TW486866B - Output buffer circuit with high speed, no noise and easily matched impedance - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486866 6653twf.doc/008 β7 五、發明說明（丨） 本發明是有關於一種可同時提高驅動能力及小電壓 時變率的輸出裝置，並可藉由儲存元件來達成晶片上 (on-chip)可程式化的輸出裝置，進而使輸出阻抗、驅動 能力、電壓時變率及輸出波形更接近所需的規格。 在高速積體電路的應用上，輸出緩衝器的設計應該 注意驅動能力、輸出阻抗匹配及其他的規格，如電壓時 變率（slew rate)。。爲達此目的，習知提出幾種解決方 式。例如美國專利US 5,974,476與5，162,672等，但其 無法同時支援高驅動能力之小輸出阻抗與低驅動能力之 小電壓時變率（slew rate)。同時其輸出的波型因元件特 性而不對稱，或造成驅動傳輸線因阻抗不匹配而產生雜 訊。其次，在美國專利US 4,820,942中，其提出一種直 流與交流（AC + DC)方式之輸出驅動電路。配合AC與DC 兩組電路於一組態中，可以依據設定條件於局部時間開 啓AC電路動作。然而，此電路只能達到固定的驅動與 延遲能力。且因AC部分的電路作用時間較短，對輸出 阻抗匹配助益不大。 綜上所述，上述習知之任一架構並無法在同一電路 架構中同時支援有高驅動能力的小輸出阻抗與低驅動能 力之小電壓時變率（slew rate)。此外，當外部連結電路 與緩衝器之輸出阻抗不匹配時，會產生不必要的傳輸線 反身寸雜訊（transmission line noise) 〇 因此本發明係提出一種輸出緩衝電路，可以同時提 供具有高能力的小輸出阻抗特性，以及小驅動能力之電 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -0 ϋ «1 ·1 1 n 1 ϋ 一：eJ I 1 ϋ 1 n ϋ ϋ I ·

Claims (1)

1. 486866 6653twf2.doc/006 „ 9 m η n 7 n n號亨利範同修— 本 A8 B8 C8 D8 ?/年3 正日期9 1 . 3 · 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種輸出緩衝電路，具有一輸入埠端與一輸出埠端， 包括： 一不具有延遲單元之輸出緩衝級，包括一第一型通道 推升電晶體、一第二型通道推降電晶體與一第一邏輯電 路，該第一型通道推升電晶體與該第二型通道推降電晶體 之汲極耦接一起，並連接到該輸出埠’該第一邏輯電路更 接收一致能訊號與一輸入訊號；以及 至少一具延遲單元之輸出緩衝級’該具延遲單元之輸 出緩衝級包括一第一型通道推升電晶體、一第二型通道推 降電晶體與一第二邏輯電路，該第一型通道推升電晶體與 該第二型通道推降電晶體之汲極耦接一起，並連接到該輸 出埠，該第二邏輯電路更接收該致能訊號與該輸入訊號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之輸出緩衝電路，其中 該第一邏輯電路更包括： 一反及閘，接收該致能訊號與該輸入訊號，該反及閘 之輸出耦接至該不具有延遲單元之輸出緩衝級中之該第一 型通道推升電晶體的閘極； 一反相器，接收該致能訊號，並將該致能訊號反相； 以及 一反或閘，接收該反相器之輸出與該輸入訊號，該反 或閘之輸出耦接至該不具有延遲單元之輸出緩衝級中之該 第二型通道推升電晶體的閘極。 3. 如申請專利範圍第1項所述之輸出緩衝雷路，其中 該第二邏輯電路更包括： ---------------------^--— II--"I-Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 外卿66 6653twf2.doc/006 Q8 ------ -_ ’、申睛專利範圍 一第一反相器，接收該輸入訊號； 一第二反相器，接收該致能訊號； 一第一反或閘，接收該第一與該第二反相器之輸出； 一延遲單元，耦接至該第一反相器之輸出； 一第一反及閘，接收該致能訊號與該第一反相器之輸 出； 一第二反及閘，接收該第一反或閘與該延遲電路之輸 出’且該第二反及閘之輸出耦接至該具有延遲單元之輸出 糸爰衝級中之該第一型通道推升電晶體的閘極；以及 一第二反或閘，接收該第二反及閘與該延遲電路之輸 出’且該第二反或閘之輸出耦接至該具有延遲單元之輸出 緩衝級中之該第二型通道推升電晶體的閘極。 4·如申請專利範圍第3項所述之輸出緩衝電路，其中 该延遲單元更包括一第一延遲單兀與一第二延遲單元，其 中該第一延遲單元係耦接在該第一反相器與該第二反及閘 之間，且該第一延遲單元係耦接在該第一反相器與該第二 反或閘之間。 5·—種可程式化多重組態之輸出緩衝電路，具有一輸 入埠端與一輸出埠端，包括： 一不具有延遲單元之輸出緩衝級，包括一第一型通道 推升電晶體、一第二型通道推降電晶體與一第一邏輯電 路，該第一型通道推升電晶體與該第二型通道推降電晶體 之汲極耦接一起，並連接到該輸出埠，該第一邏輯電路更 接收一致能訊號與一輸入訊號；以及 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---—ill--I I I I --I--I--訂· — — — — — — I· *5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486866 A8 B8 6653twf2.doc/006 Qg D8 六、申請專利範圍 至少一具延遲單元之輸出緩衝級，該具延遲單元之輸 出緩衝級包括一第一型通道推升電晶體、一第二型通道推 降電晶體與一第二邏輯電路，該第一型通道推升電晶體與 該第二型通道推降電晶體之汲極耦接一起，並連接到該輸 出埠，該第二邏輯電路更接收該致能訊號、該輸入訊號與 對應之一選擇致能訊號；以及 一儲存元件輸出組態控制單元，用以輸出各該些具延 遲單元之輸出緩衝級所對應之該些選擇致能輸出訊號，用 以使部分該些具延遲單元之輸出緩衝級致能。 6.如申請專利範圍第5項所述之可程式化多重組態之 輸出緩衝電路，其中該第一邏輯電路更包括： 一反及閘，接收該致能訊號與該輸入訊號，該反及閘 之輸出更耦接至該不具有延遲單元之輸出緩衝級中之該第 一型通道推升電晶體的閘極； 一反相器，接收該致能訊號，並將該致能訊號反相； 以及 一反或閘，接收該反相器之輸出與該輸入訊號，該反 或閘之輸出更耦接至該不具有延遲單元之輸出緩衝級中之 該第二型通道推升電晶體的閘極。 7·如申請專利範圍第5項所述之可程式化多重組態之_ 輸出緩衝電路，其中該第二邏輯電路更包括： 一第一反及閘，接收該致能訊號與該選擇致能訊號； 一第一反相器，接收該輸入訊號； 一第一反或閘，接收該第一反及閘與該第一反相器之 17 本紙張尺度過财關家鮮（CNS)A4規格㈣x 297公爱） --·11.1111---I I -----I--訂·！1111 *^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 486866 66 53twf2 . doc/0 06 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 六、申請專利範圍 輸出； 一延遲單元’稱接至該第一反相器之輸出； 一第二反相器，耦接至該第一反及閘之輸出； 一第二反及聞’接收該第一與該第二反相器之輸出； 閑’接收該第一反或閘與該延遲電路之輸 反及_之輸出耦接至該具有延遲單元之輸出 緩衝級中之該第一型通道推升電晶體的閘極；以及 ^第11反或闊’接收該第二反及閘與該延遲電路之輸 m ’ 亥第ζ：反或閘之輸出耦接至該具有延遲單元之輸出 緩衝級中之該第二型通道推升電晶體的閘極。 8·如申請專利範_第7項所述之可程、式化多重組態之_ 輸出緩衝電路’其中該延遲單元更包括一個或一個以上之 延遲電路與一解碼器，該些延遲電路係串聯連接，各該些 延遲電路之輸出與該些延遲單電路之第一個延遲電路的輸 入均親接到該解碼器，該解碼器更包括一個或一個以上之 個延遲選擇訊號’用以選擇致能部分該些延遲電路。 9·如申請專利範圍第7項所述之可程式化多重組態之 輸出緩衝電路’其中該延遲單元更包括一第一延遲單元與 一第一延遲單元’其中該第一延遲單元係耦接在該第一反 相器與該第二反及閘之間，且該第一延遲單元係耦接在該 第一反相器與該第二反或閘之間。 1〇·如申g靑專利範圍第9項所述之可程式化多重組態之 輸出緩衝電路’其中該第一與該第二延遲單元分別更包括 複數個延遲電路與一解碼器，該些延遲電路係串聯連接， — ] ua^r-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 言 Γ 衾· ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(2Ϊ^97公釐） 486866 A8 B8 C8 D8 6653twf2.doc/006 六、申請專利範圍 各該些延遲電路之輸出與該些延遲單電路之第一個延遲電 路的輸入均耦接到該解碼器，該解碼器更包括複數個延遲 選擇訊號，用以選擇致能部分該些延遲電路。 11. 如申請專利範圍第10項所述之可程式化多重組態 之輸出緩衝電路，其中該第一延遲單元之該些延遲電路的 級數與該第二延遲單元之該些延遲電路的級數相同。 12. 如申請專利範圍第10項所述之可程式化多重組態 之_輸出緩衝電路，其中該第一延遲單元之該些延遲電路的 級數與該第二延遲單元之該些延遲電路的級數相異。 13. 如申請專利範圍第10項所述之可程式化多重組態 之輸出緩衝電路，其中該儲存元件輸出組態控制單元更包 括輸出該些延遲選擇訊號到該解碼器。 I If I------I ----1 I--^ — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）