[發(fā)明專利]可選擇的輸出沿速率控制

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02141398.3
• 申請(qǐng)日: 2002-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN1391350A
• 公開（公告）日: 2003-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·克萊恩;M·J·米斯克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)快捷半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/0175
• 分類號(hào): H03K19/0175;H03K3/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 傅康

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及集成電路，特別涉及具有受控輸出沿轉(zhuǎn)換速率的集成電路。

背景技術(shù)

更高的數(shù)據(jù)速度和/或功率以及溫度的要求已經(jīng)在減小邏輯電壓擺幅和規(guī)定輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率上起作用。5.0和3.3伏邏輯電平正給幾百或幾十毫伏的邏輯擺幅讓路。

這些要求體現(xiàn)在，特別是緩沖器和驅(qū)動(dòng)器中，并經(jīng)常在外部上拉到為了兼容設(shè)計(jì)人員可能選擇的任何實(shí)際電壓的開漏結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)。本領(lǐng)域中公知的，也可以通過將開漏連接在一起直接實(shí)現(xiàn)“或”的功能。

當(dāng)在較高速度下驅(qū)動(dòng)信號(hào)高速變化時(shí)，高邏輯電平電路的另一個(gè)局限是自身產(chǎn)生的噪聲和功率消耗增加。例如，當(dāng)許多緩沖器開關(guān)時(shí)，高的dv/dt沿將產(chǎn)生噪聲增加和更高功耗的額外電流。廣義地說，噪聲是隨易受高速變化影響的公共阻抗、靜電和電磁耦合機(jī)構(gòu)變化而變化。此外，由于傳輸線效應(yīng)和其它感性和容性元件，與較慢的信號(hào)沿相比，電路中的振鈴(ring)一般將更高并且持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。

美國(guó)專利號(hào)5,977,790公開了可編程轉(zhuǎn)換速率(沿速率)控制電路。該技術(shù)使用多個(gè)晶體管和門與電阻(或等效物)一起決定轉(zhuǎn)換速率的功能。由于該技術(shù)使用了許多元件并由此占用了管芯的大部分，因此這項(xiàng)獨(dú)特的設(shè)計(jì)受到了限制。同一發(fā)明人的美國(guó)專利5,489,862公開了反饋轉(zhuǎn)換速率控制電路，但轉(zhuǎn)換速率控制不能編程。

美國(guó)專利號(hào)5,537,070公開了采用參考電壓和電流源的轉(zhuǎn)換速率控制電路，但只能控制開漏電路的高到低的輸出轉(zhuǎn)換。在該發(fā)明中，低到高的轉(zhuǎn)換特意未受影響。

這些局限的一種解決方案是提供一種在兩個(gè)方向都具有可選擇控制信號(hào)沿速率的電路。優(yōu)選實(shí)施例也涉及將輸出邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為與輸入信號(hào)非常不同的信號(hào)。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于選擇和控制輸出信號(hào)沿速率的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于前述背景討論的觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種具有有源上拉和下拉器件的電路。在優(yōu)選實(shí)施例中，這些有源器件可以是雙極型或場(chǎng)效應(yīng)器件或它們的組合。輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)晶體管的控制柵或基極。

上拉和下拉晶體管的漏極或集電極分別連接到設(shè)計(jì)用來不滿(starve)晶體管的電流源，以便在正和負(fù)電壓之間擺動(dòng)的電路的輸出信號(hào)具有受控的沿速率輪廓(edge?rate?profile)?？刂剖请S電流源和相關(guān)特定晶體管的變化而變化。由于相關(guān)的晶體管被不滿，所以它們不能突然的開關(guān)——它們經(jīng)歷模擬型動(dòng)作，從而允許控制其沿速率的輪廓。本領(lǐng)域的從業(yè)人員熟悉控制特定參數(shù)實(shí)現(xiàn)希望的沿速率輪廓的方法。在優(yōu)選實(shí)施例中，電路為驅(qū)動(dòng)輸出晶體管級(jí)的反相器，以提供與反相器控制的沿速率輪廓相對(duì)應(yīng)的沿速率輪廓的輸出。

本發(fā)明的優(yōu)選例子提供了能夠與第一電流源并聯(lián)開關(guān)的第三個(gè)電流源，與第二電流源并聯(lián)開關(guān)的第四電流源。當(dāng)在這些附加的電流源中開關(guān)時(shí)，加快了反相器輸出的沿速率輪廓，由此加快了輸出晶體管級(jí)的輸出。開關(guān)功能可以是串聯(lián)連接的開/關(guān)固態(tài)開關(guān)或使電流源停用同時(shí)不必?cái)嚅_的電路裝置。這兩種電路在本領(lǐng)域中都已公知。

在優(yōu)選實(shí)施例中，電流源值為由參考信號(hào)控制的函數(shù)，一個(gè)將電流源連接到上拉，一個(gè)將電流源連接到下拉?？梢詾槊總€(gè)電流源使用單獨(dú)的控制機(jī)構(gòu)，如本領(lǐng)域中公知的，可以使用其它裝置以確定這些電流源的值。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，可以使用許多附加電流源，其中每個(gè)附加電流源或電流源組可以通過附加的邏輯信號(hào)啟用，用于選擇地編程輸出沿速率輪廓。

在又一優(yōu)選實(shí)施例中，輸出晶體管級(jí)為單個(gè)下拉晶體管，漏或集電極連接到上拉電阻。此時(shí)，上拉電阻可以連接到實(shí)際上任何電源的電源線。在又一優(yōu)選實(shí)施例中，輸出晶體管級(jí)除了下拉晶體管之外還包括上拉晶體管。這里這兩個(gè)晶體管的控制輸入被連接，并由反相器輸出驅(qū)動(dòng)。此外，設(shè)計(jì)并構(gòu)形這些晶體管以提供控制的沿速率輪廓，對(duì)應(yīng)于反相器輸出產(chǎn)生的沿速率輪廓。

本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該理解雖然參考示例性實(shí)施例、附圖及使用的方法介紹了下面詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例及使用的方法。相反，本發(fā)明具有較寬的范圍，并僅由附帶的權(quán)利要求書所陳述的內(nèi)容限定。

附圖說明

本發(fā)明的介紹參考下面的附圖，其中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的示意性方框圖；

圖2為圖1中反相器電路的更具體的電路示意圖；

圖3為體現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)示例的示意圖；

圖4為體現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)示例的示意圖；以及

圖5為圖3中電路的一個(gè)實(shí)施例的輸入/輸出時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式