專利名稱：電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種利用柵極電壓(gate voltage)調(diào)節(jié)輸出電流的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器及利用電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)輸出電流的方法。
本申請(qǐng)要求2003年5月22日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)的韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?003-32556的優(yōu)先權(quán)，作為參考在這里將其公開的內(nèi)容整體引入。
背景技術(shù)：
圖1示出一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的常規(guī)數(shù)據(jù)輸入/輸出接口，例如內(nèi)存總線DRAM(下文中，稱作‘RDRAM’)。在圖1中，多個(gè)存儲(chǔ)器件13通過傳輸線12連接到芯片集11。傳輸線12的一端單端端接該端接電阻Rterm和終端電壓Vterm。
多個(gè)存儲(chǔ)器件13中每一個(gè)包括電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器用于將從存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)輸出到存儲(chǔ)器件13的外部。電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)都具有大電阻，便于阻抗匹配。因此，在RDRAM中電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器是有利的。電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器也可以用于芯片相互連接的系統(tǒng)中。
如果該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器是NMOS晶體管，NMOS晶體管的柵極端處的電壓電平隨著從存儲(chǔ)器中心部分(memory core)讀取的數(shù)據(jù)值而變。隨著柵極端處的電壓電平由NMOS晶體管產(chǎn)生漏極電流。該漏極電流通過通道或?qū)Ь€傳送。當(dāng)電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)由于希望它具有很大的輸出電阻，所以NMOS晶體管工作于飽和狀態(tài)。因此，NMOS晶體管應(yīng)當(dāng)保持個(gè)件“柵極電壓(Vg)＜漏極電壓(Vd)+閾值電壓(Vt)”。
如果內(nèi)電壓VDD被施加到NMOS晶體管的柵極且在NMOS晶體管的漏極產(chǎn)生較低的電壓，就不會(huì)保持狀態(tài)“柵極電壓(Vg)＜漏極電壓(Vd)+閾值電壓(Vt)”。因此，顯著地減少了電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出電阻。因此，如果電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器是單個(gè)NMOS晶體管，優(yōu)選將其值在內(nèi)電壓VDD和閾值電壓Vt之間的適當(dāng)電壓(VA)作為NMOS晶體管的柵極電壓。然而，由于具有大電流提供能力的電壓VA應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生于芯片的內(nèi)部，因此芯片面積和電流消耗增加。因此，如同RDRAM的各種半導(dǎo)體器件用作迭式(stack)驅(qū)動(dòng)器。由這種迭式驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器在U.S.專利號(hào)6556049中說明。
圖2是電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的電路圖，其中電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器用于RDRAM。該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30連接到傳輸線20且根據(jù)數(shù)據(jù)值在節(jié)點(diǎn)NODE上產(chǎn)生預(yù)定輸出電壓Vout。電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30包括驅(qū)動(dòng)電路40和偏壓電路50。該驅(qū)動(dòng)電路40包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)部分41至47，偏壓電路50包括多個(gè)偏壓電路51至57。
多個(gè)偏壓電路51至57響應(yīng)接收的電流控制信號(hào)CC0至CC6，將啟用(enable)信號(hào)ENVG0至ENVG6分別輸出到多個(gè)驅(qū)動(dòng)部分41至47。電流控制信號(hào)CC0至CC6中每一個(gè)包括預(yù)定的位數(shù)。多個(gè)驅(qū)動(dòng)部分41至47中每一個(gè)包括2n個(gè)迭式驅(qū)動(dòng)器，其中n是正整數(shù)。在多個(gè)驅(qū)動(dòng)部分41至47每一個(gè)中包括的迭式(stacked)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量不同。例如，驅(qū)動(dòng)部分41包括單個(gè)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)部分42包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)部分43包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)器。此外，驅(qū)動(dòng)部分44至47每一個(gè)包括的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量分別相應(yīng)于2n，因此最后的驅(qū)動(dòng)部分47包括六十四個(gè)驅(qū)動(dòng)器。
每個(gè)驅(qū)動(dòng)器包括NMOS晶體管N1和N2。NMOS晶體管N1的源極連接到NMOS晶體管N2的漏極。NMOS晶體管N1的漏極連接到節(jié)點(diǎn)NODE。啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6輸入到NMOS晶體管N1的柵極。NMOS晶體管N2的源極接地。從存儲(chǔ)器中心部分讀取的數(shù)據(jù)DATA輸入到NMOS晶體管N2的柵極。對(duì)于給定的驅(qū)動(dòng)器部分，相同的啟用信號(hào)被輸入到每個(gè)NMOS晶體管N1的柵極。例如，啟用信號(hào)ENVG0被輸入到驅(qū)動(dòng)器部分41中的一個(gè)NMOS晶體管N1的柵極，而啟用信號(hào)ENVG1被輸入到驅(qū)動(dòng)器部分42中的兩個(gè)NMOS晶體管N1的柵極。類似地，啟用信號(hào)ENVG2被輸入到驅(qū)動(dòng)器部分43中的NMOS晶體管N1的四個(gè)柵極中，以及啟用信號(hào)ENVG6被輸入到驅(qū)動(dòng)器部分47中NMOS晶體管N1的六十四個(gè)柵極。
圖2中的迭式驅(qū)動(dòng)器具有大的輸出電阻(resistance)。由于NMOS晶體管N1工作于飽和狀態(tài)中具有大的輸出電阻，盡管當(dāng)為1(例如，內(nèi)電壓VDD)的數(shù)據(jù)DATA輸入到NMOS晶體管N2的柵極時(shí)，NMOS晶體管N2線性工作且具有小電阻。由于啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6被輸入到NMOS晶體管N1的柵極，具有比內(nèi)電壓VDD較低的電壓電平，所以NMOS晶體管N1工作于飽和狀態(tài)。
多個(gè)偏壓電路51至57中每一個(gè)包括傳輸門61和NMOS晶體管N11。NMOS晶體管N11的漏極連接到傳輸門61的輸出端。NMOS晶體管N11的源極連接到地VSS。電流控制信號(hào)CC0至CC6被輸入到傳輸門61。CC0至CC6的反相信號(hào)(CCOB至CC6B)被輸入到NMOS晶體管N11的柵極。該傳輸門61根據(jù)電流控制信號(hào)CC0至CC6導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)傳輸門61導(dǎo)通時(shí)它接收預(yù)定的柵極電壓Vg并將該柵極電壓Vg作為啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6輸出至輸出端。
NMOS晶體管N11同樣根據(jù)電流控制信號(hào)CC0至CC6導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)傳輸門61關(guān)斷時(shí)NMOS晶體管N11導(dǎo)通，且將地電壓作為啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6輸出至漏板端。響應(yīng)電流控制信號(hào)CC0至CC6，啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6的電壓達(dá)到柵極電壓Vg的電平或地電壓VSS的電平。因此，多個(gè)驅(qū)動(dòng)器部分41至47中的NMOS晶體管N1隨啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6的電壓電平而導(dǎo)通或關(guān)斷。
電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30能夠使預(yù)定電平的輸出電流Iout流動(dòng)，以便于滿足傳輸線20通道阻抗匹配的條件，不管在溫度或電壓中的變化。因此，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30連續(xù)檢驗(yàn)輸出電流Iout，并調(diào)節(jié)輸出電流值Iout保持恒定的電流值。例如，在RDRAM中，當(dāng)電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30能夠使28.57mA的輸出電流Iout流動(dòng)且輸出電壓Vout根據(jù)輸出電流Iout在1.8V至1.0V之間變化。電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30檢驗(yàn)輸出電壓Vout是高于還是低于1.0V，并調(diào)節(jié)輸出電流Iout的值。
輸出電流Iout的電平由電流控制信號(hào)CC0至CC6控制。例如，如果輸出電壓Vout高于1.0V(即，輸出電流Iout小于28.57mA)，有必要將電流控制信號(hào)CC0至CC6的值增加一位。類似地，如果輸出電壓Vout低于1.0V(即，輸出電流Iout大于28.57mA)，有必要將電流控制信號(hào)CC0至CC6的值減少一位。當(dāng)電流控制信號(hào)CC0至CC6的值改變時(shí)，啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6的電壓電平也改變，控制驅(qū)動(dòng)器部分41至47導(dǎo)通的數(shù)量。結(jié)果，控制了輸出電流Iout的數(shù)量。
在圖2的RDRAM中，電流控制信號(hào)由七位構(gòu)成且具有27(即，128)電平的電流由該電流控制信號(hào)產(chǎn)生。例如，如果假設(shè)電流控制信號(hào)是“1001011”，僅僅啟用信號(hào)ENVG6、ENVG3、ENVG1和ENVG0達(dá)到柵極電壓Vg，剩余的啟用信號(hào)ENVG2、ENVG4和ENVG5達(dá)到地電壓VSS。結(jié)果，在按照26∶25∶24∶23∶21∶20的比率分開的七個(gè)驅(qū)動(dòng)器部分41至47之間只有對(duì)應(yīng)于26、23、21和20的驅(qū)動(dòng)器部分47、44(未示出)、42和41導(dǎo)通，以輸出數(shù)據(jù)DATA。換句話說，在所有127個(gè)驅(qū)動(dòng)器之間只有75個(gè)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通。在通過改變驅(qū)動(dòng)器部分41至47導(dǎo)通或關(guān)斷的個(gè)數(shù)調(diào)節(jié)輸出電流Iout值的方法中，輸出電流Iout的值與電流控制信號(hào)CC0至CC6的值成比例。
圖3是示出電流控制信號(hào)的值和輸出電流之間關(guān)系的曲線圖。在圖3中，參考符號(hào)A、B和C表示根據(jù)電流控制信號(hào)的位數(shù)分類的電流控制信號(hào)。換句話說，C情況中電流控制信號(hào)的位數(shù)大于B情況中電流控制信號(hào)的位數(shù)。此外，B情況中電流控制信號(hào)的位數(shù)大于A情況中電流控制信號(hào)的位數(shù)。例如，在A情況中電流控制信號(hào)的位數(shù)可以是七位，在B情況中可以是八位，以及在C情況中可以是九位。當(dāng)從情況A到情況C時(shí)，輸出電流Iout的分辨率(resolution)增加。在圖3中，由一個(gè)驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)的電流值是Itotal/127，其對(duì)應(yīng)于輸出電流Iout的分辨率。當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)，輸出電流Iout的值改變了Itotal/127。在圖3中，對(duì)于情況A至C的輸出電流Iout的分辨率分別是Itotal3/127、Itotal2/127和Itotal1/127。
電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30包括偏壓電路(例如，偏壓電路51至57)和信號(hào)線，該信號(hào)線用于將啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6提供給多個(gè)驅(qū)動(dòng)器部分41至47中每一個(gè)。由于在一個(gè)存儲(chǔ)器件中包括的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30的數(shù)量與數(shù)據(jù)輸入/輸出接腳的數(shù)量相同，對(duì)應(yīng)于啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6數(shù)量的信號(hào)線必須線連接到多個(gè)電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器部分。此外，由于信號(hào)線必須彼此預(yù)定間隔地設(shè)置，且相對(duì)大的電容器必須連接信號(hào)線以便提供啟用信號(hào)ENVG1至ENVG6(每個(gè)具有精確的模擬電壓)，所以在電路設(shè)計(jì)中存在許多困難。因此，由于電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30包括與啟用信號(hào)ENVG0至ENVG6的數(shù)量一樣多的信號(hào)線和偏壓電路，因此在半導(dǎo)體芯片內(nèi)占了非常大的面積。當(dāng)增加電流控制信號(hào)的位數(shù)以增大輸出電流Iout的分辨率時(shí)，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器30必須包括另外的信號(hào)線、偏壓電路和驅(qū)動(dòng)器部分，在半導(dǎo)體芯片內(nèi)部進(jìn)一步增加了電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的占用面積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器和一種輸出電流控制方法，通過改變柵極電壓能夠控制輸出電壓的電平。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)方面，提供一種電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其將從存儲(chǔ)器中心部分讀取的數(shù)據(jù)輸出到傳輸線。該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器利用柵極電壓控制輸出電流。該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器包括如下。柵極電壓控制電路響應(yīng)電流控制信號(hào)產(chǎn)生柵極電壓的預(yù)定電平。偏壓電路，在激活(active)模式中輸出柵極電壓作為第一啟用信號(hào)，并在備用模式中輸出地電壓作為第二啟用信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路，響應(yīng)該第一啟用信號(hào)驅(qū)動(dòng)預(yù)定的輸出電流，根據(jù)數(shù)據(jù)將預(yù)定輸出電壓輸出到傳輸線，和/或響應(yīng)第二啟用信號(hào)使它停止工作。該柵極電壓控制電路根據(jù)電流控制信號(hào)的值改變柵極電壓的電平并將改變的結(jié)果輸出。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)方面，提供一種控制來自電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器中的輸出電流的方法。該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器包括如下。柵極電壓控制電路根據(jù)電流控制信號(hào)的值改變柵極電壓的電平并將改變的結(jié)果輸出。在激活模式中偏壓電路輸出柵極電壓作為第一啟用信號(hào)，并在備用模式中輸出地電壓作為第二啟用信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路，響應(yīng)該第一啟用信號(hào)驅(qū)動(dòng)預(yù)定的輸出電流，并響應(yīng)第二啟用信號(hào)使它停止工作。
該方法包括如下。在激活模式中當(dāng)電流控制信號(hào)的值增加時(shí)，柵極電壓控制電路增加?xùn)艠O電壓的電平并輸出增加的結(jié)果，以及隨著柵極電壓電平的增加由驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通電阻的降低引起增加由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的輸出電流。在激活模式中當(dāng)電流控制信號(hào)的值降低時(shí)，柵極電壓控制電路降低柵極電壓的電平并輸出降低的結(jié)果，以及隨著柵極電壓電平的降低由驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通電阻的增加引起降低由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的輸出電流。該方法還包括重復(fù)這些步驟直至該激活模式變?yōu)閭溆媚Ｊ健?br>

圖1是示出常規(guī)內(nèi)存總線DRAM和芯片集連接的示意圖。
圖2是說明電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的電路圖。
圖3是說明電流控制信號(hào)的值和輸出電流之間關(guān)系的曲線圖。
圖4是電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的示例性電路圖。
圖5和6是示出柵極電壓控制電路的示例性電路圖。
圖7是說明在電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器中電流控制信號(hào)的值和柵極電壓之間關(guān)系的示例性圖。
圖8是說明在電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器中柵極電壓和輸出電流之間關(guān)系的示例性圖。
具體實(shí)施例方式
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的示例性電路圖。參考圖4，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200連接到傳輸線100上的節(jié)點(diǎn)VNODE。電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200包括驅(qū)動(dòng)電路210、偏壓電路220和柵極電壓控制電路230。
驅(qū)動(dòng)電路210包括多個(gè)并聯(lián)連接的驅(qū)動(dòng)器D1至DM(M是大于2的自然數(shù))。可以改變驅(qū)動(dòng)電路210中驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量。多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM中的每一個(gè)包括兩個(gè)NMOS晶體管N21和N22。NMOS晶體管N21的源極連接至NMOS晶體管N22的漏極。NMOS晶體管N21的漏極連接至節(jié)點(diǎn)VNODE。預(yù)定的啟用信號(hào)ENVG被輸入至NMOS晶體管N21的柵極。NMOS晶體管N22的源極接地且從存儲(chǔ)器中心部分讀取的數(shù)據(jù)DATA被輸入至NMOS晶體管N22的柵極。
偏壓電路220包括傳輸門221和NMOS晶體管N23。NMOS晶體管N23的漏極連接至傳輸門221的輸出端且NMOS晶體管N23的源極接地。預(yù)定的控制信號(hào)CTL被輸入到傳輸門221和NMOS晶體管N23的柵極?？刂菩盘?hào)CTL由分開的控制電路(未示出)產(chǎn)生，且在激活模式中啟用和在備用模式中禁用。傳輸門221接收該預(yù)定的柵極電壓Vg，當(dāng)控制信號(hào)CTL啟用時(shí)導(dǎo)通，且將柵極電壓Vg作為啟用信號(hào)ENVG輸出。當(dāng)控制信號(hào)CTL禁用時(shí)NMOS晶體管N23導(dǎo)通，且將地電壓作為啟用信號(hào)ENVG輸出至漏極端。
柵極電壓控制電路230響應(yīng)預(yù)定的電流控制信號(hào)CC改變并輸出柵極電壓Vg的電平。電流控制信號(hào)CC由分開的控制電路(未示出)產(chǎn)生且包括預(yù)定的位數(shù)。當(dāng)電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200的輸出電流Iout改變時(shí)電流控制信號(hào)CC的值改變。
以下說明電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200的示例性的操作。在激活模式中控制信號(hào)CTL啟用且偏壓電路220中的傳輸門221導(dǎo)通。傳輸門221將具有預(yù)定電壓電平的柵極電壓Vg作為啟用信號(hào)ENVG輸出。驅(qū)動(dòng)電路210中的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM響應(yīng)該啟用信號(hào)ENVG導(dǎo)通，且根據(jù)從存儲(chǔ)器中心部分讀取的數(shù)據(jù)DATA的值在節(jié)點(diǎn)VNODE上產(chǎn)生預(yù)定的輸出電壓Vout。
如果輸出電壓Vout高于預(yù)定的電壓電平，電流控制信號(hào)CC的值就增加一位。柵極電壓控制電路230響應(yīng)電流控制信號(hào)CC增加并輸出柵極電壓Vg的電平。當(dāng)柵極電壓Vg的電平升高時(shí)，啟用信號(hào)ENVG的電壓電平也升高。隨著啟用信號(hào)ENVG的電壓電平升高，多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM每一個(gè)中的NMOS晶體管的導(dǎo)通電阻降低。結(jié)果，流過多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM的電流值增加，這樣增加了輸出電流值Iout。
如果輸出電壓Vout低于預(yù)定的電壓電平，電流控制信號(hào)CC的值就降低一位。柵極電壓控制電路230響應(yīng)電流控制信號(hào)CC降低并輸出柵極電壓Vg的電平。隨著柵極電壓Vg的電平降低，啟用信號(hào)ENVG的電壓電平也降低。隨著啟用信號(hào)ENVG的電壓電平降低，多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM中的每一個(gè)NMOS晶體管N21的導(dǎo)通電阻升高。因此，流過多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM的電流量減少，其降低了輸出電流Iout的量。
如圖8中所述，輸出電流Iout與柵極電壓Vg成比例。Vt表示NMOS晶體管N21的閾值電壓。Vgd表示柵極電壓Vg的最小電平。Vgu表示柵極電壓Vg的最大電平。Ic表示輸出電流Iout的示例性理想值。啟用信號(hào)ENVG的電壓電平(出現(xiàn)輸出電流Iout為Ic時(shí)存在)在柵極電壓Vgd和柵極電壓Vgu之間。當(dāng)激活模式變?yōu)閭溆媚Ｊ綍r(shí)，控制信號(hào)CTL禁用。偏壓電路220中的傳輸門221關(guān)斷且響應(yīng)控制信號(hào)CTLNMOS晶體管N23導(dǎo)通，從而將具有地電壓電平的啟用信號(hào)ENVG輸出到漏極。多個(gè)驅(qū)動(dòng)器D1至DM響應(yīng)啟用信號(hào)ENVG被關(guān)斷并停止輸出數(shù)據(jù)DATA。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200改變柵極電壓Vg的電平并控制輸出電流Iout的值。因此，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200可僅包括用于提供驅(qū)動(dòng)電路210中的啟用信號(hào)ENVG的一個(gè)偏壓電路和一個(gè)信號(hào)線。根據(jù)電流控制信號(hào)的位數(shù)，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200可不必將驅(qū)動(dòng)電路210中包括的驅(qū)動(dòng)器D1至DM劃分。因此，在驅(qū)動(dòng)電路210中包括的驅(qū)動(dòng)器D1至DM的數(shù)量是可變的。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示出柵極電壓控制電路的示例性電路圖。柵極電壓控制電路231包括多個(gè)電阻器R0至R5和多個(gè)開關(guān)電路N31至N35。多個(gè)電阻器R0至R5彼此串聯(lián)。例如，電阻器R5的一端連接到節(jié)點(diǎn)NOUT，電阻器R0的一端連接到地電壓VSS。這里，多個(gè)電阻器R0至R5中每一個(gè)的阻值可以不同或相同。在實(shí)施例中，電阻器R1至R5的阻值可以為電阻器R0阻值的預(yù)定倍數(shù)。此外，預(yù)定倍數(shù)的阻值可以按電阻器R1、R2、R3、R4和R5的順序增加。
多個(gè)開關(guān)電路N31至N35分別并聯(lián)連接到多個(gè)電阻器R1至R5中每一個(gè)的兩端。多個(gè)開關(guān)電路N31至N35中每一個(gè)可以是NMOS晶體管。多個(gè)開關(guān)電路N31和N35的一個(gè)例子是圖5中示出的NMOS晶體管。NMOS晶體管N31至N35中每一個(gè)的漏極和源極被連接到多個(gè)電阻器中每一個(gè)的兩端。電流控制信號(hào)的互補(bǔ)(complementary)信號(hào)CC4B至CCOB被分別輸入到NMOS晶體管N35至N31中每一個(gè)的柵極。NMOS晶體管N35和N31響應(yīng)電流控制信號(hào)的互補(bǔ)信號(hào)CC4B至CC0B導(dǎo)通或關(guān)斷。電流Ir的預(yù)定值被輸入到節(jié)點(diǎn)NOUT。從節(jié)點(diǎn)NOUT輸出的柵極電壓Vg的電平根據(jù)導(dǎo)通或關(guān)斷的NMOS晶體管N31至N35的組合得到的阻值變化。當(dāng)所有的NMOS晶體管N31至N35導(dǎo)通時(shí)，電阻器R0是用于在節(jié)點(diǎn)NOUT上產(chǎn)生最小柵極電壓Vg的電阻。
柵極電壓控制電路231的工作示范如下。如果電流控制信號(hào)的互補(bǔ)信號(hào)CC4B至CC0B是‘11111’，則所有的NMOS晶體管N31至N35導(dǎo)通且通過電流Ir和電阻器R0產(chǎn)生的柵極電壓Vg被輸出到節(jié)點(diǎn)NOUT。如果電流控制信號(hào)的互補(bǔ)信號(hào)CC4B至CC0B是‘10100’，則NMOS晶體管N35和N33導(dǎo)通且NMOS晶體管N34、N32、N31關(guān)斷。結(jié)果，由電流Ir和電阻器R0、R1、R2和R4產(chǎn)生的柵極電壓Vg被輸出到節(jié)點(diǎn)NOUT。
根據(jù)電流控制信號(hào)CC4至CC0值的變化可以控制柵極電壓Vg的電平。參看示例性的圖7，柵極電壓Vg可與電流控制信號(hào)的值成比例。在圖7中，Vgd表示柵極電壓Vg的最小電平，Vgu表示柵極電壓Vg的最大電平。這里，如果電流控制信號(hào)CC4至CC0是‘00000’，由電流Ir和電阻器R0產(chǎn)生的柵極電壓Vg達(dá)到最小電平Vgd。
如果圖4的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200的輸出電壓Vout高于預(yù)定的電壓電平，則電流控制信號(hào)CC4至CC0的值增加。如果電流控制信號(hào)CC4至CC0值增加，則柵極電壓控制電路231使電流Ir流過的電阻器的電阻增加。結(jié)果，從柵極電壓控制電路231輸出的柵極電壓Vg的電平增加。
如果電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200的輸出電壓Vout的電平低于該預(yù)定的電壓電平，則電流控制信號(hào)CC4至CC0的值減小。如果電流控制信號(hào)CC4至CC0的值減小，則柵極電壓控制電路231使電流Ir流過的電阻器的電阻減小，以及減小并輸出柵極電壓Vg的電平。
在圖5中，多個(gè)電阻器R0至R5和多個(gè)NMOS晶體管N31和N35是示例性的。因此，在柵極電壓控制電路231中包括的NMOS晶體管和電阻器的數(shù)量可以不同。柵極電壓控制電路231可包括與電流控制信號(hào)的位數(shù)相同數(shù)量的電阻器和NMOS晶體管。當(dāng)在柵極電壓控制電路231中包括的電阻器和NMOS晶體管的數(shù)量增加時(shí)，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器(圖4中的200)的輸出電流Iout的分辨率也增加。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過在柵極電壓控制電路中只添加一個(gè)開關(guān)電路和多個(gè)電阻器，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器就增加了輸出電流的分辨率。因此，可以減小電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的占用面積。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示出柵極電壓控制電路的示例性電路圖。柵極電壓控制電路232包括參考電流源電路240、第一電流源電路250、附加的電流源電路260和/或電阻器R0。參考電流源電路240產(chǎn)生預(yù)定的參考電流Ir。參考電流源電路240包括PMOS晶體管P40和電阻器R1。該P(yáng)MOS晶體管P40的源極連接內(nèi)電壓VDD。該P(yáng)MOS晶體管P40的柵極和漏極連接到電阻器R1的一端且電阻器R1的另一端連接到地電壓VSS。第一電流源電路250形成具有參考電流源電路240的電流鏡像電路，產(chǎn)生并輸出第一電流I0到節(jié)點(diǎn)NOUT。第一電流源電路250可包括PMOS晶體管P41和NMOS晶體管N41。
附加的電流源電路260并聯(lián)連接到第一電流源電路250，且與參考電流源電路240形成電流鏡像電路。附加的電流源電路260包括第一至第二附加電流源電路261至264。該第一至第二附加電流源電路261至264響應(yīng)預(yù)定電流控制信號(hào)CC3至CC0產(chǎn)生并輸出預(yù)定附加電流I4至I1到節(jié)點(diǎn)NOUT。該第一至第二附加電流源電路261至264包括作為電流源的PMOS晶體管P45至P42和作為開關(guān)電路的NMOS晶體管N45至N42。
電阻器R0的一端連接節(jié)點(diǎn)NOUT且另一端連接地電壓VSS。電阻器R0將電流It傳遞到節(jié)點(diǎn)NOUT且在節(jié)點(diǎn)NOUT上產(chǎn)生柵極電壓Vg的預(yù)定電平。例如，電流It是該第一電流I0和附加電流I4至I1的和。
PMOS晶體管P45至P41的源極連接到內(nèi)電壓VDD。PMOS晶體管P45至P41的柵極連接到電阻器R1的一端及PMOS晶體管P40的柵極。PMOS晶體管P45至P41的漏極分別連接到NMOS晶體管N45至N41的漏極。電流控制信號(hào)CC3至CC0分別輸入到NMOS晶體管N45至N42的柵極。NMOS晶體管N45至N42的源極連接到節(jié)點(diǎn)NOUT。預(yù)定的參考電壓VREF被輸入到NMOS晶體管N41的柵極，NMOS晶體管N41的源極連接到節(jié)點(diǎn)NOUT。這里，當(dāng)柵極電壓控制電路232工作時(shí)，參考電壓VREF將NMOS晶體管N41一直保持在導(dǎo)通狀態(tài)。
當(dāng)NMOS晶體管N41導(dǎo)通時(shí)，預(yù)定的電流I0流過PMOS晶體管P41、NMOS晶體管N41和電阻器R0。由電流I0和電阻器R0產(chǎn)生的柵極電壓Vg出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)NOUT上。當(dāng)所有的NMOS晶體管N45至N42處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，提供的PMOS晶體管P41和NMOS晶體管N41用來在節(jié)點(diǎn)NOUT上產(chǎn)生最小的柵極電壓Vg。NMOS晶體管N45至N42響應(yīng)電流控制信號(hào)CC3至CC0導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)NMOS晶體管N45至N42導(dǎo)通時(shí)，PMOS晶體管P45至P42具有不同的電流驅(qū)動(dòng)能力并驅(qū)動(dòng)不同值的附加電流I4至I1。
附加電流I4至I1是參考電流Ir的預(yù)定倍數(shù)。例如，附加電流I4可以設(shè)定為參考電流Ir的8倍，附加電流I3可以設(shè)定為參考電流Ir的4倍。此外，附加電流I2可以設(shè)定為參考電流Ir的2倍，以及附加電流I1可以設(shè)定為等于參考電流Ir。這里，附加電流I4至I1與參考電流Ir的比率可以靈活地設(shè)置。
隨著導(dǎo)通的NMOS晶體管N45至N42的數(shù)量增加，流到節(jié)點(diǎn)NOUT的電流It的值增加。因此，在節(jié)點(diǎn)NOUT上產(chǎn)生的柵極電壓Vg的電平增加。此外，隨著截止的NMOS晶體管N45至N42的數(shù)量增加，流到節(jié)點(diǎn)NOUT的電流It的值減小。結(jié)果，在節(jié)點(diǎn)NOUT上產(chǎn)生的柵極電壓Vg的電平降低。
舉一個(gè)例子，如果電流控制信號(hào)CC3至CC0是‘0000’，附加的電流源電路260的所有NMOS晶體管N45至N42就關(guān)斷。第一電流源電路250的NMOS晶體管N41響應(yīng)參考電壓VREF導(dǎo)通且第一電流I0流到節(jié)點(diǎn)NOUT。該電流It達(dá)到第一電流I0且由第一電流I0和電阻器R0產(chǎn)生的柵極電壓Vg被輸出到節(jié)點(diǎn)NOUT。
再舉一個(gè)例子，如果電流控制信號(hào)CC3至CC0是‘0011’，附加的電流源電路260之中只有NMOS晶體管N43和N42導(dǎo)通，且NMOS晶體管N45和N44關(guān)斷。結(jié)果，第一電流I0和附加電流I1和I2流到節(jié)點(diǎn)NOUT，且電流It的值增加。如果電流It的值增加，則在節(jié)點(diǎn)NOUT上產(chǎn)生的柵極電壓Vg的電平增加。因此，可以通過改變電流控制信號(hào)CC3至CC0的值控制柵極電壓Vg的電平。
14如果電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器(圖4中的200)的輸出電壓Vout高于預(yù)定的電壓電平，則電流控制信號(hào)CC3至CC0的值增加。如果電流控制信號(hào)CC3至CC0的值增加，柵極電壓控制電路232使流到電阻器R0的電流It的量增加。結(jié)果，從柵極電壓控制電路232輸出的柵極電壓Vg的電平升高。
4如果電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器200的輸出電壓Vout低于該預(yù)定電壓電平，則電流控制信號(hào)CC3至CC0的值減小。如果電流控制信號(hào)CC3至CC0的值減小，則柵極電壓控制電路232使流到電阻器R0的電流It增加，以及減小并輸出柵極電壓Vg的電平。
4在包括第一至第四附加電流源電路261至264的圖6中說明柵極電壓控制電路232。然而，附加電流源電路的數(shù)量是可變的。更詳細(xì)地說，柵極電壓控制電路232可以包括與電流控制信號(hào)的位數(shù)相同數(shù)量的附加電流源電路。隨著柵極電壓控制電路232中包括的附加電流源電路的數(shù)量增加，電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器(圖4中的200)的輸出電流Iout的分辨率增加。
4因此，由于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，僅僅通過增加?xùn)艠O電壓控制電路中的附加電流源電路就可以增加輸出電流的分辨率，所以可以減小電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的占用面積且使電路設(shè)計(jì)更容易。因此，可以增加輸出電流的分辨率。此外，通過減小電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的占用面積，可以使電路設(shè)計(jì)更容易。
4雖然參考其中的實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不脫離由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的個(gè)件下可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器將從存儲(chǔ)器中心部分讀取的數(shù)據(jù)輸出到傳輸線；該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器利用柵極電壓控制輸出電流；以及該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器包括柵極電壓控制電路，應(yīng)電流控制信號(hào)產(chǎn)生響預(yù)定的柵極電壓電平，其中該柵極電壓控制電路根據(jù)該電流控制信號(hào)的值改變?cè)摉艠O電壓電平；偏壓電路，在激活模式中輸出柵極電壓作為第一啟用信號(hào)，并在備用模式中輸出地電壓作為第二啟用信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，響應(yīng)該第一啟用信號(hào)驅(qū)動(dòng)一預(yù)定輸出電流，并根據(jù)該數(shù)據(jù)將預(yù)定的輸出電壓輸出到傳輸線，并響應(yīng)第二啟用信號(hào)使其停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)迭式驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器具有兩個(gè)NMOS晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該電流控制信號(hào)包括預(yù)定的位數(shù)，且當(dāng)輸出電壓高于一預(yù)定電壓電平時(shí)該位值增加，當(dāng)輸出電壓低于該預(yù)定電壓電平時(shí)該位值減小，以及隨著電流控制信號(hào)的位值增加，該柵極電壓控制電路使柵極電壓的電平升高，以及隨著電流控制信號(hào)的位值減小，該柵極電壓控制電路使柵極電壓的電平降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該柵極電壓控制電路包括具有參考阻值的參考電阻器，通過預(yù)定量的參考電流，并在輸出節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生柵極電壓的最小電平；多個(gè)電阻器，串聯(lián)連接在該輸出節(jié)點(diǎn)和該參考電阻器之間，且具有預(yù)定的阻值；以及多個(gè)開關(guān)電路，分別連接到多個(gè)電阻器中每一個(gè)的兩端，并響應(yīng)該電流控制信號(hào)導(dǎo)通或關(guān)斷，其中當(dāng)該開關(guān)電路關(guān)斷時(shí)多個(gè)電阻器流過參考電流并使該柵極電壓的電平增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該柵極電壓控制電路包括與該電流控制信號(hào)位數(shù)相同數(shù)目的電阻器和開關(guān)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中多個(gè)開關(guān)電路是NMOS晶體管；該NMOS晶體管的漏極和源極分別連接到多個(gè)電阻器；以及電流控制信號(hào)被輸入到該NMOS晶體管的柵極。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該柵極電壓控制電路包括參考電流源電路，產(chǎn)生一預(yù)定參考電流；第一電流源電路，與參考電流源電路形成電流鏡像電路，產(chǎn)生第一預(yù)定電流，并將該第一預(yù)定電流輸出到輸出節(jié)點(diǎn)上；附加電流源電路，并聯(lián)連接到該第一電流源電路，與參考電流源電路形成電流鏡像電路，響應(yīng)該電流控制信號(hào)產(chǎn)生預(yù)定的附加電流，并將該預(yù)定的附加電流輸出到該輸出節(jié)點(diǎn)上；以及電阻器，使全部電流流到該輸出節(jié)點(diǎn)，且其在該輸出節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生一柵極電壓的預(yù)定電平，其中該全部電流是該第一電流和該附加電流之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該附加電流源電路包括產(chǎn)生多個(gè)附加電流的附加電流源，每多個(gè)附加電流增加該參考電流的預(yù)定倍數(shù)；以及多個(gè)開關(guān)電路，每一個(gè)開關(guān)電路響應(yīng)該電流控制信號(hào)導(dǎo)通或關(guān)斷，且當(dāng)導(dǎo)通時(shí)將該附加電流輸出到該輸出節(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該附加電流源是用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)附加電流的PMOS晶體管，以及多個(gè)開關(guān)電路是NMOS晶體管，其中該NMOS晶體管的漏極分別連接到該P(yáng)MOS晶體管的漏極；該NMOS晶體管的源極分別連接到該輸出節(jié)點(diǎn)；以及該電流控制信號(hào)被輸入到該NMOS晶體管的柵極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器，其中該柵極電壓控制電路包括與該電流控制信號(hào)位數(shù)相同數(shù)目的附加電流源和開關(guān)電路。
11.一種控制來自電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出電流的方法，電流模式驅(qū)動(dòng)器含有柵極電壓控制電路，根據(jù)電流控制信號(hào)的值改變柵極電壓的電平，并輸出變化的結(jié)果；偏壓電路，在激活模式中輸出該柵極電壓作為第一啟用信號(hào)，且在備用模式中輸出地電壓作為第二啟用信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，響應(yīng)該第一啟用信號(hào)驅(qū)動(dòng)一預(yù)定輸出電流，并響應(yīng)該第二啟用信號(hào)使它停止工作，該方法包括在柵極電壓控制電路處，在激活模式中當(dāng)該電流控制信號(hào)的值增加時(shí)，增加該柵極電壓的電平并將增加的結(jié)果輸出；隨著該柵極電壓電平的增加，由于該驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通電阻的降低，增加由該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的輸出電流；在柵極電壓控制電路處，在激活模式中當(dāng)該電流控制信號(hào)的值減小時(shí)，降低該柵極電壓的電平并將降低的結(jié)果輸出；以及隨著該柵極電壓電平的降低，由于該驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通電阻的增加，降低由該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的輸出電流。
12.一種將來自存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)輸出到傳輸線的裝置，包括至少一組晶體管，其中至少一組晶體管中每組包括串聯(lián)連接的第一晶體管和第二晶體管；該第一晶體管的柵極接收來自存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)；該第二晶體管的漏極連接接到傳輸線；以及該第二晶體管的柵極接收一可變的電壓信號(hào)以改變?cè)摰诙w管的阻值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中改變?cè)摰诙w管的阻值以與該傳輸線的阻抗相匹配。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中該可變的電壓信號(hào)是基于傳輸線上的外部反饋的電流電平。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中該存儲(chǔ)器是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中該隨機(jī)存儲(chǔ)器是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中該動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器是內(nèi)存總線動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中該第一晶體管和該第二晶體管中至少一個(gè)是NMOS晶體管。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中該第一晶體管和該第二晶體管中至少一個(gè)是PMOS晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中該裝置是電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器。
全文摘要
一種利用柵極電壓控制輸出電流的電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器及輸出電流控制的方法。該驅(qū)動(dòng)器將從存儲(chǔ)器中心部分讀取的數(shù)據(jù)輸出到傳輸線，包括柵極電壓控制電路、偏壓電路和驅(qū)動(dòng)電路。該柵極電壓控制電路響應(yīng)電流控制信號(hào)產(chǎn)生一預(yù)定柵極電壓。該偏壓電路在激活模式中輸出該柵極電壓作為第一啟用信號(hào)，在備用模式中輸出地電壓作為第二啟用信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)該第一啟用信號(hào)驅(qū)動(dòng)預(yù)定的輸出電流，根據(jù)該數(shù)據(jù)將該預(yù)定的輸出電壓輸出到該傳輸線，并響應(yīng)該第二啟用信號(hào)使其停止工作。該柵極電壓控制電路根據(jù)該電流控制信號(hào)的值改變?cè)摉艠O電壓的電平，并將變化的結(jié)果輸出。因此，容易增加輸出電流的分辨率并減小該電流模式輸出驅(qū)動(dòng)器的占用面積，方便電路設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G11C7/10GK1574089SQ200410064030
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者鄭人榮 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社