專利名稱：限制輸出高電壓的混合型芯片上調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般地涉及調(diào)節(jié)器，更特定地但非排他地涉及用于集成電路的混合型調(diào)節(jié)
O
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代互補(bǔ)金屬氧化物硅(CMOS)技術(shù)中，數(shù)據(jù)輸出電路通常是通過推挽式驅(qū)動(dòng) 電路來實(shí)現(xiàn)。推挽式驅(qū)動(dòng)電路包含上拉裝置及下拉裝置。上拉裝置通常使用PM0SFET以將 輸出端子驅(qū)動(dòng)到電源電壓。該下拉裝置通常使用NM0SFET將輸出端驅(qū)動(dòng)到地電壓。然而， 當(dāng)使用電源的不同電壓電平來在兩個(gè)分別的芯片之間實(shí)現(xiàn)邏輯高電壓(VOH)時(shí)，為了具有 相同的邏輯高電壓，有必要限制來自較高電源輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出高電壓(VOH)。本公開示 出了 一種將輸出高電壓限制到參考電壓電平的電路。


將參考附圖描述本發(fā)明的非限制性、非窮舉性的實(shí)施例，除非另有說明，貫穿各個(gè) 附圖中的類似參考標(biāo)號(hào)代表類似的部分。圖1是示例MIPI PHY輸出線電平的圖示。圖2是使用傳統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器的驅(qū)動(dòng)器電路的圖示。圖3是樣本輸出電壓產(chǎn)生電路的圖示。圖4是使用固有(native) NM0S/NM0S晶體管的具有穩(wěn)定性的示例輸出電壓產(chǎn)生電 路的圖示。圖5是具有電容穩(wěn)定性及預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路的示例輸出驅(qū)動(dòng)器的圖示。圖6是使用固有NM0S/NM0S晶體管的具有預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路及穩(wěn)定性的示例輸出驅(qū)動(dòng) 器的圖示。
具體實(shí)施例方式此處描述限制輸出高電壓的混合型芯片上調(diào)節(jié)器的一個(gè)實(shí)施例。在以下描述中， 眾多具體的細(xì)節(jié)被陳述以提供實(shí)施例的徹底理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可了解，此處 描述的技術(shù)可在不需要一個(gè)或多個(gè)具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施，或用其它方法、組件、材料等實(shí) 施。在其它例子中，眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料、或操作并未顯示或并未詳述以避免混淆某些方貫穿此說明書提及的“一個(gè)實(shí)施例”意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特性、結(jié) 構(gòu)、或特征被包含在本發(fā)明的至少一實(shí)施例中。如此，“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中” 的短語在貫穿此說明書的不同地方的出現(xiàn)未必都需要關(guān)于相同實(shí)施例。此外，特定特性、結(jié) 構(gòu)、或特征可能在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以任何合適的方式被組合?？偟膩碚f，各種高速差分串行鏈接標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被設(shè)計(jì)來適應(yīng)增加的芯片外的數(shù)據(jù)率 通信。高速USB、火線(IEEE-1394)、串行ATA及SCSI是在PC工業(yè)中用于串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恍?biāo)準(zhǔn)。低電壓差分發(fā)信(low voltagedifferential signaling, LVDS)也已經(jīng)在傳輸 側(cè)串行數(shù)據(jù)通信中被實(shí)施。此外，廠商(諸如蜂窩電話公司)已經(jīng)提議“subLVDS”標(biāo)準(zhǔn)，其是LVDS標(biāo)準(zhǔn)的較小 電壓擺動(dòng)的修改形式。subLVDS已被建議用于緊湊型相機(jī)端口 2 (Compact CameraPort 2， CCP2)規(guī)格以用于(例如)圖像傳感器與板載系統(tǒng)之間的串行通信。CCP2 是標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)成像架構(gòu)(Standard Mobile Imaging Architecture，SMIA)標(biāo)準(zhǔn) 的部分。典型的LVDS/subLVDS電平在供電電壓VDD與VSS之間具有一輸出共模電平(Vcm)。 例如，用于CCP2的發(fā)送器(Tx)通常具有150mV的輸出信號(hào)擺動(dòng)(Vod)，其具有0. 9伏特的 中心電壓Vcm。除高速數(shù)據(jù)(諸如圖像數(shù)據(jù))外，低速芯片控制信號(hào)經(jīng)常在主機(jī)與客戶端之間被 傳輸。一些新的協(xié)議已經(jīng)被開發(fā)用于使用共模電平進(jìn)行高速(“HS”)至低功率(“LP”) 的狀態(tài)改變。在不同蜂窩電話公司之間的共同努力已經(jīng)定義了新的物理層(PHY)標(biāo)準(zhǔn)。該 PHY 標(biāo)準(zhǔn)定義該移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)，其 將高速圖像數(shù)據(jù)傳輸與在單一通信信號(hào)通路(“路徑(lane)”)中的低速控制信號(hào)組合。圖1是示例MIPI PHY輸出線電平的圖示。發(fā)送器功能(諸如“路徑狀態(tài)”)可通 過驅(qū)動(dòng)具有某些線電平的路徑而被編程。例如，該高速傳輸(HS-TX)利用低共模電壓電平 (Vcm 0. 2伏特)及小振幅(Vod 0. 2伏特)來差分地驅(qū)動(dòng)路徑。在HS-TX狀態(tài)下，該HS-TX 的邏輯高電平(Voh 0. 3伏特)比VDD相對(duì)低很多。在低速傳輸(LP-TX)期間，該輸出信號(hào)通常在O伏特與1. 2伏特之間轉(zhuǎn)換。為了 以信號(hào)通知從HS-TX至LP-TX狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，通過使Vcm從0. 2伏特的低電平轉(zhuǎn)換至1. 2伏 特的高電平，LP邏輯高同時(shí)呈現(xiàn)在兩個(gè)輸出墊(Dp及Dn)上。客戶端側(cè)的接收器(與發(fā)送 器的輸出耦合)響應(yīng)于聲稱的LP邏輯高的呈現(xiàn)而調(diào)整其從HS至LP的接收狀態(tài)。該MIPI標(biāo)準(zhǔn)在移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部的組件之間指定高速串行接口。正如在上面所討論 的，該MIPI標(biāo)準(zhǔn)低功率信號(hào)指定1. 2伏特的輸出電壓擺動(dòng)，其具有相對(duì)慢的上升及下降時(shí) 間。1.2伏特的輸出高電壓通常不同于很多半導(dǎo)體技術(shù)提供的電源電壓。該低功率驅(qū)動(dòng)器 通常具有單獨(dú)的1.2伏特電源，其通常從一調(diào)節(jié)器輸出或從一輸出電壓限制電路被驅(qū)動(dòng)。低功率驅(qū)動(dòng)器的峰值電流可超過20毫安，這是因?yàn)樵摰凸β黍?qū)動(dòng)器雖然可能產(chǎn) 生使多達(dá)6個(gè)驅(qū)動(dòng)器同時(shí)工作的功率，但通常驅(qū)動(dòng)高電容性負(fù)載。當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器被用于向 傳統(tǒng)的推挽式CMOS低速驅(qū)動(dòng)器(在以下圖2中被說明)提供1.2伏特電源時(shí)，一外部電容 器(例如具有0. 1 μ F的示例容量)保持Voh值及減少在輸出電壓中的電壓波動(dòng)。此方式 增加了額外1/0(輸入/輸出)墊(pad)及成本，且增加了組件及系統(tǒng)的空間需求。圖2是使用傳統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器的驅(qū)動(dòng)器電路的圖示。電路200包含電壓調(diào)節(jié)器210、 預(yù)驅(qū)動(dòng)器220、PMOS晶體管230、NMOS晶體管240及外部電容器250。在操作中，用于電路 200的電源電壓是通過電壓調(diào)節(jié)器210而產(chǎn)生的，其限制輸出信號(hào)的邏輯高電平。電壓調(diào) 節(jié)器210的輸出電壓經(jīng)常被用作用于8個(gè)之多的推挽式CMOS輸出驅(qū)動(dòng)器電路的供電電壓。 推挽式CMOS輸出驅(qū)動(dòng)器電路可通過如圖所示的將晶體管230與晶體管240串行耦合而形 成。然而，當(dāng)輸出驅(qū)動(dòng)器電路的負(fù)載電流相對(duì)高時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器210通常需要例如對(duì) 應(yīng)的較大電容值。外部電容器通常被使用，因?yàn)楹芏鄳?yīng)用所需的電容值通常是0. IyF或更大(其可以被認(rèn)為比集成電路中的結(jié)構(gòu)可經(jīng)濟(jì)地提供的電容值更大)。該輸出的負(fù)載電流可使用振幅I及時(shí)間T定義。該負(fù)載電流可由電壓調(diào)節(jié)器210 供應(yīng)，用于提供足夠電荷以保持輸出電壓在指定限制內(nèi)。電荷的量(Q)是電容(C)及(V) 的乘積；因此Q = IT = CV。調(diào)節(jié)器回路(通常需要大于IOOns的響應(yīng)時(shí)間)通常被使用以在存在負(fù)載電流變 化時(shí)維持輸出的電壓。外部電容器的大電容用于(臨時(shí))在負(fù)載電流改變時(shí)減少輸出電壓 的改變。當(dāng)額外電荷能由外部電容器提供時(shí)，輸出電壓的累積電壓下降可顯著減少。當(dāng)累 積電壓下降的時(shí)間的長度至少與調(diào)節(jié)器回路響應(yīng)時(shí)間一樣長時(shí)，電壓下降可由調(diào)節(jié)器回路 校正，調(diào)節(jié)器回路增加調(diào)節(jié)器輸出電壓。如此，該調(diào)節(jié)器輸出的至少一小電壓波動(dòng)通常由于 調(diào)節(jié)器回路的相對(duì)長的響應(yīng)時(shí)間而發(fā)生。當(dāng)外部電容器不夠大時(shí)，由外部電容器提供的電荷在更長時(shí)間內(nèi)不會(huì)大幅減少電 壓下降。當(dāng)調(diào)節(jié)器回路校正電壓下降時(shí)，調(diào)節(jié)器回路可能通過對(duì)電壓下降的過強(qiáng)烈的反應(yīng) 而超過希望的調(diào)節(jié)電壓。同樣地，調(diào)節(jié)器回路可能通過對(duì)電壓上升的過強(qiáng)烈的反應(yīng)而低于 希望的調(diào)節(jié)電壓。過激(overshooting)(和下激(under shooting))會(huì)引起調(diào)節(jié)器輸出電 壓的波動(dòng)。一參考電壓同樣可被使用以限制輸出高電壓。當(dāng)參考電壓被施加于一 NMOS晶體 管的柵極時(shí)，輸出高電壓以低于參考電壓的NMOS閾值(Vtn)的電平被產(chǎn)生。輸出高電壓與 參考電壓的差可為0. 4-0. 8伏特，其取決于處理技術(shù)，且因此經(jīng)常不適合輸出高電壓的電 平被指定接近參考電壓的應(yīng)用。此外，當(dāng)使用一柵極耦合參考電壓而無反饋回路調(diào)整時(shí)，輸 出高電壓的電平可隨處理?xiàng)l件、供電電壓、操作溫度中的差異與改變而變化。圖3是示例輸出電壓產(chǎn)生器的圖示。輸出電壓產(chǎn)生器300包含電壓參考電路310、 輸出驅(qū)動(dòng)器320、比較器330、及由電容器340表示的輸出電容。電壓參考電路310可被編 程以選擇希望的電壓用于箝制輸出電壓。輸出驅(qū)動(dòng)器320包含開關(guān)321及322。在一個(gè)實(shí) 施例中，開關(guān)321及322是PMOS晶體管，其中每個(gè)晶體管具有用于控制端子的柵極及作為 非控制端子的源極與漏極。電壓參考電路310的輸出與比較器330的反相輸入耦合。輸出驅(qū)動(dòng)器320的輸出 與比較器330的非反相輸入耦合。比較器330的輸出與開關(guān)321 (在輸出驅(qū)動(dòng)器320中) 的控制端子耦合。開關(guān)321具有與電源耦合的第一非控制端子及與開關(guān)322的第一非控制 端子耦合的第二非控制端子。開關(guān)322具有與電力下降信號(hào)耦合的控制端子。開關(guān)322的 第二非控制端子與電容器340的第一端子耦合(及與比較器330的非反相端子耦合)。電 容器340的第二端子與地耦合。輸出電壓產(chǎn)生器300的電壓參考電路被耦合以產(chǎn)生一電壓參考信號(hào)。一比較器被 耦合以比較電壓參考信號(hào)與驅(qū)動(dòng)器輸出電壓，并進(jìn)行響應(yīng)來導(dǎo)通及關(guān)斷用于最終驅(qū)動(dòng)器輸 出(未顯示在此圖中)的電流通路。輸出電壓產(chǎn)生器包含第一及第二開關(guān)，二者耦合(例 如，耦合成串行而使得流經(jīng)該第一開關(guān)的至少部分電流流經(jīng)該第二開關(guān))。該第一及第二開 關(guān)進(jìn)一步被耦合以響應(yīng)于輸出高電壓控制信號(hào)與第一開關(guān)的控制端子的耦合而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng) 器輸出電壓。在操作中，輸出驅(qū)動(dòng)器300使用電壓參考信號(hào)以限制輸出高電壓。電力下降信號(hào) 可被使用以驅(qū)動(dòng)開關(guān)322的柵極。當(dāng)開關(guān)321閉合(傳導(dǎo))時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)響應(yīng)于電力下降信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。在另一實(shí)施例中，當(dāng)不需要傳輸時(shí)，電力下降信號(hào)保存電力。參考電壓信號(hào)與輸出驅(qū)動(dòng)器320的驅(qū)動(dòng)器輸出電壓比較以便產(chǎn)生一輸出高電壓 控制信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)達(dá)到電壓參考信號(hào)(當(dāng)開關(guān)321及322都閉合)時(shí)，輸出高 電壓控制信號(hào)通過打開開關(guān)321而關(guān)斷輸出驅(qū)動(dòng)器320的電流通路。電容器340提供一個(gè) 大負(fù)載電容，其允許比較器320足夠快地響應(yīng)(相對(duì)于比較器330的回饋通路的響應(yīng)時(shí)間) 以關(guān)斷電流通路而使得回饋通路被穩(wěn)定。負(fù)載電容在輸出信號(hào)的傳輸路徑中通常包含電容 (寄生或其它)結(jié)構(gòu)。任意(或兩者)開關(guān)321及322可被打開以保存用于電力下降模式 的電力。圖4是使用固有NM0S/NM0S晶體管的具有穩(wěn)定性的示例輸出驅(qū)動(dòng)器的圖示。輸出 驅(qū)動(dòng)器400包含電壓參考電路410、輸出驅(qū)動(dòng)器420、比較器430、及由電容器440表示的輸 出電容。電壓參考電路410可被編程以選擇希望的電壓用于輸出電壓的輸出高電平。電容 器440可以是電容負(fù)載和/或能量儲(chǔ)存裝置。輸出驅(qū)動(dòng)器420包含開關(guān)421、422及423。 在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)421及422是PMOS晶體管，且開關(guān)423是“固有"NMOS晶體管。固有 NMOS通常具有接近0伏特的閾值電壓，且將傳導(dǎo)電流直到在柵極與源極之間的電壓差變?yōu)?0伏特為止。每個(gè)晶體管具有用于控制端子的柵極及作為非控制端子的源極與漏極。電壓參考電路410的輸出與開關(guān)423的控制端子及比較器430的一反相輸入耦 合。輸出驅(qū)動(dòng)器420的輸出電壓(在開關(guān)423的第二非控制端子)與比較器430的非反相 輸入耦合。比較器430的輸出與開關(guān)422的控制端子(在輸出驅(qū)動(dòng)器420)耦合。開關(guān)422 具有與開關(guān)423的第一非控制端子耦合的第一非控制端子及與開關(guān)421的第二非控制端子 耦合的第二非控制端子。開關(guān)421具有與電力下降信號(hào)耦合的控制端子。開關(guān)421的第一 非控制端子與電源耦合。開關(guān)423的第二非控制端子與一傳輸線及選擇性地與電容器440 的第一端子耦合。電容器440的第二端子耦合到地。在操作中，輸出驅(qū)動(dòng)器400使用電壓參考信號(hào)以限制輸出高電壓。電力下降信號(hào) 可被使用以驅(qū)動(dòng)開關(guān)421的柵極。當(dāng)開關(guān)422閉合(傳導(dǎo))時(shí)，該驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)響應(yīng)于 該電力下降信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。電壓參考信號(hào)與輸出驅(qū)動(dòng)器420的驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)比較以便產(chǎn)生一輸出高電壓 控制信號(hào)。當(dāng)輸出電壓從低轉(zhuǎn)變至高時(shí)，(固有NM0S)開關(guān)423用作模擬開關(guān)，其在早期上 坡階段減少輸出電壓的擺動(dòng)速率。較低的擺動(dòng)速率提供額外的穩(wěn)定性，這是因?yàn)橄鄬?duì)低的 反饋回路貫穿比較器430而提供所致。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電壓達(dá)到電壓參考信號(hào)(當(dāng)開關(guān)422及421都閉合)時(shí)，輸出 高電壓控制信號(hào)通過打開開關(guān)422而關(guān)斷輸出驅(qū)動(dòng)器420的電流通路。傳輸線及/或電容 器440提供相當(dāng)大的負(fù)載電容，其允許比較器430足夠快地響應(yīng)以關(guān)閉電流通路使得回饋 通路被穩(wěn)定化。正如上討論的，負(fù)載電容在輸出電壓的傳輸路徑中通常包含結(jié)構(gòu)(寄生或 其它)的電容。開關(guān)422及/或421可被打開以保存用于電力下降模式的電力。圖5是具有電容穩(wěn)定性及輸入信號(hào)的示例輸出驅(qū)動(dòng)器的圖示。輸出驅(qū)動(dòng)器500包 含電壓參考電路510、輸出驅(qū)動(dòng)器520、比較器530、電容器540及預(yù)驅(qū)動(dòng)器550。電壓參考 電路510可被編程以選擇希望的電壓用于輸出信號(hào)的輸出高電平。電容器540可以是電容 負(fù)載和/或能量儲(chǔ)存裝置。輸出驅(qū)動(dòng)器520包含開關(guān)521、522及523。在一實(shí)施例中，開 關(guān)521及522是PMOS晶體管，開關(guān)523是NMOS晶體管。每個(gè)晶體管具有用于控制端子的柵極及作為非控制端子的源極與漏極。電壓參考電路510的輸出與比較器530的一反相輸入耦合。比較器530的非反相 輸入與輸出驅(qū)動(dòng)器520的輸出(在開關(guān)522的第二非控制端子)耦合。比較器530的輸出 與開關(guān)522的控制端子耦合。輸入信號(hào)被施加于預(yù)驅(qū)動(dòng)器550的輸入。預(yù)驅(qū)動(dòng)器550的第 一輸出與開關(guān)521的控制端子耦合，預(yù)驅(qū)動(dòng)器550的第二輸出與開關(guān)523的控制端子耦合。開關(guān)521具有與電源耦合的第一非控制端子及與開關(guān)522的第一非控制端子耦合 的第二非控制端子。開關(guān)522具有與開關(guān)523的第一非控制端子耦合的第二非控制端子，該 第一非控制端子是輸出驅(qū)動(dòng)器520的輸出，且進(jìn)一步被耦合至電容器540的第一端子。電 容器540的第二端子耦合到地。在操作中，輸出驅(qū)動(dòng)器500使用電壓參考信號(hào)以限制輸出驅(qū)動(dòng)器520的輸出高電 壓。輸入信號(hào)通過預(yù)驅(qū)動(dòng)器550被反相成兩個(gè)相同輸出，并且可被使用以驅(qū)動(dòng)開關(guān)521及 開關(guān)523的控制端子。當(dāng)開關(guān)522閉合(傳導(dǎo))時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)而 被驅(qū)動(dòng)。開關(guān)521被用于響應(yīng)于輸入信號(hào)的高狀態(tài)而耦合電源至驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)。電壓參考信號(hào)與輸出驅(qū)動(dòng)器520的驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)比較以便產(chǎn)生一輸出高電壓 控制信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)達(dá)到電壓參考信號(hào)(當(dāng)開關(guān)522及521都閉合且開關(guān)523打 開時(shí))時(shí)，輸出高電壓控制信號(hào)通過打開開關(guān)522而關(guān)斷輸出驅(qū)動(dòng)器520的電流通路。傳 輸線和/或電容器540提供實(shí)質(zhì)上大的負(fù)載電容，其允許比較器530足夠快地響應(yīng)(相對(duì) 于反饋回路響應(yīng)時(shí)間)以關(guān)斷電流通路使得回饋通路被穩(wěn)定。正如上討論的，負(fù)載電容在 輸出信號(hào)的傳輸路徑中通常包含結(jié)構(gòu)的電容。開關(guān)522及/或521可被打開以保存用于電 力下降模式的電力。圖6是使用模擬開關(guān)的具有差分輸入信號(hào)及穩(wěn)定性的示例輸出驅(qū)動(dòng)器的圖示。輸 出驅(qū)動(dòng)器600包含電壓參考電路610、輸出驅(qū)動(dòng)器620、比較器630、及預(yù)驅(qū)動(dòng)器650。電壓 參考電路610可被編程以選擇希望的電壓用于輸出信號(hào)的輸出高電平。輸出驅(qū)動(dòng)器620包 含開關(guān)621、622、623及624。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)621及622是PMOS晶體管，開關(guān)623是 NMOS晶體管，開關(guān)624是固有NMOS晶體管。每個(gè)晶體管具有用于控制端子的柵極及作為非 控制端子的源極與漏極。電壓參考電路610的輸出與比較器630的一反相輸入及開關(guān)624的柵極耦合。比 較器630的非反相輸入與輸出驅(qū)動(dòng)器620的輸出耦合。比較器630的輸出與開關(guān)622的控 制端子(在輸出驅(qū)動(dòng)器620中)耦合。一輸入信號(hào)被施加于預(yù)驅(qū)動(dòng)器650的輸入。預(yù)驅(qū)動(dòng) 器650的第一輸出與開關(guān)621的控制端子耦合，且預(yù)驅(qū)動(dòng)器650的第二輸出與開關(guān)623的 控制端子耦合。輸出驅(qū)動(dòng)器620的輸出信號(hào)與比較器630的非反相輸入耦合。開關(guān)621具有與一電源耦合的第一非控制端子及與開關(guān)622的第一非控制端子耦 合的第二非控制端子。開關(guān)622具有與開關(guān)624的第一非控制端子耦合的第二非控制端子。 開關(guān)624具有第二非控制端子(其是輸出驅(qū)動(dòng)器620的輸出)，該第二非控制端子與開關(guān) 623的第一非控制端子耦合。在操作中，輸出驅(qū)動(dòng)器600使用電壓參考信號(hào)以限制輸出高電壓。輸入信號(hào)通過 預(yù)驅(qū)動(dòng)器650被反相成兩個(gè)相同輸出，且可被使用以驅(qū)動(dòng)開關(guān)621及開關(guān)623的柵極。當(dāng) 開關(guān)622閉合(傳導(dǎo))時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。開關(guān)621被用于 響應(yīng)于輸入信號(hào)的高狀態(tài)而耦合電源至驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)。
電壓參考信號(hào)與輸出驅(qū)動(dòng)器620的驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)比較以便產(chǎn)生一輸出高電壓 控制信號(hào)。當(dāng)輸出電壓從低至高轉(zhuǎn)變時(shí)，(固有NM0S)開關(guān)624用作為模擬開關(guān)，其在早期 上坡階段減少輸出電壓的擺動(dòng)速率。較低的擺動(dòng)速率提供額外的穩(wěn)定性，這是因?yàn)橥ㄟ^比 較器630而提供的相對(duì)慢的反饋回路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)達(dá)到電壓參考信號(hào)(當(dāng)開關(guān)622及621都閉合而開關(guān)623打開 時(shí))時(shí)，輸出高電壓控制信號(hào)通過打開開關(guān)622而關(guān)斷輸出驅(qū)動(dòng)器620的電流通路。正如 上討論的，傳輸線的負(fù)載電容影響輸出電壓的擺動(dòng)速率及影響由比較器630產(chǎn)生的反饋回 路的穩(wěn)定性。開關(guān)622和/或開關(guān)621可被打開以保存用于電力下降模式的電力。以上對(duì)本發(fā)明的說明性實(shí)施例的描述，包含在摘要中所描述的，并非旨在詳盡無 遺或限制本發(fā)明于所揭示的確切形式。雖然本文描述本發(fā)明的特定實(shí)施例及示例是出于闡 釋性目的，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，可做不同的修改。根據(jù)以上細(xì)節(jié)描述，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改。在所附權(quán)利要求范圍中所使用 的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將本發(fā)明限制在說明書中所揭示的特定實(shí)施例。而是，本發(fā)明的范圍 由所附權(quán)利要求范圍所決定，權(quán)利要求將根據(jù)所建立的解釋權(quán)利要求的原則而構(gòu)建。
權(quán)利要求
一種驅(qū)動(dòng)器電路，包括電壓參考電路，所述電壓參考電路被耦合以產(chǎn)生電壓參考信號(hào)；比較器，所述比較器被耦合為將所述電壓參考信號(hào)與驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)相比較，以產(chǎn)生一輸出高電壓控制信號(hào)；以及輸出驅(qū)動(dòng)器，所述輸出驅(qū)動(dòng)器包括與第二開關(guān)耦合的第一開關(guān)，用于響應(yīng)于所述輸出高電壓控制信號(hào)和第一輸入信號(hào)而產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述輸出高電壓控制信號(hào)與所述第一開關(guān)耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述輸入信號(hào)與所述第二開關(guān)耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述電壓參考電路可編程為針對(duì)所述驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào) 的輸出高電平，選擇希望的輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括電容器，所述電容器被耦合在地與產(chǎn)生所述輸 出信號(hào)的所述輸出驅(qū)動(dòng)器的節(jié)點(diǎn)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述電容器在包括所述輸出驅(qū)動(dòng)器的基板的外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括固有模式晶體管，所述固有模式晶體管耦合到 所述第一和第二開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中所述固有模式晶體管是NMOS晶體管，其具有與所述電 壓參考電路耦合的柵極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括第三開關(guān)，所述第三開關(guān)耦合到所述第一和第 二開關(guān)，其中，所述第二和第三開關(guān)是互補(bǔ)晶體管，并且其中，從所述輸入信號(hào)反相的信號(hào) 被耦合到所述第三開關(guān)的柵極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，進(jìn)一步包括電容器，所述電容器被耦合在地與產(chǎn)生所述輸 出信號(hào)的所述輸出驅(qū)動(dòng)器的節(jié)點(diǎn)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，進(jìn)一步包括第三和第四開關(guān)，所述第三和第四開關(guān)耦合 到所述第一和第二開關(guān)，其中所述第二和第三開關(guān)是互補(bǔ)晶體管，其中從所述輸入信號(hào)反 相的信號(hào)被耦合到所述第三開關(guān)的柵極，并且其中所述第四開關(guān)是固有模式NMOS晶體管， 所述固有模式NMOS晶體管具有與所述電壓參考電路耦合的柵極。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中不在與所述驅(qū)動(dòng)器電路相同的基板上形成的一電容 器不與產(chǎn)生所述輸出信號(hào)的所述輸出驅(qū)動(dòng)器的節(jié)點(diǎn)耦合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中在產(chǎn)生所述輸出電壓的所述輸出驅(qū)動(dòng)器的節(jié)點(diǎn)上的 電容為0. IyF或更大。
14.一種方法，包括響應(yīng)于電壓選擇信號(hào)而產(chǎn)生參考電壓；將驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)與所述參考電壓相比較，以產(chǎn)生一輸出高電壓控制信號(hào)；以及響應(yīng)于接收到的輸入信號(hào)和所述輸出高電壓控制信號(hào)而產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括在產(chǎn)生所述輸出信號(hào)的所述輸出驅(qū)動(dòng)器的節(jié) 點(diǎn)上提供0.1 μ F或更大的電容。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括配置固有模式NMOS晶體管至第一和第二開 關(guān)，所述固有模式NMOS晶體管具有與所述參考電壓耦合的柵極，從而所述驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào) 的擺動(dòng)速率進(jìn)一步被限制。
17.—種發(fā)送器，包括可編程電壓參考電路，所述可編程電壓參考電路被耦合以產(chǎn)生電壓參考信號(hào)；比較器，所述比較器被耦合為將所述電壓參考信號(hào)和驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)相比較，并且響 應(yīng)以產(chǎn)生一輸出高電壓控制信號(hào)；以及輸出驅(qū)動(dòng)器，所述輸出驅(qū)動(dòng)器包括與第二開關(guān)耦合的第一開關(guān)，用以響應(yīng)于所述輸出 高電壓控制信號(hào)和接收到的輸入信號(hào)而在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)，其中所述輸 出驅(qū)動(dòng)器被配置以響應(yīng)于電力下降信號(hào)將所述輸出接點(diǎn)從電源解除耦合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，進(jìn)一步包括電容器，所述電容器被耦合在地與所述輸出 節(jié)點(diǎn)之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中所述電容器在包括所述輸出驅(qū)動(dòng)器的基板的外部， 并且具有0. 1 μ F或更大的電容。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，進(jìn)一步包括第三開關(guān)，所述第三開關(guān)耦合到所述第一和 第二開關(guān)，其中第二和第三開關(guān)是互補(bǔ)晶體管，并且其中從所述輸入信號(hào)反相的信號(hào)被耦 合到所述第三開關(guān)的柵極。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，進(jìn)一步包括電容器，所述電容器被耦合在地與產(chǎn)生所述 輸出信號(hào)的所述輸出驅(qū)動(dòng)器的節(jié)點(diǎn)之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，進(jìn)一步包括第三和第四開關(guān)，所述第三和第四開關(guān)耦合 到所述第一和第二開關(guān)，其中第二和第三開關(guān)是互補(bǔ)晶體管，其中從所述輸入信號(hào)反相的 信號(hào)被耦合到所述第三開關(guān)的柵極，并且其中所述第四開關(guān)是固有模式NMOS晶體管，所述 固有模式NMOS晶體管具有與所述電壓參考電路耦合的柵極。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中不在與驅(qū)動(dòng)器電路相同的基板上形成的一電容器不 與所述輸出節(jié)點(diǎn)耦合。
全文摘要
一種驅(qū)動(dòng)器電路(300)提供快速安定時(shí)間、擺動(dòng)速率控制以及功率效率，同時(shí)減少對(duì)大型外部電容器(340)的需求。電壓參考電路(310)產(chǎn)生電壓參考信號(hào)(Vref)。比較器(330)比較該電壓參考信號(hào)與驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)(320)并產(chǎn)生輸出高電壓控制信號(hào)。輸出驅(qū)動(dòng)器(320)包含耦合在一起的第一開關(guān)(321)及第二開關(guān)(322)。該第一及第二開關(guān)還被耦合為響應(yīng)于將該輸出高電壓控制信號(hào)(333)耦合到第一開關(guān)的控制端子并將輸入信號(hào)(電壓下降)耦合到該第二開關(guān)的控制端子，來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M3/335GK101919148SQ200880124827
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者查爾斯·晴勒·吳, 高潤鶴 申請(qǐng)人:美商豪威科技股份有限公司