[發明專利]緩沖器

無效

• 申請號: 201110408059.0
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103166623A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 張祐維;鄭景中
• 申請（專利權）人: 揚智科技股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H03K19/01
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明涉及一種緩沖器，且特別是有關于一種利用振幅不相同的兩控制信號來控制驅動單元的緩沖器。

背景技術

在集成電路的制造工藝中，緩沖器的輸出級，亦即緩沖器中用以驅動負載的驅動單元，大多是由一P型晶體管(P-type?transistor)與一N型晶體管(N-type?transistor)串接而成。其中，晶體管利用互補金屬氧化物半導體(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，CMOS)制成，P型晶體管是以電洞(electronic?hole)為多數載子，而N型晶體管則是以電子(electron)為多數載子。此外，在半導體中電子的移動速度大于電洞的移動速度，因此緩沖器的操作速度往往會受限于P型晶體管的驅動能力。相對地，應用此類型緩沖器的電子裝置，其操作頻寬也將受限于緩沖器的操作速度。

舉例來說，在雙倍數據速率(double?data?rate，DDR)的存儲器中，存儲器的存取速度將取決于緩沖器的操作速度。一般而言，現有技術大多是通過增加輸出級中P型晶體管的布局面積，來提高緩沖器的操作速度，進而提升整體系統的操作頻寬。然而，隨著P型晶體管的布局面積的增加，將導致更多的功率消耗，并限制了應用此緩沖器的電子裝置在微型化的發展。

發明內容

本發明提供一種緩沖器，利用預充單元所提供的預充路經來降低第一控制信號的振幅，進而提高緩沖器的操作速度。

本發明提出一種緩沖器，包括控制單元、驅動單元以及預充單元。控制單元依據輸入信號產生第一控制信號與第二控制信號。驅動單元依據第一控制信號與第二控制信號產生一驅動信號。預充單元電性連接控制單元，并提供由參考電壓至控制單元的預充路經。其中，當輸入信號從第一電壓切換至第二電壓時，預充單元導通預充路經，以致使控制單元將第一控制信號從第二電壓切換至預設電壓，并將第二控制信號從第二電壓切換至第一電壓。

在本發明的一實施例中，上述的驅動單元包括第一P型晶體管及第一N型晶體管。第一P型晶體管的源極接收第一電壓，第一P型晶體管的漏極產生驅動信號，且第一P型晶體管的柵極接收第一控制信號。第一N型晶體管的漏極電性連接第一P型晶體管的漏極，第一N型晶體管的源極接收第二電壓，且第一N型晶體管的柵極接收第二控制信號。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元包括第一反相器及第二反相器。第一反相器接收輸入信號，以產生第一控制信號，并具有第一電源端與第二電源端。其中，第一反相器的第一電源端電性連接預充單元，以在預充路徑導通時接收預設電壓，且第一反相器的第二電源端接收第二電壓。第二反相器接收輸入信號，以產生第二控制信號，并具有第一電源端與第二電源端，其中第二反相器的第一電源端接收第一電壓，且第二反相器的第二電源端接收第二電壓。

在本發明的一實施例中，上述的預充單元包括二極管，其中二極管的陽極接收參考電壓，二極管的陰極電性連接第一反相器的第一電源端。此外，上述的參考電壓相等于第一電壓。

在本發明的一實施例中，上述的預充單元包括一開關。開關的第一端接收第一控制信號，開關的第二端接收參考電壓，其中當輸入信號從第一電壓切換至第二電壓時，開關導通其第一端與第二端。此外，上述的第一電壓大于預設電壓，且預設電壓大于第二電壓。

基于上述，本發明提供一種緩沖器，利用預充單元所提供的預充路經來降低第一控制信號的振幅，進而增加驅動單元中第一P型晶體管的導通與截止時間。藉此，本發明無須增加第一P型晶體管的布局面積，增加緩沖器的傳輸速度。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明的限定。在附圖中：

圖1為本發明的一實施例的緩沖器的示意圖；

圖2為本發明的一實施例的信號時序圖；

圖3為本發明的另一實施例的緩沖器的示意圖；

圖4為本發明的又一實施例的緩沖器的示意圖。

附圖標號：

100、300、400：緩沖器

110、310、410：控制單元

120、320、420：驅動單元

130、430：預充單元

D1：二極管

PM1、PM14、NM1、NM2、NM14：晶體管

V1、V14：第一電壓

V2、V24：第二電壓

VR、VR4：參考電壓

VP：預設電壓

C1、C14：負載

Si、Si4：輸入信號