A7 B7 五、發明説明（，） 葙明昔晷 1 .發明領域 本b明有两於半導釀元件之間的資料傅輪，待別是 有两於定霣流鼷用方面的汲榷霣流控制互補式金屬氣 化半導體（CMOS)轎出驅動器霉路。 2.習知技術說明 在高頻的資料傅输應用上面，典型地，資料的傅輪 伴隨著傳输線及終孀霣阻器以避免倍號的反射現象， 因此種反射可能造成輪出及輪入信號的失真或諧嗚。 终端電阻器可置於任何一端或傳輪線两始及結束的兩 束。但是终端電阻值並非固定值，典型的霣阻大小有 5 0 , 6 0 , 7 5或1 0 0歐姆。造些終端電阻可接地，接於元件 的電源供應或接於外界提供的參考電壓，例如EIA/JEDEC 的樺準S S T L。 經漭部中央標準局貝工消费合作社印51 (請·先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 舉例而言，第1園為晶片斷流輸出驅動器電輅，級： 置於晶HA而作為输出播衡器。它的典型應用是驅動 输出資料位元，從半導醱記镱釀元件，如DRAM,到B 一值元件β (接收器）霣路勢必産生待定的《壓變動在 元件的輪入階段其接收資料宇元以便確保賫料傳輪条 统的適當操作》為了産生逭儀霣壓變動，其為有益的 由CCD逭霄路提供一傾可控式霣流源（Ρ通道霣晶驩）及 霣流檐U通道霣晶醱在此情況下，控制霣流在終端 霣阻器RT的兩蠼産生一镰霄屋降，逭隹霣壓降即作為 输入霣路（接收器/ chipB)之輪人《壓VINe 本紙張尺度讁用中KS家標肀（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） A7 B7 經淖部屮决標率局負工消於合竹社印紫 五、發明説明 ( ) 1 1 許 多 研 究 嘗 試 發 展 輪 出 電 流 控 制 驅 動 器 電 路 〇 例 如 1 1 美 國 專 利 號 碼 N 0 .5 ,4 95 ,1 84 ,1 9 9 6 年 2 月 2 7 B 發 表 了 高 1 1 速 低 功 率 的 CMOS 正 移 射 極 销 合 輸 出 入 發 射 器 〇 這 値 發 /—V 請 1 先* 1 射 器 包 含 了 一 個 四 個 CM 0S 電 晶 體 的 圖 騰 一 柱 結 構 〇 上 閲 讀 1 I 面 兩 掴 電 晶 體 是 PM0S 元 件 » 下 面 兩 値 則 是 NM0S 元 件 〇 背· 1 I 之 1 上 下 兩 組 電 晶 體 功 能 上 作 為 輸 出 電 流 開 關 9 輪 流 地 打 意 古 1 I 開 及 關 閉 電 流 白 源 極 電 源 電 壓 VS S或汲掻電源電壓VDD Ψ 項 再 1 1 流 向 終 端 電 阻 負 載 Rt 〇 中 間 的 兩 値 元 件 則 連 接 到 直 流 填 寫 本 Γ 裝 1 參 考 電 壓 9 並 控 制 精 確 的 電 流 大 小 由 一 個 負 載 到 另 一 頁 'w 1 I 個 負 載 〇 這 個 精 密 電 流 源 及 電 流 槽 的 參 考 電 壓 是 採 用 1 I 負 回 蝕 電 路 9 並 以 梯 電 阻 及 電 流 源 為 參 考 9 後 者 並 以 1 1 帶 差 參 考 源 控 制 之 〇 此 種 由 De S R 〇 s i e r S等人所發明的 1 訂 發 射 機 的 配 置 允 許 晶 Η 上 射 極 m 合 (E C L )水準以考電壓 1 及 電 流 的 控 制 9 即 使 在 製 程 ) 電 壓 或 溫 度 上 有 所 變 異 1 1 〇 内 部 E C L的參考信號準位V 0 L 及 V 0 Η用以控制輸出準位 1 I 〇 蓮 算 放 大 器 驅 動 各 傾 電 晶 體 以 致 於 電 流 源 及 電 流 槽 1 J 的 汲 極 電 壓 相 等 於 EC L的參考输入V0H及 V0 L〇 這些控制 V I 電 壓 産 生 一 個 精 確 的 電 流 通 過 一 艇 複 製 级 並 且 也 用 於 1 1 輸 出 级 〇 在 參 考 控 制 電 路 上 所 有 的 元 件 皆 比 例 縮 小 以 1 1 減 少 直 流 電 功 率 消 耗 〇 妖 而 這 値 發 射 器 所 産 生 的 直 流 1 1 電 暖 參 考 未 考 慮 到 網 合 至 電 阻 终 端 負 載 Rt的 外 部 參 考 1 1 電 壓 〇 其 結 果 是 輪 出 驅 動 器 的 不 同 傳 資 料 標 準 的 適 1 1 用 性 受 到 相 當 大 的 限 制 〇 1 I 發 明 說 明 1 1 本 發 明 之 特 色 » 輪 出 -4 驅 動 器 電 路 有 輪 出 端 子 功 能 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標缚（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐） A7 B7 經满部中央標準局貝工消费合作社印¾ 五、發明説明（ ) 1 1 上 供 合 至 一 鏟 霣 阻 終 端 負 載 包 含 有 ： m 雯 鬮 PFET 元 1 1 件 由 一 源 極 電 晶 體 及 一 汲 極 霣 晶 髏 構 成 9 每 一 W 晶 體 皆 1 1 各 有 一 棰 端 子 * 源 棰 端 子 及 汲 棰 端 子 9 源 m 霣 晶 m 的 請 1 先 1 源 極 端 子 作 業 上 供 合 至 電 壓 源 V 9 源 極 電 晶 鼸 的 汲 極 端 閲 讀 1 子 作 業 上 網 合 至 汲 極 轚 晶 體 的 源 極 端 子 f 汲 極 轚 晶 腰 的 背* 面 1 1 汲 m 端 子 作 業 上 供 合 至 输 出 驅 動 器 電 路 的 输 出 端 子 一 注 意 1 I 鹤 雙 閘 PFET 元 件 由 一 源 極 霣 晶 體 及 汲 極 霄 晶 «I 構 成 9 事 項 1 I 毎 一 傾 電 晶 體 各 有 一 m 閛 極 端 子 > 一 m 源 棰 端 子 及 一 m 再 填 寫 本 Γ 裝 汲 極 端 子 9 源 極 m 晶 體 的 源 極 端 子 作 業 上 耩 合 至 接 地 霣 頁 '—^ 1 | 位 9 源 極 電 晶 鼸 的 汲 極 端 子 作 業 上 縞 合 至 汲 極 竃 晶 體 的 1 1 源 極 端 子 9 汲 極 電 晶 體 的 汲 棰 端 子 作 業 上 嫌 合 至 輸 出 驅 1 I 動 器 電 路 的 輪 出 端 〇 第 一 切 換 裝 置 作 業 上 供 合 至 雙 閘 pFET 1 訂 元 件 的 源 極 電 晶 體 的 閘 極 端 % 開 啓 及 關 閉 電 流 白 霣 壓 源 1 V 流 過 雙 閘 PFET 元 件 的 源 棰 電 晶 匾 〇 第 二 切 換 裝 置 操 作 1 | 上 m 合 至 雙 閘 PFET 元 件 的 瀝 極 轚 晶 體 的 闕 槿 端 9 開 啓 及 1 I 鼸 閉 霣 流 經 由 燹 閑 PFET元 件 的 源 極 電 晶 體 至 接 地 電 位 睿 1 1 镉 m 産 生 装 置 另 有 一 儀 第 —* 輪 出 端 子 作 業 上 m 至 雙 m .W I PFET元 件 的 汲 極 電 晶 體 的 Μ 極 端 9 並 且 提 供 第 m 移 電 1 1 I 屋 給 汲 極 電 晶 醱 9 後 者 作 為 一 梅 參 考 霣 壓 函 數 與 霣 阻 式 1 1 終 端 負 載 有 簡 9 並 且 實 質 上 控 制 了 雙 m PFET 元 件 的 汲 極 1 I 霣 晶 體 能 夠 提 供 的 霣 流 大 小 铪 η 阻 式 終 端 負 載 9 m 壓 産 1 1 生 裝 置 也 具 有 一 儀 第 二 输 出 端 子 操 作 上 供' 合 至 雙 闥 pFET 1 1 元 件 的 汲 極 霣 晶 醍 的 閜 蝴 » 並 且 提 供 一 籲 第 二 艚 移 霣 壓 1 I 給 汲 極 霣 晶 體 9 其 為 參 考 -5 霣 S 凾 數 輿 電 阻 式 終 嫌 負 載 有 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度进州中國國家標卒（CNS ) Λ4現格（210 X297公藿> A7 B7 經濟.邺中央標车局負工消費合作社印製 五、發明説明（ 4- ) 1 1 两 9 並 且 實 質 上 控 制 了 電 阻 式 终 端 負 載所能 提供 給 雙 闞 1 1 pjF E T 元 件 的 汲 極 霄 晶 體 的 電 流 大 小 〇 1 I 本 發 k 的 另 一 m 特 黏 » 输 出 驅 動 器 霣路有 —* 輸 出 颯 子 ^-N 1 I 作 業 上 供 合 至 一 m 霄 咀 式 终 端 負 載 9 包含有 : 一 m * 閘 先 閱 I 1 PFET 元 件 由 一 鹤 源 極 霣 晶 髑 及 一 m 汲極霣 晶 驩 構 成 9 背* 1 | 每 鹤 電 晶 龌 各 有 一 傾 閘 端 9 一 鹤 源 端 及Π 汲 端 9 源 極 之 注 意 1 I 霣 晶 體 的 源 端 子 作 業 上 網 合 至 電 壓 源 V , 源 極 電 晶 體 的 事 項 1 I 再 1 广 汲 端 子 作 業 上 縝 合 至 汲 極 電 晶 醱 的 源 端， 汲 極 霣 晶 讎 的 4 寫 本 汲 端 子 作 業 上 縝 合 至 輪 出 驅 動 器 霣 路 的U 1出 纗 〇 —* m 雙 頁 1 I 閘 PFET 元 件 含 有 一 m 源 極 霣 晶 龌 及 一 值汲極 霉 晶 體 > 毎 1 1 m 電 晶 體 各 含 有 — m 閛 端 » 一 傾 源 端 及- -傾 汲 端 源 棰 1 | 電 晶 體 的 源 端 子 作 業 上 網 合 至 接 地 電 位， 源 棰 電 晶 臞 的 1 訂 汲 端 子 作 業 上 供 合 至 汲 極 電 晶 ϋ 的 源 端， 汲 m 罨 晶 m 的 1 汲 端 子 作 業 上 縝 合 至 输 出 驅 動 器 電 路 的輸出 端 0 第 一 切 1 I 換 装 置 網 合 至 雙 閛 PFET 元 件 的 汲 棰 霄 晶體的 闞 端 » 開 啓及 1 I 两 閉 白 雙 閛 PFET 元 件 的 源 極 電 晶 麵 流 出之電 流 0 第 二 切 1 1 換 装 置 作 業 上 糴 合 至 雙 閛 PFET 元 件 的 汲極霣 晶 m 的 闕 端 W I ，開啓及 鼷 閉 流 至 PFET 元 件 此 的 源 棰 電 晶體之 霣 流 〇 m 壓 1 1 産 生 裝 置 具 有 一 第 一 输 出 端 作 業 上 縝 合至雙 蘭 PFET 元 件 1 1 的 m 榷 霄 晶 醱 的 閘 端 » 且 提 供 一 m 第 一《霣 壓 給 源 極 電 1 I 晶 體 » 其 為 一 籲 參 考 霣 壓 函 數 舆 電 粗 式終蟵 負 載 » 有 两 1 1 實 質 上 控 制 著 經 由 * 蘭 PFET 元 件 的 汲 極霄潺 m 到 霣 粗 式 1 1 終 端 負 載 的 霄 流 董 〇 僱 壓 移 産 生 裝 置 也具有 一 第 二 m 出 1 I 衊 作 業 上 網 合 至 雙 閘 PFET 元 -6- 件 的 源 極 電晶釀 的 期 極 衊 9 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標窄（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（厂） 且提一第二偏電K給源極電晶體，其為參考電壓的函數 ，並與電阻式終端負載有關，且實質上控制電阻式終端
I 負載供給雙閘PFET元件汲極電晶體的電流量。 偏壓産生器最好包括含電流鏡像電路配置及多级電路 配置，以産生偏壓，其實質上運用於控制本發明輪出驅 動電路出入的電流之大小。此種偏壓産生裝置及輸出驅 動器電路的最佳實施例將予以詳細説明。 有益的是，本發明提供一傾汲極電流所控制的CMOS输 出驅動器電路，使用於定電流應用，（例如晶Η關閉驅動 器，該驅動器置於半導體記億體元件，）其中將使用外接 電阻式終端負載，例如SSTL_2、SSTL_3、HSTL、ELLe由 雙閘PFET元件釋出並經由拉升路徑的汲極電流以及由雙 閘PFET元件吸收且經拉降路徑的汲掻電流皆各別由本發 明電路所産生的閘極偏壓控制，此種設計考盧到外部終 端參考電壓。 這些特性與其他優點將會由接下來的詳盡描述及相關 的圖而得到充分的了解。 雷眯讕簡藤描诚 第1圖是一摑傳統的高頻醮用資料傳輸条統，使用了 一個外部的終端電阻器。 第2圖是本發明的輸出驅動器電路實施例的示意圖。 第3A園是輸出驅動器電路的偏壓産生蘇實施例的示意 圖〇 第3 B圜是输出驅動器f路的M K，産生器另一賁施例的 圖。 本紙張尺度珀用中國囤家標肀（CNS > Λ4規格（210X297公釐） -- (請·先閱讀#.面之注意事項再填寫本頁) 訂
“.V 經淆部中"枒準局負-T消贤合竹社印^· A7 B7 五、發明説明（& ) 第4A圖及第4B圖是輪出驅動器電路輪出電流的繪圖表 不〇
I 第5圓是輸出驅動器電路的另一番^實施例示意圖。- 第6 A圖是輸出驅動器電路的偏壓產生器的另一實施 例之示意圖。 第6B園是第6A圖偏壓産生器的另一種實施例電路的示 意圖。 第7A圖與第7B圖是輸出驅動器電路的輸出電流的繪圖 表不。 發明詳诛 參考第2圖，該圖是根據本發明輸出驅動器電路第一 實施例，提供定額汲極電流控制至電阻终端負載。此一 輸出驅動器電路最好作為半導體記億元件的晶Η關閉驅 動器。但是本發明並不侷限於此，它尚可應用於各種其 他的資料傳輸領域。第2圖的虛線框隔出晶片與外部， 顯示出輸出驅動器電路是晶片或半導體元件的一部分， 由此資料得以被驅動。虛線的另一邊則屬於晶Η之外， 而本發明之輪出驅動器電路也是如此。 尤其是輸出驅動器電路1Q包含一個雙閘ρ型場效電晶 體元件12，形成輪出驅動器電路的拉升路徑，雙閘PFET 12本身則含有一値源棰電晶體12A及一匍汲極電晶體12B ，它們各含有源極端、閛端及汲端。源榷電晶體12A的源 極端連接到外部供應給晶Η電壓源V ，也就是晶片的電 源供應。汲捶電晶體12 Β的汲棰端連接到输出驅動器電路 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標彳（rNS ) Λ4说格（210X297公釐） ( 裝 訂 '^, (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經湞部中决標卑局1¾工消费合竹社印^. A7 __B7_ 五、發明説明（7 ) 10的输出端。 輪出驅動器霉路10也含有一匍雙閘η型通道場效霣晶
I 體（nFEr)元件14，構成輸出隳動器電路的拉降路徑。雙 閘nFET元件14本身包含有一儸汲極電晶體14A和一値源極 電晶體14B,它們各含有一傾源極端（S)、一锢閘極端（G) 和一傾汲掻端（D)。源棰電晶體14B的源極端連接到接地 電位》此外，源極電晶體14B的汲棰端連接到汲極電晶體 14 A的源極端。汲極電晶體14 A的汲棰端連接到输出驅動 器電路的輸出端。PFET元件的源棰電晶體12A的閘極端連 接到切換反相器16的輸出端，而nFET元件的源掻電晶體 1 4 B的閛極端連接至另一切換反相器18的輪出端。切換元 件16對於p通道输入信號1>1_?有所反應，用以開啓及闋 閉源極電晶體12A,因此也就打開或關閉經由電壓源V通 至雙閘PFET元件的源極電晶體12 A的電流。類似地，切換 元件18對於η通道输入信號IN_N有所反應，用以開啓及 關閉源捶電晶體14B,因此也就打開或闋閉經由雙閛pFET 元件的猓搔電晶體14B通至接地電位的電流β PFET元件的汲極電晶醱12Β的閘極端連接到偏壓産生器 20的第一健输出端。镰壓産生器20産生镐電壓vBIASP如 以下将詳細説明，且提供結汲極電晶體12B的閘極端，以 便實質控制PFET元件的汲極電晶體12 B供應的電流大小。 類似地，nFET元件的汲搔電晶醭的蘭極皭連接至鶴壓産 生器20的第二輪出端。镉壓産生器20産生镳壓vBIASN, 且提供給汲棰電晶體14 A的閘端，以便實質控制供應給 本紙张尺度適用中國國家標苹（（:NS ) Λ4規格（ 210X297公釐） (讀先閲讀背面之注項再填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央標準局貝Η消fr合作社印製 五、發明説明 ( 2 ) 1 1 nFET 元 件 的 汲 極 電 晶 體 1 4 A的電流大小》 1 1 輪 出 m 動 器 電 路 1 0的 輪 出 端 輿汲極電晶 醱12B及14A的 1 | 汲 棰 蠼 fe 成 接 合 黏 * 並 且 連 接 至端霣阻器 22的第一鹤 端 ^—V a 1 I 子 9 同 時 端 霣 粗 器 22的 第 二 衊 子連接至外 部參考電鼷 源 先 閱 1 1 VTT〇 輪出驅動器電路1 0的輸出端也連接至從霣路10接收 Hr ιέ 1 | 之 1 資 料 的 元 件 的 輪 入 端 〇 探 討 過 各元件的連 接後，以下 將 注 意 1 | 討 論 输 出 驅 動 器 電 路 1 0的 操 作 〇 事 項 1 I 输 出 驅 動 器 η 路 釋 出 定 霣 流 給PFET接升 路徑和nFET拉 再 填 寫 本 Γ 裝 降 路 徑 * 且 同 時 允 許 内 部 (晶Η )霄源供應 及外部參考 電 % 1 I 壓 在 某 一 允 許 範 圍 内 變 化 〇 注 意到電晶體 12A、 12B、 14A 1 1 、 1 4 B等CKAS電晶體的汲極電流是由閘極對源極的轚壓控 1 I 制 〇 因 此 * m 著 産 生 閛 m 霄 m ,如 vBIASP及 vBI ASN , 並 1 訂 加 於 汲 極 電 晶 體 (或源極電晶龌將於另一實施例説明>的 1 閛 端 則 不 論 是 拉 升 路 徑 或 拉 降 路徑的汲檯 電流皆得以 有 1 I 利 地 控 制 而 産 生 m 定 電 流 〇 在 一特殊的實 施例中，源 檯 1 1 1 霣 晶 臞 用 以 打 通 (致能） 或 阻 醑 (除能 >拉升 ， 及拉降路徑 (在 1 J 另 一 雇 罨 路 實 施 例 中 9 是 由 汲 棰電晶髖提 供此項功能 〇 ) V I 舉 例 而 言 端 霣 阻 器 22的 大 小是50歃梅 。此一大小 值 1 1 的 落 揮 是 要 對 m 於 輸 出 驅 動 器 罨路和接收 器输入霣壓 之 1 1 間 來 往 之 電 流 〇 因 此 9 根 據 第 2圈所示， 50歃姆的纗 電 1 I 阻 將 會 導 致 一 m 大 約 8 毫 安 培 的定電流在 輸出驅動器 電 I 1 輅 的 輪 出 端 並 導 致 大 約 ± 4 0 0毫伏特的霣臛降在接收器 1 | 的 输 入 〇 在 此 例 中 t 40 〇毫伏即接收器所須的輸入霣16» 1 | 因 此 9 當 信 號 I N .pm 遍 輯 高 準位（約5伏）而信贼IN _n 1 1 -1 0- 1 1 1 1 本紙張尺度珀州中國國家榡卑（（’NS ) Λ4規格（2丨0X297公麈） 經濟部中央榡率局貝Jt消费合作社印^ A7 -------^-- 五'發明説明（9 ) 也是遢輯高準位畤，切換反相器1β輸出一儀邏輯低準位（ 約〇伏），造將打開源極霣晶麵12Α並打JftpFET拉升路徑 ，另一 面，切換反相器18输出一鴒邏輯低_位電K， 瘡将鼷閉源極霣晶體14B且阻晰nFET的拉降路徑。當拉升 路悝打開而拉降輅徑阻斷時，霣晶鶄128的閘極端施加的 镐IRvBIASP使得拉升路徑供應約8毫安的汲極電流。 相反地，酋倍號IN_N是邏輯低準位且信KIN_P也是運 輯低準位時，切換反相器18將輪出一館龌輯高準位並打 和鳜槿霣晶體14B並且打通nFET拉降路徑，另一方面，切 換反相器16輪出一傾通輯高準位，瘥將鼸閉源極電晶體 12A並阻斷PFET拉升路徑。當拉降路徑打通而拉升路徑阻 斷時，電晶醱14A的閛棰端所施加的偏壓VBIASN使得拉降 路悝吸收約8毫安的汲極電流。 現在參考第3 A圖，逭是用以産生镇壓vBIASPftvBIASN 的镐颳産生器20的第一種實施例。注意到傾壓産生器20 最好是由三级轚路相連接而構成·提供給縝壓産生器電 路用以産生VBIASP及vBIASH的霣壓包含了一 _内部霣源 供窿電壓UNT、稍除參考霣臛CMN以及外部蜩霄阻器22的 參考霣RVTT(第2園）。我們將了解CMN(帶隙參考}是一 褊高準確的參考定電K,它能確保經過槭壓産生器霣路 第一级電輅的霄流是外部參考霣壓VTT的函數，此貼邇會 再解梅。 ^ 因此，第一级霣路包含了一 II雙閘霣晶齷PFET元件， 而由鳔植霣晶讎PI A串馨式連接至汲極霣晶體P1B構成· -11- 本紙張尺度珀用中國困家栋唪（rNS > Λ4現格（210Χ297公羞） 1,^ — (請•先閱讀f·面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 經淖部屮欢榡準局負T;消灼合竹社印絮 A7 B7 五、發明说明（p) 雙閛極PFET元件P1A/P1B串脚連接於霉壓源V及電阻器Rl 。（如同電壓源連接至源極電晶體12A(第2圖））電阻器R1 則串接於電阻R2。第—级窜路也含有一傾雙蘭®nFE1^ 件，包括源極電晶體nib串聯連接於汲極電晶體Ν1Αβ雙 閛nFET元件Ν1Α/Ν1Β串聯連接於電阻器R2及接地之間。第 —级電路亦包含蓮算放大器1VTT，它的反相端子連至R1 及R2的接點，以及一非反相输入端連接至VTT。第一蓮算 放大器IVTT的输出端連接至汲棰電晶體P1B的閛極端。源 槿電晶體P1A的閘棰端連接至接地電位《源棰電晶體N1B 及汲極電晶體N1A的閘極端則連接至CMN。 第二级電路包含一匍雙閘極PFET電晶體元件，類似於 第一级電路的PFET元件P1A/P1B。它含有源極電晶體P2A 串聯連接至汲棰電晶體P2B。雙閘棰PFET元件P2A/P2B串 聯連接於電壓源V和電阻器R3e第二级電路亦含有一催 雙闞極nFET電晶體元件，包含源棰電晶體N2B串接於汲極 電晶體N2A。雙閘棰nFET元件N2A/N2B串聯連接於電阻器 R3與接地電位。第二级電路亦含有一第一運算放大器IN ，它有一僮反相端連接於電阻器R3和nFET元件N2A/N2B的 接點，及一楢非反相端連接於電阻器R2和nFET元件N1A/
N1B(在第一级）的接點^第二蓮算放大器IN的輪出端連接 至汲搔電晶體N2 A的閛極端》源棰電晶體N2B的閛搔端連 接至内部電源供應VINI注意到電暖VINi：最好是小於或 等於電壓V 。pFET元件源棰電晶體P2A的闞棰端連接至接 地電位，而P2B的閘ffi端連接至第一偏蓮算放大器IVTT的 输出端。第二鏑運算放大器IN的输出端也提供了僱壓vBIASN -12- 本紙張尺度適用中國國家標枣（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） --------C------ΐτ------c {請·先閲讀1ST.面之注意事項再填寫本頁) 經滴部中决梂隼局貝工消费合作社印51 A7 _______B7___ 五、發明説明（“） 給輸出轚動器電輅的拉降輅棰。 第三级轚路包含一鵪雙閘極pFET電晶體元件，它含有 源梅Ilk體P3A串接至汲榷霄晶釀P3B,雙闕極PFET元件 P 3 A / P 3 8串聯連接於霉壓源V和霣阻器R 4。第三级霣路亦 包含一餡雙闕檷nFET元件，類似於第二级霣路的nFET元 件N2A/N2B,含有灝極霉晶（BN3B串接於汲棰霣晶醱N3A。 雙明梅nFET元件N3A/H3B串聯連接於接地罨位和霣阻器R4 之間。第三级電路邇包含第三俱蓮算放大器IP,逭镰運 算放大器的反相輪入端連接於霄阻器R4和pFET元件P3A/ P3B的接點，另外非反相端連接到霣阻器R1和pFET元件P1A /P1B的接貼^蓮算放大器IP的輸出端達接到圾極霣晶體 P3B的閘極端。源極霣晶體p3 A的鬭極端連接至接地電位 ^ nFET源棰電晶體N3B的蘭極端連接至VINT,而電晶讎N3A 的閛搐端建接至第二偏蓮算放大器IH的輪出蜴❶第三_ 運算放大器IP的输出端也提供T槭壓vBIASP給輸出暖動 器霣路的拉升路徑。接着将要解説的是镐壓産生器20的 運作β 對nFET元件Ν1Α/Ν1Β提供霄壓CMN得以使竃流，例如100 黴安，流經第一级電路。此電流導致壓降於霣阻R1及R2 。注意到電粗器R1及R2的大小被蠹擇對應於外部纗電阻 器22(第2 _)。參考以前的例子，其中纗《阻器22最好 是50瞰蠔，而釋出或流入_出驅動器霄路〖的《流是8 « 安•造時如果第一级的霣流是大約100微安，則R1與82的 霣粗倌_當值鼴該是4K歒》〇因此，如果大約400毫伏的 本紙依八度珀用*1，阐囤家標卑（rNS > Λ4規格（21〇><297公嫠> (請·先閱讀t面之注意事項再填寫本頁)
經滴部中决#.準局貝工消费合作社印掣 A7 B7 五、發明说明（p ) 霉K降須跨於50篇！姆的嫌電粗（以便符合接收器的输X® 壓需求），則一籲相對鼴的壓降約400毫伏須跨於 及R2e 於R1的應降標示為PREF，而跨出於R2的壓降樣 示為NREF。 端罨阻器22的外部參考霄壓VTT以及R1與R2間的電壓CVTT 提供給運算放大器IVTT以便調整VTT逭是在它提供給汲極 霣晶醱P1B和P2B的閘極端之前。也就是説，任何闋於外 部參考電鼴VTT的變化將由蓮算放大罌ϊνττ加以補償· @ 此I V Τ Τ輸出的是V Τ Τ調節霄壓，即V T T R e g。此轚屋供給汲 極電晶饅P1B(第一级電路）和P2B(第二级電輅），因而允 許霄流經過镐臛産生器霄路各级《雙閛極PFET元件P1A/ P1B以及雙閘棰PFET元件P2A/P2B形成一俪電流鏡像電路 ，因此經由P1A/P1B元件的電流也同樣流經P2A/P2B元件。 應注意的是毎一個竃晶體都有一籲通道寬度以及通道 長度（以寬度/長度比值表示>β量拥單位雖未顯示但較 適宜以撇米為單位。電晶膿的特性實質上決定了其性能 。譬如，為了使Ρ2Α/Ρ2Β元件能夠鏞像Ρ1Α/Ρ1Β元件，它 們的宽度/長度比值選擇為相同，都是40/1 。 此外，霣_ N R έ f (即V Τ Τ - 4 0 0 V )以及電阻R 3與雙閜梅 nFET元件N2A/N2B的接酤電壓皆供給於蓮算放大器1N。其 結果使*算放大器IH産生一催η通道的縝壓vBIASN,逭 饀偏®供蘸給输出驅動器電路的汲極轚晶瀰14A (第2 _ ) 。另外，運算放大器IN的输出供應給汲極電晶釀N2 A和 N3A的晡楝端。雙閛榷nFET元件U2A/N2B以及雙闌極 -1 4 - 本紙張尺度通用t國囤家標率（（，NS ) Λ4規格（210X297公嫠） HI I en — -I - - - - —^ϋ .X'5J1^1 n (#·先閱讀f·面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中決標率局貝工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明说明（·> ) 元件N 3 A / N 3 B也形成一傾霄流鏡像電路，因而流® N2A/N2B完件的®流也流過N3A/N3B元件ίρΐ OOaA。同樣地 ，為了 fcN3A/U3B元件能夠鏡像N2A/H2B元件，它們的寬 度/長度比價磨擇為相同，皆為2/0.4。 但是，要注意的是N2A/N2B元件（因為鏡傷所以Ife指 N3A/N3B元件 > 的通道寬度/長度比俏之磨擇必須對'應於· 雙閛楝nFF,T元件14的通道寬度/長度比值。也就是説， 毎饍電晶醱（不論源極電晶醱或汲播電晶體）的通道長度 實質上皆相同，罾如0.4。但是φ晶臞Ν2Α，Ν3Α，Ν2β&Ν3Β 的通道寬度落擇為與罨晶體14 14 Β的通遒宽度成比例 ，且比例對應於流經各元件的電流比例。因此，锂定nFET 元件14吸入的電流為大約8毫安，且電晶醱14A和14B的 通道寬度皆S择為160，並假定流經N2A/N2B元件（也適用 N3A/N3B元件）的電流為大約1㈣微安，則N2A/N2B和N3A/ N 3 B元件各電晶體的通道寬度遘擇為2 (亦卽1 6 0 / 2 = 8 0而 80 X 1 00擻安=8毫安>。 此外，霄鼴PRef(例如VTT + 400毫伏}以及雙閛極PFET元 件P3A/P3B輿R4的接黏電壓TP供鼴給運算放大器IP。画慝 於此等翰入眈蓮算放大器IP則會産生P通道瘺壓vBIASP 供給輪出驅動器電路的汲棰霄晶臞12B(第2圔）。此外， 蓮算放大器的輪出則接至汲捶轚晶讎P3B的閘棰端<» 類似於N2A/N2B和N3A/N3B元件的通道寬渡/畏度比和 雙闕振npET元件14的對鼴鬭僳，P3A/P3B元件的通道«度 /長度比也對鼴於輪出騵_器«路的雙鬭極PFET元件12 -15" 本紙張尺度適用中固國家榡埤（rNS ) Ait現格（210X 297公釐） (請先閲讀4c面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 _ _B7__ 五、發明説明（a ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) °因此毎届霍晶醴的通道長度（不論源檷或汲棰電晶龌） 皆寶質上捶擇為相同大小即0.5，而電晶體P3A和P3B的通 道寬度k擇為輿霄晶醱12Aftl2B的通道寘度成比例，此 〜比例相等於流經各元件的霄流之ft例。假設pfet元件 12要源出大約8毫安的轚流，且電晶醱12 A以及12 B的通 道寬度蠹擇為400，並假定流經P3A/P3B元件的電流為大 約“Ο徹安，刖P3A/p3B元件的電晶®通道度度灌擇為5 (即 4 00/5 = 80 而 80X lOfl 撖安=8 毫安 >。 經滴部中夾標準局員工消費合作社印^ 醮注意爾粗R3和R4分別位於镐屋産生器霣路的第二级 和第三級，以便分別在每一级的η通道及P通道霄晶體 的源楝和汲棰産生電位差，而此電位差等同於由第一级 霉輅的電阻R1與R2串聯組合的電位差。因此，假定R1舆 R2皆為4K歃姆（因而串聯後為8K歐姆），則R3輿R4較佳萑 擇為8K歐姆。另外值得注意的是第2 _討論過的信號ΙΝ_Ρ 以及ΙΝ_Ν是由VINT供給。注意到VINT小於V的話，則電 晶體12 A而不是反相器16的输入痛要一 ®電S位移到閛極 端以確保12Α的閑播為邏轘高電位（V)。如果V相等於VINT ，則反向器16的電源供裏可以連接至V或是VINT。但是 ，如前所逑，如果V大於VINT，刖反向器16務必連接至 V (或使用電腰位移器），否則電晶體12A将無法正常_閉 。反向器18可以連接至V或VINT。應該同時注意的是韉 釅vBIASH不是一健完美的定霣壓β亦即，WBIASH随着外 部參考霣颺VTT以及處理容許度及溫度而變。«鼷VBIASP 也會«這些因素而變，此外邏随输出駆動器霣路所在的 -16- 本紙張尺度进用中國國家標肀（C:NS ) Λ4規格（210X297公羞） A7 B7 五、發明説明（J ) 晶Η上的電源供應電壓V而變動。 參考第3Β圈，它顯示出偏壓産生器20的另一種實施例 。據了解偏壓産生器20'與第3 類似，不同之處僅在於雙閘棰 Ρ2Β和Ν1Α/Ν1Β分別由單一電晶 好是使用雙閘捶電晶體Ρ1Α/Ρ1 別是當電源供醮V大於内部電 路可以共用或分配跨接於電晶 Α圖的釋Κ産生器實質上 電晶體 饑 ΡΙ,Ρ Β,Ρ2A/ 源供應 饅的霣 元件 P1A/P1B， P2A/ 2和H 1取代。當然最 P2B及 N1A/N1B ,特 VINT ,如此内部電 壓。否則，镐壓産 經消部中少'標導局貞^消於合竹社印鉍 生器20’舆第3 A圖内容中所解-的偏i産生器20的蓮作是 完金一樣的。 鼷察覺以上的例子敘述的操作是針對端電阻器22為大 約50歐姆時，與输出驅動器之間有大約8毫安的電流流 出流入。但是，如果端電阻器為大約2 5歐姆，且輪出驅 動器電路源出及汲入約16毫安，則電晶髅12A、12B及電 晶體14A、14B的通道寬度將會不同。因此，為了保持先 前提過的镐壓産生器電路各電晶體的比例，霉晶鳗12 A及 12B的通道寬度将會是8〇〇,而電晶醞14A及14B的通道寬 度将會是32(^ 關於输出驅動器電路10，第4A圈及第4B_顯示了輪 出電流在拉升路徑（曲線A >及拉降路徑（曲線B )的圈 形表示，第4 A團是指端電阻為50歐姆（8毫安）的倩形 ，而第4B釀是指端電阻為25緻姆（16毫安)的情形。第 4 AB顳示的例子是當输出驅動器轚路交替地源出及汲入 的電流約為8毫安的情形，第4 B画刖指16毫安相同例 -17- 本紙张尺度诚州中國國家榡皁（rNS) Λ4現格（210x297公鑛） --------— (請^'閱讀^面之注意事項再填寫本贾)
-、1T 經濟部中央標準局貝工消費合作社印y A7 B7_ 五、發明说明（* ) 子的實施例。 現在參考第5調。這是輪出驅動器霣路的第二種資施 例，能^供定汲極霣流控制至霣阻式终纗負載。仍然地 ，此一输出驅動器霄路最好窸用在半導顥記億_元件， 例如動態随機存取記億體元件的鼷閉晶片驅動器（〇CD)e 输出驅動器霉路110輿第2圏的输出驅動器霣路10實霣上 類似，因此所有第5 _元件的參考檫示數宇與第2 _的 各元件參考穰示數宇均相同，只是將數宇增加1〇〇而已》 _出驅動器霣路110和10的主要差別在於雙蘭《PFET和 nFET元件的汲棰和葱極霉晶釀執行的功能互換。亦即， 現在的情形不是源極電晶體112A(羼於PFET元件112)以及 114B(靨於nFET元件114)分別連接至切換反向器以打開或 關閉拉升及拉降路悝，也不是汲極電晶醱112B(羼於PFET 元件112)以及114A(*於nFET元件114)連接至餵壓産生器 ;現在的情形是源極霄晶體112 A和112B連接至軀壓産生 器120，而汲橈霣晶體112B和114A分別連接至切換反相器 116和118β因而電路110中的汲極霣晶膿執行了路棰的打 開及两閉功能，另外源梅霄晶鼸執行定電流控制功能。 件意此種另外的配置不僅提供了類似電路1〇的功能，同 畤也改善了輸出驅動器電路於高阻抗狀筋時的_Λ®容 β換句話説，在离阻抗狀態下（當拉升及拉降输出18晶 皆两閉），输出驅動器霄路産生某種霄容在_出網點。® 容之大小依擴散面稹（電晶髒12及14的接合貼）以及_出 霣晶艚閘槿匾域而定β躭第2 _的®置，切換霄晶_是 -18- 本紙張ΧΛϋ川中ΗΚ家標卒（（'NS 規格（21〇Χ297公釐） --------9------IT------c. (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中虫榡率局員工消赀合作社印^ 五、發明説曰/ ( ) 1 1 位 於 雙 閘 電 晶 體 的 源 極 側 而 且 汲極 電晶臑（連接至VBIASP 1 1 及 vB I ASN )開啓》 此時接合點及閛極區域的而積在输出蟵 1 I (標示d " 至 接 收 器 ") 而 言 是 相 對較 离，因此相鬭的霣容 /«—V 請- Jk 1 I 也 相 對 較 大 〇 但 是 在 第 5 圓 的 配置 之中，由於雙閘電晶 元 閲 1 1 體 元 件 的 兩 餹 汲 極 電 晶 醱 皆 鬭 閉在 高阻抗狀態而使Μ極 背· 1 I 之 1 區 域 相 當 小 而 输 出 端 的 接 合 點面 積也限制在兩傾電晶 注 意 1 I 體 的 汲 極 〇 其 結 果 是 電 路 1 1 〇_出端的電容比起電路10的 事 項 1 I 再 1 厂 輪 出 端 電 容 要 來 得 小 〇 雖 然 如 此， 假定端霣阻器122使用 4 % ί 本 策 相 同 電 粗 值 50 歃 姆 > 並 假 定 接 收器 (未顯示）的輪入霄壓 頁 *—^ 1 1 為 大 約 + /-4 00 毫 伏 争 刖 拉 升 路 徑< P FET元件112)最好源出 1 1 電 流 為 大 約 8 毫 安 且 拉 降 路 徑 (nFET元件114)最好汲入霄 1 | 流 為 大 約 8 毫 安 〇 1 訂 第 6 A 園 顯 示 了 傾 m 産 生 器 120的霉路細節。注意到锚 1 m 産 生 器 1 2 0輿第3 A圖的锚《産生器20也是相當類似， 1 I 除 了 元 件 11 2和1 1 4的 汲 極 和 源 極霉 晶體的功能若比照電 1 1 1 路 10的 元 件 12及 1 4可 知 已 對 調 以外 ，在鶴Κ産生器120的 1 1 1 PFET 及 nFET 元 件 内 各 催 源 棰 和 汲極 霄晶體的功能也對讕 L I 〇 事 實 上 > 儀 壓 産 生 器 12 0所使用的參考數字及霉壓名稱 1 1 輿 縞 壓 産 生 器 20所 使 用 的 相 同 。因 而在褊屋産生器120 , 1 1 第 一 傾 蓮 算 放 大 器 I VTT 的 輸 出 端連 接至Ρ 1 Α和Ρ2Α的鵪別 1 I 閘 極 端 9 而 P2B和 P 1 B個 別 的 閘 極端 則連接至接地電位。 1 1 外 * 在 偏 m 産 生 器 12 〇 , 第二鲴邇算放大器If)的輸出端 1 I 連 接 至 N2B和 N 3B鴒 別 的 閛 梅 端 ,而 N2A和N3A鶴別的闞梅 1 1 端 則 達 至 VI NT 〇 邇 有 • 第 三 鹤 運算 放大器IP的輸出端達 1 1 -1 9- 1 1 1 1 本紙張尺廋进州中國囤家標肀（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） Α7 Β7 五、發明说明（、〇 接至P3A的閛棰端，而P3B的蘭棰端則接地。除此之外所 述，vBIASP和vBIASN産生的方式和在«壓産生器20所敍 1 述的方式是完全相同的。 現在參考第6B圖，如同褊壓産生器2〇(第3A圖）和傾壓 産生器20·(第3B圖）之間的相似性，另外的镉壓産生器電 路120,和120也實質上相似，除了單電晶體P1，P2及N1分 別取代了雙閘極電晶體元件P1A/P1B,P2A/P2B，以及N1A / N 1 B，其原因如同以上電路2 0與2 0 ’所解釋者。因此，電 路120'的输出和電路120的输出是完全一樣的。第7八及7B 圖顯示了如同第4A及4B圓输出驅動器電路110拉升路徑 (曲線A )和拉降路徑（曲線B >的输出電路電流的圖形表 示。第7 A圖的電流曲線說明的是大約8毫安（50歐姆终端 電阻）的電流自本發明的输出驅動器電路交替式地源出或 汲入，而第7B圖所顯示的則是16毫安（25歐姆終端電阻） 的例子。 雖然本發明已經配合圏型以説明電路的實現例。但應 了解的是這楢發明並不侷限於這些電路實施例，仍有更 多的改變和修改可能來自熟練的設計而不背離發明的精 神及範圍β -20- 本紙張尺度刺巾ϋ邮料U'NS ) AAim ( 210X297^#.) (#·先閱讀f.面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 五、發明説明（《9 ) 參考符號説明 10.....输出驅動器電路 12..1..P型埸效應電晶體元件 14.....N型場效應霄晶龌元件 12A,14B,112A,114B,N1B,N2B,P1A,P3A.....源棰電晶體 JZB,14A,112B,114A,N1A,N2A,P1B,P3B.....汲極霄晶體 16.....切換元件 18.....切換反相器 2 0 , 2 0 ' , 120.....編壓産生器 22.....端電阻器 S.....源極端 D.....汲極端 G.....閘極端 R1 , R3 , R3 , R4.....霄粗器 IN , IP , IVTT.....蓮算放大器 IN_N , IN_P.....信號 0C0.....晶Η斷流驅動器 (請先閱讀t面之注意事項再填寫本頁) 經满部中央標準局與工消费合作社印製 -2 1- 本紙張尺度珀用中國國家榡丰（（’NS ) Λ4規格（210X297公釐）