电流采样装置

摘要

一种电流采样装置，对USB开关的功率单元进行采样，该电流采样装置包括：采样单元、运算放大器和调节单元，所述采样单元输入端作为所述电流采样装置的第一输入端，与所述功率单元输入端相连接；所述采样单元控制端作为所述电流采样装置的第二输入端，与所述功率单元控制端相连接；所述采样单元输出端与所述调节单元第一输入端、以及所述运算放大器第一输入端相连接；所述运算放大器第二输入端与所述功率单元输出端相连接；所述调节单元第二输入端与所述运算放大器输出端相连接；所述调节单元输出端作为所述电流采样装置输出端。本发明按比例对功率单元电流进行采样，占用芯片面积小，功耗低，导通电阻低，且采样精度高。

权利要求

1.一种电流采样装置，用于对USB开关中的功率单元进行采样，所述功率单元包括输入端、输出端和控制端，其特征在于，所述电流采样装置包括：采样单元、运算放大器和调节单元，其中，

所述采样单元的输入端作为所述电流采样装置的第一输入端，与所述功率单元的输入端相连接；所述采样单元的控制端作为所述电流采样装置的第二输入端，与所述功率单元的控制端相连接；所述采样单元的输出端与所述调节单元的第一输入端、以及所述运算放大器的第一输入端相连接；所述运算放大器的第二输入端与所述功率单元的输出端相连接；所述调节单元的第二输入端与所述运算放大器的输出端相连接；所述调节单元的输出端作为所述电流采样装置的输出端。

2.如权利要求1所述的电流采样装置，其特征在于，所述采样单元和所述功率单元分别为采样管和功率管，其中，所述采样管和所述功率管为pMOS管，所述采样单元的输入端为所述采样管的源极，所述采样单元的控制端为所述采样管的栅极，所述采样单元的输出端为所述采样管的漏极；所述功率单元的输入端为所述功率管的源极，所述功率单元的控制端为所述功率管的栅极，所述功率单元的输出端为所述功率管的漏极。

3.如权利要求2所述的电流采样装置，其特征在于，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道长度调制系数、沟道长度以及阈值电压时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的沟道宽度比。

4.如权利要求2所述的电流采样装置，其特征在于，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道长度调制系数、沟道宽度以及阈值电压时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的沟道长度比。

5.如权利要求2所述的电流采样装置，其特征在于，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道长度调制系数和沟道宽长比时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的阈值电压比。

6.如权利要求2所述的电流采样装置，其特征在于，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道宽长比和阈值电压时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的沟道调制系数比。

7.如权利要求1所述的电流采样装置，其特征在于，所述调节单元为场效应管，其源极与所述采样单元的输出端以及所述运算放大器的第一输入端相连接，其栅极与所述运算放大器的输出端相连接，其漏极输出由所述采样单元采样的电流。

8.如权利要求1所述的电流采样装置，其特征在于，所述调节单元包括第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻连接于所述调节单元的第一输入端与其输出端之间，所述第二电阻连接于所述调节单元的第二输入端与其输出端之间。

9.如权利要求1所述的电流采样装置，其特征在于，所述采样单元包括多个采样管，每个所述采样管为pMOS管，其中，每个所述采样管的源极相连接作为所述采样单元的输入端，每个所述采样管的栅极相连接作为所述采样单元的控制端，每个所述采样管的漏极相连接作为所述采样单元的输出端。

10.如权利要求1所述的电流采样装置，其特征在于，所述功率单元包括多个功率管，每个所述功率管为pMOS管，其中，每个所述功率管的源极相连接作为所述功率单元的输入端，每个所述功率管的栅极相连接作为所述功率单元的控制端，每个所述功率管的漏极相连接作为所述功率单元的输出端。

11.如权利要求10所述的电流采样装置，其特征在于，所述采样管位于多个所述功率管版图分布的质心位置。

12.如权利要求10所述的电流采样装置，其特征在于，所述采样管和所述功率管的数目比例为1∶1至1∶10000之间任一比例。

13.如权利要求1所述的电流采样装置，所述运算放大器为宽输入摆幅运算放大器。

14.如权利要求1所述的电流采样装置，其特征在于，还包括：控制单元，用于根据采样电流，输出栅极电压以控制所述功率单元中的输出电流；其中，所述控制单元的输入端连接所述调节单元的输出端，所述控制单元的输出端与所述功率单元及所述采样单元的控制端相连接。

15.如权利要求14所述的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元比较所述采样电流与参考电流，根据比较结果产生栅极电压值。

16.如权利要求15所述的电流采样装置，其特征在于，所述采样单元和所述功率单元分别为pMOS管时，当所述采样电流小于所述参考电流时，所述控制单元输出低电平电压；

当所述采样电流大于所述参考电流时，所述控制单元输出高电平电压。

17.如权利要求14所述的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元包括用于产生参考电流的恒定电流源。

18.如权利要求14所述的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元接收来自所述电流采样装置外部的参考电流。

19.如权利要求17或18所述的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元包括电流比较器，用于比较所述采样电流与所述参考电流，并根据比较结果输出电压值。

20.如权利要求17或18所述的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元包括：比较器，用于比较所述采样电流与所述参考电流，并输出数字信号的比较结果；栅压产生单元，用于根据所接收到的数字信号，产生电压值。

21.如权利要求20所述的电流采样装置，其特征在于，所述栅压产生单元为选通器。

说明书

电流采样装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电流采样技术，特别是通用串行总线(USB)中的电流采样装置。

背景技术

[0002] 随着电子产品的广泛使用，采用USB进行数据传输的方式得到迅速的发展。参考图1，USB装置可包括USB控制单元101、USB开关102以及USB端口103。在USB传输数据过程中，USB控制单元101根据USB开关102所反馈的指示信号(FLAG)产生控制信号，并将所述控制信号输入至USB开关102，通过USB开关102对USB端口103进行供电；USB端口在USB控制单元101的控制下进行数据传输。其中，USB开关中通常采用功率单元进行输出，所述功率单元的输入端连接USB开关的输入端(IN)，所述功率单元的输出端连接USB开关的输出端(OUT)，并且USB开关提供控制所述功率单元开启或关闭的控制电压Vg。为保证USB端口所输出的电流恒定，USB开关通常还包括电流采样电路，用于对USB开关中功率单元所输出的电流进行采样。

[0003] 现有技术中，通常采用采样电阻对电流进行采样。按照USB使用规范，USB端口需要与之连接的USB开关有能力提供0.5安培(A)的工作电流，并且到所述USB端口的电压损耗不能超过100毫伏(mV)。因此，根据欧姆定律：

[0004]

[0005] 也就是说，等效的导通电阻不能超过200毫欧(mΩ)。考虑到PCB板布线、芯片封装、USB开关和USB端口的电阻值以及其他寄生电阻的影响，采样电阻必须很小。

[0006] 参考图2，一种应用采样电阻的电流采样装置可包括：采样电阻202，电流限制反馈单元203。将所述电流采样电路对USB开关中的功率管201串联，并对其进行电流采样，其中，采样电阻202的一端与电流限制反馈单元203的一端相连接作为所述电流采样电路的第一端，连接至功率管201的衬底，采样电阻202的另一端与电流限制反馈单元203的另一端相连接作为所述电流采样电路的第二端，连接至功率管201的源极。

[0007] 在USB开关工作过程中，输入电压Vin连接至所述电流采样电路的第一端，提供功率管201以及所述电流采样电路正常工作的电压，在控制电压Vg的作用下，功率管201导通，其漏极产生电流并向外输出。采样电阻202对串联的功率管201进行1∶1的电流采样，然后将采样电流转化为电压并反馈至电流限制反馈单元203，电流限制反馈单元203根据反馈的电压对流经功率管201中的电流进行控制。

[0008] 上述应用采样电阻的电流采样电路的方案存在这样一些问题：由于将采样电阻与功率管串联连接，增加了USB开关的导通电阻；而且，通过采样电阻对流经功率管201的电流进行1∶1的电流采样，使得采样电流与输出电流相同，增加了电阻采样电路以及芯片的功耗；另外，由于采用低阻值的采样电阻，增加了芯片的面积；此外，在工艺实现上，电阻精度的偏差也限制了采样电流的精度。

发明内容

[0009] 本发明解决的问题是提供一种电流采样装置，占用芯片面积小，功耗低，导通电阻低，并且采样精度高。

[0010] 为解决上述问题，本发明提供了一种电流采样装置，用于对USB开关中的功率单元进行采样，所述功率单元包括输入端、输出端和控制端，包括：采样单元、运算放大器和调节单元，其中，所述采样单元的输入端作为所述电流采样装置的第一输入端，与所述功率单元的输入端相连接；所述采样单元的控制端作为所述电流采样装置的第二输入端，与所述功率单元的控制端相连接；所述采样单元的输出端与所述调节单元的第一输入端、以及所述运算放大器的第一输入端相连接；所述运算放大器的第二输入端与所述功率单元的输出端相连接；所述调节单元的第二输入端与所述运算放大器的输出端相连接；所述调节单元的输出端作为所述电流采样装置的输出端。

[0011] 可选的，所述采样单元和所述功率单元分别为采样管和功率管，其中，所述采样管和所述功率管为pMOS管，所述采样单元的输入端为所述采样管的源极，所述采样单元的控制端为所述采样管的栅极，所述采样单元的输出端为所述采样管的漏极；所述功率单元的输入端为所述功率管的源极，所述功率单元的控制端为所述功率管的栅极，所述功率单元的输出端为所述功率管的漏极。

[0012] 可选的，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道长度调制系数、沟道长度以及阈值电压时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的沟道宽度比。

[0013] 可选的，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道长度调制系数、沟道宽度以及阈值电压时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的沟道长度比。

[0014] 可选的，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道长度调制系数和沟道宽长比时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的阈值电压比。

[0015] 可选的，当所述采样管与所述功率管具有相同的沟道宽长比和阈值电压时，所述采样管采集到的电流与流经所述功率管的电流比值为所述采样管与所述功率管的沟道调制系数比。

[0016] 可选的，所述调节单元为场效应管，其源极与所述采样单元的输出端以及所述运算放大器的第一输入端相连接，其栅极与所述运算放大器的输出端相连接，其漏极输出由所述采样单元采样的电流。

[0017] 可选的，所述调节单元包括第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻连接于所述调节单元的第一输入端与其输出端之间，所述第二电阻连接于所述调节单元的第二输入端与其输出端之间。

[0018] 可选的，所述采样单元包括多个采样管，每个所述采样管为pMOS管，其中，每个所述采样管的源极相连接作为所述采样单元的输入端，每个所述采样管的栅极相连接作为所述采样单元的控制端，每个所述采样管的漏极相连接作为所述采样单元的输出端。

[0019] 可选的，所述功率单元包括多个功率管，每个所述功率管为pMOS管，其中，每个所述功率管的源极相连接作为所述功率单元的输入端，每个所述功率管的栅极相连接作为所述功率单元的控制端，每个所述功率管的漏极相连接作为所述功率单元的输出端。

[0020] 可选的，所述一个或多个采样管位于多个所述功率管版图分布的质心位置。

[0021] 可选的，所述采样管和所述功率管的数目比例为1∶1至1∶10000之间任一比例。

[0022] 可选的，所述运算放大器为宽输入摆幅运算放大器。

[0023] 可选的，还包括：控制单元，用于根据所述采样电流，输出栅极电压以控制所述功率单元中的输出电流；其中，所述控制单元的输入端连接所述调节单元的输出端，所述控制单元的输出端与所述功率单元及所述采样单元的控制端相连接。

[0024] 可选的，所述控制单元比较所述采样电流与参考电流，根据比较结果产生栅极电压值。

[0025] 可选的，所述采样单元和所述功率单元分别为pMOS管时，当所述采样电流小于所述参考电流时，所述控制单元输出低电平电压；当所述采样电流大于所述参考电流时，所述控制单元输出高电平电压。

[0026] 可选的，所述控制单元包括用于产生参考电流的恒定电流源。

[0027] 可选的，所述控制单元接收来自所述电流采样装置外部的参考电流。

[0028] 可选的，所述控制单元包括电流比较器，用于比较所述采样电流与所述参考电流，并根据所述比较结果输出电压值。

[0029] 可选的，所述控制单元包括：比较器，用于比较所述采样电流与所述参考电流，并输出数字信号的比较结果；栅压产生单元，用于根据所接收到的数字信号，产生电压值。

[0030] 可选的，所述栅压产生单元为选通器。

[0031] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用运算放大器电压钳位电流镜实现了按比例对电流进行采样，通过所述采样管与所述功率管源极和源极、栅极和栅极对应连接的并联设计，实现了较低的导通电阻，以及通过采用所述采样管，节省了芯片面积，提高了集成度，降低了成本。

附图说明

[0032] 图1是USB数据传输的结构示意图；

[0033] 图2是USB开关电阻采样电路的结构示意图；

[0034] 图3是本发明电流采样装置一种实施方式的结构示意图；

[0035] 图4是本发明电流采样装置当所述调节单元为场效应管时实施方式的结构示意图；

[0036] 图5是本发明电流采样装置当所述调节单元为电阻时实施方式的结构示意图；

[0037] 图6是本发明电流采样装置另一种实施方式的结构示意图；

[0038] 图7是本发明电流采样装置中控制单元一种具体实施例的结构示意图；

[0039] 图8是本发明电流采样装置中控制单元另一种具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0040] 本发明实施方式提供了一种电流采样装置，用于对USB开关中的功率单元进行采样，所述功率部件包括输入端、输出端和控制端，其中，所述电流采样装置包括：采样单元、运算放大器和调节单元；所述采样单元的输入端作为所述电流采样装置的第一输入端，与所述功率单元的输入端相连接；所述采样单元的控制端作为所述电流采样装置的第二输入端，与所述功率单元的控制端相连接；所述采样单元的输出端与所述调节单元的第一输入端、以及所述运算放大器的第一输入端相连接；所述运算放大器的第二输入端与所述功率单元的输出端相连接；所述调节单元的第二输入端与所述运算放大器的输出端相连接；所述调节单元的输出端作为所述电流采样装置的输出端。在具体工作过程中，通过将采样单元与待测的功率单元输入端、控制端分别对应连接，构成电流镜，并通过运算放大器的输入端电压钳位，使采样单元具有和待测的功率单元相同的输出端电压，实现按比例地对功率单元中电流进行采样，占用芯片面积小，功耗低，导通电阻低，并且采样精度高。

[0041] 在一种具体实施方式中，参考图3，本发明电流采样装置300包括：采样管301、运算放大器302和调节单元303。应用电流采样装置300对USB开关中的输出功率管304进行电流采样，其中，采样管301的源极作为电流采样装置300的第一输入端，与功率管304的源极相连接；采样管301的栅极作为电流采样装置300的第二输入端，与功率管304的栅极相连接；采样管301的漏极与调节单元303的第一输入端、以及运算放大器302的第一输入端相连接；运算放大器302的第二输入端与功率管304的漏极相连接；调节单元303的第二输入端与运算放大器302的输出端相连接；调节单元303的输出端作为所述电流采样装置300的输出端。

[0042] 在一种具体实施方式中，所述电流采样装置300中所包含的采样管数目为一个，即采样管301。采样管301在运算放大器302以及调节单元303的作用下，对流经功率管304的电流进行采样。

[0043] 具体来说，USB开关向所述电流采样装置300的第一输入端提供使所述电流采样装置300正常工作的输入电压Vin，并向所述电流采样装置300的第二输入端提供控制采样管301导通的控制电压Vg。其中，所述控制电压Vg可为电源电压Vcc与零之间的任一电压值，例如在初始条件下，所述控制电压Vg也可为电源电压Vcc。

[0044] 在USB工作过程中，当功率管304的漏源电压大于其阈值电压时，功率管304导通，其漏极产生电流IM2并向外输出，所述电流采样装置通过采样管301对流经功率管304的电流IM2进行采样，获得电流IM1。具体来说，流经采样管301的电流IM1为：

[0045]

[0046] 流经功率管304电流IM2为：

[0047]

[0048] 其中，μ为电子迁移率，cox为单位面积栅极氧化层电容，λ1和λ2分别为采样管301和功率管304的沟道长度调制系数，W1/L1和W2/L2分别为采样管301和功率管304的宽长比，Vgs1和Vgs2分别为采样管301和功率管304的栅源电压，Vth1和Vth2分别为采样管301和功率管304的阈值电压，VDS1和VDS2分别为采样管301和功率管304的漏源电压。

[0049] 根据上式(1)和(2)，可获得流经采样管301的电流与流经功率管304的电流具有以下关系：

[0050]

[0051] 由于采样管301和功率管304的栅极与栅极、源极与源极对应连接，因此采样管301和功率管304具有相同的栅源电压，即Vgs1＝Vgs2，而且由于运算放大器302输入电压的钳位，采样管301和功率管304的漏极电压相同，因此采样管301和功率管304具有相同的漏源电压，即VDS1＝VDS2。

[0052] 结合式(3)，由于在本发明电流采样装置实施方式中，采样管301与功率管304构成电流镜像，流经采样管301的电流与流经功率管304的电流呈比例关系，从而实现了可利用采样管301按比例对流经功率管304的电流进行采样。具体来说，其采样比例与采样管301和功率管304的沟道长度调制系数、宽长比以及阈值电压有关。

[0053] 在一种具体实施例中，通过调节采样管301的工艺参数，使采样管301具有和功率管304相同的沟道长度L、沟道调制系数λ以及阈值电压Vth，则上式(3)可简化为下式：

[0054]

[0055] 其中，M为采样管301和功率管304沟道宽度比。

[0056] 也就是说，采样管301中的电流与流经功率管304的电流的比值即为两者沟道宽度比，其电流比值与采样精度仅与两者的沟道宽度比值M有关。

[0057] 在另一种实施方式中，还可通过调节采样管301的工艺参数或者采样管301与功率管304的布图方式，使采样管301具有和功率管304相同的沟道宽度W、沟道调制系数λ以及阈值电压Vth，使得采样管301中的电流与流经功率管304的电流的比值即为两者沟道长度比。

[0058] 在又一种实施方式中，还可通过调节采样管301的工艺参数或者采样管301与功率管304的布图方式，使采样管301具有和功率管304相同的沟道宽长比W/L和沟道调制系数λ，使得采样管301中的电流与流经功率管304的电流的比值即为两者阈值电压的比值。

[0059] 此外，在其它的实施方式中，还可通过调节采样管301和功率管304的工艺参数，使采样管301具有和功率管304相同的沟道宽长比W/L和阈值电压Vth，使得采样管301中的电流与流经功率管304的电流的比值仅与两者沟道调制系数有关。

[0060] 所采样的电流通过调节单元303进行输出，并且通过调节单元303对采样管301的漏极电阻进行调节。

[0061] 参考图4，在一种具体实施方式中，调节单元303可为场效应管305，其源极作为调节单元303的第一输入端，与采样管301的漏极以及运算放大器302的第一输入端相连接；其栅极作为调节单元303的第二输入端，与运算放大器302的输出端相连接；其漏极作为调节单元303的输出端，也就是所述电流采样装置300的输出端。

[0062] 参考图5，在另一种实施方式中，调节单元303可包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一电阻R1连接于调节单元303的第一输入端与其输出端之间，第二电阻R2连接于调节单元303的第二输入端与其输出端之间。

[0063] 在不同的实施方式中，运算放大器302可为宽输入摆幅运算放大器。

[0064] 相较于传统的电阻采样电路，上述电流采样装置各实施方式中，可通过调节工艺参数，使采样管301与功率管304的电流比值和采样精度仅与两者的沟道宽度的比值、或沟道长度的比值、或阈值电压的比值、或沟道调制系数的比值有关，大大减小了对工艺精度的依赖性；并且，由于采样管是按照比例对功率管中的电流进行采样，因此可使采样电流仅为功率管中电流的很小一部分，从而实现通过较小的采样电流减小电流采样装置300的功耗；另外，采样管301与功率管304采用源极和源极、栅极和栅极对应连接的并联设计，可实现较低的导通电阻；此外，所述电流采样装置可应用于USB开关芯片中，相较于传统的电阻采样，节省了芯片面积，进而提高了集成度，降低了成本。

[0065] 在其它实施方式中，还可根据实际需要，在所述电流采样装置中设置数目多于一个的采样管。其中，当所述采样管多于一个时，每个所述采样管之间源极与源极、栅极与栅极、漏极与漏极分别对应连接，并且，每个所述采样管的源极连接至所述电流采样装置的第一输入端，每个所述采样管的栅极连接至所述电流采样装置的第二输入端，每个所述采样管的漏极都连接至所述调节单元的第一输入端以及所述运算放大器的第一输入端。

[0066] 也可应用所述电流采样装置对USB开关中多个输出功率管进行采样，所述采样管和所述功率管的数目比例可为1∶1至1∶10000之间任一比例。例如，采样管和对应的功率管的数目比例可为1∶10，1∶100，1∶5000，1∶10000，甚至1∶100000。当输出功率管多于一个时，每个功率管之间源极与源极、栅极与栅极、漏极与漏极分别对应连接，并且每个所述功率管的源极连接至所述电流采样装置的第一输入端，每个所述功率管的栅极连接至所述电流采样装置的第二输入端，每个所述功率管的漏极连接至所述运算放大器的第二输入端。

[0067] 在具体的版图设计中，当采用一个或多个采样管对多个功率管进行采样时，可采用共质心版图设计方法，将所述一个或多个采样管放置于所述多个功率管版图分布的质心处，以获得较好的匹配。

[0068] 参考图6，在另一种实施方式中，本发明电流采样装置可包括：采样管502、调节单元503、运算放大器504以及控制单元505，应用所述电流采样装置对USB中的输出功率管501进行采样，其中，功率管501的源极与采样管502的源极相连接；采样管502的漏极与调节单元503的第一输入端、以及运算放大器504的第一输入端相连接；调节单元503的第二输入端与运算放大器504的输出端相连接；控制单元505的输入端连接调节单元503的输出端，输出端与功率管501的栅极以及采样管502的栅极相连接。控制单元505用于根据所述采样电流，提供栅极电压以控制功率管501中的输出电流。具体来说，调节单元503可为场效应管，其源极作为调节单元503的第一输入端，其栅极作为调节单元503的第二输入端，其漏极作为调节单元503的输出端。

[0069] 在工作过程中，采样管502对功率管501的电流进行采样，并将采样电流通过调节单元503输入至控制单元505；控制单元505将调节单元503所输出的采样电流与参考电流进行比较，并根据比较结果，对功率管501的栅极与采样管502的栅极进行控制。所述参考电流可由控制单元505内部的电流源组成，也可由所述电流采样装置外部的装置产生。

[0070] 具体来说，在采样管502和功率管501采用pMOS管的情况下，当所述采样电流小于所述参考电流时，也就是说，功率管501所输出的电流小于预定值，则通过控制单元505减小输出至功率管501和采样管502栅极的电压，例如输出低电平电压，从而使功率管501和采样管502完全导通，使功率管501所输出的电流变大。当所述采样电流大于所述参考电流时，也就是说，功率管501所输出的电流大于预定值，则通过控制单元505提高输出至功率管501和采样管502栅极的电压，例如，将其提高至某预定电压值V1；由于栅压与阈值电压之差的平方与漏极电流成正比关系，因此当栅压增大时，功率管501所输出的电流也随之增大，且通过将栅压设定为预定电压值，从而可获得恒定的输出电流。

[0071] 在一种具体实施例中，参考图7，控制单元505可包括：电流比较器601，用于比较所述采样电流与所述参考电流，并根据所述比较结果输出相应的电压值；以及恒定电流源602，用于提供恒定的参考电流。电流比较器601的第一输入端与调节单元503的输出端相连接，其第二输入端与恒定电流源602的输出端相连接，其输出端与功率管501的栅极以及采样管502的栅极相连接。

[0072] 在工作过程中，调节单元503将采样电流输入至电流比较器601，并且恒定电流源602也将所产生的参考电流输入至电流比较器601，接着，电流比较器601对两者进行比较并输出电压值。例如，当所述采样电流大于所述参考电流时，电流比较器601输出高电平电压；当所述采样电流小于所述参考电流时，电流比较器601输出低电平电压，例如接地电压。

[0073] 在另一种具体实施例中，参考图8，控制单元505可包括：比较器701，用于接收参考电流，比较所述采样电流与所接收的参考电流，并输出数字信号的比较结果；栅压产生单元702，用于根据所接收到的数字信号，产生电压值。比较器701的输入端连接调节单元503的输出端；栅压产生单元702的输入端与比较器701的输出端相连接，其输出端与功率管501的栅极以及采样管502的栅极相连接。

[0074] 其中，当所述采样电流大于所述参考电流时，比较器701输出0；当所述采样电流小于所述参考电流时，比较器701输出1。

[0075] 栅压产生单元702可为选通器，其数据输入端分别接收高电平电压和低电平电压，比较器701输出的数字信号作为选通器的选通信号。当所述选通器接收比较器701输出的数字信号为0时，选择输出低电平电压；当所述选通器接收比较器701输出的数字信号为1时，选择输出高电平电压。

[0076] 在本发明上述各种电流采样装置实施方式中，采样单元和功率单元可采用绝缘栅场效应管(MOS管)，例如，可为pMOS管，也可为nMOS管；此外，采样单元和功率单元也可采用结型场效应管，或者采样单元和功率单元还可采用三极管。

[0077] 上述电流采样装置实施方式根据采样电流与参考电流的比较结果对采样进行控制，通过设置合理的参考电流，可有效地控制采样电流的大小，节省芯片功耗，提高采样精度。

[0078] 虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。