寬廣共模范圍傳輸門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體來說涉及傳輸門電路。
【背景技術(shù)】
[0002]各種種類的電子裝置是眾所周知的。此類電子裝置可在電路之間或經(jīng)由裝置電子信號以傳遞信息或觸發(fā)各種元件的操作。舉例來說，現(xiàn)代的汽車包含遍及車輛安置的多種多樣的電子控制裝置。此類裝置可在彼此之間及/或向車輛的中央計算機(jī)發(fā)送信號以供處理。為發(fā)送此類信號，開關(guān)傳輸或阻擋此類信號以促進(jìn)有序的通信。舉例來說，傳輸門或模擬開關(guān)可控制傳入信號到其它裝置或電路元件的傳遞。在一種狀態(tài)中，傳輸門阻擋信號，且在另一種狀態(tài)中，傳輸門將其輸入處的信號傳遞到其輸出。
[0003]圖1中圖解說明一種用以處置此應(yīng)用的方法，圖1圖解說明包含連接到NMOS晶體管14的PMOS晶體管12的電路10。電路10由到兩個晶體管12及14的相應(yīng)柵極的電壓控制。第一電壓斷開兩個晶體管12及14以允許輸入處的信號傳遞到輸出，且第二電壓閉合兩個晶體管12及14以阻擋任何信號在輸入與輸出之間傳遞。
[0004]此標(biāo)準(zhǔn)傳輸門具有各種缺點。舉例來說，當(dāng)輸入信號過高時，所述輸入信號可能被箝位或截止，這是因為晶體管12及14無法對此信號進(jìn)行物理處置，除非被專門設(shè)計及構(gòu)建為如此進(jìn)行操作。此外，由于對所述門的PMOS晶體管的寄生二極管效應(yīng)，反饋的信號可能從輸入行進(jìn)到輸出。當(dāng)輸入信號在寬廣范圍內(nèi)變化時或當(dāng)用以控制傳輸門的電力變化不定時，此傳輸門也可能不能在無顯著信號降級或改變的情況下傳遞所述輸入信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]實例性實施例描述一種對其晶體管進(jìn)行自偏置以提供恒定柵極偏置的傳輸門。所述恒定柵極偏置提供用于使輸入信號被干凈利索地傳遞到柵極的輸出的一致路徑且在出現(xiàn)高輸入信號的情況下保護(hù)所述晶體管的柵極氧化物。
[0006]通過一個此種方法，匹配晶體管經(jīng)布置以通過電壓輸入節(jié)點、借助電流源來進(jìn)行偏置，所述電流源經(jīng)配置以提供偏置電流。在一個此種實例中，所述電流源經(jīng)配置以跨越匹配晶體管陣列的個別晶體管提供偏置電流。電流宿經(jīng)配置以吸收跨越所述匹配晶體管陣列的所述個別晶體管的所述偏置電流以將電壓輸入節(jié)點處的偏置電壓設(shè)定為所述匹配晶體管陣列的所述個別晶體管的柵極到源極電壓的倍數(shù)。與所述匹配晶體管陣列的所述個別晶體管不同的一組晶體管經(jīng)配置以提供用于使在所述不同組晶體管中的一者處接收的模擬輸入信號作為來自所述不同組晶體管中的另一者的模擬輸出信號而輸出的信號路徑。所述不同組晶體管是以所述不同組晶體管的柵極到源極電壓的倍數(shù)進(jìn)行自偏置的。
[0007]經(jīng)如此配置，可適應(yīng)寬廣共模范圍，因為輸入信號將不會不利地影響偏置信號或不會易于損壞傳輸門的晶體管。傳輸門拓?fù)淙菰S進(jìn)行恒定的柵極到源極電壓偏置以使不同組晶體管的漏極到源極電阻在過程變化時保持恒定。在全面審閱及研宄以下詳細(xì)說明后，這些及其它益處可變得清晰。
【附圖說明】
[0008]圖1圖解說明實例性常規(guī)傳輸門；
[0009]圖2圖解說明根據(jù)實例性實施例的實例性傳輸門；
[0010]圖3是實例性操作方法的流程圖；
[0011]圖4圖解說明并入到低壓降調(diào)節(jié)器電路中的實例性傳輸門；
[0012]圖5圖解說明并入有兩個傳輸門的實例性低壓降調(diào)節(jié)器電路。
【具體實施方式】
[0013]圖2圖解說明具有模擬輸入線205及模擬輸出線210的設(shè)備200。第一晶體管220包含電連接到模擬輸入線205的第一漏極222、電連接到電壓輸入節(jié)點230的第一柵極224及電連接到模擬信號節(jié)點235的第一源極226。設(shè)備200進(jìn)一步包含第二晶體管240及第三晶體管250。第二晶體管240及第三晶體管250電連接在電壓輸入節(jié)點230與模擬信號節(jié)點235之間。在所圖解說明的實例中，第二晶體管具有電連接到電壓輸入節(jié)點230的第二漏極242及第二柵極244。第三晶體管250具有兩者均電連接到第二晶體管240的第二源極246的第三漏極252及第三柵極254。第三晶體管250還具有電連接到模擬信號節(jié)點235的第三源極256。第四晶體管260包含電連接到模擬信號節(jié)點235的第四源極266。第四柵極264電連接到模擬信號節(jié)點230，且第四漏極262電連接到模擬輸出線210。
[0014]電流源270經(jīng)電連接以將偏置電流提供到電壓輸入節(jié)點230中。電流宿280經(jīng)電連接以從模擬信號節(jié)點235吸收電流。所述電流宿經(jīng)配置以吸收用于偏置第二晶體管240及第三晶體管250的電流以允許通過由模擬輸入線205接收的信號來確定模擬信號節(jié)點235的信號。
[0015]依據(jù)一種方法，第一晶體管220、第二晶體管240、第三晶體管250及第四晶體管260為高電壓匹配晶體管。此技術(shù)領(lǐng)域中已知短語“匹配晶體管”意指通過制造、選擇或這兩種手段而具有類似特性的兩個或兩個以上同一類型的晶體管，例如雙極NPN晶體管或兩個增強(qiáng)N型MOSFET。特性越接近，匹配性就越好。一種用以制作匹配晶體管的方法是在晶體管制造過程期間使其在單個裸片上位于一起或彼此緊挨。在電流宿280移除來自電流源270的用以繞過作為匹配晶體管的第二晶體管240及第三晶體管250的電流的情況下，模擬輸入線205與模擬輸出線210之間的信號路徑不受偏置干擾。經(jīng)如此配置，模擬信號節(jié)點235由模擬輸入線205處的輸入模擬信號確定，這又強(qiáng)制電壓輸入節(jié)點230被自偏置到第二晶體管240及第三晶體管250的柵極到源極偏置電壓的兩倍，而不管所述輸入模擬信號如何。在輸入模擬信號上下移動時，第一晶體管220及第四晶體管260的柵極到源極電壓將由于由電流源270及電流宿280強(qiáng)制的電流節(jié)點操作而保持被偏置到那些晶體管的柵極到源極電壓的兩倍。此拓?fù)鋵崿F(xiàn)恒定的柵極到源極電壓，其將不會損害晶體管的柵極氧化物的完整性，而不管模擬輸入電壓如何。
[0016]圖2的說明性實例包含促進(jìn)設(shè)備200的操作的其它元件。例如，設(shè)備200進(jìn)一步包含二極管290，二極管290具有電連接到模擬信號節(jié)點235的陽極291且具有電連接到電壓輸入節(jié)點230的陰極292。此二極管290有助于抑制電路內(nèi)的瞬態(tài)事件。額外二極管可連接到晶體管中的各者。舉例來說，第一晶體管二極管293可具有電連接到第一晶體管220的第一源極226及第一本體227的陽極294以及電連接到第一漏極226的陰極295。類似地，第四晶體管二極管296可具有電連接到第四晶體管260的第四源極266及第四本體267的陽極297以及電連接到第四漏極262的陰極298。這些二極管293及296促進(jìn)相關(guān)聯(lián)晶體管220及260的操作。
[0017]開關(guān)S1、S2及S3安置于遍及電路的各個點處以選擇性地斷開或閉合模擬輸入線205與模擬輸出線210之間的信號路徑。舉例來說，為允許信號通過電路200，開關(guān)S2斷開以允許電流宿280進(jìn)行操作，且開關(guān)S3閉合以允許電流源270將電流傳遞到電壓輸入節(jié)點230中。開關(guān)SI斷開使得電壓輸入節(jié)點230處的信號被傳遞到電路200的各種其它元件而非傳遞到接地。為關(guān)斷電路200使得信號將不傳遞到模擬輸出線210，開關(guān)S1、S2及S3采取其相應(yīng)的相反位置。因此，開關(guān)SI閉合以將電壓輸入節(jié)點230接地，開關(guān)S2閉合以圍繞電流宿280將模擬信號節(jié)點235接地，且開關(guān)S3斷開以將電路200與輸入電壓Vin及電流源270切斷。在無偏置電壓或電流的情況下，晶體管220、240、250及260關(guān)斷，從而不允許信號在其相應(yīng)漏極與源極之間傳遞。此外，無論何種信號均被留在電壓輸入節(jié)點230處，且模擬信號節(jié)點235被拉到接地以進(jìn)一步確保信號不傳遞到模擬輸出線210。使用此技術(shù)領(lǐng)域中已知的方法通過單獨控制器(未展示)來控制開關(guān)S1、S2及S3。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可構(gòu)想出其它用以按照命令將傳輸門切斷的設(shè)計。
[0018]圖2僅圖解說明一種實例性方法。一般來說，根據(jù)這些教示的傳輸門電路將包含經(jīng)配置以將恒定柵極偏置提供到匹配晶體管陣列的自偏置式柵極驅(qū)動器。所述恒定柵極偏置不需要為完全“恒定”的，而是僅需要在此類電路的能力內(nèi)處于給定的小范圍內(nèi)。電流源跨越匹配晶體管陣列的個別晶體管提供偏置電流。圖2將N型MOSFET晶體管240及260圖解說明為個別晶體管，但可使用不同數(shù)目或類型的晶體管。電流宿吸收跨越匹配晶體管陣列的個別晶體管的偏置電流以將電壓輸入節(jié)點處的偏置電壓設(shè)定為所述匹配晶體管陣列的個別晶體管的柵極到源極電壓的倍數(shù)。與所述匹配晶體管陣列的個別晶體管不同的一組晶體管提供用于使在所述不同組晶體管中的一者處接收的模擬輸入信號作為來自所述不同組晶體管中的另一者的模擬輸出信號而輸出的信號路徑。在圖2的實例中，晶體管220及260表示來自匹配晶體管陣列的不同組N型MOSFET晶體管，但可使用不同數(shù)目或類型的晶體管。此不同組晶體管是以所述不同組晶體管的柵極到源極電壓的倍數(shù)進(jìn)行偏置的。
[0019]圖3圖解說明實例性方法300，方法300包含在傳輸門電路的電壓輸入節(jié)點處接收(305)偏置電流。從電壓輸入節(jié)點對晶體管進(jìn)行偏置(320)。例如，從電壓輸入節(jié)點對第一晶體管、第二晶體管及第四晶體管進(jìn)行偏置，且從來自第二晶體管的第二源極的電流對第三晶體管進(jìn)行偏置。方法300進(jìn)一步包含從電連接到第一晶體管的第一源極、第三晶體管的第三源極及第四晶體管的第四漏極的模擬信號節(jié)點吸收(330)電流以將電壓輸入節(jié)點強(qiáng)