TW406472B - Input-amplifier for input-signals with steep edges - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 40647^ A7 B7五、發明説明（·） 本發明俗有關一種具有陡峭邊緣（待別是高-低-邊緣） 之輸入信號所用之輸入放大器，其具有至少一個電晶體 ，電晶體具有一與輪出端相連接之電棰。 CMOS -輪入放大器長久以來已為人所知且用於各種各 樣之電路中。本文開頭所述技藝之輸入放大器例如描述 在P.E.Allen及D.R.Holberg等人所箸之專業書籍"CMOS-Analog Circuit Design 11 第 381頁中。 第2圖顯示此種習知之由差動放大器1所構成輸入放 大器，差動放大器1具有N-通道-M0S-電晶體2,3，P-通 道- M0S電晶體6,7,P-通道-M0S-電晶體9以及N -通道- M0S -電晶體10。電晶體9, 10之閘棰以及差動放大器1之輸入 IN是與輸入端5相連接，輸入信號XIN施加至輸入端5,而 電晶體9之之源棰-汲極-區段則與操作電壓V C C用之端 點8相連。此外，差動放大器1須施加一種參考電壓XREF 且與輪出端20相建以便發出一傾輸出信號OUT。 此種習知之輸入放大器之應用可能性例如可以應用在 L V T T L -電路（L V T T L = L 〇 w V c 11 a g e - T r a n s i s t 〇 r - T I* a n s i s t 〇 r -Logik)以及 SSTI-邏輯-電路（SSTL=Stub-Series-Terminated-Logic)。在LVTTL-邏輯-電路中會産生大約 0. 8 V至2. 0 V之電壓上升邊緣以及下降遴緣，而S STL-邏 輯-電路則相對應地具有一種對參考值大約為400bv(毫 伏）之上升邊緣及下降邊緣。 在此二種邐輯電路（即，LVTTL-邏輯-電路及SSTL-邏 輯-電路）中，電壓下降邊緣非常陡峭，因此存在一種相 -3- ---------裝--------1T------.^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公麓） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（> ) 對應之快速的輪入邊緣。現在若在晶片上設置很多的输 入放大器，則在節省電流之操作模式中應使盡可能多的 此種輸入放大器被去致動（de-activated)，因此它們不 會消耗電流。此外，藉由輪入信號使仍然保持作用之輸 入接收器處於無電流狀態亦是值得的。毎一情況中應該 只有使受控制之電路實際上在作用狀態中。 但現在所顯示的是：在輪入信號有陡峭之邊緣時，輸 入放大器太快進入無電流之結束狀態，因此阻礙了輸出 信號之切換。 為了解決此一問題，直至目前為止所考慮的是設置非 對稱之輸入放大器，以便使切換過程足夠快，使得在結 束狀態到達之前此種切換過程即已結東。但此種尺寸上 之設計所造成之結果是：在不利之情況下直流電流之消 耗量會增加。 因此本發明之目的是設計一種输入放大器，其在快速 之輸入邊緣發生時能可靠地進行切換。 為了達成上述目的，本發明設計一種本文開頭所述技 藝之輪入放大器，其待擞是一種裝置，此種裝置可防止 输入放大器在時間上太早完全關閉，使输入放大器首先 關閉，然後計算輸入信號。 本發明之輪入放大器之特擻是： -在靜止狀態時，在足夠小或足夠大之輸入位準時不 會有電流流經放大器， -在輪出狀態切換成另一狀態之後，流經放大器之電 -4 - 本紙，張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公t ) ---------r—-----IT------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __40647^___ 五、發明説明（令） 流藉由輸出信號之回授而首先被切斷，然後計算輪入信 號0 在較佳方式中，此種裝置是一種延遲元件，輪出經由 此種延遲元件而回授以供電至放大器。 本發明以下將依據圖式作詳細說明。圖式簡單説明 如下： . 第1圖本發明之輪入放大器之電路圖。 第2圖傳統之輪入放大器的電路圖。 第2圖在本文開頭已詳述過。在第1画中其與第2圖 相對應之組件是以相同參考符號表示。 差動放大器1是由N-通道-M0S-電晶體2 (其閘極施加 一參考電壓XREF)以及N-通道-M0S-電晶體3(其相對於節 點4是對稱的）所構成。輸入端5(其與電晶體3之閘極 相連）是連接一傾輸入信號XIN。電晶體2,3之汲極是與 電流鏡-P-通道- M0S-電晶體6,7相連接。操作電壓乂(^ 由端點8施加至P-通道-M0S-電晶體9,電晶體9之閘極 連接至輪入信號XIN。電晶體9和N-通道-M0S-電晶體 1〇(其源棰或汲極是與節點4相連接且其閘極施加一由 輸入端5來之輸入信號XIN)是作為反相器。電晶體6之 閛極是和電晶體2和6之間的節點Q以及電晶體7之閘棰相 連接《此外，電晶體3和7之間的節點Q N是與輸出端2 0相 連以便供應輸出倍號OUT。 電晶體9 ,10因此在電壓波動很大時可用來切斷流經差 動放大器1中之漏電流。 -5- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 40647^五、發明説明（斗） 電晶體3,7相對於電晶體2,6而言是對稱的。由電晶體 6 ,7所構成之電流鏡亦可由N-通道-電晶體製成；類似地 ，輸人電晶體2 , 3可>乂是P -通道-Μ 0 S -電晶體。 在輸人端5例如胞加一種輸入信號，其在LVTTL-埵輯 中陡峭地由大約超於2 . 0 V下降至小於0 . 8 V。 一種上述方式之"高-低-電壓邊緣”在像上述之電路中 可闞閉電晶體10,節點Q之電壓於是可藉由電晶體6而 注上拉升。電晶體7亦可因此而關閉，但電晶體在電壓 述人 所令 止不 為並 前得 目作 至工 直時 ，邊 之峭 言陡 換有 0 具 升號 拉信 上入 往輸 QN在 點器 節大 使放 該入 應輸 t 之 人個 令 一 種有 此具 保外 蹇另確須 了器 為大 時放 號入 信輸 入之 輸明 之發 緣本 邊、 9 峭 陡況 有狀 具作 種工 。此之 意在意 滿 滿 差 止 防可。 gaj X £5 置關 裝全 ),完 11早 線太 虛上 之間 中時 圖在 2 7 第體 較晶 b 鬣 Lu 請或 ( 1 X 器 置大 裝放 器大 大放 放至 入電 輸供 由M ，授 成回 構而 所件 件元 元遲 遲延 延之 之相 相反 反由 種經 一 號 由信 X 之 置算 裝計 所 通輸 CN-之 可之遲 X 源延 置流一 裝電加 種為胞 此作極 。個閘 器一之 接 逋 後 其 在 1/ 示 所 中 圖 11 第 如 樣 同 撞 晶 電- S ο Μ- 道 11 2 體 晶 電 在 極 源 I 極 汲 之 11 2 瞪 晶 電 且 號 信 出 號 信 入 輸 由 經 11 2 體 晶 電 ο * 間中 之器 地大 接放 和入 4 輸 點之 節明 在發 是本 段在 區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^-------訂------^ ('請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 40647^ 37 五、發明説明（Γ ) XIN之回授回路（loop)而受驅動（active)。因此有電流 ， 快 高常 升非 慢有 IjK 〇 具 壓升對 電拉可 之上器 上往大 Q 可放 點壓人 節電輸 :之之 是上明 義 Q 發 意點本 其節則 。 之 ， 21上式 體 7 方 晶體種 電晶此 經電 K 流使 信 ο 的 緣ff 邊ο 之ut s ( 行 進 號 換 因 用 作 閉 關 行 進 地 靠 可 能 Μ 器 大 放 人 輸 之 述 上 了 除 之 需 所 它 其 個 1 另 及 X 件 元 遲 延 要 需 只 為 因 是 瑄 少 常 非。 用21 費體 路晶 電電 ---------f II (.請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） A7 --删册- 五、發明説明（^ ) 符號參考說明 1 ...差動放大器 2.3.10.. .»<-通道-1<0$-電晶體 4 , QN ...節點 5 ...輸入端 6 , 7 , 9 ... P -通道-Μ 0 晶體 8 ...端點 20 ...輸出端 21.. ^-通道-1<05-電晶體 X ...裝置 -----；----#------1Τ------ -請先閱讀背面之注意事碩再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) Α4規格（210Χ297公楚）

Claims (1)

1. ΜΜΨ Β8 C8 D8 申請專利範圍 1. 一種具有陡峭邊緣之輸人信號所用輸人放大器，其具 有至少一個電晶體（7),電晶體（7)具有一個與輸出（20) 特 其 極 電 之 逋 相 11 2 /1- 置 裝 個 流 電 使 閉 關 全 完 早然 太 ， 上斷 間切 時而 在器 器大 大放 放入 入輸 输由 止藉 :防先 為可首 徵其可 是 置 裝 該 中 其 器 大 放 人 輸 之 項 〇 第 號圍 信範 入利 輸專 算請 計申 後如 (>源 件流 元電 遲由 延經 源 流 電 個 一 接 連 後 其 器 大 放 此 至 電 供 Μ 授 回 而 出 輸 源 流 電 該 中 其 器 大 放 入 輸 之 項 2 第 園 。 範 η 利(2 專體 請晶 如是 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）