TW395088B - Input-circuit for an integrated circuit - Google Patents

Description

A7 B7 經消部t.央標準局ρ,τ-消费合竹社印來 五、發明説明（ / ) 1 1 本 發 明 係 關 於 積 體 電 路 用之輸 入 電 路 〇 1 用 於 黻 位 信 號 (其具有二個位準）之積體電 路 的 輸 入 電 1 1 路 通 常 是 由 反 相 器 所 製 成 ,其中 數 位 信 號之 二 涸 位 準 之 /»— 請 1 先 大 小 是 在 輪 入 電 路 之 二 個 供應電 位 值 附 近0 此 種 輸 入 信 閱. 讀 1 1 號 (W下稱為” 標 準 -數位信號”）例如是在所謂TTL -邏輯 背 1 之， 1 或 L V T T L - 理 輯 (低電壓TTL)中產生的< 3 注 意 事 反 之 9 具 有 二 個 位 準 (其相對於參考位準分別具有正 項 再 1 I 差 值 或 負 差 值 )之輸入信號是傳送至其它積體電路中 5 填 寫 本 1 A I 就 此 種 輸 入 信 號 (以下稱為”差動 信 號 ”）而言 可 使 用 差 頁 V， 1 I 動 放 大 器 作 為 輸 入 電 路 t 參考位 準 須 傳 送至 差 動 放 大 器 1 1 以 作 為 比 較 值 » 而 輸 入 信 號則腌 加 至 差 動放 大 器 之 輸 入 1 1 端 〇 此 種 差 動 信 號 例 如 可 用在所諝S S T L -通輯中( 就 SSTL- 1 訂 邏 輯 而 言 9 參 考 位 準 之 典 型值 是 1 . 4V ，負位準是1 .44V J -0 .3 V , 正位準是1 .4V + 0 . 3V 〇 1 1 本 發 明 之 S 的 是 提 供 一 種輸入 電 路 9 其可 用 在 多 個 領 1 I 域 中 〇 1 1 % 1 此 巨 的 是 藉 由 請 專 利 範圍第 1 項 之 輸人 電 路 來 達 成 〇 本 發 明 之 其 它 形 式 和 構 造則敘 述 在 甲 請專 利 範 圍 各 附 1 I m 項 中 〇 Ί 本 發 明 之 輸 入 電 路 具 有 反相器 Μ 及 差 動放 大 器 9 其 分 Λ 別 在 輸 入 側 與 輸 入 電 路 之 輸入端 相 連 且 在輸 出 側 與 輸 出 1 端 相 連 0 此 種 輸 人 電 路 具 有二個 操 作 模 式， 其 中 在 第 一 操 作 模 式 中 依 據 驅 動 信 號 來驅動 差 動 放 大器 Μ 及 使 反 相 1 I 器 去 (d e-)驅動， 且在第二操作模式中差動放大器被去 -3 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公浚） A7 B7 經泸部中央標準局妇-x消費合作社印挈 五、發明説明 ( ) 1 1 (C e - )驅動以及使反相器受到驅動 。在第- -操作模式中 1 亦 只 有 差 動 放 大 器 是 有 作 用 的 » 且 在 第 二 操 作 模 式 中 只 1 1 有 反 相 器 有 作 用 0 因 此 在 第 —- 操 作 模 式 中 差 動 信 號 (例 請 1 先 1 如 具 有 SSTL -位準者） 可 施 加 於 輪 入 電 路 之 輸 入 端 9 在 第 閱- 讀 1 I 二 操 作 模 式 中 標 準 -數位信號 例 如 具 有 TTL- 位 準 者 )施 背 ιέ 之- I 加 於 輪 入 端 〇 注 意 1 事 本 發 明 之 其 它 方 式 是 1 可 傳 送 至 差 動 放 大 器 之 參 考 信 項 再 1 I 號 在 此 二 種 操 作 模 式 中 具 有 不 同 之 位 準 且 驅 動 信 號 是 由 填 寫 本 1 1 參 考 信 號 所 導 出 〇 於 是 在 簡 單 之 情 況 中 驅 動 信 號 例 如 是 頁 、- 1 I 和 參 考 信 號 相 同 〇 但 亦 有 下 述 可 能 性 即 驅 動 信 號 和 1 1 參 考 信 號 成 反 相 或 由 參 考 信 號 藉 由 放 大 作 用 而 產 生 較 高 1 1 位 準 之 驅 動 信 Dk^ 5Ε 〇 由 參 考 信 號 導 出 此 種 驅 動 信 號 所 具 有 1 訂 之 優 點 是 此 二 個 信 號 中 只 有 —- 個 必 須 傳 送 至 輸 人 電 路 1 〇 例 如 在 SSTL -邏輯中通常之設計方式是， 所需之參考 1 1 信 號 是 位 於 外 部 (即， 不在晶片上（ off- c h ip )) Μ 供 使 用 1 1 • 瑄 樣 能 Κ 較 簡 單 之 方 式 來 改 變 參 考 信 號 之 位 準 Ο 1 1 % 1 本 發 明 Μ 下 將 依 據 1ST 國 式 作 詳 细 說 明 0 圖 式 簡 單 說 明 如 下 ： 1 I 第 1 圖 本 發 明 之 實 m 例 0 Ί 第 2 圖 由 參 考 信 m 產 生 驅 動 信 號 所 用 之 電 路 〇 - I \ 第 3 圖 在 輪 人 電 路 之 二 個 操 作 模 式 之 間 切 換 之 示 於 第 1 I 2 ren 關 中 之 信 號 之 信 號 - 時 間 關 係 圖 0 1 1 第 1 圖 顯 示 一 個 差 動 放 大 器 D , 其 具 有 二 個 P- 通 道 -電 1 I 晶 體 P 1 ,P 2以及二個η -通道- 電 4- 晶 體 Η 1 ,Ν2 ° 第- -η _通道 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐) 經消部中央標準局κ-τ消费合竹社印聚 A7 B7 五、發明説明（$ ) 電晶體Nl之閘極是差動放大器之輸入端，其是和輸入電 路之輸入端IN相連。第二η -通道-電晶體N2之閘極是和 參考信號VREF相連，參考信號VREF是由外部傳送至輸入 電路。 另外遇有一個第三η -通道-電晶體Ν3,其閘極可施加 一個起始信號或致能-信號ΕΝ,信號ΕΝ是用來驅動或去 (de-)驅動整個輸入電路。雖然在上述位置設置此種第 三η -通道-電晶體N3可簡單且可靠地去驅動及驅動整個 輸入電路，但這在本發明之其它實施形式中可省略或藉 由在其它位置上所設置之致能-電路組件來取代。 此外，第1圖中所示之輸入電路具有一jilC Μ 0 S -反相器 形式之反相器I,其是由第三Ρ-通道-電晶體Ρ3和差動故 大器D之第一 η -通道-電晶體Ν1所構成。此二個電晶體Ρ3 ,Ν1之閘極同樣是與輸入電路之輸人端IN相連接且形成 反相器I之輪入。 差動放大器D之輸出端K1和反相器I之輸入端K2是和 輸人電路之輸出端OUT相連接。就輸入電路之輸入端IN 和輸出端OUT而言差動放大器D反相器I是並聯的。另 一反相器IHV是連接於輸出端OUT之後，其可對輸出端OUT 上之信號產生放大作用，在本發明之其它實施例中反相 器T H V亦可省略。 此外，第1匾中之輸入電咯具有一個驅動信號AKT,藉 由此一驅動信號AKT,則在此一輸人電路之第一操作模式 中可驅動差動放大器D且使反相器I去驅動，K及在第 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公；i ) -----— ^---/------訂 ------嚷 ,0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經消部中央標if局β工消费合竹.社印來 A7 B7 五、發明説明（4 ) 二操作模式中使差動放大器D去驅動且可驅動反相器I。 為了使反枏器I驅動或去驅動，反相器I在第二供應電 位VDD和P-通道-電晶體P3之間具有一個第四P-通道-電 晶髑P4,其閘極是和驅動信號AKT相連接。差動放大器D 之驅動和去驅動（其和反相器I之驅動及去驅動在時間 上剛好相反）是藉由第五P -通道-電晶體P 5來進行，電晶 照P5之電流導通路徑是和第二P-通道-電晶體P2者互相 平行的。第五P-通道-電晶體P5之閘極亦和驅動信號AKT 相連。 第2圖顯示一種電路，驅動信號AKT在此電路中藉由 二個串聯之反相器INV而由參考信號VERF導出。若不用 反相器，刖所需之放大作用亦可K其它方式達成，例如 .可藉由差動放大器達成。 第3圖顯示第2圖之電路中參考信號VREF和驅動信號 A K T之信號-時間關係圖。在時間和\之間輸入電路是 在第二操作模式中。由外部來之參考信號VREF是在接地 雷位，瑄是因為它在第二操作模式中是不需要的。因此 .由參考信號VREF藉由放大作用所得到之驅動信號AKT 亦具有接地電位。由於參考信號V R E F之接地電位，則差 動放大器D之第二η -通道-電晶體N2被截止（off)。因此 .昍使致能-電晶體N 3由於致能-信號E N而導通時，在 第二操作模式中仍沒有電流流經電晶體H 2。由於第二操 作椹式中之驅動信號AKT亦具有接地電位，第五P -通道-電晶體P5於是可導通且因此横跨於差動放大器D之第二 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） --：--Id---上------訂------嚷 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經消部中央#枣而π-χ消費合作社印於 A7 B7 五、發明説明（r ) P -通道-電晶體P2。第二操作模式中之第二供應電位VDD 因此亦胞加於第一 P-通道-電晶體P1之閘極，因此可確保 電晶體P1成截止（off)狀態。因此不會有電流由第二供應 電位VDD經由第一 P-通道-電晶體P1流至輸入電路之輸出 端 0 11 T。 在第二操作椹式中之驅動信號AKT之接地電位同時可 使差動放大器D如上所述般被去（de-)驅動，此時第四 P-通道-電晶體P4導通。由第三P-通道-電晶體P3和第一 η-通道-電晶體N1所構成之反相器I因此被驅動且當差 動放大器D被去驅動時，反相器I準備接收輸入電路輸 入端IN上之具有TTL-位準之輸入信號。 第3鼷顯示在輸人電路之第一操作模式期間於時間h 和1：2之間驅動信號MT和參考信號VREF之位準。對由差 動放大器D所進行之有意義之比較而言，由外部而來之 參考信號VREF必須小於第二供應電壓VDD且大於第二n-通道-電晶體N2之導通電壓。在本案之情況中，電晶體N2 之高-位準大約是VDD之一半。藉由第2圖之放大作用， 顒動信號AKT具有高度為VDD之高-位準。因此不但第四P-爾洧-電晶體P4被截止，此時反相器I被去驅動，而且第 五P -通道-電晶體P 5亦被截止，使在第一操作模式中之差 動故大器D之第二P -通道-電晶體P2不會被旁路（by-passed ) 。 差動 放大器 D 在第一 操作模 式中受 到驅動 且準備 接收輸人電路之輸人端IN上之差動信號。 在第3圖中之時間、之後所表示的是信號由第一操作 2 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X297公釐）

880Q6S (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 五、發明説明（t ) 樽式重新轉換至第二操作模式時之信號-時間闞係圖。 第1圖之輸人電路所具有之優點是：藉由差動放大器 D (在第一操作模式中）或反相器1(在第二操作棋式中） 而共同使用第一 η -通道-電晶體N 1 ,則只箱較少之電路 組件郎可製成此種輸入電路。為了使差動放大器D和 反相器I於顆動/去驅動之間切換，只需二個Ρ -通道-電晶體Ρ4,Ρ5Μ及數位式驅動信號ΑΚΤ。於是可確保：當 輪入端ΤΝ所對應之輸入信號之位準分別在供應電位VDD 或接地電位附近時，刖在第二操作模式中不會有靜態之 漏鬣流流動。於是可確保此二個電晶體Ρ3; Nl(其構成 反相器I)中之一可斷開（open)且在電晶體Ρ3,Ν1具有適 當之大小（Dimension)時可同時使另一電晶體Ν1;Ρ3完全 截止。 -----1.— II--装------訂—-----浪 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經满部中央標準而只工消贽合作社印 -8- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X 297公趁〉 880^68 A7 B7五、發明説明（7 ) 明 說 考 參 號 符 器 大 放 動 差

至 . F E 1 R P V 號 fi 考-參能 :致 —道 道 通 通-¾號 n-p 信 捿 晶 電 獲 Men 晶 電 器 相 反 端 入 輸 端 出 輸號位 ^ 信電 2 動應 K,驅供 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 士衣—--- 訂 泉 經消部中央標準局只-τ-消费合作社印聚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 880^62

Claims (1)

1. ABCD (87年7月修正） 申請專利範圍 一稲輸人雷路，具有輸人端（m和輸出端（out),其 特微為： -具有一個反相器（I)和一個差動放大器（D),它們分 別在輸人側阁輸人端（IN)相連接以及在輸出側與輸人 甭路之輪出端（0[丨T )相連接， -具有二種操作模式，其中由驅動信號（A K T )在第一 操作模式中使差動放大器（D)受到驅動且使反相器（I) 去顆動，Μ及在第二操作模式中使差動放大器（D )去 顒動目.使反相器（I)受到驅動。 如申請專利範圍第1項之輸人電路，其中 -差動放大器（D)在第一串聯電路中於二個供懕電位 (接地雷位，VDD)之間至少具有一個第一通道型式之 第一電晶體（PI) Μ及一個第二通道型式之第一電晶體 (N1)R在第二串聯電路中至少具有一個第一通道型式 之第二電晶體（P2)M及一個第二通道丑式之第二電晶 體（H2),其中 -第一通道型式（P1,P2)±二個電晶體之閘極互相連 接. -第一通滔型式之第二電晶體（P 2 )之閘極和汲極互相 捭接. -第二通濟型式之第一電晶體（H1 )之閘極是差動放大 器（I))之輸人端， -m二绳道型式之第二電晶體（h 2)之閘極是與參考信 號端點（V R E P )相連接， 10- 本紙ift尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2 m X 297公康） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Θ所提之 :容是否准予修正0 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 ABCD (87年7月修正） 申請專利範圍 一稲輸人雷路，具有輸人端（m和輸出端（out),其 特微為： -具有一個反相器（I)和一個差動放大器（D),它們分 別在輸人側阁輸人端（IN)相連接以及在輸出側與輸人 甭路之輪出端（0[丨T )相連接， -具有二種操作模式，其中由驅動信號（A K T )在第一 操作模式中使差動放大器（D)受到驅動且使反相器（I) 去顆動，Μ及在第二操作模式中使差動放大器（D )去 顒動目.使反相器（I)受到驅動。 如申請專利範圍第1項之輸人電路，其中 -差動放大器（D)在第一串聯電路中於二個供懕電位 (接地雷位，VDD)之間至少具有一個第一通道型式之 第一電晶體（PI) Μ及一個第二通道型式之第一電晶體 (N1)R在第二串聯電路中至少具有一個第一通道型式 之第二電晶體（P2)M及一個第二通道丑式之第二電晶 體（H2),其中 -第一通道型式（P1,P2)±二個電晶體之閘極互相連 接. -第一通滔型式之第二電晶體（P 2 )之閘極和汲極互相 捭接. -第二通濟型式之第一電晶體（H1 )之閘極是差動放大 器（I))之輸人端， -m二绳道型式之第二電晶體（h 2)之閘極是與參考信 號端點（V R E P )相連接， 10- 本紙ift尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2 m X 297公康） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Θ所提之 :容是否准予修正0 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 經濟部令央標準局員工消费合作社印製 年7月上7 a修正Β8 D8 六、申請專利範圍 -介於第一通道型式之第一電晶體（Ρ1)以及第二通道 型式之第一電晶體（Ν1)之間的電路節點（Κ1)是差動放 大器（D)之輸出端， -在此二個供應電位（接地電位，VDD)之間的反相器（I) 具有一値由至少一第一通道型式之第三電晶匾（Ρ3)以 及一第二通道型式之第一電晶體（Ν1)所構成之串聯電 路，其中 -介於此二個電晶醱（Ρ3，Ν1)之間的電路節點（Κ2)是反 相器（I )之輪出端， 、-此二傾電晶體（Ρ3,Ν1)之閘極形成反相器（I)之輪入 端〇 3. 如申請專利範圍第2項之輸入電路，其中差動放大器 (D)之第一和第二串聯電路經由共同之第一開關元件 (Ν3)而與第一供應電位（接地）相連，開關元件（Ν3)有 一值控制輪入端，此控制輪入端是與輸入電路之致能 信號（ΕΝ)相連》 4. 如申請專利範圍第2或第3項之輪入電路，其中第一 通道型式之第三電晶體（Ρ3)經由第二開關元件（Ρ4)而 與第一供應電位（VDD)相連，開關元件（Ρ4)有一控制 輪入端，控制輪入端是與驅動信號（ΑΚΤ)相連。 5. 如申請專利範圍第4項之输入電路，其中第二開關元 件（Ρ4)是第一通道型式之第四電晶體。 6. 如申請專利範圍第2項之輪入電路，其中第一通道型 式之第二電晶體（Ρ2)以其電流導通路徑配置成平行於 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部令央標準局員工消费合作社印製 年7月上7 a修正Β8 D8 六、申請專利範圍 -介於第一通道型式之第一電晶體（Ρ1)以及第二通道 型式之第一電晶體（Ν1)之間的電路節點（Κ1)是差動放 大器（D)之輸出端， -在此二個供應電位（接地電位，VDD)之間的反相器（I) 具有一値由至少一第一通道型式之第三電晶匾（Ρ3)以 及一第二通道型式之第一電晶體（Ν1)所構成之串聯電 路，其中 -介於此二個電晶醱（Ρ3，Ν1)之間的電路節點（Κ2)是反 相器（I )之輪出端， 、-此二傾電晶體（Ρ3,Ν1)之閘極形成反相器（I)之輪入 端〇 3. 如申請專利範圍第2項之輸入電路，其中差動放大器 (D)之第一和第二串聯電路經由共同之第一開關元件 (Ν3)而與第一供應電位（接地）相連，開關元件（Ν3)有 一值控制輪入端，此控制輪入端是與輸入電路之致能 信號（ΕΝ)相連》 4. 如申請專利範圍第2或第3項之輪入電路，其中第一 通道型式之第三電晶體（Ρ3)經由第二開關元件（Ρ4)而 與第一供應電位（VDD)相連，開關元件（Ρ4)有一控制 輪入端，控制輪入端是與驅動信號（ΑΚΤ)相連。 5. 如申請專利範圍第4項之输入電路，其中第二開關元 件（Ρ4)是第一通道型式之第四電晶體。 6. 如申請專利範圍第2項之輪入電路，其中第一通道型 式之第二電晶體（Ρ2)以其電流導通路徑配置成平行於 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 年7月日修正/走走Λ8 C8 D8 六、申請專利範圍 第三開關元件（P5),第三開關元件（P5)有一與驅動信 號（A K T )相連之控制輸入端。 7. 如申請專利範圍第6項之输入電路，其中第三開關元 件（P5)是第一通道型式之第五電晶體。 8. 如申請專利範圍第1, 2或3項之輪入電路，其中 -參考信號（VREF)施加至差動放大器（D),參考信號 (VREF)在此二種操作模式中具有不同之位準， -驅動倍號（AKT)是由參考信號（VREF)導出。 9. 如申請專利範圍第8項之輸入電路，其中驅動信號 (AKT)是由參考信號（VREF)之放大作用而産生。 10. 如申諳專利範圍第8項之輸入電路，其中參考信號 (VREF)在第二操作模式中採用差動放大器（D)之第一 供應電位（接地）值且在第一操作模式中採用一種介 於差動放大器（D)之第一（即，接地電位）和第二（即， V D D )供應電位之間的值。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -----=-----»--4------訂 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 11. 如申請專利範圍第9項之输入電路，其中參考倍號 (VREF)在第二操作模式中採用差動放大器（0)之第一 供應電位（接地）值且在第一操作模式中採用一種介 於差動放大器（D)之第一（即，接地電位）和第二（即， VDD)供應電位之間的值。 本紙張尺度適用中國國家標华（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 年7月日修正/走走Λ8 C8 D8 六、申請專利範圍 第三開關元件（P5),第三開關元件（P5)有一與驅動信 號（A K T )相連之控制輸入端。 7. 如申請專利範圍第6項之输入電路，其中第三開關元 件（P5)是第一通道型式之第五電晶體。 8. 如申請專利範圍第1, 2或3項之輪入電路，其中 -參考信號（VREF)施加至差動放大器（D),參考信號 (VREF)在此二種操作模式中具有不同之位準， -驅動倍號（AKT)是由參考信號（VREF)導出。 9. 如申請專利範圍第8項之輸入電路，其中驅動信號 (AKT)是由參考信號（VREF)之放大作用而産生。 10. 如申諳專利範圍第8項之輸入電路，其中參考信號 (VREF)在第二操作模式中採用差動放大器（D)之第一 供應電位（接地）值且在第一操作模式中採用一種介 於差動放大器（D)之第一（即，接地電位）和第二（即， V D D )供應電位之間的值。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -----=-----»--4------訂 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 11. 如申請專利範圍第9項之输入電路，其中參考倍號 (VREF)在第二操作模式中採用差動放大器（0)之第一 供應電位（接地）值且在第一操作模式中採用一種介 於差動放大器（D)之第一（即，接地電位）和第二（即， VDD)供應電位之間的值。 本紙張尺度適用中國國家標华（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐）