本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于手機(jī)等電子設(shè)備的光學(xué)防抖(ois；opticalimagestabilization)音圈電機(jī)(vcm；voicecoilmotor)的線性電流致動(dòng)器。

背景技術(shù)：

通常，應(yīng)用于手機(jī)等電子設(shè)備的光學(xué)防抖(ois；opticalimagestabilization)音圈電機(jī)(vcm；voicecoilmotor)的電流致動(dòng)器需要確保用于驅(qū)動(dòng)vcm的電流在最小電流至最大電流的區(qū)間內(nèi)保持線性特性。

作為現(xiàn)有的電流致動(dòng)器之一的電流致動(dòng)器可包括比較器、半導(dǎo)體切換器元件及2個(gè)電阻。

在如上所述的電流致動(dòng)器中，比較器的輸入電壓變得與2個(gè)電阻的中間節(jié)點(diǎn)電壓相同，比該中間節(jié)點(diǎn)電壓高2倍的電壓被施加于輸出節(jié)點(diǎn)，此時(shí)得到調(diào)節(jié)的電流可作為驅(qū)動(dòng)電流而被提供。

然而，對(duì)于現(xiàn)有的電流致動(dòng)器而言，比較器的輸入電壓直接反映到輸出端，因此如比較器等模擬電路的偏移(offset)直接表現(xiàn)在輸出端，于是需要具有針對(duì)偏移的解決方案。

并且，為了使現(xiàn)有的電流致動(dòng)器能夠提供所需的驅(qū)動(dòng)電流，需要在輸出端包含容量相對(duì)較大(例如1ω)的至少2個(gè)電阻，由于這些電阻的阻值及尺寸較大，因此技術(shù)問題在于，在實(shí)現(xiàn)小型電流致動(dòng)器方面存在局限性。

下列現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)并未披露與如上所述的現(xiàn)有的待解決技術(shù)問題相關(guān)的解決方案。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

(專利文獻(xiàn)1)日本公開專利第2009-105811號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一實(shí)施例旨在提供一種可應(yīng)用于手機(jī)等電子設(shè)備的oisaf用vcm的線性電流致動(dòng)器。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出一種線性電流致動(dòng)器，包括：電流源，用于生成基準(zhǔn)電流；第一電阻電路，用于將所述基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)電壓；第二電阻電路，用于生成反饋電壓；驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓和所述反饋電壓而提供第一柵極電壓；調(diào)節(jié)電路，根據(jù)所述第一柵極電壓而提供被調(diào)節(jié)后的內(nèi)部電流，以使所述反饋電壓隨從所述基準(zhǔn)電壓；輸出電路，根據(jù)所述第一柵極電壓而提供成為所述內(nèi)部電流的n倍的驅(qū)動(dòng)電流，其中，n為正整數(shù)；緩沖電路，用于提供被調(diào)節(jié)成后的第二柵極電壓以使所述調(diào)節(jié)電路的漏極電壓隨從所述輸出電路的漏極電壓；以及切換器電路，接入到所述第二電阻電路與所述調(diào)節(jié)電路之間，用于根據(jù)所述第二柵極電壓而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流。

在本技術(shù)問題的解決方案中，提供即將在如下所述的說明中涉及的諸概念之一。本技術(shù)問題的解決方案并非旨在限定請(qǐng)求保護(hù)的事項(xiàng)的核心技術(shù)或必要技術(shù)，其僅僅是對(duì)請(qǐng)求保護(hù)的事項(xiàng)之一予以記載，各個(gè)請(qǐng)求保護(hù)的事項(xiàng)將會(huì)在如下所述的說明中得到具體的闡述。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，可應(yīng)用于手機(jī)等電子設(shè)備的oisvcm，并能夠?qū)崿F(xiàn)為小型，而且可以減少由內(nèi)部電路的偏移引起的影響，并可確保對(duì)驅(qū)動(dòng)電流的線性特性。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的模塊圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的第一實(shí)現(xiàn)示例圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的第二實(shí)現(xiàn)示例圖。

圖4為圖2的驅(qū)動(dòng)放大電路的示例圖。

圖5為圖2的緩沖放大電路的示例圖。

圖6為圖3的驅(qū)動(dòng)放大電路的示例圖。

圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基準(zhǔn)電流及輸出電流的線性變化示例圖。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基準(zhǔn)電流及輸出電流的階段性變化示例圖。

圖9為圖8的一段時(shí)間內(nèi)的基準(zhǔn)電流及輸出電流的示例圖。

圖10為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的應(yīng)用示例圖。

圖11的(a)和(b)為圖10的操作示例圖。

符號(hào)說明

100：電流源200：第一電阻電路

300：第二電阻電路400：驅(qū)動(dòng)電路

500：調(diào)節(jié)電路600：輸出電路

700：緩沖電路800：切換器電路

iref：基準(zhǔn)電流vref：基準(zhǔn)電壓

vfb：反饋電壓vg1：第一柵極電壓

vg2：第二柵極電壓iint：內(nèi)部電流

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，然而本發(fā)明并不局限于此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到可在不脫離本發(fā)明的思想和范圍的前提下進(jìn)行多樣的變形。

并且，在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，以一個(gè)示例說明的結(jié)構(gòu)、形狀及數(shù)值僅止于用于幫助理解本發(fā)明的技術(shù)思想的示例，本發(fā)明并不局限于此，應(yīng)當(dāng)理解到，能夠在不脫離本發(fā)明的思想和范圍的前提下進(jìn)行多樣的變更。通過將本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行互相組合，可實(shí)現(xiàn)多種新的實(shí)施例。

另外，在本發(fā)明所參考的附圖中，立足于本發(fā)明的整體內(nèi)容，對(duì)具有實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)造和功能的構(gòu)成要素將會(huì)賦予相同的符號(hào)。

以下，為了使本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中具有基本知識(shí)的人員能夠容易實(shí)施本發(fā)明，通過參考附圖而對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的模塊圖。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器包括：電流源100、第一電阻電路200、第二電阻電路300、驅(qū)動(dòng)電路400、調(diào)節(jié)電路500、輸出電路600、緩沖電路700以及切換器電路800。

所述電流源100可生成預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電流iref。作為一例，所述電流源100可以是能夠調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電流iref的可變電流源(variablecurrentsource)。

所述第一電阻電路200可將所述基準(zhǔn)電流iref轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)電壓vref而提供給所述驅(qū)動(dòng)電路400。作為一例，所述第一電阻電路200可根據(jù)所述基準(zhǔn)電流iref及其阻值而將所述基準(zhǔn)電流iref變更為基準(zhǔn)電壓vref。

所述第二電阻電路300可生成所述反饋電壓vfb并提供給所述驅(qū)動(dòng)電路400。

所述驅(qū)動(dòng)電路400可根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓vref和所述反饋電壓vfb而將第一柵極電壓vg1提供給調(diào)節(jié)電路500和輸出電路600。作為一例，所述驅(qū)動(dòng)電路400可提供所述第一柵極電壓vg1以使所述反饋電壓vfb隨從所述基準(zhǔn)電壓vref的方式。

所述調(diào)節(jié)電路500可根據(jù)所述第一柵極電壓vg1而提供所述反饋電壓vfb被調(diào)節(jié)成跟蹤所述基準(zhǔn)電壓vref的內(nèi)部電流iint。

所述輸出電路600可根據(jù)所述第一柵極電壓vg1而提供成為所述內(nèi)部電流iint的n倍(其中，n為正整數(shù))的驅(qū)動(dòng)電流id。

所述緩沖電路700可提供被調(diào)節(jié)后的第二柵極電壓vg2，以使所述調(diào)節(jié)電路500的漏極電壓隨從所述輸出電路600的漏極電壓的。

其中，所述調(diào)節(jié)電路500和輸出電路600分別通過所述驅(qū)動(dòng)電路400而被提供相同的第一柵極電壓vg1，并可通過所述緩沖電路700而被調(diào)節(jié)成相同的漏極電壓。

此時(shí)，如果所述調(diào)節(jié)電路500和輸出電路600被設(shè)定成電流生成比例(如，晶體管的電流比例)為1:n，則如上所述地，所述調(diào)節(jié)電路500和輸出電路600各自的柵極相同，且所述調(diào)節(jié)電路500和輸出電路600各自的漏極彼此相同的情況下，能夠準(zhǔn)確地以設(shè)定的電流生成比例而生成出內(nèi)部電流和驅(qū)動(dòng)電流。

作為一例，基準(zhǔn)電流iref可以是0～數(shù)百ua的小電流，用于驅(qū)動(dòng)vcm之類的負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電流id可以是0～數(shù)百ma，所述基準(zhǔn)電流iref可以是利用到電流dac的電流。例如，當(dāng)所述調(diào)節(jié)電路500與輸出電路600彼此的電流生成比例被預(yù)先設(shè)定為1:400時(shí)，在通過所述調(diào)節(jié)電路500而流過的內(nèi)部電流iint為400μa的情形下，通過所述輸出電路600而流過的驅(qū)動(dòng)電流id可成為160ma(400μa×400＝160,000μa)。

因此，在適當(dāng)?shù)卦O(shè)置所述調(diào)節(jié)電路500和輸出電路600的電流生成比例的情況下，可利用較小的內(nèi)部電流iint而生成較大的驅(qū)動(dòng)電流id。

另外，所述切換器電路800可以接入到所述第二電阻電路300與所述調(diào)節(jié)電路500之間，從而根據(jù)所述第二柵極電壓vg2而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的第一實(shí)現(xiàn)示例圖，圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的第二實(shí)現(xiàn)示例圖。

參考圖2和圖3，所述第一電阻電路200可在工作電壓vdd的供應(yīng)端子與接地端之間與所述電流源100串聯(lián)連接，且可以包括第一電阻r11。

所述第二電阻電路300可接入到工作電壓vdd的供應(yīng)端子與所述驅(qū)動(dòng)電路400之間，或者接入到所述驅(qū)動(dòng)電路400與接地端之間，且可以包括第二電阻r12。

參考圖1和圖2，所述驅(qū)動(dòng)電路400可包括第一運(yùn)算放大器amp1。

所述第一運(yùn)算放大器amp1可包括：反相(-)輸入端子，通過所述電流源100而連接于接地端，并通過所述第一電阻電路200而連接于工作電壓vdd的供應(yīng)端子，從而接受由所述第一電阻電路200確定的基準(zhǔn)電壓vref的輸入；非反相(+)輸入端子，通過所述第二電阻電路300而連接于所述工作電壓vdd的供應(yīng)端子，并接受由所述第二電阻電路300提供的反饋電壓vfb的輸入；輸出端，根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓vref和所述反饋電壓vfb而將第一柵極電壓vg1提供給所述調(diào)節(jié)電路500和所述輸出電路600。

所述第一運(yùn)算放大器amp1可提供以如下方式得到調(diào)節(jié)的第一柵極電壓vg1：使通過非反相(+)輸入端子而輸入的所述反饋電壓vfb隨從通過反相(-)輸入端子而輸入的所述基準(zhǔn)電壓vref。

所述調(diào)節(jié)電路500可包括：第一nmos晶體管nmos1，接入到所述切換器電路800與接地端之間，用于根據(jù)所述第一柵極電壓vg1而提供通過漏極-源極流過的所述內(nèi)部電流iint。

所述第一nmos晶體管nmos1可根據(jù)所述第一柵極電壓vg1的電平大小而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

所述輸出電路600可包括：作為低邊開關(guān)sw-l11的第二nmos晶體管nmos2，接入到高邊開關(guān)sw-h11與接地端之間，用于根據(jù)所述第一柵極電壓vg1而提供通過漏極-源極流過的驅(qū)動(dòng)電流id。

所述第二nmos晶體管nmos2可根據(jù)所述第一柵極電壓vg1的電平大小而調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電流id。

此時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電流id可根據(jù)第一nmos晶體管nmos1與第二nmos晶體管nmos2的尺寸比例而被確定。作為一例，如果第一nmos晶體管nmos1與第二nmos晶體管nmos2的尺寸比例為1:400，則所述驅(qū)動(dòng)電流id可成為所述基準(zhǔn)電流iref的400倍。

所述緩沖電路700可包括第二運(yùn)算放大器amp2。所述第二運(yùn)算放大器amp2可包括：非反相(+)輸入端子，接受所述調(diào)節(jié)電路500的漏極電壓的輸入；反相(-)輸入端子，接受所述輸出電路600的漏極電壓的輸入；輸出端，根據(jù)所述兩個(gè)漏極電壓而將第二柵極電壓vg2提供給所述切換器電路800。

所述第二運(yùn)算放大器amp2可提供以如下方式得到調(diào)節(jié)的第二柵極電壓vg2：使通過非反相(+)輸入端子而輸入的所述調(diào)節(jié)電路500的漏極電壓隨從通過反相(-)輸入端子而輸入的所述輸出電路600的漏極電壓。

所述切換器電路800可包括：切換用pmos晶體管spmos，接入到所述第二電阻電路300與所述調(diào)節(jié)電路500的漏極之間，用于根據(jù)所述第二柵極電壓vg2而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

所述切換用pmos晶體管spmos可根據(jù)所述第二柵極電壓vg2的電平大小而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

觀察圖1和圖2所示的電流致動(dòng)器的操作，當(dāng)基準(zhǔn)電流iref為0時(shí)，電流致動(dòng)器中輸出的驅(qū)動(dòng)電流id也應(yīng)當(dāng)成為0，所以在此情況下，第一運(yùn)算放大器amp1提供低(low)電平的第一柵極電壓vg1，輸出電路600的第二nmos晶體管nmos2成為關(guān)閉(off)狀態(tài)，于是驅(qū)動(dòng)電流id為0，因此第二運(yùn)算放大器amp2的反相(-)輸入端子的電壓成為工作電壓vdd，第二運(yùn)算放大器amp2則與切換用pmos晶體管spmos一起執(zhí)行緩沖(buffer)操作，從而使非反相(+)輸入端子的電壓也成為工作電壓vdd。另外，為了使所述第二運(yùn)算放大器amp2的非反相(+)輸入端子的電壓成為工作電壓vdd，需要使切換用pmos晶體管spmos成為導(dǎo)通(on)狀態(tài)。

接著，如果所述基準(zhǔn)電流iref從0增加，則第一運(yùn)算放大器amp1的非反相(+)輸入端子的反饋電壓vfb減小，而且從第一運(yùn)算放大器amp1輸出的第一柵極電壓vg1將會(huì)上升。如果第一運(yùn)算放大器amp1的第一柵極電壓vg1上升，則第二nmos晶體管nmos2成為導(dǎo)通狀態(tài)，于是將會(huì)流過驅(qū)動(dòng)電流id。如果驅(qū)動(dòng)電流id流過，則第二運(yùn)算放大器amp2的反相(-)輸入端子的電壓減小，且當(dāng)?shù)诙\(yùn)算放大器amp2和切換用pmos晶體管spmos作為緩沖(buffer)執(zhí)行操作時(shí)，第二運(yùn)算放大器amp2的非反相(+)輸入端子的電壓將會(huì)與反相(-)輸入端子的電壓相同地減小。

據(jù)此，在第二電阻電路300的第二電阻r12中流過電流，而且第一運(yùn)算放大器amp1的非反相(+)輸入端子的反饋電壓vfb也減小，于是變得與第一運(yùn)算放大器amp1的反相(-)輸入端子的基準(zhǔn)電壓vref相同。所謂的所述第一運(yùn)算放大器amp1的非反相(+)輸入端子的反饋電壓vfb與第一運(yùn)算放大器amp1的反相(-)輸入端子的基準(zhǔn)電壓vref相同，是指第一電阻電路200的第一電阻r11和第二電阻電路300的第二電阻r12中流過的電流的基準(zhǔn)電流iref相同。

如上所述，第一運(yùn)算放大器amp1可利用第一柵極電壓vg1而控制所述調(diào)節(jié)電路500的第一nmos晶體管nmos1的柵極和所述輸出電路600的第二nmos晶體管nmos2的柵極，接著所述緩沖電路700的第二運(yùn)算放大器amp2可通過控制而使輸出電路600的第二nmos晶體管nmos2的漏極電壓與所述調(diào)節(jié)電路500的第一nmos晶體管nmos1的漏極電壓相同。

據(jù)此，如上所述，如果第一nmos晶體管nmos1及第二nmos晶體管nmos2的柵極電壓相同且第一nmos晶體管nmos1及第二nmos晶體管nmos2的漏極電壓相同，則流過所述第一nmos晶體管nmos1及第二nmos晶體管nmos2的內(nèi)部電流和驅(qū)動(dòng)電流將會(huì)以基于尺寸比例的大小而流動(dòng)。

參考圖1和圖3，所述驅(qū)動(dòng)電路400可包括第三運(yùn)算放大器amp3。

所述第三運(yùn)算放大器amp3可包括：反相(-)輸入端子，通過所述電流源100而連接于工作電壓vdd的供應(yīng)端子，并通過所述第一電阻電路200而連接于接地端，從而接受由所述第一電阻電路200確定的基準(zhǔn)電壓vref的輸入；非反相(+)輸入端子，通過所述第二電阻電路300而連接于接地端，并接受由所述第二電阻電路300提供的反饋電壓vfb的輸入；輸出端，根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓vref和所述反饋電壓vfb而將第一柵極電壓vg1提供給所述調(diào)節(jié)電路500和所述輸出電路600。

所述第三運(yùn)算放大器amp3可提供以如下方式得到調(diào)節(jié)的第一柵極電壓vg1：使通過非反相(+)輸入端子而輸入的所述反饋電壓vfb隨從通過反相(-)輸入端子而輸入的所述基準(zhǔn)電壓vref。

所述調(diào)節(jié)電路500可包括：第一pmos晶體管pmos1，接入到工作電壓vdd的供應(yīng)端子與所述切換器電路800之間，用于根據(jù)所述第一柵極電壓vg1而提供通過源極-漏極流過的所述內(nèi)部電流iint。

所述第一pmos晶體管pmos1可根據(jù)所述第一柵極電壓vg1的電平大小而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

所述輸出電路600可包括：作為高邊開關(guān)sw-h11的第二pmos晶體管pmos2，接入到工作電壓vdd的供應(yīng)端子與低邊開關(guān)sw-l11之間，用于根據(jù)所述第一柵極電壓vg1而提供通過源極-漏極流過的驅(qū)動(dòng)電流。

所述第二pmos晶體管pmos2可根據(jù)所述第一柵極電壓vg1的電平大小而調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電流id。

此時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電流id可根據(jù)第一pmos晶體管pmos1與第二pmos晶體管pmos2的尺寸比例而確定。作為一例，當(dāng)?shù)谝籶mos晶體管pmos1與第二pmos晶體管pmos2的尺寸比例為1:400時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電流id可成為所述基準(zhǔn)電流iref的400倍。

所述緩沖電路700可包括第四運(yùn)算放大器amp4。

所述第四運(yùn)算放大器amp4可包括：非反相(+)輸入端子，接受所述調(diào)節(jié)電路500的漏極電壓的輸入；反相(-)輸入端子，接受所述輸出電路600的漏極電壓的輸入；輸出端，根據(jù)所述兩個(gè)漏極電壓而將第二柵極電壓vg2提供給所述切換器電路800。

所述第四運(yùn)算放大器amp4可提供以如下方式得到調(diào)節(jié)的第二柵極電壓vg2：使通過非反相(+)輸入端子而輸入的所述調(diào)節(jié)電路500的漏極電壓隨從通過反相(-)輸入端子而輸入的所述輸出電路600的漏極電壓。

所述切換器電路800可包括：切換用nmos晶體管snmos，接入到所述調(diào)節(jié)電路500的漏極與所述第二電阻電路300之間，并根據(jù)所述第二柵極電壓vg2而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

所述切換用nmos晶體管snmos可根據(jù)所述第二柵極電壓vg2的電平大小而調(diào)節(jié)所述內(nèi)部電流iint。

參考圖1和圖2，作為一例，通過所述調(diào)節(jié)電路500而將所述基準(zhǔn)電壓vref與反饋電壓vfb控制成相同，此時(shí)，輸入到所述驅(qū)動(dòng)電路400的基準(zhǔn)電壓vref如同下列數(shù)學(xué)式1和數(shù)學(xué)式2所示，最大電壓vref_max可以是工作電壓vdd，最小電壓vref_min可以是從工作電壓vdd中減去施加于第一電阻電路200的第一電阻r11的兩端的電壓iref_max*r11的電壓[vdd-(iref*r11)]。

[數(shù)學(xué)式1]

vref_max＝vdd

[數(shù)學(xué)式2]vref_min＝vdd-iref_max*r11

參考所述數(shù)學(xué)式1和數(shù)學(xué)式2，在工作電壓vdd為2.6v，最大基準(zhǔn)電流iref_max為500ua，第一電阻r11為2k歐姆(ohm)的情況下，第一運(yùn)算放大器amp1的輸入電壓范圍可成為2.6v～1.6v。據(jù)此，第一運(yùn)算放大器amp1需要在1.6v～2.6v的輸入范圍內(nèi)工作，因此如圖4所示，可由包含nmos晶體管的差分放大器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

并且，參考圖1和圖2，通過所述緩沖電路700而將所述調(diào)節(jié)電路500的漏極電壓vn3與所述輸出電路600的漏極電壓vn4控制成相同，此時(shí)，所述漏極電壓vn4如同下列數(shù)學(xué)式3和數(shù)學(xué)式4所示，最大電壓vn4_max可為工作電壓vdd，最小電壓vn4_min可為從工作電壓vdd中減去由驅(qū)動(dòng)電流id和負(fù)載的電阻rload確定的電壓的電壓。

[數(shù)學(xué)式3]vn4_max＝vdd

[數(shù)學(xué)式4]vn4_min＝vdd-id_max*rload

參考所述數(shù)學(xué)式3和數(shù)學(xué)式4，在工作電壓vdd為2.6v且負(fù)載電阻rload為11歐姆(ohm)的情況下，最大驅(qū)動(dòng)電流id_max成為200ma，因此所述第二運(yùn)算放大器amp2的輸入電壓范圍可成為2.6v～0.4v。據(jù)此，所述第二運(yùn)算放大器amp2需要在0.4v～2.6v的輸入范圍內(nèi)操作，因此如圖5所示，可由包含nmos晶體管和pmos晶體管的差分放大器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

考察圖1和圖3所示的電流致動(dòng)器的操作，當(dāng)基準(zhǔn)電流iref為0時(shí)，從電流致動(dòng)器輸出的驅(qū)動(dòng)電流id也應(yīng)當(dāng)成為0，在此情況下，第三運(yùn)算放大器amp3提供高邊(high)電平的第一柵極電壓vg1，輸出電路600的第二pmos晶體管pmos2成為關(guān)閉(off)狀態(tài)，于是從電流致動(dòng)器輸出的驅(qū)動(dòng)電流id和輸出電壓為0v，因此第四運(yùn)算放大器amp4的反相(-)輸入端子的電壓成為0v，并與第四運(yùn)算放大器amp4和切換用nmos晶體管snmos一起執(zhí)行緩沖操作，從而使第四運(yùn)算放大器amp4的非反相(+)輸入端子的電壓也成為0v。另外，為了使第四運(yùn)算放大器amp4的非反相(+)輸入端子的電壓成為0v，所述切換用nmos晶體管snmos需要成為導(dǎo)通(on)狀態(tài)。

接著，如果所述基準(zhǔn)電流iref增加，則第三運(yùn)算放大器amp3的反相(-)輸入端子的電壓增加，因此從第三運(yùn)算放大器amp3輸出的第一柵極電壓vg1逐漸成為低(low)電平，并使輸出電路600的第二pmos晶體管pmos2成為導(dǎo)通狀態(tài)，于是驅(qū)動(dòng)電流id將會(huì)增加。如果驅(qū)動(dòng)電流id增加，則第四運(yùn)算放大器amp4的反相(-)輸入端子的電壓上升，且當(dāng)?shù)谒倪\(yùn)算放大器amp4與切換用nmos晶體管snmos作為緩沖器執(zhí)行操作時(shí)，所述第四運(yùn)算放大器amp4的非反相(+)輸入端子的電壓變得與反相(-)輸入端子的電壓相同。

據(jù)此，通過調(diào)節(jié)電路500的第一pmos晶體管pmos1和切換用nmos晶體管snmos，第二電阻電路300的第二電阻r22中流過電流，而且第二電阻r22的電壓上升，并使第三運(yùn)算放大器amp3的非反相(+)輸入端子的電壓變得與反相(-)輸入端子的電壓相同。

如前所述，如果調(diào)節(jié)電路500的第一pmos晶體管pmos1與輸出電路600的第二pmos晶體管pmos2的柵極電壓和漏極電壓相同，則流過的電流與兩個(gè)晶體管的尺寸比成比例，因此驅(qū)動(dòng)電流id將會(huì)以基準(zhǔn)電流iref的尺寸倍率(例如400倍)大小的電流流動(dòng)。

所述第三運(yùn)算放大器amp3的輸入電壓范圍為：最小電壓為0電壓而最大電壓則是由最大基準(zhǔn)電流iref和第一電阻r21確定的電壓iref_max*r21，例如，當(dāng)工作電壓vdd為2.6v、最大基準(zhǔn)電流iref_max為500ua、第二電阻r22為2k歐姆(ohm)時(shí)，第三運(yùn)算放大器amp3的輸入電壓范圍可為0v～1v。因此，第三運(yùn)算放大器amp3需要以0v～1v的輸入電壓執(zhí)行操作，所以如圖6所示，可由包括pmos的差分放大器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

如果上述的電壓為nmos晶體管的閾值電壓以上，則如圖4所示，可僅由nmos晶體管實(shí)現(xiàn)。

圖4為圖2的驅(qū)動(dòng)放大電路的示例圖。參考圖4，所述驅(qū)動(dòng)電路400可由包括2個(gè)nmos晶體管m11、m12的差分放大器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

由于上述電壓可成為低于nmos晶體管的閾值電壓的電壓，因此如圖5所示，可包含nmos晶體管和pmos晶體管而實(shí)現(xiàn)。

圖5為圖2的緩沖放大電路的示例圖。參考圖5，所述緩沖電路700可由包括2個(gè)nmos晶體管m11、m12以及2個(gè)pmos晶體管m13、m14的差分放大器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

另外，參考圖3，作為一例，通過所述驅(qū)動(dòng)電路400而將所述基準(zhǔn)電壓vref與反饋電壓vfb控制為相同，此時(shí)，所述基準(zhǔn)電壓vref成為施加于第一電阻電路200的兩端的電壓iref*r22，在該電壓為nmos晶體管的閾值電壓以下的情況下，如圖6所示，可僅由pmos晶體管實(shí)現(xiàn)。

圖6為圖3的驅(qū)動(dòng)放大電路的示例圖。參考圖6，所述驅(qū)動(dòng)電路400可由包括2個(gè)pmos晶體管m13、m14的差分放大器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基準(zhǔn)電流及輸出電流的線性變化示例圖。

如圖7所示的基準(zhǔn)電流iref和驅(qū)動(dòng)電流id的曲線圖為基于dc模擬的結(jié)果曲線圖，如圖7所示的基準(zhǔn)電流iref和驅(qū)動(dòng)電流id的曲線圖示出對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電流iref以0～500ua變化的情形的驅(qū)動(dòng)電流id的變化。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基準(zhǔn)電流和輸出電流的階段性變化示例圖，圖9為圖8的一段時(shí)段內(nèi)(195msec～205msec)的基準(zhǔn)電流和輸出電流的示例圖。

如圖8所示的基準(zhǔn)電流iref和驅(qū)動(dòng)電流id的波形曲線圖為基于瞬態(tài)模擬(transientsimulation)的結(jié)果波形，如圖8所示的基準(zhǔn)電流iref和驅(qū)動(dòng)電流id的波形曲線圖示出如下的驅(qū)動(dòng)電流id：被寄存器(register)所控制，基于數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(dac)的基準(zhǔn)電流iref具有0～500ua的電流范圍，并處于以0.5ua步級(jí)(step)增加的時(shí)機(jī)。

如圖9所示的波形曲線圖是在圖8的波形曲線圖中將作為一部分時(shí)間區(qū)間的195msec～205msec時(shí)段內(nèi)的波形曲線圖放大而示出的波形曲線圖。

參考圖7、圖8及圖9所示的基準(zhǔn)電流iref和驅(qū)動(dòng)電流id的曲線圖可知，隨著基準(zhǔn)電流iref增加，驅(qū)動(dòng)電流id也增加，作為一例，當(dāng)基準(zhǔn)電流iref為200ua時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流id為80ma，其具有基準(zhǔn)電流iref的約400倍的電流值。

圖10為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器的應(yīng)用示例圖。

參考圖10，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器可形成為全橋式(full-bridgetype)以用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載50。

如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器可包括：高邊致動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)高邊開關(guān)sw-h11、sw-h12，該高邊開關(guān)sw-h11、sw-h12接入到負(fù)載50與工作電壓vdd的供應(yīng)端子之間；低邊致動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)低邊開關(guān)sw-l11、sw-l12，該低邊開關(guān)sw-l11、sw-l12接入到所述負(fù)載50與接地端之間。

所述低邊致動(dòng)器可采用如圖2所示的線性電流致動(dòng)器，所述高邊致動(dòng)器可采用如圖3所示的線性電流致動(dòng)器。

圖11的(a)和(b)為圖10的操作示例圖，并示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的線性電流致動(dòng)器應(yīng)用于音圈電機(jī)(vcm)的情形的示例，所述音圈電機(jī)(vcm)僅為關(guān)于負(fù)載的一例，本發(fā)明并不局限于此。

參考圖11的(a)，驅(qū)動(dòng)電流可通過第一電流路徑ph1而流動(dòng)，所述第一電流路徑ph1經(jīng)過作為高邊開關(guān)的sw-h11和作為低邊開關(guān)的sw-l12。

參考圖11的(b)，驅(qū)動(dòng)電流可通過第二電流路徑ph2而流動(dòng)，所述第二電流路徑ph2經(jīng)過作為高邊開關(guān)的sw-h12和作為低邊開關(guān)的sw-l11。