專利名稱：低壓線路驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通信網(wǎng)絡(luò)的線路驅(qū)動(dòng)器。特別地，本方涉及用于諸如以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)絡(luò)的低壓線路驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
線路驅(qū)動(dòng)器通常通過(guò)響應(yīng)于輸入信號(hào)生成差動(dòng)輸出電壓從而跨網(wǎng)絡(luò)傳輸線路來(lái)傳輸信息。線路驅(qū)動(dòng)器也為網(wǎng)絡(luò)傳輸線路提供通常100歐的終端阻抗。終端阻抗有時(shí)實(shí)施為實(shí)際電阻器(例如，物理上100歐的電阻器)，或更普遍實(shí)施為其中復(fù)雜有源電路模擬電阻器的有源終端級(jí)。需要適合于使用較低電壓供應(yīng)(例如，1.8V)的較小規(guī)模電路制造工藝(例如，28nm工藝)的新的有源終端架構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了線路驅(qū)動(dòng)器以及用于驅(qū)動(dòng)通信線路的方法:( I) 一種線路驅(qū)動(dòng)器，包括:差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)，其特征在于對(duì)應(yīng)的電壓余度；以及用于驅(qū)動(dòng)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的電路，所述電路被連接到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)而不被堆疊在所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)下面，借此所述電路的操作從所述電壓余度解耦并且從而不受所述電壓余度限制。(2)根據(jù)(I)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中:所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)被配置為連接到引起所述電壓余度的第一電壓供應(yīng)；以及

所述電路被配置為連接到與所述第一電壓供應(yīng)分離的第二電壓供應(yīng)。(3)根據(jù)(I)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述電路包括:跨導(dǎo)級(jí)，被耦接到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)，所述跨導(dǎo)級(jí)包括:用于所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的有源終端級(jí)，適于感測(cè)在所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)上的差動(dòng)電壓，并生成與所述差動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的差動(dòng)輸出電流；以及所述有源終端級(jí)的跨導(dǎo)輸出端，被配置為運(yùn)送所述差動(dòng)輸出電流。(4)根據(jù)(3)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括:電流鏡級(jí)，被連接到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)和所述跨導(dǎo)輸出端，所述電流鏡級(jí)被配置為將所述差動(dòng)輸出電流鏡像到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。(5)根據(jù)(3)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述跨導(dǎo)級(jí)進(jìn)一步包括:放大器，被配置為復(fù)制所述差動(dòng)電壓的一小部分用于生成所述差動(dòng)輸出電流。(6)根據(jù)(I)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括:差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)，適于在所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)生成指定輸出電壓。(7)根據(jù)(6)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)被耦接到放大器輸入端，所述放大器輸入端也被耦接到所述差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)。(8) 一種用于驅(qū)動(dòng)通信線路的方法，所述方法包括:
在耦接到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的跨導(dǎo)級(jí)中感測(cè)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)上的差動(dòng)電壓；在所述跨導(dǎo)級(jí)的跨導(dǎo)輸出端生成與所述差動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的差動(dòng)輸出電流；以及將所述差動(dòng)輸出電流鏡像到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。(9)根據(jù)(8)所述的方法，進(jìn)一步包括:向差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)提供線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)；以及向所述跨導(dǎo)級(jí)提供從所述線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)分離的跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)。(10)根據(jù)(8)所述的方法，進(jìn)一步包括:向所述跨導(dǎo)級(jí)施加差動(dòng)輸入電流以驅(qū)動(dòng)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。( 11)根據(jù)(8 )所述的方法，進(jìn)一步包括:向所述跨導(dǎo)級(jí)中的耦接到所述差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)的放大器輸入端施加差動(dòng)輸入電流以驅(qū)動(dòng)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。(12)根據(jù)(8)所述的方法，進(jìn)一步包括:向所述電流鏡級(jí)中的晶體管施加差動(dòng)輸入電流以驅(qū)動(dòng)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。(13)根據(jù)(8)所述的方法，進(jìn)一步包括:復(fù)制放大器級(jí)中的所述差動(dòng)電壓的一小部分，其中所述放大器級(jí)被配置為由所述差動(dòng)電壓的一小部分生成所述差動(dòng)輸出電流。(14)根據(jù)(8)所述的方法，進(jìn)一步包括:用約100歐的阻抗主動(dòng)終止所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。( 15) 一種線路驅(qū)動(dòng)器，包括:差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)，包括用于耦接線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)輸入端的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)；跨導(dǎo)級(jí)，包括: 跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)輸入端；第一放大器，包括:第一輸入端，連接到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)；第一輸出端；以及第一輸出電流路徑，響應(yīng)于所述第一輸出端和第一反饋電阻器；第二放大器，包括:第二輸入端，連接到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)；第二輸出端；以及第二輸出電流路徑，響應(yīng)于所述第二輸出端和第二反饋電阻器；以及電流鏡級(jí)，包括:第一電流鏡，適于將所述第一輸出電流路徑中的電流鏡像到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)；以及第二電流鏡，適于將所述第二輸出電流路徑中的電流鏡像到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)。(16)根據(jù)(15)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述第一電流鏡包括:所述第一輸出電流路徑中的二極管接法晶體管；以及鏡像晶體管，被連接到所述二極管接法晶體管和所述第一輸出節(jié)點(diǎn)。(17)根據(jù)(16)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述鏡像晶體管包括關(guān)于實(shí)施所選鏡像比的所述二極管接法晶體管的幾何形狀。(18)根據(jù)(17)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述跨導(dǎo)級(jí)進(jìn)一步包括:第一分壓器，被連接到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)和所述第一輸入端。(19)根據(jù)(15)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括:差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)，適于在所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)生成指定輸出電壓。(20)根據(jù)(19)所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)包括:第一差動(dòng)輸入端，耦接到所述第一放大器的所述第一輸入端；以及第二差動(dòng)輸入端，耦接到所述第二放大器的所述第二輸入端。


參考以下附圖和描述可更好地理解本系統(tǒng)。在附圖中，相似參考號(hào)遍及不同附圖指代對(duì)應(yīng)部分。圖1示出有源終端電路堆疊在輸出節(jié)點(diǎn)下的現(xiàn)有技術(shù)線路驅(qū)動(dòng)器。圖2示出新線路驅(qū)動(dòng)器。圖3示出新線路驅(qū)動(dòng)器的詳細(xì)電路圖。圖4示出線路驅(qū)動(dòng)器的可替換實(shí)施。圖5示出線路驅(qū)動(dòng)器的可替換實(shí)施。圖6示出線路驅(qū)動(dòng)器的可替換實(shí)施。圖7示出通過(guò)通信線路傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出現(xiàn)有技術(shù)線路驅(qū)動(dòng)器100，其中跨導(dǎo)級(jí)102堆疊在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)tdpl04和tdnl06下。在跨導(dǎo)級(jí)102中，有源終端電路108可以在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106之間模擬100歐的物理電阻。為此，有源終端電路108可以感測(cè)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上的電壓，并直接產(chǎn)生通過(guò)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的等于電壓差除以100歐的電流。有源終端電路108中的電路堆疊在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面。換而言之，有源終端電路108中的電路位于差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面(例如，與差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106串聯(lián))，并產(chǎn)生差動(dòng)電流通過(guò)連接到放大器輸出端的晶體管直接進(jìn)入差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106。因此，稍微高的線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)(例如，2.5V)用來(lái)使差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106偏壓，并為有源終端電路108適當(dāng)運(yùn)行提供充足的余度(headroom)。例如，在2.5V，差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的電壓可以降低至2.5V-1.25V=1.25V，這是用于運(yùn)行在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面堆疊的有源電路的適當(dāng)電壓余度。然而，將線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)減小到1.8伏將最小電壓減小到約1.8V-1.25V=550mV，在550mV的操作電壓會(huì)難以或不可能適當(dāng)?shù)夭僮鞫询B在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面的有源電路。圖2示出可以用減小的線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)例如1.8V操作的線路驅(qū)動(dòng)器200。線路驅(qū)動(dòng)器200將跨導(dǎo)級(jí)202從堆疊在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面分離或解耦。線路驅(qū)動(dòng)器200不產(chǎn)生直接進(jìn)入差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的電流。代替地，跨導(dǎo)級(jí)202產(chǎn)生局部差動(dòng)電流，并且電流轉(zhuǎn)換(transfer)級(jí)206 (例如，電流鏡)在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106生成對(duì)應(yīng)的差動(dòng)電流。
此外，跨導(dǎo)級(jí)202可以由與向差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106供應(yīng)線路驅(qū)動(dòng)器供電電壓的相同或分離電壓源直接供電。例如，包括放大器和其它電路部件(或被配置為驅(qū)動(dòng)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104、106的任何其它電路)的跨導(dǎo)級(jí)202可以從芯片電壓供應(yīng)204 (例如，1.8V的供應(yīng))直接供電。芯片電壓供應(yīng)204通過(guò)跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)輸入端212連接到跨導(dǎo)級(jí)202。注意盡管芯片電壓供應(yīng)204也提供線路驅(qū)動(dòng)器供電電壓(例如，1.8V)，但跨導(dǎo)級(jí)202不堆疊在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面，并且不需要用由這樣的配置導(dǎo)致的減小電壓余度來(lái)操作。結(jié)果，使用減小的電壓余度將跨導(dǎo)級(jí)202從操作解耦，并且可以使用全范圍的較低供電電壓(例如，1.8V)正確操作跨導(dǎo)級(jí)202，在該范圍中難以或不可能使用由堆疊在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106下面導(dǎo)致的減小余度范圍(例如，550mV)來(lái)操作。換而言之，不再由差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上存在的電壓范圍將跨導(dǎo)級(jí)202限于其操作電壓范圍。差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106可以是包括線路驅(qū)動(dòng)器200的物理線路驅(qū)動(dòng)器集成電路封裝上的輸出引腳或焊點(diǎn)。差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106通過(guò)片外變壓器208連接。在變壓器上的抽頭210 (例如，中心抽頭)向差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106提供用于供電電壓的線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)輸入端。線路驅(qū)動(dòng)器供電電壓可以是例如1.8V。變壓器208可以是將差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106從將不同裝置、系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)互連的物理差動(dòng)輸出線路隔離的變壓器電路的部分。變壓器電路再現(xiàn)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106兩端之間的電壓差到被驅(qū)動(dòng)的實(shí)際差動(dòng)輸出線路上?？鐚?dǎo)級(jí)202感測(cè)電壓差Vtdp-Vtdn，并響應(yīng)于電壓差生成電流。例如，對(duì)于100歐的有源終端，跨導(dǎo)級(jí)202生成通過(guò)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的電流，該電流在電流轉(zhuǎn)換級(jí)206之后是約(Vtdp-Vtdn) /100。電流轉(zhuǎn)換級(jí)206 (例如，電流鏡)將跨導(dǎo)級(jí)202中生成的電流復(fù)制到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106。換而言之，差動(dòng)輸出電流不由跨導(dǎo)級(jí)202在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106中直接生成。極少或沒(méi)有余度需要轉(zhuǎn)移差動(dòng)電流輸出到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106。此外，在一些實(shí)施中，跨導(dǎo)級(jí)202實(shí)施相對(duì)低的電流(小于通過(guò)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的全部期望輸出電流)，同時(shí)電流遷移級(jí)206實(shí)施電流增益，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的期望輸出電流。換而言之，在電流遷移級(jí)206中的電流增益不需要是1:1，但代替地可以被設(shè)定為在跨導(dǎo)級(jí)202中實(shí)現(xiàn)希望的功率效率。在一個(gè)實(shí)施中，跨導(dǎo)級(jí)202是有源終端級(jí)。有源終端級(jí)可以采用基于電壓感測(cè)電阻器網(wǎng)絡(luò)用反饋環(huán)控制晶體管的運(yùn)算放大器。電流遷移級(jí)206以提供期望的終端阻抗所需要的量復(fù)制跨導(dǎo)級(jí)中生成的電流到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106。然而，跨導(dǎo)級(jí)202可以用除了有源終端電路之外的其它方式實(shí)施，并且電流遷移級(jí)206可以用除了電流鏡之外的其它方式實(shí)施。圖3示出線路驅(qū)動(dòng)器200的詳細(xì)電路圖300。線路驅(qū)動(dòng)器包括差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106。差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106可以通過(guò)具有中心抽頭304的片外變壓器302連接。中心抽頭304提供線路驅(qū)動(dòng)器供電電壓(例如，1.8V)連接到的線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)輸入端。跨導(dǎo)級(jí)306被耦接到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106。跨導(dǎo)級(jí)306包括跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)輸入端(連接到例如芯片電壓供應(yīng)204)，并且該跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)輸入端可以與線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)輸入端相同或分離。在該實(shí)例中，跨導(dǎo)級(jí)306是用于差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的有源終端級(jí)。有源終端級(jí)感測(cè)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上的差動(dòng)電壓，并且在將差動(dòng)輸出電流鏡像到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106時(shí)，產(chǎn)生與跨差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106兩端的期望阻抗(例如，100歐)匹配的差動(dòng)輸出電流(如在下面更詳細(xì)解釋)。有源終端級(jí)的跨導(dǎo)輸出端308運(yùn)送(carry)對(duì)應(yīng)于差動(dòng)電壓的差動(dòng)輸出電流。在圖3中的例子中，差動(dòng)輸出電流流過(guò)Mgml晶體管的漏極連接310和Mgm2晶體管的漏極連接312。差動(dòng)輸出電流不直接向差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106提供。代替地，電流鏡級(jí)314連接到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106以及跨導(dǎo)輸出端308。電流鏡級(jí)314生成(例如，通過(guò)電流鏡像化)到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的差動(dòng)輸出電流的版本。在圖3中示出的例子中，由Mlin和Mlout形成的電流鏡將流過(guò)漏極連接310的部分差動(dòng)輸出電流鏡像到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)tdp。相似地，由M2in和M2out形成的電流鏡將流過(guò)漏極連接312的部分差動(dòng)輸出電流鏡像到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)tdn。線路驅(qū)動(dòng)器300也包括差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)316 (Isig_p)和318 (Isig_n)。差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)316和318強(qiáng)制電流在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106生成指定輸出電壓。在圖3中的例子中，差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)316和318分別耦接到非反相運(yùn)算放大器節(jié)點(diǎn)320和322。在差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)316和318上施加的(force，強(qiáng)制)電流改變?cè)诜欠聪噙\(yùn)算放大器節(jié)點(diǎn)320和322存在的電壓，并因此改變?cè)诓顒?dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106的輸出電壓。特別地，跨導(dǎo)級(jí)306在跨導(dǎo)輸出端308產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電流變化，并且電流鏡級(jí)314在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106生成對(duì)應(yīng)電流，從而維持期望的有源終端阻抗?？鐚?dǎo)級(jí)306包括帶有放大器輸入級(jí)324和326的運(yùn)算放大器325和327。運(yùn)算放大器325和327在包括在放大器輸出級(jí)328和330中的Mgml和Mgm2晶體管的源極節(jié)點(diǎn)復(fù)制在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上存在的差動(dòng)電壓的一小部分(fraction)。放大器輸出級(jí)328和330在跨導(dǎo)輸出端308生成差動(dòng)輸出電流。為此，跨導(dǎo)級(jí)306使用耦接到運(yùn)算放大器非反相輸入端的電壓感測(cè)網(wǎng)絡(luò)感測(cè)在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上存在的差動(dòng)電壓。電壓感測(cè)網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)運(yùn)算放大器形成負(fù)反饋環(huán)。電壓感測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施為由Rl和R2形成的分壓器。Rl和R2的值可以大幅變化。在一個(gè)實(shí)施中，Rl的值是約I K歐，R2的值是約IOK歐?？鐚?dǎo)級(jí)306在尾電阻器Rt兩端呈現(xiàn)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上存在的差動(dòng)電壓的縮放版本(如由Rl和R2設(shè)定)。尾電阻器Rt分尾電流Itail從而形成流過(guò)Mgml晶體管的漏極連接310和Mgm2晶體管的漏極連接312的差動(dòng)輸出電流。尾電阻器Rt可以根據(jù)跨導(dǎo)級(jí)306呈現(xiàn)的期望阻抗來(lái)改變電阻。在一個(gè)實(shí)施中，尾電阻器Rt為約5歐以下。然而，為了容易制作或制造可以通過(guò)例如改變電流鏡級(jí)314的增益來(lái)調(diào)節(jié)尾電阻器Rt的電阻。由線路驅(qū)動(dòng)器300呈現(xiàn)的分量值和阻抗Z由以下方程涉及:Z = ^R] + R2hu
Rf + kR\其中k是Mlin、M2in、Mlout、M2out之間的鏡像比(例如，在電流鏡級(jí)314中的增益)(例如在1:4和1:10之間)。在線路驅(qū)動(dòng)器300中，在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106上的差動(dòng)電壓被電阻器Rl和R2分壓，并耦接到運(yùn)算放大器的非反相輸入端。與晶體管Mgml和Mgm2 —起的運(yùn)算放大器的負(fù)反饋復(fù)制尾電阻器Rt兩端的差動(dòng)電壓的縮放版本。差動(dòng)電壓的縮放版本產(chǎn)生位于跨導(dǎo)級(jí)306的差動(dòng)電流。電流鏡314然后使用晶體管對(duì)Mlin和Mlout、M2in和M2out將差動(dòng)電流鏡像到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)104和106，從而維持期望的終端阻抗。圖4示出可替換實(shí)例線路驅(qū)動(dòng)器400。代替在運(yùn)算放大器的非反相輸入端供應(yīng)信號(hào)電流，在線路驅(qū)動(dòng)器400中，信號(hào)電流Isig_n318和Isig_p316在Mlin和M2in晶體管的鏡像節(jié)點(diǎn)供應(yīng)或移除。特別地，在圖4中的例子中，信號(hào)電流在配置為二極管的Mlin和M2in晶體管的基極連接添加或移除。圖5示出另一可替換實(shí)施線路驅(qū)動(dòng)器500，特別地線路驅(qū)動(dòng)器500具有與上面描述的不同的跨導(dǎo)級(jí)。與上面說(shuō)明的設(shè)計(jì)相似，在線路驅(qū)動(dòng)器500中，跨導(dǎo)級(jí)502饋入電流鏡504。差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)txp506和txm508不在跨導(dǎo)級(jí)502上面堆疊。代替地，跨導(dǎo)級(jí)502生成適合于在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)506和508兩端之間提供期望輸出阻抗的差動(dòng)電流。該差動(dòng)輸出電流流過(guò)跨導(dǎo)輸出端510 (例如，連接到晶體管Tl和T2的二極管的漏極連接)。電流鏡504然后在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)506和508產(chǎn)生差動(dòng)電流從而實(shí)現(xiàn)期望的終端阻抗。差動(dòng)輸入電流被施加在差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)512 (ip)和514 (im)上，以在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)506和508生成期望的差動(dòng)輸出。圖6示出另一可替換實(shí)施線路驅(qū)動(dòng)器600，特別地線路驅(qū)動(dòng)器600具有與上面描述的不同的跨導(dǎo)級(jí)。與上面說(shuō)明的設(shè)計(jì)相似，在線路驅(qū)動(dòng)器600中，跨導(dǎo)級(jí)602饋入電流鏡604。差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)txp606和txm608不在跨導(dǎo)級(jí)602上面堆疊。代替地，跨導(dǎo)級(jí)602生成適合與在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)606和608兩端之間提供期望輸出阻抗的差動(dòng)電流。該差動(dòng)輸出電流流過(guò)跨導(dǎo)輸出端610 (例如，連接晶體管Tl和T2的二極管的漏極連接)。電流鏡604然后在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)606和608產(chǎn)生差動(dòng)電流從而實(shí)現(xiàn)期望的終端阻抗。差動(dòng)輸入電流被施加在差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)612 (ip)和614 (im)上，以在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)606和608生成期望的差動(dòng)輸出。圖7示出用于驅(qū)動(dòng)通信線路的方法700。提供線路驅(qū)動(dòng)器，其中，跨導(dǎo)級(jí)不在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)下面堆疊(702)。跨導(dǎo)級(jí)感測(cè)在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)上存在的差動(dòng)電壓(704)?？鐚?dǎo)級(jí)在跨導(dǎo)輸出端生成與差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)上的差動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的差動(dòng)輸出電流(706)。差動(dòng)輸出電流在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)兩端實(shí)施期望的輸出阻抗(例如，100歐)?？鐚?dǎo)級(jí)可以實(shí)施差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的有源終端(例如，給予期望輸出阻抗的出現(xiàn))。連接到跨導(dǎo)輸出端的電流鏡級(jí)接收差動(dòng)輸出電流。電流鏡級(jí)將差動(dòng)輸出電流鏡像到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)(708 )。為將差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)到用于傳輸數(shù)據(jù)的期望輸出電壓，差動(dòng)輸入端可以將差動(dòng)電流施加到跨導(dǎo)級(jí)(710)。作為實(shí)例，差動(dòng)電流可以在運(yùn)算放大器325和327的非反相輸入端施加，或在連接到晶體管Mlin和M2in的二極管施加，如在圖3和圖4中所示。該操作按需要繼續(xù)。除感測(cè)差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)兩端之間的差動(dòng)電壓以及將差動(dòng)電流(在跨導(dǎo)級(jí)中生成)鏡像回到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)之外，在上面描述的新線路驅(qū)動(dòng)器將跨導(dǎo)級(jí)從差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)充分解耦。與使用具有2.5V供應(yīng)的有源終端電路的線路驅(qū)動(dòng)器比較，本線路驅(qū)動(dòng)器容許將電壓供應(yīng)(例如，中心抽頭電壓)降低到1.8V。減小的電壓供應(yīng)使得系統(tǒng)功率減小28%或更多。此外，1.8V供應(yīng)通常在28nm產(chǎn)品中可用，并且使用可用的1.8V供應(yīng)消除生成(例如，用另外的電路)分離的2.5V供應(yīng)的需求。此外，1.8V供應(yīng)與在28nm工藝中使用的厚氧化物晶體管的電壓容差兼容，這意味著不需要如果2.5V供應(yīng)用于線路驅(qū)動(dòng)器則需要的專用晶體管設(shè)計(jì)(或其它電路開(kāi)銷以避免過(guò)壓狀況)。
權(quán)利要求
1.一種線路驅(qū)動(dòng)器，包括: 差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)，其特征在于對(duì)應(yīng)的電壓余度；以及 用于驅(qū)動(dòng)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的電路，所述電路被連接到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)而不被堆疊在所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)下面，借此所述電路的操作從所述電壓余度解耦并且從而不受所述電壓余度限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中: 所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)被配置為連接到引起所述電壓余度的第一電壓供應(yīng)；以及 所述電路被配置為連接到與所述第一電壓供應(yīng)分離的第二電壓供應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線 路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述電路包括: 跨導(dǎo)級(jí)，被耦接到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)，所述跨導(dǎo)級(jí)包括: 用于所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的有源終端級(jí)，適于感測(cè)在所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)上的差動(dòng)電壓，并生成與所述差動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的差動(dòng)輸出電流；以及 所述有源終端級(jí)的跨導(dǎo)輸出端，被配置為運(yùn)送所述差動(dòng)輸出電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線路驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括: 電流鏡級(jí)，被連接到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)和所述跨導(dǎo)輸出端，所述電流鏡級(jí)被配置為將所述差動(dòng)輸出電流鏡像到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。
5.一種用于驅(qū)動(dòng)通信線路的方法，所述方法包括: 在耦接到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的跨導(dǎo)級(jí)中感測(cè)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)上的差動(dòng)電壓； 在所述跨導(dǎo)級(jí)的跨導(dǎo)輸出端生成與所述差動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的差動(dòng)輸出電流；以及 將所述差動(dòng)輸出電流鏡像到所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括: 向差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)提供線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)；以及 向所述跨導(dǎo)級(jí)提供從所述線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)分離的跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括: 向所述跨導(dǎo)級(jí)中的耦接到所述差動(dòng)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)的放大器輸入端施加差動(dòng)輸入電流以驅(qū)動(dòng)所述差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括: 復(fù)制放大器級(jí)中的所述差動(dòng)電壓的一小部分，其中所述放大器級(jí)被配置為由所述差動(dòng)電壓的一小部分生成所述差動(dòng)輸出電流。
9.一種線路驅(qū)動(dòng)器，包括: 差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)，包括用于耦接線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)輸入端的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)； 跨導(dǎo)級(jí)，包括: 跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)輸入端； 第一放大器，包括: 第一輸入端，連接到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)； 第一輸出端；以及 第一輸出電流路徑，響應(yīng)于所述第一輸出端和第一反饋電阻器； 第二放大器，包括:第二輸入端，連接到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)；第二輸出端；以及第二輸出電流路徑，響應(yīng)于所述第二輸出端和第二反饋電阻器；以及電流鏡級(jí)，包括:第一電流鏡，適于將所述第一輸出電流路徑中的電流鏡像到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)；以及第二電流鏡，適于將所述第二輸出電流路徑中的電流鏡像到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線路驅(qū)動(dòng)器，其中，所述第一電流鏡包括:所述第一輸出電流路徑中的二極管接法晶體管；以及鏡像晶體管，被連接到所述二極管接法晶體管和所述第一輸出節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低壓線路驅(qū)動(dòng)器。該線路驅(qū)動(dòng)器包括感測(cè)在差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)存在的差動(dòng)電壓的跨導(dǎo)級(jí)。該跨導(dǎo)級(jí)復(fù)制差動(dòng)電壓的一小部分，并生成與復(fù)制的差動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的差動(dòng)輸出電流。差動(dòng)輸出電流流過(guò)將差動(dòng)輸出電流鏡像到差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的電流鏡級(jí)。線路驅(qū)動(dòng)器由此將跨導(dǎo)級(jí)從差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)解耦。較低的線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)(例如1.8V)可以因此向差動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)供應(yīng)。從線路驅(qū)動(dòng)器電壓供應(yīng)分離的跨導(dǎo)級(jí)電壓供應(yīng)可以為跨導(dǎo)級(jí)提供供電電壓。
文檔編號(hào)H04L25/02GK103188178SQ20121058130
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者卡爾蒂克·斯瓦米納坦 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司