專利名稱：差分輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備的接口，尤其涉及一種電流驅(qū)動接口技術(shù)。
背景技術(shù)：
低電壓差分信號(下文中稱為“LVDS”)已經(jīng)被作為一種電流驅(qū)動接口廣泛使用。LVDS通過小幅值電壓的極性來實現(xiàn)信號傳輸，由于來自發(fā)送端的差分電流輸出，這種小幅值電壓會產(chǎn)生在接收端的終端電阻器上。LVDS使用差分信號，因此具有很高的抗共模噪聲能力。但是，如果DC偏移電壓剛好是差分信號幅值的中心值，那么就不適合作電源電壓和地，共模噪聲將無法得到適當(dāng)?shù)南Ｒ虼嗽贚VDS中，有必要將DC偏移電壓控制在預(yù)先確定的范圍內(nèi)。
LVDS發(fā)送端的差分輸出電路通常包括提供從電源到接收端終端電阻器的恒定電流的電流源，把恒定電流從終端電阻器送到地的電流源，和帶有切換部件的輸出極性切換電路。該差分輸出電路通過使用輸出極性切換電路來改變差分電流的方向，從而完成信號傳送。該差分輸出電路的輸出偏移電壓是固定的電壓，使得提供電流的電流源和引入電流的電流源有相同的電流值。該電壓取決于這兩個電流源的特性。輸出偏移電壓根據(jù)這些特性的變化而變化。因此，為了抑制生產(chǎn)過程中設(shè)備特性的變化，必須采取某些措施。
為了解決這個問題，通常要采用下面的這些措施。公開號為2002-84181的未經(jīng)審查的日本專利公開了使用恒定電流電路部分(section)來使輸出偏移電壓保持恒定。美國專利第6720805號公開使用反饋電路調(diào)整差分輸出電路中電流源的偏移。美國專利第6380797號和第6111431號公開使用復(fù)制電路(replica circuit)調(diào)整差分輸出電路中電流源的偏移。
當(dāng)反饋電路結(jié)合在差分輸出電路中使用的時候，必須精細(xì)地設(shè)計電路，這樣控制系統(tǒng)才能避免振蕩，但是設(shè)計的復(fù)雜性會有所增加。此外，在差分輸出電路中使用恒定電流電路部分、反饋電路或者復(fù)制電路，不僅導(dǎo)致電路的規(guī)模增大，而且使得功耗增加。
當(dāng)使用LVDS傳輸數(shù)據(jù)的距離相對有些長的時候，輸出偏移電壓的變化尤其大。在這樣的情況下，上述常規(guī)措施對于調(diào)整輸出偏移電壓使之保持在由標(biāo)準(zhǔn)確定的范圍內(nèi)是必須的，盡管這些措施具有一些上面提到過的缺點。但是，在數(shù)據(jù)傳輸距離相對短的時候，比如，當(dāng)LVDS通過單層(single substrate)實現(xiàn)時，就沒有必要一定使用恒定電流電路部分、反饋電路、復(fù)制電路或者其它類似的電路來抑制輸出偏移電壓的變化。在這樣的情況下，上述缺點是顯而易見的。因此，當(dāng)使用LVDS傳輸數(shù)據(jù)的距離相對較短的時候，可以通過使用具有最小可能規(guī)模的電路結(jié)構(gòu)來控制輸出偏移電壓。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述事實，本發(fā)明的目標(biāo)是使用容易設(shè)計的小規(guī)模電路結(jié)構(gòu)，校正差分輸出電路的輸出偏移電壓。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中采取的措施是差分輸出電路，該電路通過差分電流進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該差分輸出電路包括第一電流源，用于向電路外部輸出電流；第二電流源，用于從電路外部引入電流；輸出極性切換電路，用于切換第一和第二電流源產(chǎn)生的差分電流的極性；電壓源，用于提供預(yù)先確定的電壓；連接在預(yù)先確定的節(jié)點和電壓源之間的電阻器，預(yù)先確定的節(jié)點設(shè)置在第一和第二電流源之間。
采用上述結(jié)構(gòu)，第一電流源和第二電流源產(chǎn)生的誤差電流通過連接在電壓源上的電阻器被電壓源吸收。因此，輸出偏移電壓的變化得到抑制。也就是說，輸出偏移電壓得到校正。
優(yōu)選地，第一和第二電流源中任一個的電流值大于另外一個電流源的電流值；以及另外一個電流源連接在電壓源上。
更優(yōu)選地，第一電流源的電流值大于第二電流源的電流值，以及電壓源是一個地節(jié)點。
更優(yōu)選地，第二電流源的電流值大于第一電流源的電流值，以及電壓源是電源節(jié)點。
在上述差分輸出電路中，第一和第二電流源每個都是可變電流源。
具體地，預(yù)先確定的節(jié)點是第一或者第二電流源與輸出極性切換電路之間的連接點。
具體地，預(yù)先確定的節(jié)點是差分電流的輸出終端。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過具有相對小的規(guī)模和簡單結(jié)構(gòu)的電路，實現(xiàn)了一種能夠校正輸出偏移電壓的差分輸出電路。因此，比如，當(dāng)在LSI設(shè)備間的接口部件中使用本發(fā)明的差分輸出電路時，接口電路的占用面積率有所下降，并且LSI設(shè)備的成本會降低。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。
圖3示出圖2中差分輸出電路的變形。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式3的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式4的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。
圖6示出圖5中差分輸出電路的變形。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式5的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。
圖8示出圖7中差分輸出電路的變形。
具體實施例方式
在下文中，本發(fā)明的最優(yōu)實施方式將根據(jù)附圖加以說明。
(實施方式1)圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。實施方式1的差分輸出電路包括提供從電源到接收電路(未畫出)終端電阻器100的恒定電流的電流源11，引入從終端電阻器100到地的恒定電流的電流源12，放置于電流源11和電流源12之間的輸出極性切換電路13，電阻器14和電壓源15。電阻器14的一端連接在電流源11和輸出極性切換電路13之間的連接點上。電阻器14的另外一端連接在電壓源15上。電壓源15提供預(yù)先確定的電壓，比如，約為電源VDD的一半。
在實施方式1的差分輸出電路中，差分電流是通過電流源11和12產(chǎn)生。輸出極性切換電路13根據(jù)提供傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(未畫出)切換差分電流的極性。在這樣的結(jié)構(gòu)下，流過終端電阻器100的電流的方向就會被改變。接收電路根據(jù)終端電阻器100上產(chǎn)生的電壓的極性獲得接收數(shù)據(jù)。
電流源11的電流值Ip在理想狀態(tài)下等于電流源12的電流值In，但是實際上由于生產(chǎn)中的改變或者類似的其它問題，這兩個值之間有一個小的偏差(Ip-In)。如上所述，這個偏差是造成差分輸出電路的輸出偏移電壓變化的原因。在實施方式1的差分輸出電路中，當(dāng)電流值Ip大于電流值In時，電流值為Ip-In的誤差電流進(jìn)入電壓源15。當(dāng)電流值Ip小于電流值In時，電流值為In-Ip的誤差電流從電壓源15流出。也就是說，誤差電流通過電阻器14被電壓源15吸收，從而抑制了輸出偏移電壓的變化。
電阻器14也可以被連接在電流源12和輸出極性切換電路13之間的連接點上，而不局限于連接在電流源11和輸出極性切換電路13之間的連接點上。
(實施方式2)圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。實施方式2的差分輸出電路包括提供從電源到接收電路(未畫出)終端電阻器100的恒定電流的電流源11，引入從終端電阻器100到地的恒定電流的電流源12，放置于電流源11和電流源12之間的輸出極性切換電路13，以及電阻器14。設(shè)置電流源11的電流值比電流源12的電流值I大ΔI。例如，電流源11可以由與電流源12具有相同電流值的電流源和電流值是ΔI的電流源并聯(lián)構(gòu)成。電阻器14的一端連接在電流源11和輸出極性切換電路13之間的連接點上。電阻器14的另外一端連接在地節(jié)點上，這個地節(jié)點是電流源12所連接的那個電壓源。
在實施方式2的差分輸出電路中，電流源11和12之間產(chǎn)生的差分電流(電流值是ΔI)通過電阻器14流入到地節(jié)點。在這樣的情況下，電阻器14兩端的電位差用ΔIR表示。因此，連接到電阻器14的連接點的電壓比地電位高ΔIR，該連接點處于電流源11和輸出極性切換電路13之間。也就是說，輸出偏移電壓相對于地電位保持恒定。
另外，如圖3所示，電阻器14可以連接在電流源11所連接的電壓源節(jié)點，而不是連接在地節(jié)點上。在這樣的情況下，設(shè)置電流源12的電流值比電流源11的電流值I大ΔI。在圖3的差分輸出電路中，電流源11和12之間產(chǎn)生的差分電流(電流值是ΔI)從電源節(jié)點通過電阻器14流出。在這樣的情況下，電阻器14兩端的電位差就用ΔIR表示。因此，連接到電阻器14的連接點的電壓比電源電位低ΔIR，該連接點處于電流源11和輸出極性切換電路13之間。也就是說，輸出偏移電壓相對于電源電位保持恒定。
在圖2和圖3的差分輸出電路中，電阻器14也可以連接在電流源12和輸出極性切換電路13之間的連接點，而不局限于連接在電流源11和輸出極性切換電路13之間的連接點。
(實施方式3)圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式3的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。實施方式3的差分輸出電路包括提供從電源到接收電路(未畫出)終端電阻器100的恒定電流的電流源11，引入從終端電阻器100到地的恒定電流的電流源12，放置于電流源11和電流源12之間的輸出極性切換電路13，電阻器14a和14b和電壓源15。電阻器14a的一端連接在差分電流的輸出端16a，電阻器14a的另一端連接在電壓源15上。電阻器14b的一端連接在差分電流的輸出端16b，電阻器14b的另一端連接在電壓源15上。電壓源15提供預(yù)先確定電壓，比如，約為電源電壓VDD的一半。
在實施方式3的差分輸出電路中，當(dāng)電流值Ip大于電流值In時，電流值為Ip-In的誤差電流流入到電壓源15。當(dāng)電流值Ip小于電流值In時，電流值為In-Ip的誤差電流從電壓源15流出。因此，電流源11和12之間產(chǎn)生的誤差電流通過電阻器14a和14b被電壓源15吸收，從而抑制了輸出偏移電壓的變化。
(實施方式4)圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式4的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。實施方式4的差分輸出電路包括提供從電源到接收電路(未畫出)終端電阻器100的恒定電流的電流源11，引入從終端電阻器100到地的恒定電流的電流源12，放置于電流源11和電流源12之間的輸出極性切換電路13，以及電阻器14a和14b。設(shè)置電流源11的電流值比電流源12的電流值I高出ΔI。例如，電流源11可以由與電流源12具有相同電流值的電流源和電流值是ΔI的電流源并聯(lián)構(gòu)成。電阻器14a的一端連接在差分電流的輸出端16a，電阻器14a的另一端連接地節(jié)點，該地節(jié)點是電流源12連接的電壓源。電阻器14b的一端連接在差分電流的輸出端16b，電阻器14b的另一端連接在地節(jié)點，該地節(jié)點是電流源12連接的電壓源。
在實施方式4的差分輸出電路中，電流源11和12之間產(chǎn)生的差分電流(電流值是ΔI)通過電阻器14a和14b流入地節(jié)點。結(jié)果，在電阻器14a和14b形成由電流源11和12之間的差分電流大小確定的預(yù)先確定電壓，輸出偏移電壓相對于地電位保持恒定。
另外，如圖6所示，電阻器14a和14b連接在電流源11所接的電壓源節(jié)點上，而不是連接在地節(jié)點上。在這種情況下，設(shè)置電流源12的電流值比電流源11的電流值I大ΔI。在圖6的差分輸出電路中，電流源11和電流源12之間產(chǎn)生的差分電流(電流值為ΔI)通過電阻器14a和14b，從電源節(jié)點流出。結(jié)果，在電阻器14a和14b形成由電流源11和電流源12之間產(chǎn)生的差分電流大小確定的預(yù)先確定電壓，輸出偏移電壓相對于電源電位保持恒定。
(實施方式5)圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式5的差分輸出電路的結(jié)構(gòu)。實施方式5的差分輸出電路包括提供從電源到接收電路(未畫出)終端電阻器100的恒定電流的電流源11，引入從終端電阻器100到地的恒定電流的電流源12，放置于電流源11和電流源12之間的輸出極性切換電路13，以及電阻器14a和14b。電流源11由電流源11a和11b并聯(lián)構(gòu)成。電流源11a的電流值為I，其等于電流源12的電流值，電流源11b的電流值為ΔI。應(yīng)當(dāng)指出的是，電流源11a、11b和12都是電流值可變的可變電流源。電阻器14a的一端連接在差分電流的輸出端16a，電阻器14a的另一端連接在地節(jié)點上，該地節(jié)點是電流源12連接的電壓源。電阻器14b的一端連接在差分電流的輸出端16b，電阻器14b的另一端連接在地節(jié)點上，該地節(jié)點是電流源12連接的電壓源。
在實施方式5的差分輸出電路中，電流源11b提供電流值為ΔI的電流，該電流通過電阻器14a和14b流入地節(jié)點。結(jié)果，在電阻器14a和14b上形成預(yù)先確定電壓，該預(yù)先確定電壓由電流值ΔI決定。因此，輸出偏移電壓相對于地電位保持恒定。通過調(diào)整電流源11b的電流值，可以調(diào)整輸出偏移電壓。此外，通過調(diào)整電流源11a和12的電流值，可以調(diào)整終端電阻器100上出現(xiàn)的幅值。
如上所述，根據(jù)實施方式5，接收電路側(cè)的接收信號電平和輸出偏移電壓都是可以調(diào)整的。
另外，如圖8所示，電阻器14a和14b可以連接在電流源11所接的電壓源節(jié)點上，而不是地節(jié)點上。在這樣的情況下，電流源12a由電流值為I的電流源12a和電流值為ΔI的電流源12b并聯(lián)構(gòu)成，其中電流值I等于電流源11的電流值。在圖8的差分輸出電路中，電流源12b引入電流值為ΔI的電流，該電流經(jīng)電阻器14a和14b從電源節(jié)點流出。結(jié)果，在電阻器14a和14b上形成預(yù)先確定電壓，該預(yù)先確定電壓是由電流值ΔI決定的。也就是說，輸出偏移電壓相對于電源電位保持恒定?？梢酝ㄟ^調(diào)整電流源12b的電流值，來調(diào)整輸出偏移電壓。此外，可以通過調(diào)整電流源11和12a的電流值，來調(diào)整終端電阻器100上產(chǎn)生的幅值。
如上所述，在本發(fā)明的差分輸出電路中，利用相對小規(guī)模和簡單結(jié)構(gòu)的電路可以校正輸出偏移電壓。因此，這種差分輸出電路可用作通訊系統(tǒng)中的LSI設(shè)備間的接口。
權(quán)利要求
1.一種利用差分電流實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟罘州敵鲭娐?，包括第一電流源，用于向電路外部輸出電流；第二電流源，用于從電路外部引入電流；輸出極性切換電路，用于切換第一和第二電流源產(chǎn)生的差分電流的極性；電壓源，用于提供預(yù)先確定的電壓；連接在預(yù)先確定的節(jié)點和電壓源之間的電阻器，預(yù)先確定的節(jié)點設(shè)置在第一和第二電流源之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的差分輸出電路，其中第一和第二電流源中任一個的電流值大于另外一個電流源的電流值；以及另外一個電流源連接在電壓源上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的差分輸出電路，其中第一電流源的電流值大于第二電流源的電流值，以及電壓源是一個地節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的差分輸出電路，其中第二電流源的電流值大于第一電流源的電流值，以及電壓源是電源節(jié)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的差分輸出電路，其中，第一和第二電流源每個都是可變電流源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的差分輸出電路，其中，預(yù)先確定的節(jié)點是第一或者第二電流源與輸出極性切換電路之間的連接點。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的差分輸出電路，其中，預(yù)先確定的節(jié)點是差分電流的輸出終端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種差分輸出電路，其利用差分電流實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，該差分輸出電路包括第一電流源，用于向電路外部輸出電流；第二電流源，用于從電路外部引入電流；輸出極性切換電路，用于切換第一和第二電流源產(chǎn)生的差分電流的極性；電壓源，用于提供預(yù)先確定的電壓；連接在預(yù)先確定的節(jié)點和電壓源之間的電阻器，預(yù)先確定的節(jié)點設(shè)置在第一和第二電流源之間。
文檔編號H04L25/02GK1619965SQ20041008663
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者青池昌洋, 宮田美模, 樸井高宏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社