TWI889772B - 高面積效率的迴轉率受控驅動器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

根據某些方面，一種驅動器包括：耦接在第一電軌和驅動器的輸出之間的輸出電晶體；耦接至輸出電晶體的閘極的第一電流源；第二電流源；以及開關，其中，開關和第二電流源串聯地耦接在輸出電晶體的閘極和第二電軌之間。驅動器還包括：電流感測器，其被配置為基於驅動器的輸出電流來產生感測電流；以及被配置為產生參考電流的參考電流源，其中，電流感測器和參考電流源耦接至開關的控制輸入。

Description

高面積效率的迴轉率受控驅動器及其控制方法

本專利申請要求享有以下申請的優先權：於2020年4月24日遞交的、名稱為“AREA EFFICIENT SLEW-RATE CONTROLLED DRIVER”的非臨時申請16/858,343號，其現在於2021年3月2日公佈的專利10,938,381號；以及於2020年12月2日遞交的、名稱為“AREA EFFICIENT SLEW-RATE CONTROLLED DRIVER”的非臨時申請17/247,160號，上述申請被轉讓給本申請的受讓人並且據此透過引用的方式被明確地併入本文中。

概括而言，本公開內容的各方面涉及驅動器，並且更具體地，本公開內容的各方面涉及迴轉率受控驅動器。

驅動器可以用於驅動信號(例如，資料信號)經由傳輸線(例如，一個或多個金屬走線、電纜等)從第一設備至第二設備。期望的是，對驅動器的迴轉率進行良好控制，以便使由於反射、電磁干擾(EMI)等引起的信號劣化最小化。迴轉率是以每單位時間的電壓變化為特徵。

為了提供對一種或多種實現的基本理解，下文給出了這些實現的簡化概述。該概述不是對所有預期實現的泛泛綜述，並且既不旨在識別所有 實現的關鍵或重要元素，也不旨在描繪任何或所有實現的範圍。其唯一目的是用簡化的形式給出一種或多種實現的一些概念，作為稍後給出的更加詳細的描述的前序。本發明透過申請專利範圍來限定。沒有落入申請專利範圍的範圍內的實現和方面是僅用於解釋本發明的示例。

第一方面涉及一種驅動器。所述驅動器包括：耦接在第一電軌和所述驅動器的輸出之間的輸出電晶體；耦接至所述輸出電晶體的閘極的第一電流源；第二電流源；以及開關，其中所述開關和所述第二電流源串聯地耦接在所述輸出電晶體的閘極和第二電軌之間。所述驅動器還包括：電流感測器，其被配置為基於所述驅動器的輸出電流來產生感測電流；以及被配置為產生參考電流的參考電流源，其中，所述電流感測器和所述參考電流源耦接至所述開關的控制輸入。

第二方面涉及一種驅動器。所述驅動器包括：耦接在電軌和驅動器的輸出之間的輸出電晶體；耦接至所述輸出電晶體的閘極的第一電流源；以及第二電流源，其被配置為：當所述第二電流源被致能時，從所述輸出電晶體的閘極汲取電流(sink current)或者供應電流(source current)至所述輸出電晶體的閘極。所述驅動器還包括：電流感測器，其被配置為感測所述驅動器的輸出電流；以及耦接至所述電流感測器和所述第二電流源的控制電路，其中，所述控制電路被配置為：若所感測到的輸出電流高於閾值，則致能(enable)所述第二電流源；以及若所感測到的輸出電流低於閾值，則去能(disable)所述第二電流源。

第三方面涉及一種用於驅動器的迴轉率控制方法。所述驅動器包括耦接在電軌和驅動器的輸出之間的輸出電晶體。所述方法包括：使用第一電流源，利用預驅動電流來預驅動所述輸出電晶體的閘極；以及感測所述驅動 器的輸出電流。所述方法還包括：若所感測到的輸出電流高於閾值，則致能第二電流源，所述第二電流源為所述輸出電晶體的閘極提供額外的預驅動電流；以及若所感測到的輸出電流低於閾值，則去能所述第二電流源。

110:驅動器

112:輸出級

115:第一輸出電晶體

120:第二輸出電晶體

130:第一電流源

135:第二電流源

140:第一開關

145:第二開關

150:第三開關

155:第四開關

160:第五開關

165:第六開關

168:輸入

170:輸出

180:墊

V_in:輸入電壓

V_dd:電壓供給電軌

V_out:輸出電壓

C_M:反饋電容器

C_load:負載電容器

210:驅動器

215:輸出電晶體

230:第一電流源

235:第二電流源

240:電流感測器

250:控制電路

270:輸出

310:開關控制器

320:開關

410:電流感測電晶體

422:控制輸入

425:節點

430:參考電流源

C_gd:電容器

I_sen:感測電流

I_ref:參考電流

V_bias:閘極偏壓

510:參考電流電晶體

520:開關電晶體

530:第一電流源電晶體

540:第二電流源電晶體

610:恆定電壓

615:斜升

620:電流位準

630:電流位準

640:較低電壓

660:電流位準

V_gate:閘極電壓

I_out:輸出電流

V_{sw_en}:電壓

710:驅動器

715:輸出電晶體

730:第一電流源

735:第二電流源

740:電流感測器

750:控制電路

770:輸出

810:開關控制器

820:開關

910:電流感測電晶體

922:控制輸入

925:節點

930:參考電流源

1010:參考電流電晶體

1020:開關電晶體

1030:第一電流源電晶體

1040:第二電流源電晶體

1110:驅動器

1112:輸出級

1115:第一輸出電晶體

1120:第二輸出電晶體

1130:第一電流源

1132:第三電流源

1135:第二電流源

1137:第四電流源

1140:第一電流感測器

1142:第二電流感測器

1150:第一控制電路

1152:第二控制電路

1160:第一開關

1165:第二開關

1170:第三開關

1175:第四開關

1180:輸入

1190:輸出

1210:系統

1212:第一晶片

1214:第二晶片

1220:驅動器

1224:輸出

1225:第一墊

1230:傳輸線

1240:接收器

1242:輸入

1244:輸出端

1245:第二墊

1300:迴轉率控制方法

1310:方塊

1320:方塊

1330:方塊

1340:方塊

圖1A示出了根據本公開內容的某些方面的具有用於控制驅動器的迴轉率的電容性反饋的驅動器的示例。

圖1B示出了根據本公開內容的某些方面的、圖1A中的驅動器的針對驅動器輸出被驅動到高位準的情況的等效電路。

圖1C示出了根據本公開內容的某些方面的、圖1A中的驅動器的針對驅動器輸出被驅動到低位準的情況的等效電路。

圖2示出了根據本公開內容的某些方面的迴轉率受控驅動器的示例。

圖3示出了根據本公開內容的某些方面的控制電路的示例性實現。

圖4示出了根據本公開內容的某些方面的電流感測器和開關控制器的示例性實現。

圖5示出了根據本公開內容的某些方面的電流源和開關的示例性實現。

圖6A示出了根據本公開內容的某些方面的針對驅動器正在驅動小電容性負載的情況的示例性時序圖。

圖6B示出了根據本公開內容的某些方面的針對驅動器正在驅動大電容性負載的情況的示例性時序圖。

圖7示出了根據本公開內容的某些方面的迴轉率受控驅動器的另 一示例。

圖8示出了根據本公開內容的某些方面的控制電路的另一種示例性實現。

圖9示出了根據本公開內容的某些方面的電流感測器和開關控制器的另一種示例性實現。

圖10示出了根據本公開內容的某些方面的電流源和開關的另一種示例性實現。

圖11示出了根據本公開內容的某些方面的被配置為基於輸入電壓來將驅動器輸出拉高或拉低的迴轉率受控驅動器的示例。

圖12示出了根據本公開內容的某些方面的被配置為驅動傳輸線的驅動器的示例。

圖13是示出根據本公開內容的某些方面的迴轉率受控的方法的流程圖。

下文結合圖式闡述的詳細描述旨在作為各種配置的描述，而非旨在表示可以在其中實施本文所描述的概念的僅有配置。為了提供對各個概念的透徹理解，詳細描述包括具體細節。然而，對於本領域技術人員將顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實施這些概念。在一些情況下，以方塊圖形式示出了習知的結構和組件，以便避免模糊這樣的概念。

圖1A示出了使用電容性反饋來實現迴轉率控制的驅動器110的示例。驅動器110可以用於驅動信號(例如，資料信號)經由傳輸線(例如，一個或多個金屬走線、電纜等)從第一設備至第二設備。第一設備和第二設備可以位於單獨的晶片上(例如，用於晶片到晶片的通信)。在圖1A中，耦接至 驅動器110的輸出170的電容性負載由負載電容器C_load表示。負載電容可以包括耦接至驅動器110的輸出170的傳輸線(未示出)的電容、將輸出170耦接至傳輸線的墊(pad)180的電容等。

驅動器110包括輸出級112、反饋電容器C_M、第一電流源130、第二電流源135、第一開關140、第二開關145、第三開關150、第四開關155、第五開關160和第六開關165。輸出級112包括第一輸出電晶體115和第二輸出電晶體120。如下文進一步討論的，反饋電容器C_M(也被稱為Miller電容器)用於形成電容性反饋迴路，該電容性反饋迴路近似獨立於負載電容C_load的變化來控制驅動器110的迴轉率。

第一輸出電晶體115是利用耦接在電壓供給電軌(rail)V_dd和驅動器110的輸出170之間的p型場效電晶體(PFET)來實現的，並且第二輸出電晶體120是利用耦接在驅動器110的輸出170和接地電軌之間的n型場效電晶體(NFET)來實現的。第一輸出電晶體115用於將輸出170驅動到高位準(亦即，將輸出170上拉)，並且第二輸出電晶體120用於將輸出170驅動到低位準(亦即，將輸出170下拉)，如下文進一步討論的。在圖式中，接地電軌由接地符號來表示。

第一電流源130被配置為將電流汲取到接地電軌。如下文進一步討論的，第一電流源130用於將第一輸出電晶體115的閘極預驅動到低位準，以便將驅動器110的輸出170驅動到高位準。第二電流源135被配置為從電壓供給電軌V_dd供應電流。如下文進一步討論的，第二電流源135用於將第二輸出電晶體120的閘極預驅動到高位準，以便將驅動器110的輸出170驅動到低位準。

第一開關140耦接在第一電流源130和第一輸出電晶體115的閘極之間，並且第二開關145耦接在第二電流源135和第二輸出電晶體120的閘極之 間。第三開關150耦接在反饋電容器C_M和第一輸出電晶體115的閘極之間，並且第四開關155耦接在反饋電容器C_M和第二輸出電晶體120的閘極之間。第五開關160耦接在電壓供給電軌V_dd和第一輸出電晶體115的閘極之間，並且第六開關165耦接在第二輸出電晶體120的閘極和接地電軌之間。第一開關140、第二開關145、第三開關150、第四開關155、第五開關160和第六開關165的接通/斷開狀態是由輸入到驅動器110的輸入168的輸入電壓(被標記為“V_in”)來控制的，如下文進一步描述的。

驅動器110被配置為基於在驅動器110的輸入168處的輸入電壓來將輸出170驅動到高位準或低位準。更具體地，當輸入電壓具有第一邏輯值時，驅動器110將輸出170驅動到高位準，而當輸入電壓具有第二邏輯值時，驅動器110將輸出170驅動到低位準。第一邏輯值可以是低的(例如，近似接地)，並且第二邏輯值可以是高的(例如，近似V_dd)，反之亦然。

當輸入電壓具有第一邏輯值時，第五開關160被打開(亦即，被關斷)，並且第六開關165被閉合(亦即，被接通)。結果，第二輸出電晶體120的閘極透過第六開關165被耦接至接地電軌，其去能(亦即，關斷)第二輸出電晶體120。另外，第一開關140被閉合(亦即，被接通)，並且第二開關145被打開(亦即，被關斷)。結果，第一電流源130被耦接至第一輸出電晶體115的閘極，從而允許第一電流源130將電流從第一輸出電晶體115的閘極汲取到地，如下文進一步討論的。此外，第三開關150被閉合(亦即，被接通)，並且第四開關155被打開(亦即，被關斷)。結果，反饋電容器C_M耦接在驅動器110的輸出170和第一輸出電晶體115的閘極之間。圖1B示出了驅動器110的針對輸入電壓具有第一邏輯值的情況的等效電路。

在這種情況下，第一電流源130將電流從第一輸出電晶體115的 閘極汲取到地，這將第一輸出電晶體115的閘極預驅動到低位準(亦即，降低第一輸出電晶體115的閘極電壓)。由於第一輸出電晶體115是利用PFET來實現的，這使得第一輸出電晶體115導通，從而允許電流透過第一輸出電晶體115從電壓供給電軌V_dd流到驅動器110的輸出170。驅動器110的輸出電流對負載電容C_load進行充電，從而使得輸出電壓(被標記為“V_out”)斜升(亦即，從低位準轉換到高位準)。

在輸出170從低位準到高位準的轉換期間，反饋電容器C_M形成控制驅動器110的迴轉率的電容性反饋迴路。對於一階，反饋迴路將驅動器110的迴轉率近似地設定為如下： 其中，I_S是第一電流源130的電流，並且等式(1)中的C_M是反饋電容器C_M的電容。因此，迴轉率是透過第一電流源130的電流和反饋電容器C_M的電容來設定的，這二者都獨立於輸出170處的電容性負載C_load。因此，由反饋電容器C_M提供的電容性反饋允許近似獨立於電容性負載C_load地將驅動器110的迴轉率設定為期望迴轉率。

當輸入電壓具有第二邏輯值時，第五開關160被閉合(亦即，被接通)，並且第六開關165被打開(亦即，被關斷)。結果，第一輸出電晶體115的閘極透過第五開關160耦接至電壓供給電軌V_dd，其去能(亦即，關斷)第一輸出電晶體115。另外，第一開關140被打開(亦即，被關斷)，並且第二開關145被閉合(亦即，被接通)。結果，第二電流源135耦接至第二輸出電晶體120的閘極，從而允許第二電流源135供應電流至第二輸出電晶體120的閘極，如下文進一步討論的。此外，第三開關150被打開(亦即，被關斷)，並且第四開關155被閉合(亦即，被接通)。結果，反饋電容器C_M耦接在驅動器110的 輸出170和第二輸出電晶體120的閘極之間。圖1C示出了驅動器110的針對輸入電壓具有第二邏輯值的情況的等效電路。

在這種情況下，第二電流源135供應電流至第二輸出電晶體120的閘極，這將第二輸出電晶體120的閘極預驅動到高位準(亦即，增加第二輸出電晶體120的閘極電壓)。由於第二輸出電晶體120是利用NFET來實現的，因此這使得第二輸出電晶體120導通，從而允許電流透過第二輸出電晶體120從驅動器110的輸出170流到接地電軌。這對負載電容C_load進行放電，從而使得輸出電壓(被標記為“V_out”)斜降(亦即，從高位準轉換到低位準)。在輸出170從高位準到低位準的轉換期間，反饋電容器C_M形成反饋迴路，該反饋迴路近似獨立於負載電容來設定驅動器110的迴轉率(例如，根據上文討論的等式(1))。

因此，反饋電容器C_M形成電容性反饋迴路，該電容性反饋迴路允許獨立於負載電容C_load的變化(例如，由於耦接至輸出170的傳輸線的長度的變化)來設定驅動器110的迴轉率。例如，可以透過根據期望迴轉率來設定預驅動電流I_s和/或反饋電容器C_M的電容(例如，基於等式(1))來設定驅動器110的迴轉率。在該示例中，當輸出170從低位準轉換到高位準時，預驅動電流Is是第一電流源130的電流，而當輸出170從高位準轉換到低位準時，預驅動電流Is是第二電流源135的電流。如本文所使用的，“預驅動電流”指代驅動輸出電晶體(例如，第一輸出電晶體115或第二輸出電晶體120)的閘極的電流。

關於使用電容性反饋來控制驅動器的迴轉率的挑戰在於，電容性反饋可能要求反饋電容器C_M具有大電容，以便為良好的迴轉率控制提供足夠的迴路增益。大反饋電容可能要求反饋電容器C_M具有大尺寸，這可能佔用晶片的大面積。對於具有低電容密度的晶片來說，可以尤其是這種情況，對於給定 電容而言，低電容密度增加晶片上的電容器的尺寸。因此，期望用於控制驅動器的迴轉率的更加高面積效率的方法。

另外，使用大反饋電容器C_M來為良好的迴轉率控制提供足夠的迴路增益可能增加驅動器110的功耗。這可以透過查看等式(1)來看出。在等式(1)中，驅動器110的迴轉率近似等於預驅動電流Is除以反饋電容器C_M的電容。因此，使反饋電容器C_M的電容更大以增加迴路增益要求使預驅動電流Is更大以便實現針對驅動器110的期望迴轉率。較大的預驅動電流Is可能增加驅動器110的功耗。因此，期望用於控制驅動器的迴轉率的更加功率高效的方法。

本公開內容的各方面在不需要大反饋電容器C_M的情況下為驅動器提供迴轉率控制，從而減少驅動器的晶片面積和/或功耗，如下文進一步討論的。在某些方面中，透過感測驅動器的輸出電流以間接地偵測驅動器輸出處的負載電容並且在偵測到大負載電容時致能額外的預驅動電流，來實現迴轉率控制。這減小了驅動器的迴轉率(亦即，轉換時間)在負載電容的範圍內的變化，如下文進一步討論的。

圖2示出了根據本公開內容的各方面的示例性的迴轉率受控驅動器210。驅動器210被配置為將輸出270驅動到高位準(亦即，將輸出270上拉)。下文參考圖7討論了被配置為將輸出驅動到低位準的示例性的迴轉率受控驅動器。

驅動器210包括輸出電晶體215和第一電流源230。輸出電晶體215是利用耦接在電壓供給電軌V_dd和驅動器210的輸出270之間的PFET來實現的。更具體地，輸出電晶體215的源極耦接至電壓供給電軌V_dd，並且輸出電晶體215的汲極耦接至輸出270。電壓供給電軌V_dd提供來自電壓源(未示出)的供電電壓V_dd，並且可以包括耦接至電壓源的一個或多個金屬電軌。電壓源可以包 括開關電壓調節器、線性電壓調節器、電源管理積體電路(PMIC)、電池等。第一電流源230耦接至輸出電晶體215的閘極，並且被配置為從輸出電晶體215的閘極汲取電流以將輸出電晶體215的閘極預驅動到低位準。

驅動器210還包括第二電流源235、電流感測器240和控制電路250。第二電流源235被控制電路250選擇性地致能或去能，如下文進一步討論的。當被控制電路250致能時，第二電流源235被配置為將電流從輸出電晶體215的閘極汲取到地。在某些方面中，當在輸出270處偵測到大電容負載時，控制電路250致能第二電流源235以提供額外的預驅動電流，如下文進一步討論的。

電流感測器240被配置為感測驅動器210的輸出電流。在該示例中，輸出電流指代透過輸出電晶體215流到驅動器210的輸出270的電流。由電流感測器240提供的所感測到的輸出電流允許控制電路250偵測在輸出270處的大負載電容C_load。這是因為較大的負載電容C_load增加驅動器210的輸出電流，因為需要較多的電流來對較大的負載電容C_load進行充電。因此，所感測到的輸出電流提供關於負載電容C_load的資訊，從而允許控制電路250基於所感測到的輸出電流來間接地偵測大負載電容C_load。

控制電路250耦接至電流感測器240和第二電流源235。在一個示例中，控制電路250被配置為：若所感測到的來自電流感測器240的輸出電流高於閾值，則致能第二電流源235。在這種情況下，所感測到的輸出電流高於閾值可以指示耦接至輸出270的大負載電容C_load。因此，在該示例中，當基於所感測到的輸出電流而偵測到大負載電容C_load時，致能第二電流源235。控制電路250被配置為：若所感測到的來自電流感測器240的輸出電流低於閾值，則去能第二電流源235。

現在將根據針對驅動器210將輸出270從低位準轉換到高位準的情況的某些方面來討論驅動器210的示例性操作。在這種情況下，假定輸出電晶體215的閘極最初為高位準(例如，近似V_dd)，並且輸出270最初為低位準(例如，近似接地)。輸出電晶體215的閘極可以例如透過以下方式而被初始地設定為高位準：閉合輸出在電晶體215的閘極和電壓供給電軌V_dd之間的開關(未示出)，並且然後在從低位準轉換到高位準之前打開該開關。輸出270可以例如透過被配置為將輸出270驅動到低位準的另一驅動器(未示出)而被初始地設定為低位準。

為了使輸出270從低位準轉換到高位準，第一電流源230將電流從輸出電晶體215的閘極汲取到地，這將輸出電晶體215的閘極預驅動到低位準。由於輸出電晶體215是利用PFET來實現的，因此這使得輸出電晶體215導通，從而允許電流透過輸出電晶體215從電壓供給電軌V_dd流到驅動器210的輸出270。驅動器210的輸出電流對負載電容C_load-進行充電，從而使得輸出電壓(被標記為“V_out”)斜升。

在從低位準到高位準的轉換期間，電流感測器240感測驅動器210的輸出電流，並且將所感測到的輸出電流傳送給控制電路250。如上所討論的，所感測到的輸出電流提供關於耦接至輸出270的負載電容C_load的資訊。

當所感測到的輸出電流低於閾值時，控制電路250去能第二電流源235，在這種情況下，第二電流源235不提供額外的預驅動電流。例如，若小負載電容C_load耦接至驅動器210的輸出270，則所感測到的輸出電流可以在從低位準到高位準的整個轉換期間保持在閾值以下。在這種情況下，第二電流源235不提供額外的預驅動電流。

當所感測到的輸出電流上升到高於閾值時，控制電路250致能第 二電流源235以提供額外的預驅動電流。例如，這可能在大負載電容C_load耦接至輸出270時發生。額外的預驅動電流將輸出電晶體215的閘極電壓拉到較低的位準，這增加了輸出電流以對大負載電容C_load進行充電，並且使得輸出電壓V_out更快地斜升。

為大負載電容C_load提供額外的預驅動電流減少了驅動器210的迴轉率在負載電容的範圍內的變化。這是因為，在沒有額外的預驅動電流的情況下，大負載電容C_load將顯著地減小驅動器210的迴轉率(與針對小負載電容C_load而言驅動器210的迴轉率相比)。為大負載電容C_load提供額外的預驅動電流來預驅動輸出電晶體215的閘極，這降低或消除了由大負載電容C_load引起的迴轉率的減小，從而導致在負載電容的範圍內的更均勻的迴轉率。

因此，電流感測器240、控制電路250和第二電流源235為驅動器210提供迴轉率控制，而無需大反饋電容器C_M。這可以減少驅動器210的面積，因為電流感測器240、控制電路250和第二電流源235可以佔用與大反饋電容器C_M相比較小的面積，尤其是對於晶片具有低電容密度的情況而言。此外，消除對於大反饋電容器C_M的需求可以降低功耗。如上所討論的，大反饋電容器C_M可能需要大的預驅動電流，以基於等式(1)來達到期望迴轉率。在沒有大反饋電容器C_M的情況下，驅動器210能夠使用較小的預驅動電流來達到期望迴轉率，從而導致更加功率高效的驅動器。

應明白的是，驅動器210不限於兩個電流源，並且可以包括兩個以上的電流源。例如，在一些實現中，驅動器210可以包括多個電流源，這些電流源被配置為基於所感測到的輸出電流來選擇性地為輸出電晶體215提供額外的預驅動電流。在這些實現中，多個電流源中的每一者都可以具有相應的閾值。對於多個電流源中的每一者，控制電路250可以被配置為：若所感測到的 輸出電流高於相應閾值，則致能該電流源；而若所感測到的輸出電流低於相應閾值，則去能該電流源。用於多個電流源的閾值可以是相同的或不同的。

在一些實現中，若所感測到的輸出電流等於閾值，控制電路250可以致能第二電流源235，並且在其它實現中，若所感測到的輸出電流等於閾值，控制電路250可以去能第二電流源235。

圖3示出了根據某些方面的控制電路250的示例性實現。在該示例中，控制電路250包括開關320和開關控制器310。開關320可以利用電晶體或另一種類型的開關來實現。開關320與第二電流源235串聯地耦接。在圖3所示的示例中，開關320耦接在第二電流源235和接地電軌之間。然而，應明白的是，在其它實現中，開關320可以耦接在第二電流源235和輸出電晶體215的閘極之間，並且第二電流源235可以耦接在開關320和接地電軌之間。將開關320與第二電流源235串聯地耦接允許開關控制器310透過打開或閉合開關320來致能或去能第二電流源235，如下文進一步討論的。

開關控制器310被配置為透過基於所感測到的來自電流感測器240的輸出電流來打開或閉合開關320，從而致能或去能第二電流源235。在一個示例中，開關控制器310被配置為：若所感測到的輸出電流高於閾值，則閉合開關320。在這種情況下，閉合開關320透過以下方式來致能第二電流源235：將第二電流源235耦接至接地電軌，允許第二電流源235將來自輸出電晶體215的閘極的電流汲取到接地電軌。開關控制器310被配置為：若所感測到的輸出電流低於閾值，則打開開關320。在這種情況下，打開開關320透過將第二電流源235與接地電軌解耦來去能第二電流源235。

圖4示出了根據某些方面的電流感測器240和開關控制器310的示例性實現。在該示例中，電流感測器240包括電流感測電晶體410。在圖4中的 示例中，電流感測電晶體410是利用PFET來實現的。電流感測電晶體410的閘極耦接至輸出電晶體215的閘極，電流感測電晶體410的源極耦接至電壓供給電軌V_dd，並且電流感測電晶體410的汲極耦接至開關控制器310。電流感測電晶體410的閘極經由輸出電晶體215的閘極到汲極電容來電容性地耦接至輸出電晶體215的汲極。輸出電晶體215的閘極到汲極電容在圖4中被表示為電容器C_gd。應明白的是，輸出電晶體215的閘極到汲極電容來自輸出電晶體215的結構，而不是來自耦接至輸出電晶體215的單獨電容器。

在該示例中，電流感測電晶體410與輸出電晶體215一起形成電流鏡像，其使得電流感測電晶體410產生與驅動器210的輸出電流成比例的感測電流I_sen。因為感測電流I_sen是與驅動器210的輸出電流成比例的，所以感測電流I_sen向開關控制器310提供關於驅動器210的輸出電流的資訊。在該示例中，感測電流I_sen提供上文討論的所感測到的輸出電流。在某些方面中，感測電流I_sen是輸出電流的縮小版本，其可以透過使電流感測電晶體410的通道寬度小於輸出電晶體215的通道寬度來實現。

在該示例中，開關控制器310包括被配置為產生參考電流I_ref的參考電流源430。如下文進一步討論的，上文討論的開關控制器310的閾值可以透過參考電流I_ref來設定。電流感測電晶體410和參考電流源430在節點425處耦接。在圖4中的示例中，電流感測電晶體410的汲極耦接至節點425。節點425還耦接至開關320的控制輸入422。在該示例中，開關320可以被配置為：在控制輸入422處的電壓等於或高於開關觸發電壓時閉合，而在控制輸入422處的電壓低於開關觸發電壓時打開。對於開關320是利用電晶體來實現的示例，控制輸入422位於電晶體的閘極處，並且開關觸發電壓可以是電晶體的閾值電壓的函數。在圖4中的示例中，開關320的控制輸入422耦接至參考電流源430和電流感 測器240(例如，電流感測電晶體410的汲極)。

在輸出270從低位準到高位準的轉換期間，電流感測電晶體410產生與驅動器210的輸出電流成比例的感測電流I_sen。將感測電流I_sen與節點425處的參考電流I_ref進行比較。若感測電流I_sen小於參考電流I_ref，則參考電流I_ref可以將節點425處的電壓保持為低於開關觸發電壓的電壓。在這種情況下，開關320被打開並且第二電流源235被去能。若感測電流I_sen大於參考電流I_ref，則感測電流I_sen可以對節點425處的電容(未示出)進行充電，使得節點425處的電壓升高到高於開關觸發電壓。在這種情況下，開關320被閉合並且第二電流源235被致能。節點425處的電容可以包括開關320的控制輸入422處的電容和/或另一電容。因此，在該示例中，若感測電流I_sen大於參考電流I_ref，則開關控制器310致能第二電流源235，而若感測電流I_sen小於參考電流I_ref，則去能第二電流源235。在該示例中，可以透過根據期望閾值設定參考電流I_ref來將開關控制器310的閾值設定為期望閾值。

應明白的是，開關控制器310不限於在圖4中所示的示例性實現。例如，在另一種實現中，開關控制器310可以包括耦接在節點425和接地電軌之間的感測電阻器。在該示例中，感測電阻器可以將感測電流I_sen轉換為節點425處的感測電壓，當感測電壓達到上文討論的開關觸發電壓時，感測電壓閉合開關320(並且因此致能第二電流源235)。在該示例中，可以透過根據期望閾值設定感測電阻器的電阻來設定控制電路250的閾值。

圖5示出了根據某些方面的參考電流源430、開關320、第一電流源230和第二電流源235的示例性實現。

在該示例中，參考電流源430是利用參考電流電晶體510來實現的，其中，參考電流電晶體510的閘極被閘極偏壓(被標記為“V_bias”)偏置。 在圖5中所示的示例中，參考電流電晶體510是利用NFET來實現的，其中參考電流電晶體510的汲極耦接至節點425(例如，電流感測電晶體410的汲極)，並且參考電流電晶體510的源極耦接至接地軌。在該示例中，參考電流I_ref是透過閘極偏壓V_bias和參考電流電晶體510的通道寬度來設定的。

在該示例中，第一電流源230是利用第一電流源電晶體530來實現的，並且第二電流源235是利用第二電流源電晶體540來實現的。在圖5中所示的示例中，第一電流源電晶體530和第二電流源電晶體540各自是利用NFET來實現的。第一電流源電晶體530的閘極和第二電流源電晶體540的閘極兩者偏壓V_bias偏置，如圖5所示。在該示例中，可以例如透過獨立地設定第一電流源電晶體530的通道寬度和第二電流源電晶體540的通道寬度，從而獨立地設定第一電流源電晶體530的電流和第二電流源電晶體540的電流。

在圖5中的示例中，參考電流電晶體510、第一電流源電晶體530和第二電流源電晶體540的閘極被公共閘極偏壓V_bias偏置。然而，應明白的是，本公開內容不限於該示例，並且在其它實現中，參考電流電晶體510、第一電流源電晶體530和第二電流源電晶體540的閘極可以被不同的偏壓偏置。

在該示例中，開關320是利用開關電晶體520來實現的。開關電晶體520的閘極耦接至節點425並且提供開關320的控制輸入422。在圖5中的示例中，開關電晶體520是利用NFET來實現的，其中，開關電晶體520的汲極耦接至輸出電晶體215的閘極，並且開關電晶體520的源極耦接至第二電流源235。在該示例中，開關320的開關觸發電壓對應於控制輸入422處的電壓，在控制輸入422處，開關電晶體520的閘極到源極電壓等於或大於開關電晶體520的閾值電壓。

在圖5中的示例中，開關320和第二電流源235的位置相對於圖3 和圖4中的開關320和第二電流源235的位置被調換。在這兩種情況下，開關320和第二電流源235串聯地耦接在電晶體215的閘極和接地電軌之間，其中，第二電流源235在開關320被閉合時被致能，而在開關320被打開時被去能。

圖6A是時序圖，其示出針對小電容負載C_load耦接至輸出270的情況而言，在從低位準到高位準的轉換期間，閘極電壓(被標記為“V_gate”)、輸出電壓V_out、輸出電流(被標記為“I_out”)和開關320的控制輸入422處的電壓(被標記為“V_{sw_en}”)的示例。在轉換開始時，第一電流源230的預驅動電流使得輸出電晶體215的閘極電壓V_gate斜降。最終，輸出電晶體215(其是利用PFET來實現的)導通並且輸出電流I_out開始從驅動器210的輸出270流到負載電容C_load，從而使得輸出電壓V_out斜升。然後，由輸出電晶體215的閘極到汲極電容C_gd提供的電容性反饋使得輸出電壓V_out以近似I_s/C_gd的迴轉率(例如，基於等式(1))斜升615。在此期間，電容性反饋將閘極電壓V_gate保持在導致近似I_s/C_gd的迴轉率的近似恆定電壓610。此外，在此期間，輸出電流I_out處於近似恆定的電流位準620。在該示例中，輸出電流I_out低於對於所感測到的輸出電流使得控制電路250致能第二電流源235所需要的電流位準630。換句話說，在該示例中，所偵測到的負載電容太小，而無法致能來自第二電流源235的額外的預驅動電流。

圖6B是時序圖，其示出針對大電容負載C_load耦接至輸出270的情況而言在從低位準到高位準的轉換期間的閘極電壓(被標記為“V_gate”)、輸出電壓V_out、輸出電流(被標記為“I_out”)和開關320的控制輸入422處的電壓(被標記為“V_{sw_en}”)的示例。在轉換開始時，第一電流源230的預驅動電流使得輸出電晶體215的閘極電壓V_gate斜降。最終，輸出電晶體215(其是利用PFET來實現的)導通並且輸出電流I_out開始從驅動器210的輸出270流到負載電 容C_load，從而使得輸出電壓V_out斜升。

在該示例中，閘極到汲極電容C_gd的電容太小，而無法提供足夠的迴路增益來用於大電容負載控制驅動器210的迴轉率。結果，與用於在圖6A中所示的小電容負載的情況相比，輸出電壓V_out最初以慢得多的速率斜升615。

在該示例中，輸出電流I_out上升到高於對於所感測到的輸出電流使得控制電路250致能第二電流源235所需要的電流位準630。換句話說，所偵測到的負載電容大到足以致能來自第二電流源235的額外的預驅動電流。來自第二電流源235的額外的預驅動電流將輸出電晶體215的閘極電壓V_gate拉低到較低電壓640，這將輸出電流I_out增加到較高的電流位準660，並且使得輸出電壓V_out以較快速率斜升(例如，與針對圖6A中的小電容性負載情況的速率相當的速率)。結果，針對大電容性負載的迴轉率與針對圖6A中的小電容性負載的迴轉率類似。在沒有額外的預驅動電流的情況下，針對大電容性負載的迴轉率將顯著地慢於針對圖6A中的小電容性負載的迴轉率。因此，來自第二電流源235的額外的預驅動電流為大電容性負載的情況提供了迴轉率控制，而不需要大反饋電容器C_M。

圖7示出了根據本公開內容的各方面的另一示例性迴轉率受控驅動器710。驅動器710被配置為將輸出770驅動到低位準(亦即，將輸出770下拉)。

驅動器710包括輸出電晶體715和第一電流源730。輸出電晶體715是利用耦接在驅動器710的輸出770和接地電軌之間的NFET來實現的。更具體地，輸出電晶體715的汲極耦接至輸出770，並且輸出電晶體715的源極耦接至接地電軌。如上所討論的，接地電軌透過圖式中的接地符號來表示。第一電流源730耦接至輸出電晶體215的閘極，並且被配置為將來自電壓供給電軌V_dd的 電流供應給輸出電晶體715的閘極以將輸出電晶體715的閘極預驅動到高位準。

驅動器710還包括第二電流源735、電流感測器740和控制電路750。控制電路750選擇性地致能或去能第二電流源735，如下文進一步討論的。當被控制電路750致能時，第二電流源735被配置為供應電流至輸出電晶體715的閘極。在某些方面中，控制電路750致能第二電流源735以在輸出770處偵測到大電容負載時提供額外的預驅動電流，如下文進一步討論的。

電流感測器740被配置為感測驅動器710的輸出電流。在該示例中，輸出電流指代透過輸出電晶體715流到接地的電流。由電流感測器740提供的所感測到的輸出電流允許控制電路750偵測在輸出770處的大負載電容C_load。這是因為較大的負載電容C_load增加驅動器710的輸出電流，因為從較大的負載電容C_load放電更多的電流。因此，所感測到的輸出電流提供關於負載電容C_load的資訊，從而允許控制電路750基於所感測到的輸出電流間接地偵測到大負載電容C_load。

控制電路750耦接至電流感測器740和第二電流源735。在一個示例中，控制電路750被配置為：若所感測到的來自電流感測器740的輸出電流高於閾值，則致能第二電流源735。在這種情況下，所感測到的電流高於閾值可以指示耦接至輸出770的大負載電容C_load。因此，在該示例中，當基於所感測到的輸出電流而偵測到大負載電容C_load時，致能第二電流源735。控制電路750被配置為：若所感測到的來自電流感測器740的輸出電流低於閾值，則去能第二電流源735。

現在將根據針對驅動器710將輸出770從高位準轉換到低位準的情況的某些方面來討論驅動器710的示例性操作。在這種情況下，假定輸出電晶體715的閘極初始為低位準(例如，近似接地)，並且輸出770初始為高位準 (例如，近似V_dd)。輸出電晶體715的閘極可以例如透過以下方式而被初始地設定為低位準：閉合在輸出電晶體215的閘極和接地電軌之間的開關(未示出)，並且然後在從高位準到低位準的轉換之前打開該開關。輸出770可以例如透過在圖2中所示的示例性驅動器210而被初始地設定為高位準。

為了將輸出770從高位準轉換到低位準，第一電流源730供應電流至輸出電晶體715的閘極，這將輸出電晶體715的閘極預驅動到高位準。由於輸出電晶體715是利用NFET來實現的，因此這使得輸出電晶體715導通，從而允許電流透過輸出電晶體715從驅動器710的輸出770流到接地電軌。透過輸出電晶體715流到接地電軌的電流對負載電容C_load進行放電，從而使得輸出電壓(被標記為“V_out”)斜降。

在從高位準到低位準的轉換期間，電流感測器740感測驅動器710的輸出電流，並且將所感測到的輸出電流傳送給控制電路750。在該示例中，輸出電流從輸出770流到接地以將輸出770拉低。

當所感測到的輸出電流低於閾值時，控制電路750去能第二電流源735，在這種情況下，第二電流源735不提供額外的預驅動電流。

當所感測到的輸出電流上升到高於閾值時，控制電路750致能第二電流源735以提供額外的預驅動電流。這可能例如在大負載電容C_load耦接至輸出770時發生。額外的預驅動電流使輸出電晶體715的閘極電壓上升到較高，這增加了流過輸出電晶體715的電流以對大負載電容C_load進行放電，並且使得輸出電壓V_out較快地斜降。

為大負載電容C_load提供額外的預驅動電流減小驅動器710的迴轉率在負載電容的範圍內的變化。這是因為，在沒有額外的預驅動電流的情況下，大負載電容C_load將顯著地減小驅動器710的迴轉率(與針對小負載電容C_load 而言的驅動器710的迴轉率相比)。為大負載電容C_load提供額外的預驅動電流以預驅動輸出電晶體715的閘極，降低或消除了由大負載電容C_load引起的迴轉率的減小，從而在負載電容的範圍內產生更加均勻的迴轉率。

因此，電流感測器740、控制電路750和第二電流源735為驅動器710提供迴轉率控制，而不需要大反饋電容器C_M。這可以減少驅動器710的面積，因為電流感測器740、控制電路750和第二電流源735可以佔用與大反饋電容器C_M相比較小的面積，尤其是對於晶片具有低電容密度的情況而言。此外，消除對於大反饋電容器C_M的需求可以降低功耗。如上所討論的，大反饋電容器C_M可能需要大的預驅動電流來實現基於等式(1)的期望迴轉率。在沒有大反饋電容器C_M的情況下，驅動器710能夠使用較小的預驅動電流來實現期望迴轉率，從而產生更加功率高效的驅動器。

應明白的是，驅動器710不限於兩個電流源，並且可以包括兩個以上的電流源。例如，在一些實現中，驅動器710可以包括多個電流源，其被配置為基於所感測到的輸出電流來選擇性地為輸出電晶體715提供額外的預驅動電流。在這些實現中，多個電流源中的每一者可以具有相應的閾值。對於多個電流源中的每一者，控制電路750可以被配置為：若所感測到的輸出電流高於相應閾值，則致能該電流源；而若所感測到的輸出電流低於相應閾值，則去能該電流源。用於多個電流源的閾值可以是相同的或者不同的。

在一些實現中，若所感測到的輸出電流等於閾值，則控制電路750可以致能第二電流源735，並且在其它實現中，若所感測到的輸出電流等於閾值，則控制電路750可以去能第二電流源735。

圖8示出了根據某些方面的控制電路750的示例性實現。在該示例中，控制電路750包括開關820和開關控制器810。開關820可以是利用電晶體 或另一種類型的開關來實現的。開關820與第二電流源735串聯地耦接。在圖8中所示的示例中，開關820耦接在第二電流源735和電壓供給電軌V_dd之間。然而，應明白的是，在其它實現中，開關820可以耦接在第二電流源735和輸出電晶體715的閘極之間，並且第二電流源735可以耦接在電壓供給電軌V_dd和開關820之間。

開關控制器810被配置為透過基於所感測到的來自電流感測器740的輸出電流來打開或閉合開關820，從而致能或去能第二電流源735。在一個示例中，開關控制器810被配置為：若所感測到的輸出電流高於閾值，則閉合開關820。在這種情況下，閉合開關820透過以下方式來致能第二電流源735：將第二電流源735耦接至電壓供給電軌V_dd，從而允許第二電流源735將來自電壓供給電軌V_dd的電流供應給輸出電晶體715的閘極。開關控制器810被配置為：若所感測到的輸出電流低於閾值，則打開開關820。在這種情況下，打開開關820透過將第二電流源735與電壓供給電軌V_dd解耦來去能第二電流源735。

圖9示出了根據某些方面的電流感測器740和開關控制器810的示例性實現。在該示例中，電流感測器740包括電流感測電晶體910。在圖9中的示例中，電流感測電晶體910是利用NFET來實現的。電流感測電晶體910的閘極耦接至輸出電晶體715的閘極，電流感測電晶體910的源極耦接至接地電軌，並且電流感測電晶體910的汲極耦接至開關控制器810。電流感測電晶體910的閘極經由輸出電晶體715的閘極到汲極電容來電容性地耦接至輸出電晶體715的汲極。輸出電晶體715的閘極到汲極電容在圖9中被表示為電容器C_gd。應明白的是，輸出電晶體715的閘極到汲極電容來自輸出電晶體715的結構，而不是來自耦接至輸出電晶體715的單獨電容器。

在該示例中，電流感測電晶體910與輸出電晶體715一起形成電 流鏡像，使得電流感測電晶體910產生與驅動器710的輸出電流成比例的感測電流I_sen。因為感測電流I_sen是與驅動器710的輸出電流成比例的，所以感測電流I_sen向開關控制器810提供關於驅動器710的輸出電流的資訊。感測電流I_sen提供上文討論的所感測到的輸出電流。在某些方面中，感測電流I_sen是輸出電流的縮小版本，其可以透過使電流感測電晶體910的通道寬度小於輸出電晶體715的通道寬度來實現。

在該示例中，開關控制器810包括被配置為產生參考電流I_ref的參考電流源930。如下文進一步討論的，上文討論的開關控制器810的閾值可以透過參考電流I_ref來設定。電流感測電晶體910和參考電流源930在節點925處耦接。在圖9中的示例中，電流感測電晶體910的汲極耦接至節點925。節點925還耦接至開關820的控制輸入922。在該示例中，開關820可以被配置為在控制輸入922處的電壓下降到低於電源電壓V_dd達開關觸發電壓時閉合。對於開關820是利用電晶體實現的示例，控制輸入922位於電晶體的閘極處，並且開關觸發電壓可以是電晶體的閾值電壓的函數。在圖9中的示例中，開關820的控制輸入922耦接至參考電流源930和電流感測器740(例如，電流感測電晶體910的汲極)。

在輸出770從高位準到低位準的轉換期間，電流感測電晶體910產生與驅動器710的輸出電流成比例的感測電流I_sen。將感測電流I_sen與節點925處的參考電流I_ref進行比較。若感測電流I_sen小於參考電流I_ref，則參考電流I_ref可以將節點925處的電壓保持為接近電源電壓V_dd。在這種情況下，開關820被打開並且第二電流源735被去能。若感測電流I_sen大於參考電流I_ref，則感測電流I_sen可以對節點925處的電容(未示出)進行放電，從而使得節點925處的電壓下降達等於或大於開關觸發電壓的量。在這種情況下，開關820被閉合並且第二電流源735 被致能。節點925處的電容可以包括開關820的控制輸入922處的電容和/或另一電容。因此，在該示例中，若感測電流I_sen大於參考電流I_ref，則開關控制器810致能第二電流源735，而若感測電流I_sen小於參考電流I_ref，則開關控制器810去能第二電流源735。在該示例中，可以透過根據期望閾值來設定參考電流I_ref，從而將開關控制器810的閾值設定為期望閾值。

應明白的是，開關控制器810不限於在圖9中所示的示例性實現。例如，在另一種實現中，開關控制器810可以包括耦接在節點925和電壓供給電軌V_dd之間的感測電阻器。在該示例中，感測電阻器可以將感測電流I_sen變換為節點925處的感測電壓，當節點925處的感測電壓下降到低於電源電壓V_dd達上文討論的開關觸發電壓時，感測電壓閉合開關820(並且因此致能第二電流源735)。在該示例中，可以透過根據期望閾值來設定感測電阻器的電阻來設定控制電路750的閾值。

圖10示出了根據某些方面的參考電流源930、開關820、第一電流源730和第二電流源735的示例性實現。

在該示例中，參考電流源930是利用參考電流電晶體1010來實現的，其中，參考電流電晶體1010的閘極被閘極偏壓(被標記為“V_bias”)偏置。閘極偏壓可以不同於圖5中的閘極偏壓。在圖10中所示的示例中，參考電流電晶體1010是利用PFET來實現的，其中，參考電流電晶體1010的汲極耦接至節點925(例如，電流感測電晶體910的汲極)，並且參考電流電晶體1010的源極耦接至電壓供給電軌V_dd。在該示例中，參考電流I_ref是透過閘極偏壓V_bias和參考電流電晶體1010的通道寬度來設定的。

在該示例中，第一電流源730是利用第一電流源電晶體1030來實現的，並且第二電流源735是利用第二電流源電晶體1040來實現的。在圖10中 所示的示例中，第一電流源電晶體1030和第二電流源電晶體1040各自是利用PFET來實現的。第一電流源電晶體1030的閘極和第二電流源電晶體1040的閘極兩者可以被偏壓V_bias偏置，如圖10所示。在該示例中，可以例如透過獨立地設定第一電流源電晶體1030的通道寬度和第二電流源電晶體1040的通道寬度，來獨立地設定第一電流源電晶體1030的電流和第二電流源電晶體1040的電流。

在圖10中的示例中，參考電流電晶體1010、第一電流源電晶體1030和第二電流源電晶體1040的閘極被公共閘極偏壓V_bias偏置。然而，應明白的是，本公開內容不限於該示例，並且在其它實現中，參考電流電晶體1010、第一電流源電晶體1030及第二電流源電晶體1040的閘極可以被不同的偏置電壓來偏置。

在該示例中，開關820是利用開關電晶體1020來實現的。開關電晶體1020的閘極耦接至節點925並且提供開關820的控制輸入922。在圖10中的示例中，開關電晶體1020是利用PFET來實現的，其中，開關電晶體1020的汲極耦接至輸出電晶體715的閘極，並且開關電晶體1020的源極耦接至第二電流源735。

在圖10中的示例中，開關820和第二電流源735的位置相對於圖8和圖9中的開關820和第二電流源735的位置被調換。在這兩種情況下，開關820和第二電流源735串聯地耦接在電晶體715的閘極和電壓供給電軌V_dd之間，其中，當開關820被閉合時第二電流源735被致能，而當開關820被打開時第二電流源735被去能。

圖11示出了根據本公開內容的某些方面的被配置為基於輸入電壓(被標記為“V_in”)來將驅動器輸出拉高或拉低的迴轉率受控驅動器1110的示例。驅動器1110將圖2中的示例性驅動器210和圖7中的示例性驅動器710組 合，如下文進一步討論的。

驅動器1110包括輸出級1112、第一電流源1130、第二電流源1135、第三電流源1132、第四電流源1137、第一電流感測器1140、第二電流感測器1142、第一控制電路1150、第二控制電路1152、第一開關1160、第二開關1165、第三開關1170和第四開關1175。第一開關1160、第二開關1165、第三開關1170和第四開關1175的接通/斷開狀態是受驅動器1110的輸入1180處的輸入電壓控制的，如下文進一步討論的。

輸出級1112包括第一輸出電晶體1115和第二輸出電晶體1120。在圖11中的示例中，第一輸出電晶體1115是利用耦接在電壓供給電軌V_dd和驅動器1110的輸出1190之間的PFET來實現的，並且第二輸出電晶體1120是利用耦接在驅動器1110的輸出1190和接地電軌之間的NFET來實現的。第一輸出電晶體1115被配置為將輸出1190驅動到高位準(亦即，將輸出1190上拉)，並且可以對應於圖2中的輸出電晶體215。第二輸出電晶體1120被配置為將輸出1190驅動到低位準(亦即，將輸出1190下拉)，並且可以對應於圖7中的輸出電晶體715，如下文進一步討論的。

在該示例中，第一開關1160耦接在第一輸出電晶體1115的閘極和電壓供給電軌V_dd之間。第一電流源1130和第三開關1170串聯地耦接在第一輸出電晶體1115的閘極和接地電軌之間。第一控制電路1150選擇性地致能或去能第二電流源1135，如下文進一步討論的。第一電流感測器1140被配置為感測驅動器1110的流過第一輸出電晶體1115的輸出電流。

第一控制電路1150耦接至第一電流感測器1140和第二電流源1135。在一個示例中，第一控制電路1150被配置為：若所感測到的來自第一電流感測器1140的輸出電流高於第一閾值，則致能第二電流源1135。在這種情況 下，所感測到的輸出電流高於第一閾值可以指示耦接至輸出1190的大負載電容C_load。第一控制電路1150被配置為：若所感測到的來自第一電流感測器1140的輸出電流低於第一閾值，則去能第二電流源1135。

第一電流源1130可以對應於在圖2中所示的第一電流源230，第二電流源1135可以對應於在圖2中所示的第二電流源235，第一電流感測器1140可以對應於在圖2中所示的電流感測器240，並且第一控制電路1150可以對應於在圖2中所示的控制電路250。因此，上文給出的對第一電流源230、第二電流源235、電流感測器240和控制電路250的描述分別適用於第一電流源1130、第二電流源1135、第一電流感測器1140和第一控制電路1150。

在該示例中，第二開關1165耦接在第二輸出電晶體1120的閘極和接地電軌之間。第三電流源1132和第四開關1175串聯地耦接在電壓供給電軌V_dd的閘極和第二輸出電晶體1120的閘極之間。第二控制電路1152選擇性地致能或去能第四電流源1137，如下文進一步討論的。第二電流感測器1142被配置為感測驅動器1110的流過第二輸出電晶體1120的輸出電流。

第二控制電路1152耦接至第二電流感測器1142和第四電流源1137。在一個示例中，第二控制電路1152被配置為：若所感測到的來自第二電流感測器1142的輸出電流高於第二閾值，則致能第四電流源1137。在這種情況下，所感測到的輸出電流高於第二閾值可以指示耦接至輸出1190的大負載電容C_load。第二控制電路1152被配置為：若所感測到的來自第二電流感測器1142的輸出電流低於第二閾值，則去能第四電流源1137。第一閾值和第二閾值可以是相同的或者不同的。

第三電流源1132可以對應於在圖7中所示的第一電流源730，第四電流源1137可以對應於在圖7中所示的第二電流源735，第二電流感測器1142 可以對應於在圖7中所示的電流感測器740，並且第二控制電路1152可以對應於在圖7中所示的控制電路750。因此，上文給出的對第一電流源730、第二電流源735、電流感測器740和控制電路750的描述分別適用於第三電流源1132、第四電流源1137、第二電流感測器1142和第二控制電路1152。

在操作時，驅動器1110被配置為基於驅動器1110的輸入1180處的輸入電壓來將輸出1190驅動到高位準或低位準。更具體地，當輸入電壓具有第一邏輯值時，驅動器1110將輸出1190驅動到高位準，而當輸入電壓具有第二邏輯值時，驅動器1110將輸出1190驅動到低位準。第一邏輯值可以是低的(例如，近似接地)，並且第二邏輯值可以是高的(例如，近似V_dd)，反之亦然。

當輸入電壓具有第一邏輯值時，第二開關1165被閉合(亦即，接通)，並且第一開關1160被打開(亦即，切斷)。結果，第二輸出電晶體1120的閘極透過第二開關1165耦接至接地電軌，這去能(亦即，關斷)第二輸出電晶體1120。另外，第三開關1170被閉合(亦即，接通)，並且第四開關1175被打開(亦即，切斷)。結果，第一電流源1130耦接至第一輸出電晶體1115的閘極。

在這種情況下，第一電流源1130、第二電流源1135、第一電流感測器1140和第一控制電路1150分別以與在圖2中所示的第一電流源230、第二電流源235、電流感測器240和控制電路250類似的配置而耦接。

第一電流源1130從第一輸出電晶體1115的閘極汲取電流，以將第一輸出電晶體1115的閘極預驅動到低位準，從而導通第一輸出電晶體1115。第一電流感測器1140感測驅動器1110的流過第一輸出電晶體1115的輸出電流，並且將所感測到的輸出電流傳送給第一控制電路1150。若所感測到的來自第一電流感測器1140的輸出電流高於第一閾值，則第一控制電路1150致能第二電流 源1135。在這種情況下，第二電流源1135為第一輸出電晶體1115提供額外的預驅動電流。若所感測到的來自第一電流感測器1140的輸出電流低於第一閾值，則第一控制電路1150去能第二電流源1135。

出於上文針對電流感測器240、控制電路250和第二電流源235所給出的原因，第一電流感測器1140、第一控制電路1150和第二電流源1135針對輸出1190從低位準到高位準的轉換來提供迴轉率控制。因此，為了簡潔起見，此處不重複對迴轉率控制的詳細描述。第一電流感測器1140可以利用電流感測電晶體(例如，電流感測電晶體410)來實現。第一控制電路1150可以利用在圖3至圖5中所示的任何示例性實現來實現。

當輸入電壓具有第二邏輯值時，第二開關1165被打開(亦即，切斷)，並且第一開關1160被閉合(亦即，接通)。結果，第一輸出電晶體1115的閘極透過第一開關1160耦接至電壓供給電軌V_dd，這去能(亦即，關斷)第一輸出電晶體1115。另外，第三開關1170被打開(亦即，切斷)，並且第四開關1175被閉合(亦即，接通)。結果，第三電流源1132耦接至第二輸出電晶體1120的閘極。

在這種情況下，第三電流源1132、第四電流源1137、第二電流感測器1142和第二控制電路1152分別以與在圖7中所示的第一電流源730、第二電流源735、電流感測器740和控制電路750類似的配置而耦接。

第三電流源1132供應電流至第二輸出電晶體1120的閘極，以將第二輸出電晶體1120的閘極預驅動到高位準，其導通第二輸出電晶體1120。第二電流感測器1142感測驅動器1110的流過第二輸出電晶體1120的輸出電流，並且將所感測到的輸出電流傳送給第二控制電路1152。若所感測到的來自第二電流感測器1142的輸出電流高於第二閾值，則第二控制電路1152致能第四電流源 1137。在這種情況下，第四電流源1137為第二輸出電晶體1120提供額外的預驅動電流。若所感測到的來自第二電流感測器1142的輸出電流低於第二閾值，則第二控制電路1152去能第四電流源1137。

出於上文針對電流感測器740、控制電路750和第二電流源735給出的原因，第二電流感測器1142、第二控制電路1152和第四電流源1137針對輸出1190從高位準到低位準的轉換提供迴轉率控制。因此，為了簡潔起見，此處不重複對迴轉率控制的詳細描述。第二電流感測器1142可以利用電流感測電晶體(例如，電流感測電晶體910)來實現。第二控制電路1152可以利用在圖8至圖10中所示的任何示例性實現來實現。

圖12示出了根據某些方面的其中驅動器1220用於在系統1210(例如，行動設備)中的第一晶片1212和第二晶片1214之間提供晶片到晶片通信的示例。驅動器1220可以包括上文討論的示例性迴轉率受控驅動器210、710和1110中的任何一者。在該示例中，驅動器1220整合在第一晶片1212上，並且相應的接收器1240整合在第二晶片1214上。

驅動器1220的輸出1224耦接至第一晶片1212上的第一墊1225，並且接收器1240的輸入1242耦接至第二晶片1214上的第二墊1245。傳輸線1230耦接在第一墊1225和第二墊1245之間。傳輸線1230可以包括在基板(例如，印刷電路板)上的一條或多條金屬走線、電纜(例如，同軸電纜)、一條或多條導線、或其任何組合。

在操作時，要被發送給第二晶片1214的輸入信號(例如，資料信號)被輸入到驅動器1220的輸入1222。在圖12中，輸入信號具有電壓Vin。輸入信號可以來自第一晶片1212上的處理器(未示出)或第一晶片1212上的另一設備。然後，驅動器1220基於輸入信號來驅動傳輸線1230。在圖12中，驅動 器1220的輸出具有電壓V_oot。

接收器1240經由傳輸線1230接收來自驅動器1220的輸出1224的信號並且處理所接收的信號。例如，接收器1240可以對信號進行放大、對信號進行等化(例如，補償信號失真)、對信號進行採樣以從信號中恢復資料位元等等。接收器1240可以在輸出端1244處將所得到的經處理的信號輸出到第二晶片1214上的處理器(未示出)以進行進一步處理。

在該示例中，驅動器1220可以根據本公開內容的任何一個或多個方面來實現迴轉率控制，以在負載電容的範圍內提供更加均勻的迴轉率。負載電容可以包括傳輸線1230的電容、第一墊1225的電容等。

圖13示出了根據某些方面的用於驅動器的迴轉率控制方法1300。驅動器包括耦接在電軌和驅動器的輸出之間的輸出電晶體。驅動器可以對應於驅動器210、710或1110，電軌可以是電壓供給電軌V_dd或接地電軌，並且輸出電晶體可以對應於輸出電晶體215、715、1115或1120。

在方塊1310處，使用第一電流源，利用預驅動電流來預驅動輸出電晶體的閘極。第一電流源可以對應於電流源230、730、1130或1132。

在方塊1320處，感測驅動器的輸出電流。例如，可以使用電流感測器240、740、1140或1142來感測輸出電流。在某些方面中，在輸出電晶體的閘極正被預驅動時感測輸出電流。

在方塊1330處，若所感測到的輸出電流高於閾值，則致能第二電流源，第二電流源為輸出電晶體的閘極提供額外的預驅動電流。第二電流源可以對應於電流源235、735、1135或1137。第二電流源可以由控制電路250、750、1150或1152來致能。

在方塊1340處，若所感測到的輸出電流低於閾值，則去能第二 電流源。第二電流源可以由控制電路250、750、1150或1152來去能。

在某些方面中，感測驅動器的輸出電流可以包括：基於輸出電流來產生感測電流。感測電流可以由電流感測電晶體(例如，電流感測電晶體410或910)來產生。感測電流(例如，I_sen)可以是與驅動器的輸出電流近似成比例的(例如，輸出電流的縮小版本)。在這些方面中，若感測電流大於參考電流(例如，I_ref)，則可以致能第二電流源，並且若感測電流小於參考電流，則可以去能第二電流源。參考電流可以由參考電流源(例如，參考電流源430或930)來產生。

應明白的是，本公開內容不限於上文用於描述本公開內容的各方面的示例性術語。例如，驅動器也可以被稱為輸出驅動器、驅動電路、墊驅動器或另一術語。在另一示例中，迴轉率也可以被稱為轉換時間、上升/下降時間或另一術語。在另一示例中，電軌可以指代電壓供給電軌，或者在電壓供給為零的特定情況下，其可以指代接地電軌。此外，電壓供給電軌也可以被稱為電源電軌、電壓電軌、功率電軌等。

本文中使用諸如“第一”、“第二”等的命名對元素的任何引用通常並不限制那些元素的數量和次序。確切而言，這些命名在本文中用作一種在兩個或更多個元素或一元素的各實例之間進行區分的便利方式。因此，對第一元素和第二元素的引用並不意指僅可以採用兩個元素，或者第一元素必須在第二元素之前。

在本公開內容中，使用“示例性”一詞意指“用作示例、實例或說明”。本文中被描述為“示例性的”任何實現或方面未必被解釋為較佳於本公開內容的其它方面或具有優勢。同樣，術語“方面”並不要求本公開內容的所有方面都包括所討論的特徵、優點或操作模式。

提供本公開內容的先前描述，以使得本領域的任何技術人員能夠實現或使用本公開內容。對本公開內容的各種修改對於本領域技術人員而言將是顯而易見的，以及在不脫離本公開內容的範圍的情況下，本文所定義的總體原理可以應用到其它變型。因此，本公開內容並不旨在限於本文描述的示例，而是被賦予與本文公開的原理和新穎特徵相一致的最寬範圍。

在下文中，描述了另外的示例，以有助於理解本發明。

在一個示例中，描述了一種驅動器，所述驅動器包括：耦接在第一電軌和所述驅動器的輸出之間的輸出電晶體；耦接至所述輸出電晶體的閘極的第一電流源；第二電流源；開關，其中所述開關和所述第二電流源串聯地耦接在所述輸出電晶體的閘極和第二電軌之間；電流感測器，其被配置為基於所述驅動器的輸出電流來產生感測電流；以及被配置為產生參考電流的參考電流源，其中，所述電流感測器和所述參考電流源耦接至所述開關的控制輸入。所述電流感測器可以包括電流感測電晶體，所述電流感測電晶體具有耦接至所述輸出電晶體的閘極的閘極、耦接至所述參考電流源的汲極和耦接至所述第一電軌的源極。所述電流感測電晶體的閘極可以電容地耦接至所述輸出電晶體的汲極。所述第一電軌可以包括電壓供給電軌，並且所述輸出電晶體可以包括p型場效電晶體，所述p型場效電晶體具有耦接至所述電壓供給電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。所述第二電流源可以被配置為從所述輸出電晶體的閘極汲取電流。所述第二電軌可以包括接地電軌。所述第一電軌可以包括接地電軌，並且所述輸出電晶體可以包括n型場效電晶體，所述n型場效電晶體具有耦接至所述接地電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。此外，所述第二電流源可以被配置為供應電流至所述輸出電晶體的閘極。所述第二電軌可以包括電壓供給電軌。此外，所述參考電流源可以包括參考電流電 晶體，所述參考電流電晶體具有耦接至所述電流感測電晶體的汲極的汲極、耦接至所述第二電軌的源極和被偏壓進行偏置的閘極。所述開關可以包括開關電晶體，並且所述開關的所述控制輸入可以位於所述開關電晶體的閘極處。所述參考電流源可以包括參考電流電晶體，所述參考電流電晶體具有耦接至所述電流感測器的汲極、耦接至所述第二電軌的源極和被偏壓進行偏置的閘極。此外，所述開關可以包括開關電晶體，並且所述開關的所述控制輸入可以位於所述開關電晶體的閘極處。

在另一示例中，描述了一種驅動器，所述驅動器包括：耦接在電軌和驅動器的輸出之間的輸出電晶體；耦接至所述輸出電晶體的閘極的第一電流源；第二電流源，其被配置為：當所述第二電流源被致能時，從所述輸出電晶體的閘極汲取電流或者供應電流至所述輸出電晶體的閘極；電流感測器，其被配置為感測所述驅動器的輸出電流；以及耦接至所述電流感測器和所述第二電流源的控制電路，其中，所述控制電路被配置為：若所感測到的輸出電流高於閾值，則致能所述第二電流源；以及若所感測到的輸出電流低於閾值，則去能所述第二電流源。所述電軌可以包括電壓供給電軌，並且所述輸出電晶體可以包括p型場效電晶體，所述p型場效電晶體具有耦接至所述電壓供給電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。所述第二電流源可以被配置為：當所述第二電流源被致能時，從所述輸出電晶體的閘極汲取電流。所述第一電流源可以被配置為從所述輸出電晶體的閘極汲取電流。所述電軌可以包括接地電軌，並且所述輸出電晶體可以包括n型場效電晶體，所述n型場效電晶體具有耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極和耦接至所述接地電軌的源極。所述第二電流源可以被配置為：當所述第二電流源被致能時，供應電流至所述輸出電晶體的閘極。所述第一電流源可以被配置為供應電流至所述輸出電晶體的閘極。

在另一示例中，描述了一種用於驅動器的迴轉率控制方法，所述驅動器包括耦接在電軌和所述驅動器的輸出之間的輸出電晶體，所述方法包括：使用第一電流源，利用預驅動電流來預驅動所述輸出電晶體的閘極；感測所述驅動器的輸出電流；若所感測到的輸出電流高於閾值，則致能第二電流源，所述第二電流源為所述輸出電晶體的閘極提供額外的預驅動電流；以及若所感測到的輸出電流低於閾值，則去能所述第二電流源。所述電軌可以包括電壓供給電軌，並且所述輸出電晶體可以包括p型場效電晶體，所述p型場效電晶體具有耦接至所述電壓供給電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。所述方法可以包括：透過所述額外的預驅動電流來降低所述輸出電晶體的閘極處的電壓。所述電軌可以包括接地電軌，並且所述輸出電晶體可以包括n型場效電晶體，所述n型場效電晶體具有耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極和耦接至所述接地軌的源極。所述方法可以包括：透過所述額外的預驅動電流來增加所述輸出電晶體的閘極處的電壓。感測所述驅動器的所述輸出電流可以包括：基於所述輸出電流來產生感測電流；致能所述第二電流源可以包括：若所述感測電流大於參考電流，則致能所述第二電流源；並且去能所述第二電流源可以包括：若所述感測電流小於所述參考電流，則去能所述第二電流源。所述感測電流可以是與所述輸出電流近似成比例的。

210:驅動器 215:輸出電晶體 230:第一電流源 235:第二電流源 240:電流感測器 250:控制電路 270:輸出 310:開關控制器 320:開關 410:電流感測電晶體 422:控制輸入 425:節點 430:參考電流源 V _dd:電壓供給電軌 C _gd:電容器 V _out:輸出電壓 I _sen:感測電流 I _ref:參考電流 C _load:負載電容器

Claims (20)

1. 一種驅動器，包括： 耦接在第一電軌和所述驅動器的輸出之間的輸出電晶體； 耦接至所述輸出電晶體的閘極的第一電流源； 第二電流源； 開關，其中，所述開關和所述第二電流源串聯地耦接在所述輸出電晶體的所述閘極和第二電軌之間； 電流感測器，其被配置為基於所述驅動器的輸出電流來產生感測電流；以及 被配置為產生參考電流的參考電流源； 其中，所述電流感測器和所述參考電流源耦接至所述開關的控制輸入。
2. 根據請求項1所述的驅動器，其中，所述電流感測器包括電流感測電晶體，所述電流感測電晶體具有耦接至所述輸出電晶體的所述閘極的閘極、耦接至所述參考電流源的汲極和耦接至所述第一電軌的源極。
3. 根據請求項2所述的驅動器，其中，所述電流感測電晶體的所述閘極電容地耦接至所述輸出電晶體的汲極。
4. 根據請求項2所述的驅動器，其中，所述第一電軌包括電壓供給電軌，並且所述輸出電晶體包括p型場效電晶體，所述p型場效電晶體具有耦接至所述電壓供給電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。
5. 根據請求項4所述的驅動器，其中，所述第二電流源被配置為從所述輸出電晶體的所述閘極汲取電流（sink current）。
6. 根據請求項4所述的驅動器，其中，所述第二電軌包括接地電軌。
7. 根據請求項2所述的驅動器，其中，所述第一電軌包括接地電軌，並且所述輸出電晶體包括n型場效電晶體，所述n型場效電晶體具有耦接至所述接地電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。
8. 根據請求項7所述的驅動器，其中，所述第二電流源被配置為供應電流（source current）至所述輸出電晶體的所述閘極。
9. 根據請求項7所述的驅動器，其中，所述第二電軌包括電壓供給電軌。
10. 根據請求項2所述的驅動器，其中，所述參考電流源包括參考電流電晶體，所述參考電流電晶體具有耦接至所述電流感測電晶體的所述汲極的汲極、耦接至所述第二電軌的源極和被偏壓進行偏置的閘極。
11. 根據請求項10所述的驅動器，其中，所述開關包括開關電晶體，並且所述開關的所述控制輸入位於所述開關電晶體的閘極處。
12. 根據請求項1所述的驅動器，其中，所述參考電流源包括參考電流電晶體，所述參考電流電晶體具有耦接至所述電流感測器的汲極、耦接至所述第二電軌的源極和被偏壓進行偏置的閘極。
13. 根據請求項1所述的驅動器，其中，所述開關包括開關電晶體，並且所述開關的所述控制輸入位於所述開關電晶體的閘極處。
14. 一種用於驅動器的迴轉率控制方法，所述驅動器包括耦接在電軌和所述驅動器的輸出之間的輸出電晶體，所述方法包括： 使用第一電流源，利用預驅動電流來預驅動所述輸出電晶體的閘極； 利用電流感測器感測所述驅動器的輸出電流，其中所述電流感測器包括電流感測電晶體，所述電流感測電晶體具有耦接至所述輸出電晶體的所述閘極的閘極、耦接至參考電流源的汲極和耦接至所述電軌的源極，其中所述電流感測電晶體的所述閘極電容地耦接至所述輸出電晶體的汲極； 若所感測到的輸出電流高於閾值，則致能第二電流源，所述第二電流源為所述輸出電晶體的所述閘極提供額外的預驅動電流；以及 若所感測到的輸出電流低於所述閾值，則去能所述第二電流源； 其中感測所述驅動器的所述輸出電流包括根據所述輸出電流產生感測電流； 其中致能所述第二電流源包括若所述感測電流大於參考電流，致能所述第二電流源；以及 其中去能所述第二電流源包括若所述感測電流小於所述參考電流，去能所述第二電流源。
15. 根據請求項14所述的方法，其中，所述電軌包括電壓供給電軌，並且所述輸出電晶體包括p型場效電晶體，所述p型場效電晶體具有耦接至所述電壓供給電軌的源極和耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極。
16. 根據請求項15所述的方法，包括：透過所述額外的預驅動電流來降低所述輸出電晶體的所述閘極處的電壓。
17. 根據請求項14所述的方法，其中，所述電軌包括接地電軌，並且所述輸出電晶體包括n型場效電晶體，所述n型場效電晶體具有耦接至所述驅動器的所述輸出的汲極和耦接至所述接地電軌的源極。
18. 根據請求項17所述的方法，包括：透過所述額外的預驅動電流來增加所述輸出電晶體的所述閘極處的電壓。
19. 根據請求項14所述的方法，其中： 感測所述驅動器的所述輸出電流包括：基於所述輸出電流來產生感測電流； 致能所述第二電流源包括：若所述感測電流大於參考電流，則致能所述第二電流源；並且 去能所述第二電流源包括：若所述感測電流小於所述參考電流，則去能所述第二電流源。
20. 根據請求項19所述的方法，其中，所述感測電流是與所述輸出電流近似成比例的。