[發明專利]物理層接口電路

有效

• 申請號: 200810043778.5
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101674071A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 孟醒
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H03K19/0185
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 周 赤

技術領域

本發明涉及半導體集成電路技術，特別涉及一種物理層接口電路。

背景技術

隨著集成電路產業的不斷發展，客戶對電子產品的要求越來越高，這樣，為了能達到比較高的成品率以及有良好的性能，要求產品在比較苛刻的條件下也能夠良好工作；例如，在工藝，溫度，電壓，負載的不匹配以及器件寄生等等條件的影響下，會產生非線性失真，要達到USB規范的要求，PHY(PHYSICAL?LAYER物理層)接口電路的設計難度越來越大。

常見PHY(物理層)接口電路包括兩個數據傳送器，分別輸出DP(DataPlus數據正極)、DM(Data?Minus數據負極)一對差分信號。一種數據傳送器如圖1所示，輸入信號經過輸出信號控制級，將信號調整成合適的信號形式，然后通過輸出驅動級將信號輸出；輸出驅動級為推挽式CMOS放大器，包括上下PMOS管、NMOS管，上下PMOS管、NMOS管漏極同信號輸出端相連。在實際工作中，由于輸出信號控制級受到偏置電流、工藝偏差以及寄生電容等因素變化的影響，會使得輸出信號控制級輸出的信號產生偏差；最后經過輸出驅動級驅動輸出時，由于靜電保護電路影響以及工藝的偏離，會導致上下的PMOS與NMOS驅動能力不同，從而產生非線性失真；另一方面，USB規范里規定兩個差分輸出級(兩個數據傳送器)的負載不同(用以控制USB不同的傳輸模式)，同樣會產生一定程度的偏?差。多方面因素疊加導致此接口電路一定會出現不同程度的偏差。

為了保證物理層接口電路能良好的滿足規范的要求，并且降低其對工藝以及外部環境的依賴性，當前主要的技術有：采用良好的基準源為物理層電路提供偏置；采用復雜的補償電路等等方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種物理層接口電路，該電路能抑制輸出信號非線性失真，彌補由于工藝、溫度、電壓、負載的不匹配以及器件寄生等原因引起的輸出波形失真。

為解決上述技術問題，本發明的物理層接口電路，包括兩個數據傳送器，該兩個數據傳送器輸出DP、DM一對差分信號，每個數據傳送器包括輸出信號控制級、輸出驅動級，輸入信號經過輸出信號控制級進行調整后通過輸出驅動級將信號輸出，輸出驅動級為推挽式CMOS放大器，包括上PMOS管、下NMOS管，上PMOS管、下NMOS管的漏極接信號輸出端，其特征在于，還包括四個壓控電流源，每個數據傳送器輸出驅動級上下PMOS管、NMOS管的源漏極間分別跨接有壓控電流源，每個數據傳送器的兩個壓控電流源電流方向相反，一個流向信號輸出端，另一個流出信號輸出端，且每個數據傳送器的兩個壓控電流源極性相反，兩個數據傳送器的輸出驅動級中的兩個PMOS管源漏極間跨接的兩個壓控電流源電流方向相同且極性相同、兩個NMOS管源漏極間跨接的兩個壓控電流源電流方向相同且極性相同；取兩個數據傳送器的信號輸出端的DP、DM差分信號的共模中間電平，取物理層接口電路電源電壓的中間電平，取該差分信號共模中間電平同該電源電壓的中間電平的比較電平差作為四個壓控電流源的控制電壓，當差分信號共模中間電平高于該電源電壓的中間電平時，每個數據傳送器的兩?個壓控電流源中，電流方向流向信號輸出端的壓控電流源的輸出電流減小，電流方向流出信號輸出端的壓控電流源的輸出電流增大，當差分信號共模中間電平低于該電源電壓的中間電平時，每個數據傳送器的兩個壓控電流源中，電流方向流向信號輸出端的壓控電流源的輸出電流增大，電流方向流出信號輸出端的壓控電流源的輸出電流減小。

可以包括一運算放大器，所述差分信號共模中間電平、電源電壓的中間電平分別接所述運算放大器的兩個輸入端，所述運算放大器的輸出電平作為所述四個壓控電流源的控制電壓。

本發明的物理層接口電路，在每個數據傳送器的輸出驅動級中接入兩個電流方向相同且極性相反的壓控電流源，通過兩個數據傳送器的信號輸出端的DP、DM差分信號共模中間電平同該電源電壓的中間電平的比較電平差，控制各壓控電流源輸出的補償電流的大小，相應的調節數據傳送器的輸出信號瞬態電平的高低，直至物理層接口電路兩個數據傳送器輸出的DP、DM一對差分信號完全對稱。本發明的物理層接口電路利用共模反饋抑制輸出信號非線性失真，將輸出波形不對稱失真導致的共模電平相對電源中間電平的變化，轉換成偏置電平控制輸出驅動電流，能夠有效地去除各種不利因素引起的輸出失真，使得物理層接口電路輸出的差分信號具有良好的對稱性，從而保證物理層PHY接口電路能完好傳輸信號的目的。此物理層接口電路能夠靈活運用于多種物理層接口電路的波形控制調整中。

附圖說明