型電晶體N2的汲極，P型電晶體P6的閘極連接P型電晶體P1、P2的閘極。P型電晶體P7的閘極連接P型電晶體P3、P5的閘極與P型電晶體P7的汲極，而N型電晶體N3的汲極連接P型電晶體P7的汲極。

P型電晶體P1、P2的源極連接供應電壓VDD，而P型電晶體P1、P2的閘極彼此相連且連接P型電晶體P3的汲極。P型電晶體P1的汲極透過端點A連接運算放大器OP1的正輸入端與P型電晶體P3的源極。N型電晶體N1的汲極連接P型電晶體P3的汲極，N型電晶體N1的閘極連接偏壓電壓biasa，且N型電晶體N1的源極連接端點E。P型電晶體P2的汲極透過端點B連接運算放大器OP1的負輸入端與P型電晶體P4、P5的源極。運算 放大器OP1的輸出端連接P型電晶體P4的閘極，且P型電晶體P4、P5的汲極連接端點F。電流源CS1的一端連接接地GND，且電流源CS1的另一端連接端點E。電流源CS2的一端連接接地GND，且電流源CS2的另一端連接端點F。

透過上述的結構，由P型電晶體P6、P7與N型電晶體N2、N3所組成的電流鏡可以映射輸入電流Iin，據此產生相應於電流Iin的電流，以及根據電流產生偏壓電壓bias1給P型電晶體P3與P5的閘極。

另外，運算放大器OP1用以箝制端點A、B上的電壓之準位，因此可以減少漏電流對電壓Vout的擺幅之影響。除此之外，因為端點A、B上的電壓固定，因此，P型電晶體P1、P2的汲極-源極電壓亦為固定準位，而能減少通道長度調變效應對電流電壓轉換器6所輸出的電壓Vout之影響。除此之外，P型電晶體P5受控於偏壓電壓bias1，且偏壓電壓bias1係根據電流Iin產生，因此，P型電晶體P5相應於電流Iin的變化，改變其電流導通程度，而能提升電壓Vout的上升速度或下降速度。

〔電子裝置的實施例〕

請參照圖7，圖7是本發明實施例的電子裝置的方塊圖。電子裝置7包括電流電壓轉換器71與功能電路72，其中電流電壓轉換器71連接功能電路72，且電流電壓轉換器71可以是本發明實施例的任何一種電流電壓轉換器或其改良。電流電壓轉換器71用以接收電流Iin，並據此輸出電壓Vout給功能電路72。功能電路依據接收的電壓Vout執行相應的功能。電子裝置7可以例如是觸控裝置，且功能電路72可以例如是觸控感測控制電路。然而，在此請注意，上述功能電路72的數量與種類對應於電子裝置7的種類，且電子裝置的種類並非用以限制本發明。

〔實施例的可能功效〕

綜合以上所述，本發明實施例提供的電流電壓轉換器透過其 電流追蹤偏壓電路與電壓箝制偏壓電路的作用，而具有高輸入範圍與寬輸出擺幅。除此之外，電流電壓轉換器的電流轉電壓單元具有電流控制元件可以增加電流電壓轉換器所輸出之電壓的上升或下降速度。另外，上述電壓箝制偏壓電路還能夠使得電流轉電壓單元之電晶體的汲極-源極電壓維持固定，以減少電晶體之通道長度調變效應對電流電壓轉換器所輸出之電壓的影響。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

4‧‧‧電流電壓轉換器

41‧‧‧電流追蹤偏壓電路

42‧‧‧電流轉電壓單元

43‧‧‧電壓箝制偏壓電路

A、B、E、F‧‧‧端點

Cout‧‧‧輸出電容

Claims (11)

1. 一種電流電壓轉換器，用以接收一輸入電流，並據此產生一輸出電壓，其包括：一電流追蹤偏壓電路，用以根據該輸入電流產生一第一偏壓電壓；一電流轉電壓單元，連接該電流追蹤偏壓電路，用以接收該輸入電流與該第一偏壓，並根據該輸入電流產生該輸出電壓，其中該第一偏壓用以決定該輸入電流的範圍，且該電流轉電壓單元具有一第一電流控制元件，該第一電流控制元件相應於該第一偏壓而改變其電流導通程度，以藉此提升該輸出電壓的上升或下降速度；以及一電壓箝制偏壓電路，連接該電流轉電壓單元，用以箝制該電壓箝制偏壓電路與該電流轉電壓單元連接處之兩端上的電壓準位。
2. 如申請專利範圍第1項的電流電壓轉換器，其中該電流追蹤偏壓電路更根據該輸入電流產生一第二偏壓電壓，該電流轉電壓單元還接收該第二偏壓電壓，該電流轉電壓單元還具有一第二電流控制元件，該第二電流控制元件相應於該第二偏壓而改變其電流導通程度，以藉此提升該輸出電壓的上升或下降速度，且該電壓箝制偏壓電路還箝制該電壓箝制偏壓電路與該電流轉電壓單元連接處之另兩端上的電壓準位，其中該第一偏壓電壓與該第二偏壓電壓用以決定該輸入電流的範圍。
3. 如申請專利範圍第1項的電流電壓轉換器，其中該電流追蹤電路具有一電流鏡，該電流鏡用以鏡射該輸入電流，以據此產生該第一偏壓電壓。
4. 如申請專利範圍第2項的電流電壓轉換器，其中該電流追蹤電路具有兩電流鏡，該兩電流鏡用以鏡射該輸入電流，以據此分別產生該第一偏壓電壓與該第二偏壓電壓。
5. 如申請專利範圍第1項的電流電壓轉換器，其中該電流轉電壓單元具有多個電晶體。
6. 如申請專利範圍第2項的電流電壓轉換器，其中該電流轉電壓單元具有多個電晶體與兩個電流源。
7. 如申請專利範圍第1項的電流電壓轉換器，其中該電壓箝制偏壓電路具有一運算放大器與一電晶體。
8. 如申請專利範圍第2項的電流電壓轉換器，其中該電壓箝制偏壓電路具有兩運算放大器與兩電晶體。
9. 如申請專利範圍第1項的電流電壓轉換器，其中該第一電流控制元件包括一電晶體。
10. 如申請專利範圍第2項的電流電壓轉換器，其中該第一電流控制元件與該第二電流控制元件分別包括兩電晶體。
11. 一種電子裝置，包括：如申請專利範圍第1至10項其中之一所述的電流電壓轉換器；以及一功能電路，連接該電流電壓轉換器，用以接收該輸出電壓，並據此執行相應的功能。