CN101840724B - 信号接收器及其相关电压补偿方法 - Google Patents

Abstract

信号接收器及其相关电压补偿方法。该信号接收器包含第一级电路、第二级电路、电流补偿电路以及偏压电路。第一级电路的第一输入端接收参考电压，而第二输入端接收输入信号。第二级电路的第一、第二输入端分别耦接于第一级电路的第一、第二输出端。电流补偿电路耦接于第二级电路的第一输入端，用来依据一偏压而动态地提供补偿电流至第二级电路的第一输入端，以稳定其电压值。偏压电路依据参考电压来偏压第一级电路与电流补偿电路，并设定电流补偿电路的偏压。

Description

信号接收器及其相关电压补偿方法

技术领域

本发明涉及一种信号接收器及其相关电压补偿方法，尤其涉及一种利用一电流补偿电路(例如电流镜)来提供补偿电流至该信号接收器的第二级电路的第一输入端以稳定其电压值的装置与方法。

背景技术

半导体存储器可分为动态随机存取存储器(DRAM)以及非易失性存储器(Non-Volatile Memory)两大类别，两者差别在于当外界电力消失时，所存储的数据是否会被长时间保留下来，存储于动态随机存取存储器中的数据会消失，但存储于非易失性存储器中的数据则会保存。

请参考图1，图1为先前技术中一存储器模块的信号接收器的参考电压漂移所造成的问题的示意图。如图1所示，V_REF代表该的存储器模块的信号接收器的参考电压，而漂移参考电压V_REF’、V_REF”则分别代表参考电压V_REF的漂移(offset)；V_IN代表信号接收器的输入信号，V_OUT代表输入信号V_IN经过信号接收器后的输出信号。当参考电压V_REF没有漂移发生时，输入信号V_IN经过信号接收器后会产生输出信号V_OUT；而当参考电压V_REF发生漂移时(例如漂移参考电压V_REF’或V_REF”)，则输入信号V_IN经过信号接收器后会产生输出信号V_OUT’或V_OUT”。由图1可得知，当参考电压V_REF发生漂移时，会造成输出信号V_OUT’或V_OUT”的上升边沿(rising edge)与下降边沿(falling edge)的延迟时间不同，影响到存储器模块的数据存取的正确性。

因此，如何克服存储器模块的信号接收器因为参考电压漂移所造成的问题，实为本设计领域的重要课题之一。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种信号接收器及其相关电压补偿方法，以解决先前技术中的问题。

本发明的实施例公开了一种信号接收器。信号接收器包含第一级电路、第二级电路、电流补偿电路以及偏压电路。第一级电路具有一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端以及一第二输出端，第一输入端接收一参考电压，而第二输入端接收一输入信号。第二级电路具有一第一输入端、一第二输入端以及至少一输出端，第二级电路的第一输入端耦接于第一级电路的第一输出端，以及第二级电路的第二输入端耦接于第一级电路的第二输出端。电流补偿电路耦接于第二级电路的第一输入端，用来依据一偏压而动态地提供一补偿电流至第二级电路的第一输入端，以稳定第二级电路的第一输入端的一电压值。偏压电路耦接于第一级电路与电流补偿电路，用来依据参考电压以偏压第一级电路与电流补偿电路，并设定电流补偿电路的该偏压。电流补偿电路为一电流镜电路。而信号接收器设置于一存储器模块内。

本发明的实施例公开了一种应用于一信号接收器的电压补偿方法。该信号接收器包含第一级电路、第二级电路以及偏压电路，第二级电路的第一输入端耦接于第一级电路的第一输出端，以及第二级电路的第二输入端耦接于第一级电路的第二输出端。该方法包含有：利用第一级电路的一第一输入端来接收一参考电压；利用该第一级电路的一第二输入端来接收一输入信号；以及依据参考电压，偏压第一级电路并动态地提供一补偿电流至第二级电路的第一输入端以稳定第二级电路的该第一输入端的一电压值。

附图说明

图1为先前技术中一存储器模块的信号接收器的参考电压漂移所造成的问题的示意图。

图2为本发明一信号接收器的方块图。

图3为图2所示的信号接收器的详细电路图。

图4为本发明应用于一信号接收器的电压补偿方法的一操作范例的流程图。

【主要元件符号说明】

V_REF’、V_REF”       漂移参考电压

V_OUT、V_OUT’、V_OUT”    输出信号

200              信号接收器

210              第一级电路

220              第二级电路

230              电流补偿电路

240              偏压电路

211、221、381    第一输入端

212、222、382    第二输入端

213              第一输出端

214              第二输出端

223、383         输出端

V_REF                参考电压

V_IN                 输入信号

V_Bias            偏压

I₁               补偿电流

I₂               电流值

V_A                  电压值

Q1～Q7           晶体管

311～371         控制端

312～372         第一端

313～373         第二端

380              比较器

V1                  第一供应电压

V2                  第二供应电压

V_COM                共模电压

R1                  第一负载

R2                  第二负载

402～430         步骤

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明一信号接收器200的方块图。如图2所示，信号接收器200包含一第一级电路210、一第二级电路220、一电流补偿电路230以及一偏压电路240。第一级电路210具有一第一输入端211、一第二输入端212、一第一输出端213以及一第二输出端214，第一输入端212接收一参考电压V_REF，而第二输入端212接收一输入信号V_IN，且第一输入端211、第二输入端212互为一差动信号对(differential signal pair)。第二级电路220具有一第一输入端221、一第二输入端222以及至少一输出端223，第二级电路220的第一输入端221耦接于第一级电路210的第一输出端213，以及第二级电路220的第二输入端222耦接于第一级电路210的第二输出端214，且第二级电路220的第一输入端221、第二输入端222互为一差动信号对。电流补偿电路230耦接于第二级电路220的第一输入端221，用来依据一偏压V_Bias而动态地提供一补偿电流I₁至第二级电路220的第一输入端221，以稳定第二级电路220的第一输入端221的一电压值V_A。偏压电路240耦接于第一级电路210与电流补偿电路230，用来依据参考电压V_REF来偏压第一级电路210与电流补偿电路230，并设定电流补偿电路230的偏压V_Bias。

在本实施例中，第一级电路210所采用的偏压与电流补偿电路230的偏压V_Bias相同，但本发明并不局限于此，在其他的实施例中，第一级电路210以及电流补偿电路230也可采用不同的偏压。

请参考图3，图3为图2所示的信号接收器200的详细电路图。第一级电路210与第二级电路220各包含多个晶体管，其耦接方式如图3所示。在本实施例中，电流补偿电路230由一电流镜(current mirror)电路所实施，其包含第一晶体管Q1、第二晶体管Q2以及第三晶体管Q3。其中，第一晶体管Q1具有一控制端311、一第一端312以及一第二端313，控制端311耦接于第一级电路210以及偏压电路230，第一端312耦接于一第一供应电压V1。第二晶体管Q2具有一控制端321、一第一端322以及一第二端323，控制端321以及第二端323耦接于第一晶体管Q1的第二端313，第一端322耦接于一第二供应电压V2。第三晶体管Q3具有一控制端331、一第一端332以及一第二端333，控制端331耦接于第二晶体管Q2的控制端321，第一端332耦接于第二供应电压V2，第二端333耦接于第二级电路220的第一输入端221。

请继续参考图3，偏压电路240包含一第四晶体管Q4、一第五晶体管Q5、一第六晶体管Q6以及一比较器380。其中，第四晶体管Q4具有一控制端341、一第一端342以及一第二端343，控制端341耦接于第一晶体管Q1的控制端311以及第一级电路210，第一端342耦接于第一供应电压V1。第五晶体管Q5具有一控制端351、一第一端352以及一第二端353，控制端351接收参考电压V_REF，第一端352系经由一第一负载R1耦接于第二供应电压V2，第二端353耦接于第四晶体管Q4的第二端343。第六晶体管Q6具有一控制端361、一第一端362以及一第二端363，控制端361接收参考电压V_REF，第一端362经由一第二负载R2耦接于第二供应电压V2，第二端363耦接于第四晶体管Q4的第二端343。比较器380具有一第一输入端381、一第二输入端382以及一输出端383，第一输入端381接收一共模电压(common voltage)V_COM，第二输入端382耦接于第六晶体管Q6的第一端362，输出端383耦接于第一级电路210以及电流镜电路230的第一晶体管Q1，比较器380系比较第一输入端381、第二输入端382所接收的信号以产生偏压V_Bias。在一实施例中，偏压电路240产生同一偏压至第一级电路210以及电流镜电路230，但此并非本发明的限制条件。

请注意，在本实施例中，第一晶体管Q1为一N型晶体管，以及第二晶体管Q2、第三晶体管Q3各为一P型晶体管，但本发明并不局限于此。此外，上述的电流补偿电路230仅为用来说明本发明的例子，而非本发明的限制条件。本领域技术人员应可了解，在不违背本发明的精神下，关于电流补偿电路230的实施方式的各种变化皆是可行的。

请再注意，上述的信号接收器200可设置于一存储器模块内，而输入信号V_IN为该存储器模块的数据信号(DQ signal)。

接下来，举几个例子来详细描述电流补偿电路230如何提供补偿电流I₁至第二级电路220的第一输入端221以稳定其电压值V_A。在第一个例子中，当参考电压V_REF上升时，会造成第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A下降。此时偏压电路240的比较器380的第二输入端382的电压系小于第一输入端381的共模电压V_COM，则比较器380会增加电流补偿电路230的偏压V_Bias。由于电流补偿电路230的偏压V_Bias上升，则电流补偿电路230会增加补偿电流I₁，以增加流经第二级电路220的第一输入端221的电流值I₂来补偿并稳定第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A。在第二个例子中，当参考电压V_REF下降时，会造成第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A上升。此时偏压电路240的比较器380的第二输入端382的电压大于第一输入端381的共模电压V_COM，则比较器380会降低电流补偿电路230的偏压V_Bias。由于电流补偿电路230的偏压V_Bias降低，则电流补偿电路230会减少补偿电流I₁，以减少流经第二级电路220的第一输入端221的电流值I₂来补偿并稳定第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A。如此一来，第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A并不会受到参考电压V_REF漂移所造成的影响。

由上可知，本发明所公开的信号接收器200及电压补偿机制可通过电流补偿电路230来稳定第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A，即使参考电压V_REF发生漂移，也不会造成输出信号V_OUT的上升边沿与下降边沿的延迟时间不同，以确保存储器模块的数据存取的正确性。

请参考图4，图4为本发明应用于一信号接收器的电压补偿方法之一操作范例的流程图，其包含(但不局限于)以下的步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图4所示的执行次序来执行)：

步骤402：开始。

步骤404：利用第一级电路的第一输入端来接收参考电压。

步骤406：利用第一级电路的第二输入端来接收输入信号。

步骤408：依据参考电压，偏压第一级电路。

步骤410：动态地提供一补偿电流至第二级电路的第一输入端以稳定第二级电路的第一输入端的电压值。

步骤420：当参考电压上升时，增加流经第二级电路的第一输入端的电流值。

步骤430：当参考电压下降时，减少流经第二级电路的第一输入端的电流值。

请搭配图4所示的各步骤以及图2与图3所示的各元件即可各元件如何运作，为简洁起见，故在此不再赘述。其中，步骤410～430由电流补偿电路230所执行。

上述流程的步骤仅为本发明所举可行的实施例，并非限制本发明的限制条件，且在不违背本发明的精神的情况下，此方法可还包含其他的中间步骤或者可将几个步骤合并成单一步骤，以做适当的变化。

以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范围。由上可知，本发明提供一种信号接收器及其相关电压补偿方法。通过利用一电流补偿电路(例如电流镜)来提供补偿电流至该信号接收器的第二级电路220的第一输入端221，当参考电压V_REF上升时，增加补偿电流I₁以增加流经第二级电路220的第一输入端221的电流值I₂；而当参考电压V_REF下降时，减少补偿电流I₁以减少流经第二级电路220的第一输入端221的电流值I₂。如此一来，第二级电路220的第一输入端221的电压值V_A并不会受到参考电压V_REF漂移所造成的影响。即使参考电压V_REF发生漂移，也不会造成输出信号V_OUT的上升边沿与下降边沿的延迟时间不同，以确保存储器模块的数据存取的正确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种信号接收器，包含有：

一第一级电路，具有一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端以及一第二输出端，该第一输入端接收一参考电压，而该第二输入端接收一输入信号；

一第二级电路，具有一第一输入端、一第二输入端以及至少一输出端，该第二级电路的该第一输入端耦接于该第一级电路的该第一输出端，以及该第二级电路的该第二输入端耦接于该第一级电路的该第二输出端；

一电流补偿电路，耦接于该第二级电路的该第一输入端，用来依据一第一偏压而动态地提供一补偿电流至该第二级电路的该第一输入端，以稳定该第二级电路的该第一输入端的一电压值，其中该电流补偿电路为一电流镜电路，且包含：

一第一晶体管，具有一控制端、一第一端以及一第二端，该控制端耦接于该第一级电路以及该偏压电路，该第一端耦接于一第一供应电压；

一第二晶体管，具有一控制端、一第一端以及一第二端，该控制端以及该第二端耦接于该第一晶体管的该第二端，该第一端耦接于一第二供应电压；以及

一第三晶体管，具有一控制端、一第一端以及一第二端，该控制端耦接于该第二晶体管的该控制端，该第一端耦接于该第二供应电压，该第二端耦接于该第二级电路的该第一输入端；以及

一偏压电路，耦接于该第一级电路与该电流补偿电路，用来依据该参考电压以偏压该第一级电路与该电流补偿电路，并设定该电流补偿电路的该第一偏压。

2.如权利要求1所述的信号接收器，其特征在于该电流镜电路的该第一晶体管为一N型晶体管，以及该第二、第三晶体管各为一P型晶体管。

3.如权利要求1所述的信号接收器，其特征在于该偏压电路产生一第二偏压至该第一级电路，且该第二偏压与该电流镜电路的该第一偏压相同。

4.如权利要求1所述的信号接收器，其特征在于：

当该参考电压上升时，该电流补偿电路增加流经该第二级电路的该第一输入端的一电流值；以及

当该参考电压下降时，该电流补偿电路减少流经该第二级电路的该第一输入端的该电流值。

5.如权利要求1所述的信号接收器，其设置于一存储器模块内。

6.如权利要求5所述的信号接收器，其特征在于该输入信号为该存储器模块的数据信号。

7.一种应用于一信号接收器的电压补偿方法，该信号接收器包含一第一级电路、一第二级电路以及一偏压电路，该第二级电路的一第一输入端耦接于该第一级电路的一第一输出端，以及该第二级电路的一第二输入端耦接于该第一级电路的一第二输出端，该方法包含有：

利用该第一级电路的一第一输入端来接收一参考电压；

利用该第一级电路的一第二输入端来接收一输入信号；以及

依据该参考电压，偏压该第一级电路并动态地提供一补偿电流至该第二级电路的该第一输入端以稳定该第二级电路的该第一输入端的一电压值，其中当该参考电压上升时，增加流经该第二级电路的该第一输入端的一电流值，以及当该参考电压下降时，减少流经该第二级电路的该第一输入端的该电流值。

8.如权利要求7所述的电压补偿方法，其特征在于该输入信号为一存储器模块的数据信号。

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