專利名稱：偽差分電流模式接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)的電流模式傳輸，特別涉及一種偽差分電流模式接收器，其具有最小化的噪聲效應(yīng)，并且具有減小了共射-共基放大(cascode)的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗。
背景技術(shù)：
信號通常通過可以是印刷電路板跡線(trace)或金屬線的傳輸線來傳輸。這樣的信號一般是在電壓模式或電流模式之一中傳輸?shù)?。對于在電壓模式中傳輸?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以處于從約2.7伏到3.3伏的范圍內(nèi)的電壓電平接收的信號被解釋為具有邏輯高狀態(tài)。另外，以處于從約0伏到0.6伏的范圍內(nèi)的電壓電平接收的信號被解釋為具有邏輯低狀態(tài)。然而，尤其是在高速操作期間，數(shù)據(jù)傳輸期間的電阻-電容延遲可能在電壓模式中產(chǎn)生信號失真。
相反，對于電流模式，電流電平替代地用于表示邏輯狀態(tài)。以處于從約17毫安到23毫安的范圍內(nèi)的電流電平接收的信號被解釋為具有邏輯高狀態(tài)。另外，以處于從約0毫安到6毫安的范圍內(nèi)的電流電平接收的信號被解釋為具有邏輯低狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸期間的電阻-電容延遲不影響電流電平，使得電流模式中的數(shù)據(jù)傳輸不那么敏感于電阻-電容延遲。
對于偽差分電流模式中的數(shù)據(jù)傳輸，傳送器傳輸參考電流和數(shù)據(jù)電流。然后，接收器通過比較參考電流和數(shù)據(jù)電流來確定邏輯狀態(tài)。對于增強(qiáng)的操作，參考電流和數(shù)據(jù)電流中的噪聲期望被均衡。這種均衡的噪聲可以在參考電流和數(shù)據(jù)電流之差中被消除。另外，對于改進(jìn)的操作，偽差分電流模式接收器期望具有低輸入阻抗和高輸出阻抗。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明一方面的偽差分電流模式接收器包括調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器(regulated cascode buffer)，其用于緩沖所接收的數(shù)據(jù)電流。調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器生成具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖數(shù)據(jù)電流。另外，信號轉(zhuǎn)換器生成表示緩沖數(shù)據(jù)電流和參考電流之差的輸出信號。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，偽差分電流模式接收器還包括另一個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，其用于緩沖參考電流，以生成具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖參考電流。偽差分電流模式接收器還包括電源鏡像器，用于鏡像緩沖參考電流，以生成鏡像參考電流。在這種情況下，信號轉(zhuǎn)換器是I-V轉(zhuǎn)換器，其將緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流之差轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且具有匹配的MOSFET，使得緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流中的噪聲被均衡。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所接收的參考電流和所接收的數(shù)據(jù)電流都流出調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器。另外，所接收的參考電流和所接收的數(shù)據(jù)電流都流入調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，偽差分電流模式接收器包括參考電流生成器，其從參考電壓生成參考電流。在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所接收的數(shù)據(jù)電流流出調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，緩沖數(shù)據(jù)電流流出信號轉(zhuǎn)換器，并且參考電流流入信號轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，所接收的數(shù)據(jù)電流流入調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，緩沖數(shù)據(jù)電流流入信號轉(zhuǎn)換器，并且參考電流流出信號轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器、電流鏡像器、多個(gè)附加調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器和多個(gè)I-V轉(zhuǎn)換器。調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器接收參考電流，并且生成具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖參考電流。電流鏡像器通過鏡像緩沖參考電流來生成鏡像參考電流。該多個(gè)附加調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器中的每一個(gè)從各自的接收數(shù)據(jù)電流生成各自的具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖數(shù)據(jù)電流。該多個(gè)I-V轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)通過轉(zhuǎn)換各自的緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流之差來生成各自的輸出電壓。
偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳送器和多條傳輸線。數(shù)據(jù)傳送器生成由調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器接收的參考電流和數(shù)據(jù)電流。每條傳輸線在數(shù)據(jù)傳送器和相應(yīng)一個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器之間傳送參考電流和數(shù)據(jù)電流中的相應(yīng)一個(gè)。
這種偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)有利地在多個(gè)I-V轉(zhuǎn)換器之間共享參考電流。以這種方式，偽差分電流模式接收器使用調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，以便提供低輸入阻抗和高輸出阻抗。另外，通過進(jìn)一步均衡緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流中的噪聲，最小化這種噪聲的不良效應(yīng)。
通過考慮下面與附圖一起提供的對本發(fā)明的詳細(xì)描述，將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的偽差分電流模式接收器的方框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、圖1的偽差分電流模式接收器的操作期間的步驟的流程圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、圖1的偽差分電流模式接收器的電路圖，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有從其流出的參考電流和數(shù)據(jù)電流；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的、圖1的偽差分電流模式接收器的電路圖，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有從其流出的參考電流和數(shù)據(jù)電流；圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于確定輸入和輸出阻抗的、圖3或4中的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器的小型信號模型；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的、圖1的偽差分電流模式接收器的電路圖，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有向其流入的參考電流和數(shù)據(jù)電流；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的、圖1的偽差分電流模式接收器的電路圖，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有向其流入的參考電流和數(shù)據(jù)電流；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的偽差分電流模式接收器的電路圖，其中生成參考電流，并且數(shù)據(jù)電流流出調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的偽差分電流模式接收器的電路圖，其中生成參考電流，并且數(shù)據(jù)電流流入調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器；以及圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)。
這里參考的附圖是為了清楚說明而繪制的，并且不一定是按比例繪制的。圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11中具有相同標(biāo)號的單元是指具有類似結(jié)構(gòu)和/或功能的單元。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100的方框圖。偽差分電流模式接收器100包括第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器(requlatedcascade buffer)102、第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104、參考電流鏡像器106、以及電流-電壓(I-V)轉(zhuǎn)換器108。
圖2示出了圖1的偽差分電流模式接收器100的操作期間的步驟的流程圖。參考圖1和2，第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102接收并緩沖具有低輸入阻抗和高輸出阻抗的數(shù)據(jù)電流IDATA，以生成緩沖數(shù)據(jù)電流Iin(圖2中的步驟112)。另外，第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104接收并緩沖具有低輸入阻抗和高輸出阻抗的參考電流IREF，以生成緩沖參考電流If’(圖2中的步驟114)。
此外，參考電流鏡像器106鏡像緩沖參考電流If’，以生成鏡像參考電流If(圖2的步驟116)。隨后，I-V轉(zhuǎn)換器108轉(zhuǎn)換鏡像參考電流If與緩沖數(shù)據(jù)電流Iin之差，以生成輸出電壓VOUT(圖2中的步驟118)。例如，輸出電壓VOUT根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)電流IDATA是大于還是小于所接收的參考電流IREF來表示IDATA的邏輯狀態(tài)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100A的電路圖。圖3的偽差分電流模式接收器100A類似于圖1的偽差分電流模式接收器100而工作，因此類似地包括第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A、第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A、參考電流鏡像器106A、以及I-V轉(zhuǎn)換器108A。
圖3的第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A包括PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)MP11和MP12，并且包括NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)MN11和MN12。MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)MN11、MN12和MP11以調(diào)節(jié)共射-共基放大的配置耦接，以形成調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A，而PMOSFET MP12在調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A內(nèi)提供偏置電流。
在調(diào)節(jié)共射-共基放大配置中，NMOSFET MN11的源極耦接到低電源電壓VSS(其是圖3的示例中的地節(jié)點(diǎn))，并且其柵極耦接到接收數(shù)據(jù)電流IDATA的DATA端。PMOSFET MP11的漏極耦接到NMOSFET MN11的漏極，并且其柵極耦接到DATA端。NMOSFET MN12的源極耦接到DATA端，并且其柵極耦接到MOSFETMN11和MP11的漏極。
PMOSFET MP11的源極從PMOSFET MP12接收偏置電流。PMOSFETMP12的源極耦接到高電源電壓VDD，并且其漏極耦接到PMOSFET MP11的源極。NMOSFET MN12的漏極耦接到I-V轉(zhuǎn)換器108A的輸入節(jié)點(diǎn)120。
采用圖3的這種第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A，DATA端接收從第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A流出的數(shù)據(jù)電流IDATA，其中在該DATA端處具有低輸入阻抗。隨后，第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A生成緩沖數(shù)據(jù)電流Iin，其具有基本上等于所接收的數(shù)據(jù)電流IDATA的電流電平。另外，通過在其上具有高輸出阻抗的NMOSFET MN12的漏極生成緩沖數(shù)據(jù)電流Iin。
圖3的第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A包括PMOSFET MP21和MP22、以及NMOSFET MN21和MN22。第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A中的這些MOSFET MP21、MP22、MN21和MN22耦接在一起，并且分別類似于第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A中的MOSFET MP11、MP12、MN11和MN12而工作。這樣，MOSFET MN21、MN22和MP21以調(diào)節(jié)共射-共基放大配置耦接，以形成第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A，同時(shí)PMOSFETMP22在第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A內(nèi)提供偏置電流。
采用圖3的這種第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A，參考(REF)端接收從第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A流出的參考電流IREF，其中在該REF端處具有低輸入阻抗。隨后，第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A生成緩沖參考電流If’，其具有基本上等于所接收的參考電流IREF的電流電平。另外，通過在其上具有高輸出阻抗的NMOSFET MN22的漏極生成緩沖參考電流If’。
進(jìn)一步參考圖3，偽差分電流模式接收器100A包括電流鏡像器106A，其由二極管連接的PMOSFET MP31和鏡像PMOSFET MP32組成。二極管連接的PMOSFET MP31的源極耦接到高電源電壓VDD，并且其柵極和漏極耦接在一起。鏡像PMOSFET MP32的源極耦接到高電源電壓VDD，并且其漏極耦接到到I-V轉(zhuǎn)換器108A的輸入節(jié)點(diǎn)120。
對流過二極管連接的PMOSFET MP31的緩沖參考電流If’進(jìn)行鏡像，以流過鏡像PMOSFET MP32，其向I-V轉(zhuǎn)換器108A的輸入節(jié)點(diǎn)120提供鏡像參考電流If。這樣，鏡像參考電流If具有基本上相同于所接收的參考電流IREF的電流電平，但是流入I-V轉(zhuǎn)換器108A的輸入節(jié)點(diǎn)120。
通過鏡像參考電流If流入I-V轉(zhuǎn)換器108A的輸入節(jié)點(diǎn)120并且緩沖數(shù)據(jù)電流Iin流出該輸入節(jié)點(diǎn)120，I-V轉(zhuǎn)換器108A容易地生成表示這些電流之差的輸出電壓VOUT。這種I-V轉(zhuǎn)換器108A的單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是公知的。
另外在圖3中，PMOSFET MP12和MP22的柵極還耦接到二極管連接的PMOSFET MP31的柵極，以便分別通過每一個(gè)PMOSFET MP12和MP22為調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A和104A生成偏置電流。然而，本發(fā)明可以推廣到如圖4所示對于PMOSFET MP12和MP22使用任何類型的電流源。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100B的電路圖。偽差分電流模式接收器100B包括第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102B、第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104B、參考電流鏡像器106B、以及I-V轉(zhuǎn)換器108B。圖3的偽差分電流模式接收器100A和圖4的100B類似地工作。
然而，圖4的偽差分電流模式接收器100B具有第一偏置電流源132，其用于代替圖3的PMOSFET MP12來在第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102B內(nèi)提供偏置電流。另外，圖4的偽差分電流模式接收器100B具有第二偏置電流源134，用于代替圖3的PMOSFET MP22來在第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104B內(nèi)提供偏置電流。
在圖3或4的任何情況下，調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A、102B、104A和104B在DATA端或REF端處提供低輸入阻抗，并且在I-V轉(zhuǎn)換器108A或108B的輸入節(jié)點(diǎn)120處提供高輸出阻抗。圖5和6示出了調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A、102B、104A和104B中的示例調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A的小型信號模型。
參考圖5和6，gm1表示NMOSFET MN12的跨導(dǎo)，Vgs1表示其柵極到源極電壓，并且ro1表示其漏極到源極電阻。另外，gm2表示NMOSFET MN11的跨導(dǎo)，Vgs2表示其柵極到源極電壓，并且ro2表示其漏極到源極電阻。此外，gm3表示PMOSFET MP11的跨導(dǎo)，Vgs3表示其柵極到源極電壓，并且ro3表示其漏極到源極電阻。
參考圖5，DATA端(或者類似地，REF端)的Thevenin等效輸入阻抗Ri(其是輸入電壓vi和輸入電流i之比)如下導(dǎo)出vgs2＝vi＝vgs3vi＝(i+gm1vgs1)ro1vgs1=-[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]vi]]>vi＝ro1×i-gm1×ro1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]viRi=vii=ro11+gm1×ro1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]]]>≈1gm1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]]]>這樣，輸入阻抗Ri分別由MOSFET MN11和MP11的跨導(dǎo)gm2和gm3減小了共射-共基放大。類似地，對于調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A、102B、104A和104B中的每一個(gè)，DATA端或REF端的輸入阻抗被減小了共射-共基放大。
參考圖6，NMOSFET MN12(或者類似地，NMOSFET 22)的漏極處的Thevenin等效輸出阻抗Ro(其是輸出電壓vo與輸入電壓vi之比)如下導(dǎo)出vo＝gm1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]vi×ro1+vivovi=1+gm1ro1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]]]>Ro=1gm1+ro1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]]]>≈ro1[1+(gm2+gm3)(ro2//ro3)]這樣，輸出阻抗Ro分別由MOSFET MN11和MP11的跨導(dǎo)gm2和gm3增大了共射-共基放大。類似地，對于調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A、102B、104A和104B中的每一個(gè)，NMOSFET MN12或NMOSFET MN22的漏極處的輸出阻抗被增大了共射-共基放大。
以這種方式，偽差分電流模式接收器100A或100B接收并處理具有低輸入阻抗和高輸出阻抗的數(shù)據(jù)電流IDATA和參考電流IREF。另外，通過對于圖3中的第一和第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A和104A或者圖4中的102B和104B使用基本上相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最小化了偽差分電流模式接收器100A或100B中的噪聲效應(yīng)。
此外，為了最小化該噪聲的效應(yīng)，盡可能地匹配該第一和第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器中的器件。這樣，第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A(或102B)中的MOSFET MN11、MN12、MP11和MP12分別與第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A(或104B)中的MOSFET MN21、MN22、MP21和MP22相匹配。這樣的匹配可以針對MOSFET的大小尺寸或攙雜(doping)特性。在圖4中，第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102B中的第一電流源132與第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104B中的第二電流源134相匹配。
通過圖3中的第一和第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A和104A或者圖4中的102B和104B之間的這種匹配，均衡在緩沖數(shù)據(jù)電流Iin和鏡像參考電流If中產(chǎn)生的噪聲。當(dāng)I-V轉(zhuǎn)換器108A或108B確定這些電流Iin和If之差時(shí)，消除這種經(jīng)過均衡的噪聲。
圖3和4分別示出了偽差分電流模式接收器100A和100B，其中數(shù)據(jù)電流IDATA和參考電流IREF從這些接收器流出。圖7和8分別示出了偽差分電流模式接收器100C和100D，其中數(shù)據(jù)電流IDATA和參考電流IREF流入這些接收器。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100C的電路圖。偽差分電流模式接收器100C包括第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102C、第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104C、參考電流鏡像器106C、以及I-V轉(zhuǎn)換器108C。圖7的偽差分電流模式接收器100C接納(accommodate)流入該接收器100C的數(shù)據(jù)電流IDATA和參考電流IREF，但是在其它方面的工作類似于圖3的偽差分電流模式接收器100A。
這樣，比較圖3和7，電流流動(dòng)方向和MOSFET的導(dǎo)電性相反。這樣，圖7和8中的MOSFET MP11’、MP12’、MN11’、MN12’、MN32’、MP21’、MP22’、MN21’、MN22’和MN31’分別具有與圖3和4中的MOSFET MN11、MN12、MP11、MP12、MP32、MN21、MN22、MP21、MP22和MP31相反的導(dǎo)電性。
類似地，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100D的電路圖。偽差分電流模式接收器100D包括第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102D、第二調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104D、參考電流鏡像器106D、以及I-V轉(zhuǎn)換器108D。圖8的偽差分電流模式接收器100D接納流入該接收器100D的數(shù)據(jù)電流IDATA和參考電流IREF，但是在其它方面的工作類似于圖4的偽差分電流模式接收器100B。這樣，比較圖4和8，電流流動(dòng)方向和MOSFET的導(dǎo)電性相反。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100E的電路圖。圖9的偽差分電流模式接收器100E包括調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102E和I-V轉(zhuǎn)換器108E，其類似于圖3的第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A和I-V轉(zhuǎn)換器108A而工作。然而，圖9的偽差分電流模式接收器100E包括參考電流生成器152，其在偽差分電流模式接收器100E內(nèi)生成流入I-V轉(zhuǎn)換器108E的輸入節(jié)點(diǎn)120的參考電流If。
參考圖9，參考電流生成器152包括PMOSFET MP42，其源極耦接到高電源電壓VDD，并且其漏極耦接到I-V轉(zhuǎn)換器108E的輸入節(jié)點(diǎn)120。PMOSFETMP42包括被施加了參考電壓VREF的柵極。參考電壓VREF確定流入I-V轉(zhuǎn)換器108E的輸入節(jié)點(diǎn)120的參考電流If的電平。參考電壓VREF可以在芯片內(nèi)生成或者可以從外部提供。
I-V轉(zhuǎn)換器108E根據(jù)從參考電流生成器152生成的參考電流If與緩沖數(shù)據(jù)電流Iin之差來生成輸出電壓VOUT。偽差分電流模式接收器100E僅僅從傳送器接收數(shù)據(jù)電流IDATA，而在偽差分電流模式接收器100E內(nèi)生成參考電流If。數(shù)據(jù)電流IDATA流出圖9中的偽差分電流模式接收器100E。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的偽差分電流模式接收器100F的電路圖。圖10的偽差分電流模式接收器100F包括調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102F和I-V轉(zhuǎn)換器108F，其類似于圖7的第一調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102C和I-V轉(zhuǎn)換器108C而工作。然而，圖10的偽差分電流模式接收器100F包括參考電流生成器154，其在偽差分電流模式接收器100F內(nèi)生成流出I-V轉(zhuǎn)換器108F的輸入節(jié)點(diǎn)120的參考電流If。
參考圖10，參考電流生成器154包括NMOSFET MN42，其源極耦接到低電源電壓VSS，并且其漏極耦接到I-V轉(zhuǎn)換器108F的輸入節(jié)點(diǎn)120。NMOSFET MN42包括被施加了參考電壓VREF的柵極。參考電壓VREF確定流出I-V轉(zhuǎn)換器108F的輸入節(jié)點(diǎn)120的參考電流If的電平。參考電壓VREF可以在芯片內(nèi)生成或者可以從外部提供。
I-V轉(zhuǎn)換器108F根據(jù)從參考電流生成器154生成的參考電流If與緩沖數(shù)據(jù)電流Iin之差，生成輸出電壓VOUT。偽差分電流模式接收器100F僅僅從傳送器接收數(shù)據(jù)電流IDATA，而在偽差分電流模式接收器100F內(nèi)生成參考電流If。數(shù)據(jù)電流IDATA流入圖10中的偽差分電流模式接收器100F。
此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明可以通過用一般電流源來替換PMOSFETMP12來實(shí)施，以便在調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102E內(nèi)提供偏置電流。類似地，本發(fā)明可以通過用一般電流源來替換NMOSFET MN12來實(shí)施，以便在調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102F內(nèi)提供偏置電流。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200。偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200包括數(shù)據(jù)傳送器202、傳輸線204、以及數(shù)據(jù)接收器206。數(shù)據(jù)傳送器202包括參考電流傳送器208和多個(gè)數(shù)據(jù)電流傳送器210和212。
參考電流傳送器208包括第一NMOSFET MR1，其源極耦接到低電源電壓VSS，并且其柵極耦接到高電源電壓VDD。第一NMOSFET MR1具有流過其中的IREF-ΔI的電流電平。參考電流傳送器208還包括第二NMOSFETMR2，其源極耦接到低電源電壓VSS，并且其柵極耦接到高電源電壓VDD。第二NMOSFETMR2具有流過其中的ΔI的電流電平。
數(shù)據(jù)電流傳送器210和212中的每一個(gè)例如第N數(shù)據(jù)電流傳送器212包括第一NMOSFET MTN1，其源極耦接到低電源電壓VSS，并且其柵極耦接到高電源電壓VDD。第一NMOSFET MTN1具有流過其中的IREF-ΔI的電流電平。第N數(shù)據(jù)電流傳送器212還包括第二NMOSFET MTN2，其源極耦接到低電源電壓VSS，并且其柵極耦接到數(shù)據(jù)電壓VDT[N]。
數(shù)據(jù)電壓VDT[N]確定流過第二NMOSFET MTN2的電流電平。如果數(shù)據(jù)電壓VDT[N]處于邏輯高狀態(tài)，則2ΔI的電流電平流過第二NMOSFETMTN2。如果數(shù)據(jù)電壓VDT[N]處于邏輯低狀態(tài)，則第二NMOSFET MTN2被關(guān)斷，使得基本上為零的電流流過第二NMOSFET MTN2。
電流傳送器208、210和212中的每一個(gè)耦接到相應(yīng)的傳輸線214、216或218。IREF的電流流過耦接到參考電流傳送器210的相應(yīng)傳輸線214。IREF±ΔI的電流電平流過耦接到數(shù)據(jù)電流傳送器210或212的每一條傳輸線216和218。如果任何數(shù)據(jù)傳送器212內(nèi)的數(shù)據(jù)電壓VDT[N]處于邏輯高狀態(tài)，則IN＝IREF+ΔI的電流電平流過對應(yīng)的傳輸線218。如果任何數(shù)據(jù)傳送器212內(nèi)的數(shù)據(jù)電壓VDT[N]處于邏輯低狀態(tài)，則IN＝IREF-ΔI的電流電平流過對應(yīng)的傳輸線218。
每一條傳輸線214、216和218耦接到相應(yīng)的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器220、222或224。在圖11的示例實(shí)施例中，通過傳輸線214、216和218傳送的參考電流和數(shù)據(jù)電流從接收器206流出。圖11中的接收參考電流IREF的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器220類似地被實(shí)現(xiàn)為圖3的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104A或者圖4的104B。接收數(shù)據(jù)電流I0或IN的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器222和224中的每一個(gè)類似地被實(shí)現(xiàn)為圖3的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102A或者圖4的102B。
另外，偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200可以被實(shí)現(xiàn)成參考電流IREF和數(shù)據(jù)電流I0和IN流入接收器206。在這種情況下，接收參考電流IREF的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器220類似地將被實(shí)現(xiàn)為圖7的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器104C或者圖8的104D。另外在這種情況下，接收數(shù)據(jù)電流I0或IN的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器222和224中的每一個(gè)類似地將被實(shí)現(xiàn)為圖7的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器102C或者圖8的102D。
接收器206還包括參考電流鏡像器226，其從調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器220接收緩沖參考電流If’。參考電流鏡像器226鏡像緩沖參考電流If’，以生成鏡像參考電流If。接收器206還包括電流-電壓(I-V)轉(zhuǎn)換器228和230，其中每一個(gè)耦接到參考電流鏡像器226和接收數(shù)據(jù)電流的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器222和224中的相應(yīng)一個(gè)。
每個(gè)I-V轉(zhuǎn)換器例如第N個(gè)I-V轉(zhuǎn)換器230接收由對應(yīng)的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器224生成的緩沖數(shù)據(jù)電流IinN以及鏡像參考電流If。然后，I-V轉(zhuǎn)換器230生成對應(yīng)的輸出電壓VDX[N]，其表示這些電流IinN和If之差(即，±ΔI)。以這種方式，輸出電壓VDX[N]表示用于從對應(yīng)的數(shù)據(jù)電流傳送器212生成數(shù)據(jù)電流IN的數(shù)據(jù)電壓VDT[N]的邏輯狀態(tài)。
以這種方式，偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200使用接收器206中的調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器220、222和224，以提供低輸入阻抗和高輸出阻抗。另外，參考電流鏡像器226由調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器222和224高效地共享，使得從傳送器202傳送一個(gè)參考電流。此外，為了減小噪聲的效應(yīng)，以基本上相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器220、222和224。
偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200可以是顯示系統(tǒng)例如LCD(液晶顯示器)系統(tǒng)的一部分，其中傳送器202是LCD系統(tǒng)的定時(shí)控制器，并且接收器206是LCD系統(tǒng)的源驅(qū)動(dòng)器。另外，偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200可以是高速串行數(shù)據(jù)接口的一部分。然而，偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)200也可以用于任何其它數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。
前文僅僅作為示例，而不旨在是限制性的。例如，這里示出和描述的任何數(shù)目的單元僅僅作為示例。另外，本發(fā)明可以采用具有類似功能的其它類型的器件而非僅僅這里所示和描述的示例器件來實(shí)施。本發(fā)明僅僅如在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物中限定的那樣來限制。
本申請要求2004年12月16日提交的韓國專利申請No.2004-106766在35U.S.C.§119下的優(yōu)先權(quán)，在此將其全文引作參考。
權(quán)利要求
1.一種偽差分電流模式接收器，包括調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，用于緩沖所接收的數(shù)據(jù)電流，以生成具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖數(shù)據(jù)電流；以及信號轉(zhuǎn)換器，用于生成表示緩沖數(shù)據(jù)電流和參考電流之差的輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的偽差分電流模式接收器，還包括另一個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，用于緩沖參考電流，以生成具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖參考電流；以及電源鏡像器，用于鏡像緩沖參考電流，以生成鏡像參考電流，其中信號轉(zhuǎn)換器是I-V轉(zhuǎn)換器，其將緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流之差轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的偽差分電流模式接收器，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的偽差分電流模式接收器，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有匹配的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。
5.如權(quán)利要求2所述的偽差分電流模式接收器，其中所接收的參考電流和所接收的數(shù)據(jù)電流流出調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器。
6.如權(quán)利要求5所述的偽差分電流模式接收器，其中每個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器包括第一NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其源極耦接到所接收的數(shù)據(jù)電流，并且其漏極耦接到電流鏡像器和I-V轉(zhuǎn)換器；第二NMOSFET，其柵極耦接到第一NMOSFET的源極，其源極耦接到低電源電壓，并且其漏極耦接到第一NMOSFET的柵極；第一PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其漏極耦接到第一NMOSFET的柵極和第二NMOSFET的漏極，并且其柵極耦接到第一NMOSFET的源極和第二NMOSFET的柵極；以及電流源，耦接到第一PMOSFET的源極。
7.如權(quán)利要求6所述的偽差分電流模式接收器，其中電流源包括第二PMOSFET，其源極耦接到高電源電壓，其柵極耦接到電流鏡像器以便偏置，并且其漏極耦接到第一PMOSFET的源極。
8.如權(quán)利要求2所述的偽差分電流模式接收器，其中所接收的參考電流和所接收的數(shù)據(jù)電流流入調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器。
9.如權(quán)利要求8所述的偽差分電流模式接收器，其中每個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器包括第一PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其源極耦接到所接收的數(shù)據(jù)電流，并且其漏極耦接到電流鏡像器和I-V轉(zhuǎn)換器；第二PMOSFET，其柵極耦接到第一PMOSFET的源極、其源極耦接到高電源電壓，并且其漏極耦接到第一PMOSFET的柵極；第一NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其漏極耦接到第一PMOSFET的柵極和第二PMOSFET的漏極，并且其柵極耦接到第一PMOSFET的源極和第二PMOSFET的柵極；以及電流源，耦接到第一NMOSFET的源極。
10.如權(quán)利要求9所述的偽差分電流模式接收器，其中電流源包括第二NMOSFET，其源極耦接到低電源電壓，其柵極耦接到電流鏡像器以便偏置，并且其漏極耦接到第一NMOSFET的源極。
11.如權(quán)利要求1所述的偽差分電流模式接收器，還包括參考電流生成器，根據(jù)參考電壓生成參考電流。
12.如權(quán)利要求11所述的偽差分電流模式接收器，其中所接收的數(shù)據(jù)電流流出調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，并且其中緩沖數(shù)據(jù)電流流出信號轉(zhuǎn)換器，并且其中參考電流流入信號轉(zhuǎn)換器，并且其中信號轉(zhuǎn)換器是I-V轉(zhuǎn)換器，其用于將緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流之差轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的偽差分電流模式接收器，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器包括第一NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其源極耦接到所接收的數(shù)據(jù)電流，并且其漏極耦接到參考電流生成器和I-V轉(zhuǎn)換器；第二NMOSFET，其柵極耦接到第一NMOSFET的源極，其源極耦接到低電源電壓，并且其漏極耦接到第一NMOSFET的柵極；第一PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其漏極耦接到第一NMOSFET的柵極和第二NMOSFET的漏極，并且其柵極耦接到第一NMOSFET的源極和第二NMOSFET的柵極；以及電流源，耦接到第一PMOSFET的源極。
14.如權(quán)利要求13所述的偽差分電流模式接收器，其中電流源包括第二PMOSFET，其源極耦接到高電源電壓，其柵極耦接到參考電流生成器以便偏置，并且其漏極耦接到第一PMOSFET的源極。
15.如權(quán)利要求11所述的偽差分電流模式接收器，其中所接收的數(shù)據(jù)電流流入調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，并且其中緩沖數(shù)據(jù)電流流入信號轉(zhuǎn)換器，并且其中參考電流流出信號轉(zhuǎn)換器，并且其中信號轉(zhuǎn)換器是I-V轉(zhuǎn)換器，其用于將緩沖數(shù)據(jù)電流和參考電流之差轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的偽差分電流模式接收器，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器包括第一PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其源極耦接到所接收的數(shù)據(jù)電流，并且其漏極耦接到參考電流生成器和I-V轉(zhuǎn)換器；第二PMOSFET，其柵極耦接到第一PMOSFET的源極、其源極耦接到高電源電壓，并且其漏極耦接到第一PMOSFET的柵極；第一NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其漏極耦接到第一PMOSFET的柵極和第二PMOSFET的漏極，并且其柵極耦接到第一PMOSFET的源極和第二PMOSFET的柵極；以及電流源，耦接到第一NMOSFET的源極。
17.如權(quán)利要求16所述的偽差分電流模式接收器，其中電流源包括第二NMOSFET，其源極耦接到低電源電壓，其柵極耦接到參考電壓生成器以便偏置，并且其漏極耦接到第一NMOSFET的源極。
18.一種偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，用于緩沖所接收的參考電流，以生成具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖參考電流；電流鏡像器，鏡像緩沖參考電流以生成鏡像參考電流；多個(gè)附加調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器，每一個(gè)緩沖各自接收的數(shù)據(jù)電流，以生成各自的具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗的緩沖數(shù)據(jù)電流；以及多個(gè)I-V轉(zhuǎn)換器，每一個(gè)將各自的緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流之差轉(zhuǎn)換為各自的輸出電壓。
19.如權(quán)利要求18所述的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)傳送器，用于生成由調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器接收的參考電流和數(shù)據(jù)電流；以及多條傳輸線，每一條在數(shù)據(jù)傳送器和相應(yīng)一個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器之間傳送參考電流和數(shù)據(jù)電流中的相應(yīng)一個(gè)。
20.如權(quán)利要求18所述的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，其中調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器具有相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求18所述的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，其中所接收的參考電流和所接收的數(shù)據(jù)電流中的每一個(gè)流出調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器。
22.如權(quán)利要求20所述的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，其中每個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器包括第一NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其源極耦接到所接收的數(shù)據(jù)電流或所接收的參考電流，并且其漏極耦接到電流鏡像器和I-V轉(zhuǎn)換器；第二NMOSFET，其柵極耦接到第一NMOSFET的源極，其源極耦接到低電源電壓，并且其漏極耦接到第一NMOSFET的柵極；第一PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其漏極耦接到第一NMOSFET的柵極和第二NMOSFET的漏極，并且其柵極耦接到第一NMOSFET的源極和第二NMOSFET的柵極；以及電流源，耦接到第一PMOSFET的源極。
23.如權(quán)利要求18所述的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，其中所接收的參考電流和所接收的數(shù)據(jù)電流中的每一個(gè)流入調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器。
24.如權(quán)利要求23所述的偽差分電流模式收發(fā)器系統(tǒng)，其中每個(gè)調(diào)節(jié)共射-共基放大緩沖器包括第一PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其源極耦接到所接收的數(shù)據(jù)電流或所接收的參考電流，并且其漏極耦接到電流鏡像器和I-V轉(zhuǎn)換器；第二PMOSFET，其柵極耦接到第一PMOSFET的源極、其源極耦接到高電源電壓，并且其漏極耦接到第一PMOSFET的柵極；第一NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其漏極耦接到第一PMOSFET的柵極和第二PMOSFET的漏極，并且其柵極耦接到第一PMOSFET的源極和第二PMOSFET的柵極；以及電流源，耦接到第一NMOSFET的源極。
25.一種處理數(shù)據(jù)電流的方法，包括緩沖所接收的數(shù)據(jù)電流，以生成緩沖數(shù)據(jù)電流，其具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗；以及生成表示緩沖數(shù)據(jù)電流和參考電流之差的輸出信號。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括緩沖所接收的參考電流，以生成緩沖參考電流，其具有減小了共射-共基放大的輸入阻抗和增大了共射-共基放大的輸出阻抗；鏡像緩沖參考電流，以生成鏡像參考電流；以及將緩沖數(shù)據(jù)電流和鏡像參考電流之差轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括根據(jù)參考電壓生成參考電流。
全文摘要
一種偽差分電流模式接收器包括調(diào)節(jié)共射－共基放大緩沖器，其用于緩沖所接收的數(shù)據(jù)電流，以生成具有減小了共 射－共基放大的輸入阻抗和增大了共射－共基放大的輸出阻抗的緩沖數(shù)據(jù)電流。另外，信號轉(zhuǎn)換器生成表示緩沖數(shù)據(jù)電流和參考電流之差的輸出信號。還可以由調(diào)節(jié)共射－共基放大緩沖器接收和緩沖參考電流，其具有減小了共射－共基放大的輸入阻抗和增大了共射－共基放大的輸出阻抗。
文檔編號H03K19/0185GK1790913SQ20051013173
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者蔣一權(quán), 全龍?jiān)?申請人:三星電子株式會(huì)社