專利名稱：用于具有陡沿的輸入信號的在一側(cè)關(guān)斷電流的輸入放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一用于具有陡沿的輸入信號的在一側(cè)關(guān)斷電流的輸入放大器，其具有至少一個晶體管，該晶體管含有一個與輸出端相連的電極。
CMOS輸入放大器已經(jīng)公知很久并且其可以用于多種電路。開頭所述類型的輸入放大器例如描述在P.E.Allen和D.R.Holberg所著的專業(yè)n書籍“CMOS模擬電路設(shè)計”的381頁。
圖3所示的這種公知輸入放大器由差分放大器1、P溝道MOS晶體管9和N溝道MOS晶體管10所組成。晶體管9、10的柵極和差分放大器1的輸入端IN與輸入端子5相連，在該端子上存在輸入信號XIN，而晶體管9的源極-漏極段與用于提供工作電壓VCC的端子8相連。另外，該差分放大器1通過基準(zhǔn)電壓XREF加載并且與用于提供輸入信號OUT的輸出端子20相連。
這種已知的輸入放大器可能應(yīng)用在例如LVTTL電路(LVTTL＝低電壓-晶體管-晶體管-邏輯)和SSTL邏輯電路(SSTL＝抽頭-串聯(lián)-終接-邏輯)中。在LVTTL邏輯電路中出現(xiàn)的電壓上升和下降是從大約0.8v到2.0v，而SSTL邏輯電路的相應(yīng)的上升和下降沿與參考值相比大約為400mV。
在兩個邏輯電路，即LVTTL邏輯電路和SSTL邏輯電路中，電壓降的邊沿非常陡，所以存在相應(yīng)的快的輸入邊沿。現(xiàn)在在芯片上含有數(shù)量足夠的輸入放大器，所以在節(jié)省電流的工作模式中只有被控制的電路應(yīng)該具有實際意義上的激活。
但現(xiàn)在示出了，在輸入信號的陡沿的情況下，并沒有保證輸入放大器的相應(yīng)關(guān)斷。
為了解決這個問題，現(xiàn)在考慮使用電流鏡象電路或不對稱輸入放大器。電流鏡象電路需要相當(dāng)高的電流，而不對稱輸入放大器在其電路特征的對稱方面存在缺點。
上述發(fā)明的任務(wù)是提供一個具有在一側(cè)關(guān)斷電流的輸入放大器，其也能夠保證在快速的輸入邊沿的情況下允許的導(dǎo)通。
為了解決這個任務(wù)，上述發(fā)明提供了開關(guān)所述類型的輸入放大器，其特征在于，通過一個阻止晶體管完全關(guān)斷的裝置，一旦施加了具有陡沿的輸入信號，就可以把電極電壓提高到工作電壓。
以有利的方式，該晶體管是第一種導(dǎo)通類型的第一MOS晶體管。然后應(yīng)用與第一相對的第二導(dǎo)通類型的另一MOS晶體管，它的工作電壓要比第一MOS晶體管高。該另一MOS晶體管通過源極-漏極段位于輸入放大器的電流鏡向晶體管的柵極之間，并且在其柵極與此晶體管的源極或漏極相連并且通過工作電壓加載。
下面借助附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。圖為

圖1按照本發(fā)明的輸入放大器的電路圖；圖2圖1中的輸入放大器的詳細(xì)電路圖；圖3傳統(tǒng)類型的輸入放大器的電路圖。
圖3已在開頭進行解釋。在圖1和2中相應(yīng)的器件具有與圖3中相同的參考符號。
差分放大器1是由一個在其柵極通過基準(zhǔn)電壓XREF加載的N溝道MOS晶體管2和一個相應(yīng)于節(jié)點4對稱設(shè)置的N溝道MOS晶體管3。在一個與晶體管3的柵極相連的輸入端子5上施加輸入信號XIN。晶體管2、3的源極或漏極與電流鏡象P溝道MOS晶體管相連，它的襯底通過工作電壓VCC加載，該電壓通過端子8接入。此工作電壓VCC也存在于柵極有輸入信號XIN接入的P溝道MOS晶體管9上。N溝道MOS晶體管10的源極或漏極與節(jié)點4相連并且在其柵極存在從輸入端子接入的輸入信號XIN。晶體管6的柵極與晶體管2和6之間的節(jié)點Q相連。另外，晶體管3和7之間的節(jié)點QN與輸出端子20相連以提供一輸出信號OUT。
晶體管9、10可用于在高電壓上升時關(guān)斷差分放大器1中流過的橫向電流。
晶體管3、7與晶體管2、6對稱。由晶體管6和7所產(chǎn)生的電流鏡向也可以由N溝道MOS晶體管實現(xiàn)。相似的，輸入晶體管2、3也能夠是P溝道MOS晶體管。
在輸入端子5處的例如一輸入信號在LVTTL邏輯電路中陡然地從大約高于2.0V降低到低于0.8V。
所述類型的“高-低-電壓邊沿”在一個電路中，如上面所描述的，可以關(guān)斷晶體管10，以此節(jié)點Q的電壓通過晶體管6向上升。由此可以再一次關(guān)斷晶體管7，該晶體管也應(yīng)該使節(jié)點QN的電壓向上升。換句話說，現(xiàn)在所描述的輸入放大器在具有陡沿的輸入信號的情況下并不能正常地工作。
為了在這種具有陡沿的輸入信號的情況下也保證這樣的正常工作，本發(fā)明的輸入放大器另外還具有一裝置X(見圖1)，該裝置阻止了晶體管7的完全關(guān)斷并且例如由一個N溝道MOS晶體管21組成(見圖2)，該晶體管21通過它的源極-漏極段位于晶體管6、7的柵極之間或者節(jié)點Q和晶體管7的柵極之間，并且通過柵極連接到晶體管6、7和晶體管9的源極-漏極段之間的節(jié)點，或者通過工作電壓VCC加載。
在輸入信號具有陡峭的高-低-邊沿的情況下，在如此構(gòu)成的本發(fā)明輸入放大器中，節(jié)點Q通過晶體管21接收晶體管6的VCC工作電壓。因為晶體管21的工作電壓高于晶體管6的工作電壓，這可以通過“體效應(yīng)”達到，以此阻止了晶體管7的關(guān)閉，所以節(jié)點QN的電壓上升。
以此方式，本發(fā)明的輸入放大器能夠?qū)ň哂泻芸斓倪呇氐男盘?，以致能夠?qū)崿F(xiàn)允許的關(guān)斷。要求附加到輸入放大器上的電路的費用是極小的，因為只需要另外一個晶體管21。
權(quán)利要求
1.用于具有陡沿的輸入信號的在一側(cè)關(guān)斷電流的輸入放大器，具有至少一個晶體管(7)，其含有一個與輸出端相連的電極，其特征在于，一個裝置(21)，其阻止晶體管(7)的完全關(guān)斷，以致一旦施加具有陡沿的輸入信號，電極(QN)的電壓能夠升高到工作電壓。
2.如權(quán)利要求1的輸入放大器，其特征在于，該MOS晶體管(7)是具有第一導(dǎo)電類型的第一MOS晶體管，并且該裝置含有另外一個具有第二導(dǎo)電類型的MOS晶體管(21)，其工作電壓要比第一MOS晶體管(7)的工作電壓高。
3.如權(quán)利要求2的輸入放大器，其特征在于，該另一MOS晶體管通過其源極-漏極段位于差分放大器(1)的MOS晶體管(6、7)的柵極之間，并且在其柵極與晶體管(6、7)的源極或漏極相連，或者通過工作電壓(VCC)加載。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用于具有陡沿的輸入信號的在一側(cè)關(guān)斷電流的輸入放大器,其具有一MOS晶體管(7),它的源極或漏極接到與輸出級相連的節(jié)點(QN)。位于輸入放大器(1)的兩個P溝道MOS晶體管(6、7)之間的N溝道MOS晶體管(21)通過這種類型的輸入信號阻止了P溝道MOS晶體管(7)的關(guān)斷,以使一旦施加了輸入信號,節(jié)點(QN)的電壓就升高到工作電壓(VCC)。
文檔編號H03K17/60GK1195225SQ9810613
公開日1998年10月7日 申請日期1998年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月3日
發(fā)明者C·思謝爾特 申請人:西門子公司