CN105007078A - 具有宽微调范围的参考缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有宽微调范围的参考缓冲器。用于生成电压参考的电路在电子产品比较常见。例如，这些电路被用在模数转换器，它通过比较模拟输入信号与由这些电路提供的一个或多个电压参考将模拟信号转换成它的数字表示。在许多应用中，这些电压参考的速度与精度非常重要。电压参考的速度与电路中器件的物理性质相关。参考电压的精度直接与电路微调满量程电压输出的能力相关。本申请描述了一种具有宽微调范围，快速、高效的参考缓冲器，特别适合于亚微米工艺和高速应用。参考缓冲器包括多个二极管连接的晶体管，使用控制器，它们可以被选择以打开或关闭以提供宽微调范围。

Description

具有宽微调范围的参考缓冲器

技术领域

本申请一般涉及电子设备，更具体地说，涉及到具有宽微调范围的参考缓冲器。

背景技术

电子设备常常包括将模拟信号转换成数字信号的组件。一旦模拟信号被转换成数字信号，计算机处理器可以有效地处理数字信号以提供各种有价值的功能。这些组件统称为转换器，并且更具体地，模数转换器(ADC)。ADC在无数的应用中使用，例如电信、汽车技术、医疗设备、音频技术、视频技术等。具体取决于应用，不同类型的ADC被使用。针对ADC的设计可以大幅变化，并且随着对这些ADC的需要的上升，改善这些ADC的需要也持续上升。

发明内容

用于生成电压参考的电路在电子设备中常见。例如，这些电路被用于在模数转换器，它通过比较模拟输入信号与这些电路所提供的一个或多个电压参考，将模拟信号转换成它的数字表示。在许多应用中，这些参考电压的速度与精度是很重要的。参考电压的速度与电路中的器件的物理性质相关。参考电压的精度直接与电路用以微调量程电压输出的能力相关。本申请描述了一种具有宽微调范围的快速、有效的参考缓冲器，它特别适合于亚微米工艺和高速应用。参考缓冲器包括多个二极管连接的晶体管，它们可以使用控制器被选择打开或关闭以提供宽微调范围。

附图说明

图1是根据本申请的一些实施例，建模参考缓冲器的示意图；

图2是说明使用电阻器的参考缓冲器的实现的示意图；

图3是说明使用n通道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管的参考缓冲器的另一个实现的示意图；

图4是说明使用单个二极管连接的n通道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管的参考缓冲器的另一个实现的示意图；

图5是说明使用单个二极管连接的n沟道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管，其中背栅极电压被控制的参考缓冲器的另一个实现的示意图；

图6是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器中提供通路器件的切换机制的图；

图7是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器中提供通路器件的实现的示意图；

图8是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器提供通路器件的实现的示意图；和

图9是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器提供通路器件的实现的示意图。

具体实施方式

理解流水线ADC与参考缓冲器的重要性

对于要求高的应用，其中转换速度是至关重要的，特定类型的模数转换器(ADC)通常被使用—流水线ADC。流水线ADC能够以非常高的采样率实现令人印象深刻的分辨率和信噪比性能。流水线ADC的速度是通过一系列的流水线转换器级处理模拟输入信号来实现的。每一级输出数字输出信号的一部分(即，数字码各自的一部分)，并且每一级(除了最后一级)比较模拟信号或模拟信号的剩余与参考电压以生成数字输出信号的各自的一部分。

因为这种结构，ADC的精度直接取决于剩余信号的精度，而这反过来直接取决于这些流水线级的参考电压的参数。参考电压的参数可以包括速度、精度和阻抗。至于速度，参考电压应该被足够快的生成以支持ADC以此速度运作。至于精度，参考电压应该被微调以提供稳定的参考电压。至于阻抗，参考电压缓存器应该具有低阻抗，这反过来增强了参考电压的速度和精度。

设计参考缓冲器非常重要

设计一种用于提供参考电压,快速、准确、高效的参考缓冲器不是一个简单的任务。图1是根据本申请的一些实施例，建模参考缓冲器的示意图。在高速ADC中使用的高速的内部参考缓冲器通常使用堆叠(例如，AB类)的n通道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管(在图1中示为M₁)加上p通道金属氧化物半导体场效应(PMOS)晶体管(在图1中示为M₂)的源极跟随器作为低阻抗电压缓冲器。晶体管处于共漏极结构中。而且，NMOS晶体管和PMOS晶体管由通路器件(示为Z_R)分离。图1所示的模型可以被看作是具有推挽式的拓扑结构。

互补共漏极输出级，即，堆叠的NMOS-PMOS源极跟随器，与通路器件提供可以用于生成参考电压V_REF的参考缓冲器，例如，在流水线ADC中，逐次逼近寄存器(SAR)ADC，或者使用一个或多个参考电压以转换信号的任何ADC。具体而言，通路器件的电压，即，在通路器件的端子间的电压，提供参考电压V_REF，它被取自参考电压信号：顶部参考电压V_REFT和底部参考电压V_REFB。

需要注意，顶部参考电压V_REFT和底部参考电压V_REFB的精度影响流水线ADC中各种流水线级的生成的剩余信号的质量。出于这个原因，通路器件的设计对于通路器件控制顶部参考电压V_REFT和底部参考电压V_REFB的能力是至关重要的。

实现通路器件的多种方式及它们的局限

有多种方式可以实现通路器件Z_R(如在图1中所示的模型呈现)。一般而言，通路器件Z_R应该表现出用以快速差别建立的双向低阻抗。

在一个实例中，通路器件可以通过电阻来实现。图2是说明使用电阻(图中示为R₁)的参考缓冲器的实现的示意图。使用电阻R₁来实现通路器件需要非常大的电流(I_REF)，烧大量电流(I_REF)会导致低效率的设计。

在另一个例子中，通路器件可以使用饱和态的n通道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管实现。图3是说明使用n通道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管(图中示为M₃)的参照缓冲器的另一个实现的示意图。但是，使用NMOS晶体管M₃的这种实现是不理想的，因为在顶部参考电压V_REFT和底部参考电压V_REFB的阻抗是不对称的，也就是说，通路器件不呈现双向低阻抗。

在又一个实例中，通路器件可以使用二极管连接的NMOS晶体管来实现。图4是说明使用单个的二极管连接的n沟道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管(图中所示为M_D)的参考缓冲器的另一个实现的示意图。它已示出了更快建立和更低的功耗可以被实现，如果通路器件被实现为二极管连接的MOS器件。然而，这样的设计也不是没有局限性。

微调参考电压，即，满量程电压(V_REFT-V_REFB)，是ADC的一个重要特征，因为信噪比(SNR)可以与无杂散动态范围(SFDR)进行权衡，这取决于ADC被使用的应用。图5是说明了使用单个的二极管连接的n通道金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管M_，其中背栅极电压被控制(由偏置电压)的参考缓冲器的另一个实现的示意图。已被展示：控制二极管连接的晶体管的背栅极电压可以微调满量程电压。然而，可达到的微调范围是非常有限的。而且，在这种结构中，微调范围是体效应强度的函数，这在精细几何工艺(深亚微米)特别成问题，因为这些工艺中的弱体效应。

使用控制器，采用切换机制的改进参考缓冲器

为了解决这些问题，切换机制可以被用来接入或断开各种类型的金属氧化物半导体场效应(MOS)器件/晶体管以在宽参考电压微调范围内微调参考电压。由于在信号路径没有开关，速度不受影响。即使器件的数量增加，亚微米工艺的器件是如此之小，面积增加的效果没有显著影响ADC的整体质量。最终的结果具有宽微调范围的快速、高效的参考缓冲器。在许多其他事情中，它可以用作高速ADC，例如流水线ADC的内部参考缓冲器。在65纳米工艺中，参考电压可以从600mV到1+V。在参考缓冲器中使用的切换机制有利于宽微调范围，而没有影响速度。

改进的参考缓冲器是可编程参考缓冲器，其中，参考缓冲器根据所期望的参考电压或所期望的参考电压微调范围可编程。这是通过使用一组器件作为潜在器件用作通路器件，并且这些器件能够具有可变属性以产生所期望的参考电压和/或所期望的参考电压微调范围。

图6是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器提供通路器件的切换机制的简图。通路器件，而不是仅具有单个器件，目前有多个器件，示为Z₁、Z₂、Z₃等等。取决于参考缓冲器所提供的所期望的参考电压(微调范围)，实现Z_R的器件(或者被用作通路器件Z_R的一部分)可以与其它设备被切换以微调满量程参考电压。在某些情况下，器件的子集可以被选择以实现Z_R或用作通路器件Z_R的一部分。

由于不同类型的器件可以具有不同的物理性质和特性(因而不同的参考电压微调范围)，参考缓冲器的整体参考电压微调范围通过具有切换机制，在很宽的范围内有效扩展。例如，如果通路器件Z_R被实施为二极管连接的NMOS晶体管，一个适当的大小或类型(NMOS，PMOS，阈值电压等)的器件可以被切换以延伸满量程电压的微调范围。广义地说，切换机制允许各种具有不同特性的器件被接入(即，用作通路器件Z_R)以适应所期望的特定的参考电压(微调范围)。有效地，切换机制延伸了参考缓冲器的微调范围，其中参考缓冲器的通路器件包括一个或多个二极管连接的MOS晶体管。

需要注意，图6中所示的切换机制仅用于说明(来说明切换机制如何运作)，因为切换使得开关在信号路径中。在信号路径中的开关可以减缓缓冲器的建立行为。因此，这样的结构是不可取的。更实际的实现将使用不在信号路径中的开关。

切换机制依赖于切换二极管连接的晶体管(具有不同的特性)的接入与断开。结果是可编程参考缓冲器，其中参考电压微调可以在参考电压的宽范围内实现。在一些实施例中，可编程参考缓冲器包括堆叠的源极跟随器，它包括处在共漏极结构的第一晶体管和第二晶体管，通路器件分离第一晶体管和第二晶体管，其中通路器件包括可选择的二极管连接的晶体管；和具有用于根据在通路器件的第一端子和第二端子提供的参考电压，选择一个或多个二极管连接的晶体管用作通路器件一部分以被输出控制信号的控制器。相对于图7，控制器被进一步详细说明。

二极管连接的晶体管可以包括一个或多个以下：二极管连接的n通道金属氧化物半导体场效应晶体管(多个)和二极管连接的p通道金属氧化物半导体场效应晶体管(多个)。不同类型的二极管连接的晶体管可以用于提供低阻抗通路器件，这取决于应用。

第一晶体管可以是n通道金属氧化物半导体场效应晶体管，而第二晶体管可以是p通道金属氧化物半导体场效应晶体管。通路器件的第一端连接到第一晶体管的源极和通路器件的第二端子被连接到第二晶体管的源极。

图7是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器提供通路器件的实现的示意图。控制器702被提供，它可以取所期望的参考电压和/或所期望的参考电压微调范围作为输入(即，在通路器件的第一端子和第二端子提供的参考电压)并且输出控制信号704，用于选择一个或多个的二极管连接的晶体管用作参考缓冲器706中通路器件的一部分。一个或多个二极管连接的晶体管的选择可以经由切换机制708进行(使用图8和图9中所示的方案实现)。

控制器提供控制信号并且开关不在信号路径中

切换可以被配置使得信号路径中没有开关以确保通路器件的速度不会受到损害。换言之，通路器件的二极管连接的晶体管的信号路径中没有开关。使用控制器(例如图7的控制器702)，由控制器生成的控制信号可以被用来控制开关用以选择二极管连接的晶体管的一个或多个被用作通路器件的一部分。

这样的切换方案示于图8，它是根据本申请的一些实施例，说明用于在参考缓冲器提供通路器件的一个实现的示意图。在此结构中，参考电压(V_REF＝V_REFT-V_REFB)等于栅极—源极电压V_GS，被选择用作通路器件一部分的二极管连接的器件。二极管连接的器件中的任何一个可以被选择为用作经由控制信号等通路器件。控制信号打开或关闭相应的开关以提供所期望的通路器件。对于每一个二极管连接的器件，一个开关可以在极管连接的器件的漏极与栅极间提供，并且另一个开关可以在偏置电压V_B和二极管连接的器件的栅极之间提供。未选择用作通路器件的一部分的，一个或多个二极管连接的晶体管被切换在截止区操作。未选用的一个或多个二极管连接的晶体管使用未被选用的一个或多个二极管连接的晶体管的偏置电压与栅极间的下拉开关切换。

提供具有不同阈值电压的器件的类型

改进的参考缓冲器具有可以用作通路器件的一部分的潜在器件的一组器件或晶体管。优选地，这些晶体管或晶体管组可以具有不同的特性以提供多种器件以从中选择。晶体管可以具有不同的阈值电压。由于具有不同的阈值电压，宽微调范围能够被实现。

在一些实施例中，一个或多个二极管连接的晶体管作为参考缓冲器的通路器件的可选器件可以包括具有不同阈值电压的二极管连接的晶体管用于提供不同的参考电压微调范围。这可以简单地通过包括具有不同的类型以提供不同的阈值电压的二极管连接的晶体管来实现。

对MOS器件使用的MOSFET的平方律模型，通路器件的V_GS(即V_REF)取决于器件的阈值电压。V_GS(即，V_REF)由下式给出：

       $V_{\mathrm{REF}}=V_{\mathrm{GS}}=V_T+\sqrt{\frac{{2I}_{\mathrm{REF}}}{\mathrm{\μ}{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W}{L}}}$

其中，V_T是二极管连接的晶体管的阈值电压，μ和C_OX是过程参数，而W(宽度)和L(长度)是设计参数。

基于该模型，参考电压V_REF可以通过使用具有不同阈值电压(V_T's)二极管连接的器件来改变，如下面的等式所示。换句话说，所期望的参考电压V_REF(微调范围)可以通过具有适当的阈值电压和参数的MOS器件作为通路器件来实现。

       $V_{\mathrm{REF}-\mathrm{low}}=V_{T-\mathrm{LVT}}+\sqrt{\frac{{2I}_{\mathrm{REF}}}{{\left|\mathrm{\μ}{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W}{L}\right|}_{\mathrm{LVT}}}}$

       $V_{\mathrm{REF}-\mathrm{mid}}=V_{T-\mathrm{MVT}}+\sqrt{\frac{{2I}_{\mathrm{REF}}}{{\left|\mathrm{\μ}{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W}{L}\right|}_{\mathrm{MVT}}}}$

       $V_{\mathrm{REF}-\mathrm{high}}=V_{T-\mathrm{HVT}}+\sqrt{\frac{{2I}_{\mathrm{REF}}}{{\left|\mathrm{\μ}{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W}{L}\right|}_{\mathrm{HVT}}}}$

在图8所示的例子中，提供了三种类型的器件，即，具有低阈值电压(LVT)晶体管，具有中等阈值电压(MVT)的晶体管，与具有较高的阈值电压(HVT)的晶体管。每一种晶体管具有阈值电压和参数的各自的设定。使用的控制信号，这些器件中的任何一个可以被选择(接入或激活)。在一个实例中，对于给定的所期望的参考电压微调范围，中等阈值电压的晶体管可以被接入。如果给定所期望的参考电压微调范围变小，则低阈值电压的晶体管可以被选择。有效地，参考电压的微调范围被改变在通过改变可用的，用作通路器件一部分的二极管连接的器件的类型所允许。

当然，以这种方式器件的类型的其他数量可以被选择。在本申请的上下文中，不同的参考电压微调范围被定义为对应于配置以维持通路器件的第一端子与第二端子有基本相同偏置电流(I_REF)通过通路器件的二极管连接的晶体管的参考电压的不同范围。

通过调整宽度提供不同阈值电压

在一些情况下，与不同阈值电压相关的二极管连接的晶体管至少部分通过具有不同宽度的二极管连接的晶体管提供。依赖不同类型的器件的VT's来设置参考电压可能导致参考电压粗糙的变化，如果偏置电流(I_REF)是要保持相对恒定。二极管连接的器件的宽度(W)可以被改变以实现更精细的参考电压微调，同时保持I_REF相对恒定，如下面的等式所描述的。

       $V_{\mathrm{REFi}}{=V}_T+\sqrt{\frac{{2I}_{\mathrm{REF}}}{\mathrm{\μ}{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W_i}{L}}}$

二极管连接的器件的W可以通过接入或断开二极管连接器件的一部分被改变。二极管连接的器件可以包括并联的较小的二极管连接的晶体管以提供聚集二极管连接器件的宽度。因此，能够根据被切换接入的较小二极管连接器件的数量来调整二极管连接器件的宽度。

图9是根据本申请的一些实施例，示出了用于提供参考缓冲器中通路器件的一个实现的示意图。如图9所示，中等阈值电压的二极管连接的晶体管可以具有并联的更小的二极管连接的晶体管。开关可以在较小的二极管连接的晶体管的漏极与栅极以及较小二极管连接的晶体管的栅极与偏置电压V_B之间。该图至少示出了三个二极管连接的晶体管。为了改变二极管连接的晶体管的宽度，一个或多个较小二极管连接的晶体管(每个标记为MVT)可以被接入(即，在一个或多个个较小的二极管连接的晶体管可以被选择为一组)。换言之，与由控制器可选择的不同阈值电压相关的二极管连接的组可以包括，并联的一个或多个二极管连接的晶体管。在某些情况下，并联的一个或多个二极管具有基本相同的宽度。

选择二极管连接的器件的组而不是仅一个

在一些情况下，控制器选择单个二极管连接的晶体管用作通路器件。在另一些情况下，二极管连接的晶体管包括与不同的参考电压微调范围(或者与不同参考电压微调范围相关的二极管连接的晶体管的不同组合)相关的二极管连接的晶体管的组。而不是选择单个晶体管，可以选择的二极管连接的晶体管的组(使用控制器的适当控制信号)以提供阈值电压范围内更细粒度的控制并且提供可以用作通路器件，更广泛类型的二极管连接器件。根据提供的参考电压，选择多个二极管元件的一个或多个可以包括确定提供参考电压落入的不同参考电压微调范围与对应于已确定参考电压微调范围，选择二极管连接的晶体管的组。

这种选择机制可以是有益的，例如，如果晶体管包括多个并联晶体管(当晶体管被实现在一个晶片设计时，通常是这样)，接入或断开并联的晶体管的子集能够改变参考电压微调范围。有效地，通过接入或断开二极管连接器件的一部分调整二极管连接器件的宽度，参考电压微调范围得以调整。

提供具有不同阈值电压的二极管连接器件的其他方式

除了调整二极管连接的晶体管的宽度或使用这些MOS器件的不同类型，可以想到的是不同的阈值电压可以通过其他方式来实现。具有不同的阈值电压的二极管连接的晶体管可以部分地由二极管连接的晶体管提供被分成几部分，二极管连接的晶体管的阈值电压受到一个或多个以下的影响：体效应、通道长度、压力、以及井邻近效应与栅极偏置。这允许甚至更大范围的器件被使用，并且在一些情况下，在这些二极管连接的器件的阈值电压上提供更好地控制。

实例应用：一种改进的流水线ADC

利用改进的参考缓冲器的模数转换器(ADC)可以包括用于接收模拟信号输入端，用于输出的数字信号的输出端，用于提供一系列参考电压的可编程缓冲器，以及一个或多个用于比较模拟信号或者一个或者多个模拟信号的残余与由可编程缓冲器提供的参考电压以生成数字信号的比较器。可编程缓冲器可以是本文所描述的可编程参考缓冲器中的任何实施例。

在一些情况下，ADC是流水线式ADC,包括多个用于比较模拟信号或者一个或多个模拟信号的残余与可编程缓冲器提供的一个或多个参考电压的流水线级。在另一些情况下，ADC是被配置为逐次比较模拟信号或一个或多个模拟信号的残余/派生与一个或多个可编程缓冲器提供的参考电压的逐次逼近寄存器。在另一些情况下，ADC是转换器，它利用由可编程缓冲器所提供的一个或多个参考电压转换输入模拟信号。

一种作为电池的浮动电压源

除了用在ADC之外，可编程参考缓冲器也可以被用作浮动电压源作为具有正极端子与负极端子的电池。电压源包括堆叠源极跟随器，它包括处于共漏极结构中的第一晶体管和第二晶体管，分离第一晶体管与第二晶体管的通路器件，其中通路器件包括可选二极管连接的晶体管，以及具有根据在通路器件的第一端子和第二端子提供的电压，用于选择一个或多个二极管连接的晶体管以用作通路器件一部分的输出控制信号的控制器。通路器件的第一端子是电池的正极端子，并且通路器件的第二端子是电池的负极端子。如本文中所描述的通路器件的变型也被设想为浮动电压源。

变型与实现

在上述各实施例的讨论中，电容、时钟、D触发器、除法器、电感、电阻、放大器、开关、数字核心、晶体管和/或其他组件可以很容易地被替换、取代、或以其它修改以适应特定的电路需求。此外，应该指出的是互补电子设备、硬件、软件等的使用提供用于实现本申请的教导的同样可行的选项。

在一个示例实施例中，图的任何数量的电路可以被实现在关联电子器件的电路板上。电路板可以是能够容纳电子设备的内部电子系统的多种组件的普通电路板，并且还为其他外围设备提供连接器。更具体地，该板可以提供电连接，通过这些连接，系统的其它部件可以电通信。根据特定配置的需求、处理需求、计算机设计等，任何合适的处理器(包括数字信号处理器、微处理器、芯片组支持等)、计算机可读的非临时性存储器元件等可以适当地耦合到电路板。其它组件例如外部存储器、附加的传感器、用于音频/视频显示器的控制器，以及外围设备可以作为插入卡附加到电路板，通过电缆，或者集成到板自身。在各种实施例中，本文所描述的功能可以以仿真的形式被实现为在布置在支持这些功能的结构中的一个或多个可配置(例如可编程)的元件的软件或固件。提供仿真的软件或固件可以被提供在包括允许处理器执行那些功能的指令的非临时性计算机可读存储介质上。

在另一示例实施例中，图中的电路可以被实现为单独的模块(例如，具有经配置以执行特定应用程序或功能的相关的元件和电路的器件)，或实施为插入电子设备的专用硬件的插件模块。需要注意的是，本申请的特定实施例可以容易地被包括在片上系统(SOC)包，无论是在部分或全部。SOC表示集成了计算机的组件或其它电子系统到单个芯片的IC。它可以包含数字、模拟、混合信号，以及通常射频功能：所有这些可以设置在单个芯片衬底。其他实施例可以包括具有多个位于单一的电子封装内并且配置以通过电子封装彼此紧密相互作用的多芯片模块(MCM)。在各种其他实施例中，放大功能可以被实现在专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)、和其他的半导体芯片的一个或多个硅芯上。

此外，还必须要注意的是所有的规格、尺寸、且本文所概述的关系(例如，处理器的数目、逻辑运算等)只被提供用于示例目的并且仅仅教导。这样的信息可以变化相当大，而不脱离本申请的精神或所附权利要求的范围。该说明书仅适用于一个非限制性实例，因此，它们应被理解为这样。在前面的描述，示例实施例已经参考特定的处理器和/或组件的布局予以描述。可以对这样的实施例做出各种修改和改变，而不脱离所附权利要求的范围。说明书和附图，相应地，应该被认为是说明性的，而不是在限制意义。

请注意，上面参照图所讨论的活动都适用于涉及参考缓冲器的任何集成电路。这些集成电路可以用于涉及数据转换器和信号处理，特别是那些可以执行特殊的软件程序或算法，其中一些可以与处理数字化的实时数据相关联的应用。某些实施例可以涉及多DSP信号处理、浮点处理、信号/控制处理、固定功能处理、微控制器应用等

在某些上下文中，本文中所讨论的特征可以适用于医疗系统、科学仪器、无线和有线通信、雷达、工业过程控制、音频和视频设备、电流检测、仪表(可以是高度精确的)和其它数字处理的系统。

此外，以上所讨论的某些实施例可以置备在数字信号处理技术用于医学成像、病人监护、医疗仪器和家庭医疗保健。这可能包括肺显示器、加速度计、心脏率监测仪、心脏起搏器等。其它应用可能涉及汽车技术的安全系统(例如，稳定控制系统、驾驶辅助系统、制动系统、信息娱乐和任何类型的内部应用)。此外，动力系统(例如，在混合动力汽车和电动汽车)可以使用在电池监测、控制系统、报告控制、维护活动等的高精度数据转换产品。

在另外的实例场景中，本申请的教导可以适用于工业市场，包括过程控制系统，以帮助驱动效率、能量效率和可靠性。在消费者应用中，上面讨论的信号处理电路的教导可以用于图像处理、自动聚焦以及图像稳定(例如，对于数字静态相机、摄像机等等)。其他消费者应用可以包括用于家庭影院系统的音频和视频处理器、DVD录像机和高清电视。然而，其他消费者应用可以涉及先进的触摸屏控制器(例如，对于任何类型的便携式媒体设备)。因此，这种技术可以很容易成为智能手机、平板电脑、安防系统、个人电脑、游戏技术、虚拟现实、模拟训练等的一部分。

需要注意，对于本文所提供许多实例，相互作用可以在两个、三个、四个或多个电子部件来描述。但是，这样做的目的是仅仅为了清楚和示例。应当理解的是系统可以以任何合适的方式进行合并。沿着类似的设计替代方案，任何示出的组件、模块和附图的元件可以以各种可能的配置相结合，所有这些在本说明书的宽泛范围内是清楚的。在某些情况下，可能会更容易地通过参考受限电子元件数量来描述一组给定流的一个或多个功能。应当理解的是，图的电路和它的教导容易可扩展的，并且可以容纳大量的组件，以及更复杂/精密的布局和配置。因此，所提供的实例了不应该限制的范围或抑制电路的广泛教导，同时潜在地适用于无数的其他结构。

需要注意，在本说明书中，各种特征的引用(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作，特性等)包含在“一个实施例”、“示例实施例”、“实施例”、“另一实施例”，“一些实施例”、“各种实施例”、“其他实施例”、“替代实施例”等意在指任何这样的功能都包含在本申请的一个或多个实施例，但是可能或者不可能必须被组合在相同的实施例。

需要同样重要注意的是与提供具有宽微调范围的参考缓冲器相关的功能只示出了一些被执行，由或者在图6—9所示的系统之内的可能的切换功能。这些操作的一些在适当情况下可能会被删除或移除，或者这些操作可以被大大地修改或改变，而不脱离本申请的范围。另外，这些操作的定时可以大大改变。前面的操作流程已经被提供用于示例和讨论的目的。大量的灵活性通过在任何合适的布局、年表、配置和定时机制的本文描述的实施例可以被提供，而没有脱离本申请的教导。

许多其它改变、替换、变化、改变、和修改可以被本领域技术人员确定并且它意图是本发明包括所有这样的改变、替换、变化、改变、和修改，落入所附权利要求书(如果有的话)的范围内或特征的摘要。为了协助美国专利商标局(USPTO)，此外，本申请发表的任何专利的任何读者解释权利要求书(如果有的话)或这里所附的特征的概要，申请人要指出申请人：(a)不打算任何所附的权利要求(如果有的话)或特征的概要援引美国专利法35USC第112条第6款(6)，因为它存在于申请日，除非词“手段(means)”或“步骤(step)”明确地用于特定权利要求；及(b)不打算，由本说明书中的任何陈述，以没有体现的任何方式限制本公开以所附的权利要求(如果有的话)或特征的概要。

需要注意的是上面描述的装置的所有可选特征也可以相对于本文所述的方法或过程被实现，并且实例中的细节可能被用作一个或多个实施例的任何地方。

在第一个例子中，提供了一种系统(可以包括任何合适的电路、分频器、电容、电阻、电感、模数转换器、DFFs、逻辑门、软件，硬件、链路等)，可以是任何类型的计算机的一部分，它可以还包括耦合到多个电子部件的电路板。该系统可以包括：使用第一时钟，用于计时数字核心的数据到宏的第一数据输出的装置，第一时钟是一个宏时钟；使用第二时钟，用于计时宏的第一数据输出的数据到物理接口，第二时钟是一个物理接口；使用宏时钟，用于计时数字核心的第一复位信号到宏的复位输出的装置，第一复位信号输出用作第二复位信号；使用第三时钟采样第二复位信号的装置，它提供的时钟频率大于第二时钟的频率以生成采样复位信号；和用于复位物理接口中第二时钟到预定状态以响应采样复位信号的转换。

这些实例(见上文)中“装置用于”可以包括(但不限于)使用本文所讨论的任何适当的部件，以及任何合适的软件、电路、集线器、计算机代码、逻辑、算法，硬件、控制器、接口、链路、总线、通信通道等。在第二个实例中，系统包括存储器，它还包含机器可读指令，当执行时使得系统执行上面讨论的任何活动。

Claims (20)

1.一种可编程参考缓冲器包括：

包括处于共漏极结构中的第一晶体管和第二晶体管的堆叠源极跟随器；

分离所述第一晶体管与第二晶体管的通路器件，其中所述通路器件包括可选择的二极管连接的晶体管；和

具有用于根据在所述通路器件的第一端子和第二端子提供的参考电压，选择一个或多个二极管连接的晶体管以用作所述通路器件一部分的输出控制信号的控制器。

2.如权利要求1所述的可编程参考缓冲器，其中所述一个或多个二极管连接的晶体管包括具有不同阈值电压以提供不同参考电压微调范围的二极管连接的晶体管。

3.如权利要求2所述的可编程参考缓冲器，其中与不同阈值电压相关的所述二极管连接的晶体管至少部分由具有不同宽度的二极管连接的晶体管提供。

4.如权利要求3所述的可编程参考缓冲器，其中不同参考电压微调范围包括参考电压的不同范围，对应二极管连接的晶体管配置以在所述通路器件的所述第一端子和第二端子维持基本相同的偏置电流通过所述通路器件。

5.如权利要求2所述的可编程参考缓冲器，其中具有不同阈值电压的所述二极管连接的晶体管部分地由二极管连接的晶体管提供，它们的阈值电压由以下一个或多个影响：体效应、通道长度、压力、井邻近效应和栅偏置。

6.如权利要求1所述的可编程参考缓冲器，其中：

所述二极管连接的晶体管包括与不同参考电压微调范围相关的二极管连接的晶体管的组；和

根据提供的所述参考电压选择所述多个二极管元件的一个或多个包括确定提供参考电压落入的不同参考电压微调范围和对应于所述确定的参考电压微调范围，选择二极管连接的晶体管的所述组。

7.如权利要求6所述的可编程参考缓冲器，其中与不同阈值电压相关的二极管连接的晶体管的所述的组包括并联的一个或多个二极管连接的晶体管的一个或多个组。

8.如权利要求7所述的可编程参考缓冲器，其中并联的所述一个或多个二极管连接的晶体管具有基本相同的宽度。

9.如权利要求7所述的可编程参考缓冲器，其中所述控制器的所述控制信号控制开关以选择所述二极管连接的晶体管的所述一个或多个用作所述通路器件的一部分。

10.如权利要求9所述的可编程参考缓冲器，其中所述开关不在所述二极管连接的晶体管的所述信号路径中。

11.如权利要求9所述的可编程参考缓冲器，其中没被选择以用作所述通路器件一部分的所述二极管连接的晶体管的一个或多个被切换工作在截止区。

12.如权利要求11所述的可编程参考缓冲器，其中没被选用的所述一个或多个二极管连接的晶体管使用在偏置电压与没被选用的所述一个或多个的二极管连接的晶体管的栅极间的下拉开关切换。

13.如权利要求1所述的可编程参考缓冲器，其中所述二极管连接的晶体管包括以下的一个或多个：二极管连接的n通道金属氧化半导体场效应晶体管和二极管连接的p通道金属氧化半导体场效应晶体管。

14.如权利要求1所述的可编程参考缓冲器，其中所述第一晶体管是n通道金属氧化半导体场效应晶体管和所述第二晶体管是p通道金属氧化半导体场效应晶体管。

15.如权利要求1所述的可编程参考缓冲器，其中

所述通路器件的所述第一端子被连接到所述第一晶体管的所述源极；和

所述通路器件的所述第二端子被连接到所述第二晶体管的所述源极。

16.一种模数转换器(ADC)包括：

用于接收模拟信号的输入端；

用于输出数字信号的输出端；

用于提供一系列参考电压的可编程缓冲器；和

一个或多个用于比较所述模拟信号或者一个或多个模拟信号的残余与由所述可编程参考缓冲器所提供的所述参考电压的比较器；

其中所述可编程缓冲器包括：

包括处于共漏极结构中的第一晶体管和第二晶体管的堆叠源极跟随器；

分离所述第一晶体管与所述第二晶体管的通路器件，其中所述通路器件包括可选择的二极管连接的晶体管；和

具有用于根据在所述通路器件的第一端子和第二端子所提供的参考电压，选择所述二极管连接的晶体管用作所述通路器件一部分的输出控制信号的控制器。

17.如权利要求16所述的ADC，其中

所述ADC是包括用于比较所述模拟信号或者一个或多个所述模拟信号残余与由所述可编程缓冲器提供的一个或多个参考电压的多个流水线级的流水线ADC。

18.如权利要求16所述的ADC，其中

所述二极管连接的晶体管的所述一个或多个包括具有不同阈值电压二极管连接的晶体管以提供不同参考电压微调范围的。

19.如权利要求16所述的ADC，其中没被选用的二极管连接的晶体管的所述一个或多个使用在偏置电压与没被选用的所述一个或多个二极管连接的晶体管的栅极间的下拉开关切换。

20.一种用作电池，具有正极端子和负极端子的浮动电压源，所述电压源包括：

包括处于共漏极结构中的第一晶体管和第二晶体管的堆叠源极跟随器；

分离所述第一晶体管与所述第二晶体管的通路器件，其中所述通路器件包括可选择的二极管连接的晶体管；和

具有用于根据在所述通路器件的第一端子和第二端子所提供的参考电压，选择所述二极管连接的晶体管用作所述通路器件一部分的输出控制信号的控制器；

其中所述通路器件的所述第一端子是所述电池的所述正极端子，并且所述通路器件的所述第二端子是所述电池的所述负极端子。