TWI407693B - 積體電路中之輸出驅動器及積體電路中之差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護方法 - Google Patents

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Description

積體電路中之輸出驅動器及積體電路中之差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護方法
本發明關於保護積體電路以對抗施加至外部墊片之過度電性應力，且更特別地，關於具有過電壓保護之差動電流輸出驅動器電路及用於差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護的方法。
目前利用次微米製程科技所備製之超大型積體電路(very large scale integrated circuit，VLSI)晶片具有相當小的幾何空間且操作於例如3伏特或更小的低電源供應電壓下。這類超大型積體電路易受到施加至該晶片外部墊片之過度電性應力之影響。例如，超過連接至一外部墊片之電晶體額定電壓之電壓可能使那些電晶體動作失敗。可於例如一成品之測試或使用期間內任何時間施用該過度電性應力至該晶片。然而，某些架構較其它架構更易受到過度電性應力之影響。例如，連接至外部裝置或連接器之晶片特別易受到不慎之過電壓應用影響。一特定例係為一電腦設備上常用之USB(通用序列式雙向)通訊埠。
用以在該電源供應電壓導通之例子中保護輸出驅動器對抗過電壓之電路係習知。然而，這類電路不會保護在該電源供應電壓關閉、處於低壓下、斷路或接地之例子中之輸出驅動器。但是，可期待提供這些情況下之過電壓保護，用以防止對這類電路之不慎損害。該過電壓可能發生於任何時間，也不限於在該電源供應電壓導通時期。例如，某些製造商可能需要該通用序列式雙向埠來對抗一5.25伏特過電壓，而與該電源供應電壓是導通或關閉無關。
因此，對於積體電路之差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護之改良方法及裝置係有需要的。
根據本發明第一觀點，於一積體電路中提供一輸出驅動器。該輸出驅動器包括一差動電流輸出驅動器電路，其可由一電源供應電壓進行操作並包含一差動電流架構內之第一和第二驅動器電晶體及第一和第二輸出墊片；以及一過電壓保護電路，其配置以回應於該第一和第二輸出墊片中至少其中之一之電壓及該電源供應電壓之不存在而產生一保護電壓，並施加該保護電壓至該差動電流輸出驅動器電路中之至少一電晶體。
該過電壓保護電路可包括一第一驅動器功率調節器，其配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供一第一墊片分壓做為一第一保護電壓；一第二驅動器功率調節器，其配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供一第二墊片分壓做為一第二保護電壓；及一最大值偵測器，其用以選擇該第一及第二保護電壓中之最大值並提供該所選最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成保護電壓。
根據本發明第二觀點，提供一用於一積體電路中之差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護方法。該差動電流輸出驅動器電路係可由一電源供應電壓進行操作並包含一差動電流架構內之第一和第二驅動器電晶體及第一和第二輸出墊片。該方法包括回應於該等輸出墊片中至少其中之一之電壓及該電源供應電壓之不存在而產生一保護電壓；及施加該保護電壓至該差動電流輸出驅動器電路中之至少一電晶體。
該保護電壓可藉由如下所述而產生：回應於該第一輸出墊片之電壓而產生一第一墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一保護電壓；回應於該第二輸出墊片之電壓而產生一第二墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二保護電壓；選擇該第一及第二保護電壓中之最大值；及提供該所選最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成保護電壓。
一習知差動電流輸出驅動器電路10之示意圖係示於圖1。P型金屬氧化物半導體電晶體20和22係連接成為一差動電流架構並分別接收差動輸入端16和18。一P型金屬氧化物半導體電晶體24充當一電流源作用，且電晶體20和22分別供應電流給輸出墊片26和28。一電阻器30係連接於輸出墊片26及接地之間，且一電阻器32係連接於輸出墊片28及接地之間。電阻器30和32可被接地或連接至另一參考電壓以提供充足的操作電壓。可用例如充當電阻器來操作之電晶體或主動構件及電阻器之結合來取代電阻器30和32。
當圖1之差動電流輸出驅動器電路係配合3伏特之供應電壓VDD來操作且該等輸出墊片26、28中其中之一被施予一5.25伏特電壓時，電晶體20、22、24被過度加壓，而一大量電流被注入至該VDD供應。若供應電壓VDD被短路接地且輸出墊片28被施予一5.25電壓，則電晶體22承受過度電性應力。有鑑於此，改良的差動電流輸出驅動器電路係有需要的。
根據本發明一實施例之輸出驅動器100之方塊圖係示於圖2。輸出驅動器100包含如下所述連接成一差動電流架構之第一驅動器半單元110及第二驅動器半單元112。驅動器半單元110透過一邏極閘120接收一輸入訊號114並提供一輸出訊號至一輸出墊片122。驅動器半單元112透過一邏極閘124接收一輸入訊號116並提供一輸出訊號至一輸出墊片126。輸入訊號114及116具有相反或相對的邏輯狀態；且輸出墊片122及126提供同樣具有相反或相對的邏輯狀態之輸出訊號。
一P型金屬氧化物半導體電晶體130供應電流至驅動器半單元110及112之電流源輸入端132。一P型金屬氧化物半導體電晶體134保護電流源電晶體130。電晶體134藉由將輸入端131拉至合成保護供應電壓184來禁能電晶體130。這樣阻止了來自輸出墊片122或126之電流經過電晶體130流到電源供應VDD。電晶體130及134構成一用於驅動器半單元110、112之電流源136。同時，驅動器半單元110、112及電流源136構成一差動電流驅動器電路。
輸出驅動器100進一步包含一第一驅動器功率調節器140、一第二驅動器功率調節器142及一最大值偵測器144。該等驅動器功率調節器140及142如下所述地提供保護以對抗過度電性應力。同時，驅動器功率調節器140和142及最大值偵測器144構成一用於該差動電流驅動器電路之過電壓保護電路145。
功率調節器140係連接至電源供應電壓VDD及接地，並接至輸出墊片122。此外，功率調節器140接收一指示電源供應電壓VDD存在之待命訊號146。功率調節器140提供一第一保護供應電壓148至最大值偵測器144。在圖2之實施例中，功率調節器140供應一第一保護井電壓150至驅動器半單元110及最大值偵測器144。功率調節器140也供應一第一反相待命訊號152至最大值偵測器144。
類似地，功率調節器142係連接至電源供應電壓VDD及接地，並接至輸出墊片126。此外，功率調節器142接收指示電源供應電壓VDD存在之待命訊號146。功率調節器142提供一第二保護供應電壓154至最大值偵測器144。在圖2之實施例中，功率調節器142供應一第二保護井電壓156至驅動器半單元112及最大值偵測器144。功率調節器142也供應一第二反相待命訊號158至最大值偵測器144。
最大值偵測器144接收來自功率調節器140之第一保護供應電壓148及來自功率調節器142之第二保護供應電壓154並提供一合成保護供應電壓184至驅動器半單元110及112。如下所述，當供應電壓VDD存在時，該合成保護供應電壓184係為供應電壓VDD，而當供應電壓VDD不存在時，該合成保護供應電壓184係為一墊片分壓。該墊片分壓係由施加至輸出墊片122及126中至少其中之一之電壓衍生而出。
最大值偵測器144也接收來自功率調節器140之第一保護井電壓150及來自功率調節器142之第二保護井電壓156並提供一合成保護井電壓186至電晶體130及134之井。如下進一步所述，當供應電壓VDD存在時，該合成保護井電壓186係為供應電壓VDD，而當供應電壓VDD不存在時，該合成保護井電壓186係為該墊片分壓。
此外，最大值偵測器144接收來自功率調節器140之第一反相待命訊號152及來自功率調節器142之第二反相待命訊號158並提供一合成反相待命訊號188至驅動器半單元110及112。如下進一步所述，當供應電壓VDD存在時，該合成反相待命訊號188係接近零伏特，而當供應電壓VDD不存在時，該合成反相待命訊號188係接近該墊片分壓。
因此，當供應電壓VDD不存在時，該合成保護供應電壓184、該合成保護井電壓186及該合成反相待命訊號188全部對應至該等墊片分壓之最大值而可被視為保護電壓。該等保護電壓施加至該差動電流輸出驅動器電路以提供過電壓保護。
一耦接至該合成反相待命訊號188之N型金屬氧化物半導體電晶體192提供致能或禁能該反相待命訊號之能力。在電源供器電壓VDD被施用且該輸出驅動器被致能之例子中，電晶體192將反相待命訊號188硬降壓至接近零伏特。在某些實施例中，致能訊號193可連結至待命訊號146。
輸出驅動器100之簡化方塊圖係示於圖3。產生該合成保護供應電壓來操作該差動電流輸出驅動器電路係示於圖3。功率調節器140可包含一耦接於輸出墊片122及接地間之分壓器160。分壓器160包含串接之第一分壓構件162及第二分壓構件164。一節點168連接第一分壓構件162及第二分壓構件164。當一電壓存在於輸出墊片122上時，一第一墊片分壓166存在於節點168上。該第一墊片分壓大小係為輸出墊片122上電壓及分壓構件162和164之分壓比之函數。在某些實施例中，該墊片分壓約為輸出墊片122上之電壓的一半。然而，本發明不限於此。針對輸出墊片122上所給定之最大電壓，分壓器160之分壓比被選擇以產生一墊片分壓來保護該驅動器半單元110、112內之電晶體。
功率調節器140進一步包含一多工器170，其具有一接收供應電壓VDD之第一輸入端以及一接收來自分壓器160之第一墊片分壓166之第二輸入端。多工器170包含一接收該待命訊號146之控制輸入端以及一供應該第一保護供應電壓148至最大值偵測器144之輸出端。當該待命訊號146指示該供應電壓VDD存在時，多工器170提供供應電壓VDD做為該第一保護供應電壓148。當該待命訊號146指示該電源供應電壓VDD不存在時，多工器170提供該第一墊片分壓166做為該第一保護供應電壓148。應了解，一非零墊片分壓僅存在於輸出墊片122上具有電壓之例子中。
在一類似方式中，功率調節器142包含一耦接於輸出墊片126及接地間之分壓器172。當一電壓存在於輸出墊片126上時，一第二墊片分壓176存在於節點178上。功率調節器142進一步包含一多工器180，其具有一接收供應電壓VDD之第一輸入端以及一接收來自分壓器172之第二墊片分壓176之第二輸入端。多工器180包含一接收該待命訊號146之控制輸入端以及一供應該第二保護供應電壓154至最大值偵測器144之輸出端。當該待命訊號146指示該供應電壓VDD存在時，多工器180提供該供應電壓VDD做為該第二保護供應電壓154。當該待命訊號146指示該電源供應電壓VDD不存在時，多工器180提供該第二墊片分壓176做為該第二保護供應電壓154。
該最大值偵測器144包含一最大值選擇器190，其接收該第一保護供應電壓148及該第二保護供應電壓154並選取該第一及第二保護供應電壓中之最大值。該最大值選擇器190提供該所選最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為合成保護供應電壓184。該合成保護供應電壓184如下所述地保護該差動電流輸出驅動器電路避開來自過度電性應力之損壞。
根據本發明另一實施例之功率調節器140之方塊圖係示於圖3A。如同在圖3中，功率調節器140係連接至電源供應電壓VDD及接地，並接至輸出墊片122。此外，功率調節器140接收待命訊號146並提供保護供應電壓148，同時可供應保護井電壓150。多工器170包含一接收供應電壓VDD之第一輸入端及一接收該墊片分壓166之第二輸入端。
在圖3A之實施例中，功率調節器140包含一耦接於輸出墊片122及多工器170之第二輸入端間的降壓構件194。該降壓構件194產生一壓降，其使得該墊片分壓166成為輸出墊片122上電壓之一分數值。在某些實施例中，該墊片分壓166約為輸出墊片122上電壓的一半。然而，本發明不限於此。藉由範例說明，該降壓構件194可為一二極體、串接之二或更多二極體、一電阻器、一電池或這些構件之結合。在每一個例子中，該等降壓構件被選擇以使輸出墊片122上之特定最大電壓及該墊片分壓166間之差值不會過度加壓於該差動電流輸出驅動器電路內之電晶體。
一驅動器半單元110配置之示意圖係示於圖4。可以用相同電路來施行驅動器半單元T12。在驅動器半單元110中，P型金屬氧化物半導體驅動器電晶體200及一電阻器202係串接於電流源輸入端132及接地或提供充足操作電壓之另一參考電壓之間。可用例如充當一電阻器來操作之電晶體或主動構件及電阻器結合之構件取代電阻器202。連接驅動器電晶體200及電阻器202之節點204係耦接至輸出墊片122。一P型金屬氧化物半導體電晶體210係耦接於輸出墊片122及一節點212之間，該節點212耦接至驅動器電晶體200之閘極。當該輸出墊片122被拉至供應電壓VDD之上時，電晶體210將節點212拉高至相同電壓。一由N型金屬氧化物半導體電晶體220和222及P型金屬氧化物半導體電晶體224和226所構成之傳輸閘於正常操作時耦接輸入訊號114至驅動器電晶體200之閘極。一由P型金屬氧化物半導體電晶體230及N型金屬氧化物半導體電晶體232所構成之傳輸閘強迫一節點234循跡追蹤輸出墊片122。
驅動器電路110接收來自最大值偵測器144之合成保護供應電壓184。N型金屬氧化物半導體電晶體222、232和242之閘極及P型金屬氧化物半導體電晶體210和230之閘極係連接至該合成保護供應電壓184。N型金屬氧化物半導體電晶體220之閘極係連接至供應電壓VDD，且該合成反相待命訊號188係連接至P型金屬氧化物半導體電晶體224之閘極及N型金屬氧化物半導體電晶體240和244之閘極和汲極。此外，該合成保護供應電壓184係連接至P型金屬氧化物半導體電晶體224之井。
在供應電壓VDD存在之正常操作中，合成保護供應電壓184係等於供應電壓VDD，且合成反相待命訊號188係接近零。在施加電性過電壓至輸出墊片122之後，節點212也看到該過電壓。電晶體242保護電晶體240避開這個過電壓。當供應電壓VDD不存在時，合成保護供應電壓184及合成反相待命訊號188係為該保護電壓。電晶體244將輸入端132拉至該保護電壓，且若該過電壓係在該相對驅動器半單元上，則電晶體240和242也將節點212拉至該保護電壓。這樣保護了電晶體200避開兩個半單元內之過電壓並避開來自相對驅動器半單元之貫穿電流之可能性。
一多工器250包含P型金屬氧化物半導體電晶體252和254。電晶體252接收來自功率調節器140之保護井電壓150，且電晶體254係耦接至輸出墊片122。多工器250之輸出端係耦接至P型金屬氧化物半導體電晶體200、210、226和230之井。
當供應電壓VDD存在且該墊片電壓係小於VDD時，該多工器250提供供應電壓VDD至電晶體200之後閘極。若該墊片電壓超過VDD，一大電流可流經電晶體200之寄生二極體而到達該供應電壓VDD。該多工器250施加VDD或該墊片電壓之最大值至電晶體200之井。當供應電壓VDD不存在時，該墊片電壓可超過電晶體252和254之最大操作電壓。藉由施加該保護井電壓150至電晶體252和254，本問題被避開。
一配置功率調節器140之示意圖係示於圖5。可用相同電路來施行功率調節器142。該功率調節器140依據該電源供應電壓VDD之狀態及輸出墊片122上之電壓產生該第一保護供應電壓148及該第一保護井電壓150。藉由直接連接至供應電壓VDD、連接至供應電壓VDD之延遲版本或連接至供應電壓VDD之分數版本，使該待命訊號122循跡追蹤供應電壓VDD。
若供應電壓VDD係存在的，則待命訊號146係高位準，且節點306(RDYB)被N型金屬氧化物半導體電晶體300所拉低。P型金屬氧化物半導體電晶體302隔離節點306與節點168並禁止電流通過N型金屬氧化物半導體電晶體304。在這些情況下，節點168上之電壓係接近於供應電壓VDD。這個阻止了操作時輸出墊片122上之高頻訊號透過電晶體340耦接至該保護供應電壓。當節點306係低位準時，電晶體312導通，且供應電壓VDD流經電晶體312以提供該第一保護供應電壓148。此外，當節點306係低位準時，電晶體310導通，且供應電壓VDD流經電晶體310以提供該第一保護井電壓150。
接成二極體形式的N型金屬氧化物半導體電晶體320、322、324和326以及電阻器342充當一分壓器使用，沒有裝置承受過度電性應力。連接至電晶體322及電阻器342之節點328提供一墊片分壓332。電晶體320、322、324和326流過一小電流，其在輸出墊片122上之電壓到達該製程電壓限制之前並不重要。一N型金屬氧化物半導體電晶體330鏡射此低電流並配合N型金屬氧化物半導體電晶體304來建立節點168上之墊片分壓成為大約輸出墊片122上該電壓的一半。電流鏡電晶體330經電晶體302通過一電流。利用一低位準之待命訊號146使流經電晶體302之電流在電晶體302上建立一閘極-源極電壓Vgs 。流經電晶體330和302之電流也流過電晶體304和電阻器344。因此，電晶體304和324中之電流係匹配的。在本實施例中，該電流比係為1.0，但是該比值可以是不同的。因此，跨過電晶體304之閘極-源極電壓係與跨過電晶體324之閘極-源極電壓相同，且節點168和328上之電壓係近乎相等。若輸出墊片122上升至5.2伏特，節點168上之墊片分壓上升至大約2.6伏特。
若供應電壓VDD不存在，則待命訊號146係低位準，且節點306係近乎等於節點168上之墊片分壓。將節點306上之電壓輸出做為該反相待命訊號152。該電晶體340之閘極接收該低位準待命訊號146，且該墊片分壓通過電晶體340來提供該保護供應電壓148。電晶體312之閘極接收節點306上之高位準而被關閉。
P型金屬氧化物半導體電晶體310、312和340分享一連接至該保護供應電壓148之共用井。在供應電壓VDD不存在之例子中，電晶體310被節點306上之高位準所關閉。結果，該保護供應電壓148係透過電晶體310之井及寄生二極體耦接至高阻抗之保護井電壓150。因此，當供應電壓VDD不存在時，該保護供應電壓148及該保護井電壓150兩者係大約該輸出墊片電壓的一半。在其它實施例中，一獨立保護井電壓未被利用到，且該保護供應電壓148係耦接至驅動器電路110中需要保護的那些電晶體之井。
視需要，電阻器342和344可被選擇以下降額外電壓。在其它實施例中，電阻器342和344可由另一裝置取代以產生額外壓降，或可被省略。若輸出墊片112被快速地驅動至低位準，便使用N型金屬氧化物半導體電晶體350以快速放電該分壓器。電晶體350雖不需用於操作該電路，但在某些應用中係有用的。
一最大值偵測器144配置之示意圖係示於圖6。該最大值偵測器144產生來自保護供應電壓148和154之合成保護供應電壓184、產生來自保護井電壓150和156之合成保護井電壓186、及產生來自反相待命訊號152和158之合成反相待命訊號188。該最大值偵測器144對每一對電壓值包含一最大值選擇器。每一個最大值選擇器可被配置成一P型金屬氧化物半導體電晶體對。因此，最大值選擇器190包含一P型金屬氧化物半導體電晶體400，其汲極接收第二保護供應電壓154而其閘極接收第一保護供應電壓148。一P型金屬氧化物半導體電晶體402，其汲極接收第一保護供應電壓148而其閘極接收第二保護供應電壓154。電晶體400和402之源極係耦接在一起以提供該合成保護供應電壓184。供應該合成保護井電壓186之最大值選擇器410及提供該合成反相待命訊號188之最大值選擇器412每一個可運用與最大值選擇器190相同之電路。
當電源供應VDD不存在時，該合成保護供應電壓184被供應至驅動器半單元110和112內電晶體之閘極，否則其會被存在於輸出墊片122或126上之電壓所過度加壓。考慮圖4之P型金屬氧化物半導體電晶體200並假設一3.3伏特之最大電壓額定值。若一5.2伏特電壓被施加至輸出墊片122且電晶體200之閘極因供應電壓VDD關閉而接地，電晶體200會被過度加壓。該過電壓經電晶體210被施加至電晶體200之閘極。電晶體244施用該合成反相待命訊號188至電流源輸入端132並經此至驅動器電晶體200之汲極。在這些情況下，該合成反相待命訊號188係該墊片分壓。該墊片分壓係接近輸出墊片122上電壓的一半，或針對輸出墊片122上一5.2伏特電壓大約為2.6伏特。在這些情況下，電晶體200承受輸出墊片122上之電壓及該墊片分壓間之差值，或約為上例中之2.6伏特。因此，電晶體200未被過度加壓。在一類似方式中，驅動器半單元110、112中之其它電晶體可藉由施加該墊片分壓至這些電晶體中其中之一或更多終端而受到保護。選擇分壓器160和170之分壓比以使輸出墊片122和126上之特定最大電壓及該墊片分壓間之差值未過度加壓於該驅動器半單元中之電晶體。
因此，本發明至少一實施例之一些觀點已被描述，要理解各種替代例、修改例及改善例會輕易地發生於那些熟知此項技術之人士。這類替代例、修改例及改善例係有意成為本揭示一部分，也有意納入本發明精神及範圍內。有鑑於此，前述說明及圖式係只是舉例說明而已。
10．．．差動電流輸出驅動器電路
16、18．．．差動輸入端
20、22．．．電晶體
24．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
26、28．．．輸出墊片
30、32．．．電阻器
100．．．輸出驅動器
110．．．第一驅動器半單元
112．．．第二驅動器半單元
114、116．．．訊號輸入端
120．．．邏輯閘
122．．．輸出墊片
124．．．邏輯閘
126．．．輸出墊片
130．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
131．．．輸入端
132．．．電流源輸入端
134．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
136．．．電流源
140．．．第一驅動器功率調節器
142．．．第二驅動器功率調節器
144．．．最大值偵測器
145．．．過電壓保護電路
146．．．待命訊號
148．．．第一保護供應電壓
150．．．第一保護井電壓
152．．．第一反相待命訊號
154．．．第二保護供應電壓
156．．．第二保護井電壓
158．．．第二反相待命訊號
160．．．分壓器
162．．．第一分壓構件
164．．．第二分壓構件
166．．．第一墊片分壓
168．．．節點
170．．．多工器
172．．．分壓器
176．．．第二墊片分壓
180．．．多工器
184．．．合成保護供應電壓
186．．．合成保護井電壓
188．．．合成反相待命訊號
190．．．最大值選擇器
192．．．N型金屬氧化物半導體電晶體
193．．．訊號
194．．．降壓構件
200．．．P型金屬氧化物半導體驅動器電晶體
202．．．電阻器
204．．．節點
210．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
212．．．節點
220、222．．．N型金屬氧化物半導體電晶體
224、226、230．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
232．．．N型金屬氧化物半導體電晶體
234．．．節點
240、242、244．．．N型金屬氧化物半導體電晶體
250．．．多工器
252、254．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
300．．．N型金屬氧化物半導體電晶體
302．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
304‧‧‧N型金屬氧化物半導體電晶體
306‧‧‧節點
310、312‧‧‧電晶體
320、322、324、326‧‧‧N型金屬氧化物半導體電晶體
328‧‧‧節點
330‧‧‧N型金屬氧化物半導體電晶體
332‧‧‧墊片分壓
340‧‧‧電晶體
342、344‧‧‧電阻器
350‧‧‧N型金屬氧化物半導體電晶體
400、402‧‧‧P型金屬氧化物半導體電晶體
410、412‧‧‧最大值選擇器
為了更加了解本發明而參考至附圖，在此將其整體一併整合參考之，其中：
圖1係一習知差動電流輸出驅動器電路之示意圖。
圖2係根據本發明一實施例之輸出驅動器之示意方塊圖。
圖3係根據本發明一實施例說明一差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護之簡化方塊圖。
圖3A係根據本發明另一實施例之功率調節器之示意方塊圖。
圖4係根據本發明一實施例，配置圖2之差動電流輸出驅動器半單元中其中之一之示意圖。
圖5係根據本發明一實施例，配置圖2之功率調節器中其中之一之示意圖。
圖6係根據本發明一實施例，配置圖2之最大值偵測器之示意圖。
100．．．輸出驅動器
110．．．第一驅動器半單元
112．．．第二驅動器半單元
114、116．．．輸入訊號
120．．．邏輯閘
122．．．輸出墊片
124．．．邏輯閘
126．．．輸出墊片
130．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
131．．．輸入端
132．．．電流源輸入端
134．．．P型金屬氧化物半導體電晶體
136．．．電流源
140．．．第一驅動器功率調節器
142．．．第二驅動器功率調節器
144．．．最大值偵測器
145．．．過電壓保護電路
146．．．待命訊號
148．．．第一保護供應電壓
150．．．第一保護井電壓
152．．．第一反相待命訊號
154．．．第二保護供應電壓
156．．．第二保護井電壓
158．．．第二反相待命訊號
184．．．合成保護供應電壓
186．．．合成保護井電壓
188．．．合成反相待命訊號
192．．．N型金屬氧化物半導體電晶體
193．．．訊號

Claims (18)

  1. 一種積體電路中之輸出驅動器，包括：一差動電流輸出驅動器電路，其可由一電源供應電壓來操作並包含一差動電流架構內之第一和第二驅動器電晶體及第一和第二輸出墊片；及一過電壓保護電路，其配置以回應於該第一和第二輸出墊片中至少其中之一之電壓及該電源供應電壓之不存在而產生一保護電壓，並提供該保護電壓至該差動電流輸出驅動器電路中之至少一電晶體；其中，該過電壓保護電路包括：一第一驅動器功率調節器，其配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供一第一墊片分壓做為一第一保護電壓；一第二驅動器功率調節器，其配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供一第二墊片分壓做為一第二保護電壓；及一最大值偵測器，其配置以選擇該第一和第二保護電壓中之最大值並提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成保護電壓。
  2. 根據申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，該第一驅動器功率調節器係配置以回應於該第一輸出墊片上之電壓而產生該第一墊片分壓，且其中，該第二驅動器功率調節器係配置以回應於該第二輸出墊片上之電壓而產生該第二墊片分壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，每一個驅動器功率調節器包含一分壓器電路，用以產生來自該輸出墊片上電壓之墊片分壓；及一開關電路，用以回應於該電源供應電壓之不存在而供應該墊片分壓做為該保護供應電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，每一個驅動器功率調節器包含一降壓構件，用以產生來自該輸出墊片上電壓之墊片分壓；以及一開關電路，用以回應於該電源供應電壓之不存在而供應該墊片分壓做為該保護供應電壓。
  5. 根據申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，每一個驅動器功率調節器係配置以產生該墊片分壓而使在該輸出墊片上之特定最大電壓及該墊片分壓間之差值不會過度加壓該差動電流輸出驅動器電路中之電晶體。
  6. 根據申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，該第一驅動器功率調節器係配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一保護供應電壓，並回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第一保護供應電壓，其中，該第二驅動器功率調節器係配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二保護供應電壓，並回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第二保護供應電壓，且其中，該最大值偵測器係配置以選擇該第一和第二保護供應電壓中之最大值並提供該所選之最大值給該 差動電流輸出驅動器做為一合成保護供應電壓。
  7. 根據申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，該第一驅動器功率調節器係配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一反相待命訊號，並回應於該電源供應電壓之存在而提供零伏特做為該第一反相待命訊號，且其中，該第二驅動器功率調節器係配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二反相待命訊號，並回應於該電源供應電壓之存在而提供零伏特做為該第二反相待命訊號，且其中，該最大值偵測器係配置以選擇該第一和第二反相待命訊號中之最大值並提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器做為一合成反相待命訊號。
  8. 根據申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中，該第一驅動器功率調節器係配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一保護井電壓，並回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第一保護井電壓，其中，該第二驅動器功率調節器係配置以回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二保護井電壓，並回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第二保護井電壓，且其中，該最大值偵測器係配置以選擇該第一和第二保護井電壓中之最大值並提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器做為一合成保護井電壓。
  9. 如申請專利範圍第1項所定義之輸出驅動器，其中， 該差動電流輸出驅動器電路包含一或更多欲受保護之電晶體，且其中，該合成保護供應電壓係耦接至該等欲受保護電晶體之一或更多終端。
  10. 一種用於一積體電路中之差動電流輸出驅動器電路之過電壓保護方法，該差動電流輸出驅動器電路可由一電源供應電壓來操作並包含第一和第二輸出墊片，該方法包括：回應於該等輸出墊片中至少其中之一之電壓及該電源供應電壓之不存在而產生一保護電壓；及施加該保護電壓至該差動電流輸出驅動器電路中之至少一電晶體；其中，產生一保護電壓包括：回應於該第一輸出墊片上之電壓而產生一第一墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一保護供應電壓；回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第一保護供應電壓；回應於該第二輸出墊片上之電壓而產生一第二墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二保護供應電壓；回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第二保護供應電壓； 選擇第一和第二保護供應電壓中之最大值；及提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成保護供應電壓。
  11. 如申請專利範圍第10項所定義之方法，其中，產生一保護電壓包括：回應於該第一輸出墊片上之電壓而產生一第一墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一保護電壓；回應於該第二輸出墊片上之電壓而產生一第二墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二保護電壓；選擇第一和第二保護供應電壓中之最大值；及提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成保護電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項所定義之方法，其中，產生第一墊片分壓及產生一第二墊片分壓各包括產生一墊片分壓以使在該輸出墊片上之特定最大電壓及該墊片分壓間之差值不會過度加壓該差動電流輸出驅動器電路中之電晶體。
  13. 如申請專利範圍第10項所定義之方法，其中，該差動電流輸出驅動器電路包含一或更多欲受保護之電晶體，且其中，該合成保護供應電壓係施加至該等欲受保護電晶 體之一或更多終端。
  14. 如申請專利範圍第11項所定義之方法，其中，產生該第一墊片分壓包括分割該第一輸出墊片上之電壓以提供該第一墊片分壓，且其中，產生該第二墊片分壓包括分割該第二輸出墊片上之電壓以提供該第二墊片分壓。
  15. 如申請專利範圍第11項所定義之方法，其中，產生該第一墊片分壓包括下降該第一輸出墊片上之電壓以提供該第一墊片分壓，且其中，產生該第二墊片分壓包括下降該第二輸出墊片上之電壓以提供該第二墊片分壓。
  16. 如申請專利範圍第10項所定義之方法，其中，產生該保護電壓包括產生該保護電壓以使在該等輸出墊片中其中之一之特定最大電壓及該保護電壓間之差值不會過度加壓該差動電流輸出驅動器電路中之電晶體。
  17. 如申請專利範圍第10項所定義之方法，其中，產生一保護電壓包括：回應於該第一輸出墊片上之電壓而產生一第一墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一反相待命訊號；回應於該電源供應電壓之存在而提供零伏特做為該第一反相待命訊號；回應於該第一輸出墊片上之電壓而產生一第二墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分 壓做為一第二反相待命訊號；回應於該電源供應電壓之存在而提供零伏特做為該第二反相待命訊號；選擇第一和第二反相待命訊號中之最大值；及提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成反相待命訊號。
  18. 如申請專利範圍第10項所定義之方法，其中，產生一保護電壓包括：回應於該第一輸出墊片上之電壓而產生一第一墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第一墊片分壓做為一第一保護井電壓；回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第一保護井電壓；回應於該第二輸出墊片上之電壓而產生一第二墊片分壓；回應於該電源供應電壓之不存在而提供該第二墊片分壓做為一第二保護井電壓；回應於該電源供應電壓之存在而提供該電源供應電壓做為該第二保護井電壓；選擇第一和第二保護井電壓中之最大值；及提供該所選之最大值給該差動電流輸出驅動器電路做為一合成保護井電壓。
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