TWI789186B - 雙模電路及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種雙模電路包括：位於電源節點和偏置節點之間的第一被動裝置、位於偏置節點和參考節點之間的第一開關裝置和第二被動裝置、位於電源節點和輸出節點之間的電晶體、位於輸出節點和回饋節點之間的第三被動裝置和第二開關裝置、位於回饋節點和參考節點之間的第四被動裝置、位於電源節點和輸出節點之間的第三開關裝置、以及基於偏置節點和回饋節點電壓控制電晶體的放大器。在第一模式中，第一開關裝置和第二開關裝置關斷，第三開關裝置接通，並且電源節點接收第一電壓位準。在第二模式中，第一開關裝置和第二開關裝置接通，第三開關裝置關斷，並且在電源節點上接收大於第一電壓位準的第二電壓位準。此外，一種操作雙模電路的方法亦在此揭露。

Description

雙模電路及其操作方法
本揭示內容是關於一種雙模電路及其操作方法。
積體電路(IC)通常包括核心部分和輸入輸出(I/O)部分。I/O部分用作核心電路和IC外部電路之間的介面或緩衝器，並且具有基於用於製造IC的技術(例如，基線特徵尺寸技術節點)的工作電壓範圍。在一些應用中，I/O緩衝器需要能夠在雙電源模式下工作：外部電源電壓位準與內部工作電壓範圍相匹配的第一電源模式，以及外部電源電壓位準大於內部工作電壓範圍(例如，是內部工作電壓範圍的兩倍)的第二電源模式。示例應用包括安全數位(SD)卡和減少的千兆媒體獨立介面(gigabit media-independent interface；RGMII)電路。
本揭示內容包含一種雙模電路。雙模電路包括：電源節點；參考節點；偏置節點；輸出節點；回饋節點；第一被動裝置，耦接在電源節點和偏置節點之間；第一開關裝置和第二被動裝置，串聯耦接在偏置節點和參考節點之 間；第一電晶體，耦接在電源節點和輸出節點之間；第三被動裝置和第二開關裝置，串聯耦接在輸出節點和回饋節點之間；第四被動裝置，耦接在回饋節點和參考節點之間；第三開關裝置，耦接在電源節點和輸出節點之間；以及放大器，用以基於偏置節點上的偏置電壓和回饋節點上的回饋電壓來控制第一電晶體。雙模電路用以：在第一工作模式中，關斷第一開關裝置和第二開關裝置，接通第三開關裝置，並且在電源節點上接收第一電壓位準，以及在第二工作模式中，接通第一開關裝置和第二開關裝置，關斷第三開關裝置，並且在電源節點上接收第二電壓位準，第二電壓位準大於第一電壓位準。
本揭示內容包含一種操作雙模電路的方法包括：在電源節點處接收電源電壓；在第一反相器處接收模式選擇信號，模式選擇信號具有第一邏輯位準，第一邏輯位準指示電源電壓具有第一電壓位準；回應於具有第一邏輯位準的模式選擇信號，使用第一反相器產生具有與第一邏輯位準互補的第二邏輯位準的第一模式控制信號；以及回應於具有第二邏輯位準的第一模式控制信號，執行以下操作：使用第一開關裝置將偏置路徑與參考節點解耦，偏置路徑耦接到放大器的第一輸入端子，放大器的第一輸入端子用以控制輸出節點上的輸出電壓，使用第二開關裝置將回饋路徑與輸出節點解耦，回饋路徑耦接到放大器的第二輸入端子，以及使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點。
本揭示內容包含一種雙模電路。雙模電路包括：電源節點，用以具有電源電壓；參考節點，用以具有參考電壓位準；輸出節點；第一分壓器，耦接在電源節點和參考節點之間；第一開關裝置，耦接在第一分壓器和參考節點之間；第二分壓器，耦接在輸出節點和參考節點之間；第二開關裝置，耦接在輸出節點和第二分壓器之間；第一電晶體和第三開關裝置，並聯耦接在電源節點和輸出節點之間；以及放大器，用以基於由第一分壓器產生的偏置電壓和由第二分壓器產生的回饋電壓來控制第一電晶體。雙模電路用以：回應於具有指示電源電壓具有第一電壓位準的第一邏輯位準的模式選擇信號，關斷第一開關裝置和第二開關裝置，並且接通第三開關裝置，以及回應於具有指示電源電壓具有大於第一電壓位準的第二電壓位準的第二邏輯位準的模式選擇信號，接通第一開關裝置和第二開關裝置，並且關斷第三開關裝置。
100:雙模電路
300A~300D:被動裝置
400A~400D:開關裝置
500A~500C:電容裝置
600:方法
610、620、630、640、650:操作
當與伴隨圖式一起閱讀時，自以下詳細描述更好地理解本揭示案之態樣。應注意，根據工業中之標準實習，未按比例繪製各種特徵。實際上，可出於論述之清晰性而任意地增加或減少各種特徵之尺寸。
第1A圖至第1C圖是根據一些實施例的雙模電路的示意圖。
第2圖是根據一些實施例的雙模電路工作參數的圖。
第3A圖至第3D圖是根據一些實施例的被動裝置的示意 圖。
第4A圖至第4D圖是根據一些實施例的開關裝置的示意圖。
第5A圖至第5C圖是根據一些實施例的電容裝置的示意圖。
第6圖是根據一些實施例的操作雙模電路的方法的流程圖。
以下揭示內容提供用於實行所提供主題之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述組件及配置之特定實例以簡化本揭示案。當然，這些僅為實例且不欲為限制。例如，以下描述中的第二特徵上方或上的第一特徵之形成可包括其中第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且可亦包括其中額外特徵可形成在第一特徵與第二特徵之間，使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭示案可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡單性及清晰性之目的，且實質上並不規定所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，本文可使用諸如「下方」、「之下」、「下」、「上方」及「上」等等之空間相對術語來描述一個元件或特徵與另一元件(多個)或特徵(多個)之關係，如圖中所例示。除圖中所描繪的定向之外，空間相對術語意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。可以其他方式來定向設備(旋轉90度或以其他定向)，並且相應地解 釋本文所使用的空間相對描述詞。
在各個實施例中，雙模供電電路包括耦接到放大器輸入端子的使能電路，使得參考電壓和回饋電壓的產生僅用於高電壓模式工作。通過禁用用於低電壓模式操作的參考電壓和回饋電壓的產生，通電序列包括在放大器能夠控制輸出節點之前將輸出節點耦接到功率輸入節點。與不包括耦接到放大器輸入端子的使能電路的方法相比，雙模供電電路因此提高了用於低電壓模式工作的通電序列的可靠性。此外，與不包括耦接到放大器輸入端子的使能電路的方法相比，禁用參考電壓和回饋電壓的產生降低了低電壓模式工作期間的備用洩漏電流。
第1A圖至第1C圖是根據一些實施例的雙模電路100的示意圖。雙模電路100(在一些實施例中也被稱為中偏壓供電電路100)是用以在下面討論的兩種工作模式中的每一種模式下工作的IC。下面參考第1A圖討論雙模電路100的配置，下面分別參考第1B圖和第1C圖討論第一工作模式和第二工作模式，並且下面參考第2圖討論與第一工作模式相對應的通電序列。
雙模電路100包括：用以接收具有參考電壓位準(例如，接地電壓位準，也被稱為參考電壓位準VSS)的參考電壓VSS；和用以接收電源電壓VDDPST33的電源節點VDDN。電源電壓VDDPST33用以具有大於第一電壓位準的第一電壓位準或第二電壓位準中的一者。在對應於第一電壓位準的第一工作模式和對應於第二電壓位準的 第二工作模式中的每一者中，雙模電路100用以在輸出節點OUT上產生輸出電壓VDDPST18並且在輸出節點OUTL上產生輸出電壓VDDPST18L。
雙模電路100的功率部分包括從電源節點VDDN延伸到參考節點VSSN的分支B1~B4。分支B1包括串聯耦接的第一被動裝置PD1和第二被動裝置PD2以及開關裝置SW1；分支B2包括放大器A1；分支B3包括串聯耦接的電晶體P1和P2、輸出節點OUT、開關裝置SW2以及被動裝置PD3和PD4；分支B4包括串聯耦接的開關裝置SW3、輸出節點OUT和反相器INV1。在各種實施例中，分支B1~B4中的一個或多個包括除了第1A圖至第1C圖中所示的那些之外的一個或多個電路元件(例如，開關裝置)和/或雙模電路100包括除了1A至第1C圖圖中所示的分支B1~B4之外的一個或多個分支(例如，靜電放電(ESD)分支)。
被動裝置(例如，被動裝置PD1~PD4)是雙端子電路元件，其包括一個或多個IC結構(例如電阻器或二極體)，所述一個或多個IC結構用以響應於所施加的電流而產生預定的電壓降和/或回應於工作中所施加的電壓而傳導預定的電流水準。在各種實施例中，被動裝置是下文關於第3A圖至第3D圖所討論的被動裝置300A~300D中的一個或多個。
開關裝置(例如，開關裝置SW1~SW3)是有源電路元件，其包括一個或多個IC結構(例如電晶體)，所 述一個或多個IC結構用以響應於一個或多個控制信號選擇性地將兩個端子耦接和解耦，從而在工作中在接通狀態下提供低電阻路徑並且在關斷狀態下提供高電阻路徑。在各種實施例中，開關裝置是下文關於第4A圖至第4D圖所討論的開關裝置400A~400D中的一個。
基於兩個或更多個電路元件之間的一個或多個直接信號連接和/或一個或多個間接信號連接(包括一個或多個電阻元件和/或一個或多個邏輯裝置，例如反相器或邏輯門)，兩個或更多個電路元件被認為是耦接的。在一些實施例中，兩個或更多個耦接電路元件之間的信號通信能夠被一個或多個邏輯裝置修改(例如，反轉或創造條件)。
在分支B1中，被動裝置PD1和PD2以及開關裝置SW1的串聯配置包括位於被動裝置PD1和PD2之間的偏置節點NB，以及位於偏置節點NB和參考節點VSSN之間的開關裝置SW1。因此，在工作中，被動裝置PD1和PD2以及開關裝置SW1被佈置為能夠在偏置節點NB上產生偏置電壓Vb的可配置分壓器。在一些實施例中，開關裝置SW1被稱為偏置電壓使能電路SW1。
開關裝置SW1包括一個或多個輸入端子(未標記)，所述一個或多個輸入端子用以接收下面進一步討論的信號MODE18或MODE18B中的一者或兩者，並且因此開關裝置SW1在工作中用以回應於信號MODE18或MODE18B中的一者或兩者而接通和關斷。在一些實施例中，開關裝置SW1是下文關於第4A圖至第4D圖所討論 的開關裝置400A~400D中的一者。
在第一工作模式中，開關裝置SW1用以關斷，使得偏置節點NB與參考節點VSSN解耦，並且偏置電壓Vb通過被動裝置PD1跟隨電源電壓節點VDDN上的電源電壓VDDPST33，如下文關於第1B圖進一步討論的。在第二工作模式中，開關裝置SW1用以接通，使得偏置節點NB通過被動裝置PD2耦接到參考節點VSSN，並且偏置電壓Vb具有通過被動裝置PD1和PD2的分壓器劃分的電源電壓VDDPST33的值，如下文關於第1C圖進一步討論的。
在第1A圖至第1C圖所示的實施例中，開關裝置SW1位於被動裝置PD2和參考節點VSSN之間。在一些實施例中，開關裝置SW1位於偏置節點NB和被動裝置PD2之間。
在一些實施例中，雙模電路100包括耦接在偏置節點NB和參考節點VSSN之間的電容裝置C1，電容裝置C1由此用以與被動裝置PD2和開關裝置SW1並聯。
電容裝置(例如電容裝置C1)是包括一個或多個IC結構(例如電容器)的雙端電路部件，其用以在兩個端子之間具有預定的電容水準。在各種實施例中，電容裝置是下文關於第5A圖至第5C圖所討論的電容裝置500A~500C中的一者。
在工作中，電容裝置C1(如果存在)用於例如通過經由偏置節點NB和參考節點VSSN之間的低阻抗路徑 使一個或多個交流(AC)雜訊信號衰減來穩定偏置節點NB上的偏置電壓Vb。
在分支B2中，放大器A1是包括多個IC結構(例如電晶體)的電子電路，其用以基於非反相輸入端子處的電壓和反相輸入端子處的電壓之間的差來產生具有幅值和極性的電壓Vo。放大器A1包括耦接到電源節點VDDN和參考節點VSSN的功率輸入端子(未標記)，因此用以在電源電壓VDDPST33的電壓域中工作。
在第1A圖至第1C圖所示的實施例中，非反相輸入端子耦接到偏置節點NB，並且反相輸入端子耦接到用以具有回饋電壓Vfb的回饋節點NF；放大器A1因此用以基於偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb之間的差產生電壓Vo。在一些實施例中，放大器A1以其他方式配置，例如，通過耦接到回饋節點NF的非反相輸入端子和耦接到偏置節點NB的反相輸入端子來基於偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb之間的差來產生電壓Vo。
在分支B3中，電晶體P1和P2、輸出節點OUT、被動裝置PD3和PD4以及開關裝置SW2的串聯配置包括在電源節點VDDN和輸出節點OUT之間串聯耦接的電晶體P1和P2。電晶體P1的柵極用以接收輸出電壓VDDPST18L，並且電晶體P2的柵極用以接收電壓Vo。在一些實施例中，電晶體P1的柵極用以接收信號MODE18B而不是電壓VDDPST18L。
在第1A圖至第1C圖所示的實施例中，電晶體 P1和P2中的每一個都是p型電晶體，並且電晶體P1和P2由此用以回應於輸出電壓VDDPST18L和電壓Vo而選擇性地將輸出節點OUT耦接到電源電壓節點VDDN。在各種實施例中，電晶體P1或P2中的一者或兩者是n型電晶體，並且電晶體P1和P2以其它方式用以回應於輸出電壓VDDPST18L和電壓Vo而選擇性地耦接輸出節點到電源電壓節點VDDN。
開關裝置SW2和被動裝置PD3在輸出節點OUT和回饋節點NF之間串聯耦接，並且被動裝置PD4在回饋節點NF和參考節點VSSN之間耦接。在工作中，被動裝置PD3和PD4以及開關裝置SW2因此被佈置為能夠在回饋節點NF上產生回饋電壓Vfb的可配置分壓器。在一些實施例中，開關裝置SW2被稱為回饋電壓使能電路SW2。
開關裝置SW2包括一個或多個輸入端子(未標記)，所述一個或多個輸入端子用以接收信號MODE18或MODE18B中的一者或兩者，並且因此在工作中開關裝置SW2用以回應於的信號MODE18或MODE18B中的一者或兩者而接通和關斷。在一些實施例中，開關裝置SW2是下文關於第4A圖至第4D圖所討論的開關裝置400A~400D中的一者。
在第一工作模式中，開關裝置SW2用以關斷，使得輸出節點OUT與參考節點VSSN解耦，並且回饋電壓Vfb通過被動裝置PD4跟隨參考電壓節點VSSN上的參 考電壓VSS，如下文關於第1B圖進一步討論的。在第二工作模式中，開關裝置SW2用以接通，使得回饋節點NF通過被動裝置PD3耦接到輸出節點OUT，並且回饋電壓Vfb具有通過被動裝置PD3和PD4的分壓器劃分的輸出電壓VDDPST18的值，如下文關於第1C圖進一步討論的。
在第1A圖至第1C圖所示的實施例中，開關裝置SW2位於輸出節點OUT和被動裝置PD3之間。在一些實施例中，開關裝置SW2位於被動裝置PD3和回饋節點NF之間。
在分支B4中，開關裝置SW3、輸出節點OUT和反相器INV1的串聯配置包括耦接在電源節點VDDN和輸出節點OUT之間的開關裝置SW3、以及耦接在輸出節點OUT和參考節點VSSN之間的反相器INV1。
開關裝置SW3包括用以接收下文將進一步討論的信號MODE33的輸入端子(未標記)，並且因此在工作中開關裝置SW3用以回應於信號MODE33而接通和關斷。在一些實施例中，開關裝置SW3是下文關於第4A圖至第4D圖所討論的開關裝置400A~400D中的一者。
在第一工作模式中，開關裝置SW3用以接通，使得輸出節點OUT耦接到電源節點VDDN，並且輸出電壓VDDPST18通過開關裝置SW3跟隨電源節點VDDN上的電源電壓VDDPST33，如下文關於第1B圖進一步討論的。在第二工作模式中，開關裝置SW3用以關斷，使得輸 出節點OUT不通過開關裝置SW3耦接到電源節點VDDN，並且輸出節點OUT上的輸出電壓VDDPST18由雙模電路100的分支B1~B3控制，如下文關於第1C圖進一步討論的。在一些實施例中，根據第二工作模式配置的分支B1~B3被統稱為低壓差調節器。
反相器(例如，反相器INV1)是包括多個IC結構(例如電晶體)的電子裝置，所述多個IC結構用以產生與輸入信號互補的輸出信號，並且具有與相應功率輸入端子處的電壓位準相對應的邏輯高電壓位準和邏輯低電壓位準。因此，反相器用以在功率輸入端子處的電壓位準的電壓域中工作。
在一些實施例中，反相器(例如，反相器INV1)包括多個IC結構，所述多個IC結構能夠產生(sourcing)足夠大的電流，使得反相器能夠產生可用作穩定電源的輸出信號，在這樣的實施例中，輸出信號也被稱為輸出電壓。在一些實施例中，用以產生輸出電壓的反相器包括比用以產生輸出信號的反相器更大和/或更多數量的電晶體，電晶體的尺寸和數量對應於總溝道尺寸。在一些實施例中，用以產生輸出電壓的反相器的總溝道尺寸比用以產生輸出信號的反相器的總溝道尺寸大200倍以上。在一些實施例中，由於寄生柵極電容隨著總溝道尺寸的增加而增大，因此反相器開關速度隨著總溝道尺寸的增加而降低。
表1是對應于輸出信號產生的第一反相器實施例和對應于輸出電壓產生的第二反相器實施例的總溝道尺寸 的非限制性示例。對於每種反相器類型，每種p型和n型電晶體具有以奈米(nm)為單位的溝道寬度和以奈米(nm)為單位的溝道長度，並且該反相器包括每種類型的等於個數(multiple)的多個電晶體實例。因此，總溝道尺寸(單位為nm2)通過由兩倍的溝道寬度(p型加n型)乘以個數而得到。在表1所示的示例中，用以產生輸出電壓的反相器的總溝道尺寸等於用以產生輸出信號的反相器的總溝道尺寸的205倍。
Figure 110149233-A0305-02-0015-1
反相器INV1包括用以接收信號MODE18的輸入端子(未標記)和耦接到輸出節點OUT和參考節點VSSN的電源輸入端子(未標記)，並且由此用以通過在輸出電壓VDDPST18的電壓域中工作來產生與信號MODE18互補的輸出電壓VDDPST18L。
雙模電路100的信號部分包括耦接在輸出節點OUT和參考節點VSSN之間的反相器INV2、耦接在電源節點VDDN和輸出節點OUTL之間的位準移位器(level shifter)LVL1以及耦接在輸出節點OUT和參考節點VSSN之間的反相器INV3。為清楚起見，反相器INV2和INV3的輸入和輸出端子以及位準移位器LVL1沒有被標記。
位準移位器(例如，位準移位器LVL1)是包括多個IC結構(例如，電晶體)的電子裝置，所述多個IC結構用以產生與在第一輸入端子處接收到的輸入信號互補的輸出信號，並且由在第二輸入端子處接收到的控制信號使能。輸出信號具有與相應功率輸入端子處的電壓位準相對應的邏輯高電壓位準和邏輯低電壓位準，並且輸出信號的邏輯高電壓位準能夠大於輸入信號的邏輯高電壓位準。因此，位準移位器用以在功率輸入端子處的電壓位準的電壓域中工作。
反相器INV2包括用以接收信號MSCORE的輸入端子；位準移位器LVL1包括耦接到反相器INV1的輸出端子的第一輸入端子和耦接到輸出節點OUT的第二輸入端子；並且反相器INV3包括耦接到反相器INV2的輸出端子的輸入端子。
在一些實施例中，信號MSCORE(也被稱為模式選擇信號MSCORE)是從雙模電路100外部的電路(未示出)接收的信號，並且用以具有對應於雙模電路100的第一工作模式的邏輯低電壓位準(例如，參考電壓位準VSS)以及對應於雙模電路100的第二工作模式的邏輯高電壓位準(例如，下文討論的核心電壓位準Vc)。在一些實施例中，雙模電路100被包括在IC的I/O或介面部分中，並且從IC的核心部分接收信號MSCORE。
在一些實施例中，信號MSCORE的邏輯高電壓位準具有小於電源電壓VDDPST33的第一電壓位準的值。 在一些實施例中，信號MSCORE的邏輯高電壓位準的值小於電源電壓VDDPST33的第一電壓位準的一半。在一些實施例中，信號MSCORE的邏輯高電壓位準具有從0.5伏(V)到1.0伏的值。信號MSCORE的邏輯高電壓位準的降低值對應於信號MSCORE源(例如IC的核心部分)的降低的功耗位準。
反相器INV2用以產生信號MODE18，在一些實施例中也稱為模式控制信號MODE18，與信號MSCORE互補。信號MODE18具有對應於輸出電壓VDDPST18的電壓位準的邏輯高電壓位準和對應於參考電壓位準VSS的邏輯低電壓位準。
位準移位器LVL1用以產生與信號MODE18互補的信號MODE33(在一些實施例中，也稱為模式控制信號MODE33)。信號MODE33具有與電源電壓VDDPST33的電壓位準相對應的邏輯高電壓位準和與輸出電壓VDDPST18L的電壓位準相對應的邏輯低電壓位準。
位準移位器LVL1用以基於輸出電壓VDDPST18的電壓位準選擇性地產生信號MODE33，使得位準移位器LVL1由具有邏輯高電壓位準的輸出電壓VDDPST18啟用，並由具有邏輯低電壓位準的輸出電壓VDDPST18禁用。
反相器INV3用以產生與信號MODE18互補的信號MODE18B(在一些實施例中，也稱為模式控制信號 MODE18B)。信號MODE18B具有與輸出電壓VDDPST18的電壓位準相對應的邏輯高電壓位準和與參考電壓位準VSS相對應的邏輯低電壓位準。
在一些實施例中，反相器INV3中包括的電晶體的總溝道尺寸小於反相器INV1中包括的電晶體的總溝道尺寸，並且反相器INV3由此用以具有大於反相器INV1的開關速度的開關速度。在一些實施例中，反相器INV1中包括的電晶體的總溝道尺寸大於反相器INV3的總溝道尺寸200倍以上。
在一些實施例中，雙模電路100不包括用以產生信號MODE18B的反相器INV3，並且開關裝置SW1或SW2中的一者或兩者用以接收由反相器INV1產生的電壓VDDPST18L。
通過以上討論的配置，雙模電路100能夠在第1B圖所示的第一工作模式下穩態工作，其中電源電壓VDDPST33具有對應於所包括的IC結構的工作電壓範圍的第一電壓位準V1，並且雙模電路100能夠在第1C圖所示的第二工作模式下穩態工作，其中電源電壓VDDPST33具有大於第一電壓位準的第二電壓位準V2。
在各種實施例中，第一電壓位準V1和第二電壓位準V2對應於一個或多個電路(未示出，例如在雙模電路100外部)的工作電壓位準，使得第一工作模式或第二工作模式中的一者或兩者用以在雙模電路100和一個或多個 電路之間提供相容性。在一些實施例中，第一電壓位準V1或第二電壓位準V2中的一者或兩者對應於SD卡或RGMII操作。
在一些實施例中，電源電壓VDDPST33具有從1.0V到2.0V的第一電壓位準V1。在一些實施例中，電源電壓VDDPST33具有從1.5V到1.8V的第一電壓位準V1。
在一些實施例中，電源電壓VDDPST33具有從2.5V到4.0V的第二電壓位準V2。在一些實施例中，電源電壓VDDPST33具有從3.0V到3.3V的第二電壓位準V2。
在第1B圖和第1C圖所示的實施例中，開關裝置SW1和SW2中的每一個用以接收信號MODE18和MODE18B中的每一個，並且因此用以響應於信號MODE18和/或MODE18B而被接通和關斷。在各種實施例中，開關裝置SW1或SW2中的一者或兩者用以接收信號MODE18或MODE18B中的僅一個，並且因此，用以響應於信號MODE18或MODE18B中的一者而接通和關斷。
在一些實施例中，開關裝置SW1包括n型電晶體，例如，下文關於第4B圖所討論的開關裝置400B的電晶體N2，並且因此開關裝置SW1用以回應於信號MODE18B而接通和關斷。
在一些實施例中，開關裝置SW2包括傳輸閘，例 如，下文關於第4A圖所討論的開關裝置400A的傳輸閘TG1，並且因此開關裝置SW2用以回應於信號MODE18和MODE18B而接通和關斷。
在一些實施例中，開關裝置SW3包括多個p型電晶體，例如，下文關於第4D圖所討論的開關裝置400D的電晶體P5和P6，因此開關裝置SW3用以回應於信號MODE33而接通和關斷。
在第1B圖所示的第一工作模式的穩態工作中，電源節點VDDN上的電源電壓VDDPST33和輸出節點OUT上產生的輸出電壓VDDPST18中的每一個具有第一電壓位準V1，如下所述。
基於具有參考電壓位準VSS的信號MSCORE，反相器INV2產生具有第一電壓位準V1的信號MODE18，並且反相器INV3產生具有參考電壓位準VSS的信號MODE18B。基於具有電壓位準V1的信號MODE18或具有參考電壓位準VSS的信號MODE18B中的一者或兩者，開關裝置SW1和SW2中的每一個被關斷。
基於具有電壓位準V1的信號MODE18，位準移位器LVL1產生具有參考電壓位準VSS的信號MODE33，從而接通開關裝置SW3，並且反相器INV1產生具有參考電壓位準VSS的輸出電壓VDDPST18L，從而接通電晶體P1。
因此，分支B1用以在放大器A1的非反相輸入處產生具有第一電壓位準V1的偏置電壓Vb，並且分支B3 由此用以在放大器A1的反相輸入處產生具有參考電壓位準VSS的回饋電壓Vfb。基於第一電壓位準V1大於參考電壓位準VSS，放大器A1產生具有第一電壓位準V1的電壓Vo，從而關斷電晶體P2。
基於輸出節點OUT通過電晶體P2與電源節點VDDN解耦，通過開關裝置SW2與參考節點VSSN解耦，並且通過開關裝置SW3耦接到電源節點VDDN，輸出節點OUT具有第一電壓位準V1。
在第1C圖所示的第二工作模式的穩態工作中，電源節點VDDN上的電源電壓VDDPST33具有第二電壓位準V2，並且在輸出節點OUT上產生的輸出電壓VDDPST18具有等於第二電壓位準V2的一半的電壓位準V2/2，如下所述。
基於具有核心電壓位準Vc的信號MSCORE，反相器INV2產生具有參考電壓位準VSS的信號MODE18，並且反相器INV3產生具有電壓位準V2/2的信號MODE18B。基於具有參考電壓位準VSS的信號MODE18或具有電壓位準V2/2的信號MODE18B中的一者或兩者，開關裝置SW1和SW2中的每一個被接通。
基於具有參考電壓位準VSS的信號MODE18，位準移位器LVL1產生具有第二電壓位準V2的信號MODE33，從而關斷開關裝置SW3，並且反相器INV1產生具有電壓位準V2/2的輸出電壓VDDPST18L，從而接通電晶體P1。電壓位準V2/2具有相對於第二電壓位準 V2的值，使得第二電壓位準V2和電壓位準V2/2之間的差小於電晶體P1的最大指定工作電壓。
基於在被動裝置PD1和PD2上的相對電壓降，分支B1用以在放大器A1的非反相輸入處產生具有電壓V3的偏置電壓Vb。放大器A1產生電壓Vo以便控制流過電晶體P2的電流，使得被動裝置PD3和PD4上的相對電壓降在放大器A1的反相輸入處產生具有電壓位準V3的回饋電壓Vfb。
雙模電路100包括被動裝置PD1~PD4，被動裝置PD1~PD4用以產生偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb中的每一個，偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb的電壓位準V3等於預定分數的電壓位準V2/2。在一些實施例中，雙模電路100包括被動裝置PD1~PD4，被動裝置PD1~PD4用以產生偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb中的每一個，偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb的電壓位準V3等於從0.4到0.6的分數的電壓位準V2/2。在一些實施例中，雙模電路100包括被動裝置PD1~PD4，被動裝置PD1~PD4用以產生偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb中的每一個，置電壓Vb和回饋電壓Vfb的電壓位準V3在從0.9V到1.1V之間。
因此，雙模電路100包括被動裝置PD1~PD4，被動裝置PD1~PD4用以在放大器A1的輸入處產生具有電壓位準V3的偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb中的每一個，使得輸出電壓VDDPST18和VDDPST18L中的每一個具有電壓位準V2/2。
通過上面討論的配置，雙模電路100能夠產生輸出電壓VDDPST18，輸出電壓VDDPST18在第一工作模式中具有第一電壓位準V1並且在第二工作模式中具有電壓位準V2/2，每一個電壓位準對應於雙模電路100中包括的IC結構的工作電壓範圍。在第一工作模式中，由於開關裝置SW1和SW2被關斷，與在偏置和回饋電壓路徑中不包括開關裝置的方法相比，雙模電路100產生具有顯著減小的待機洩漏電流的輸出電壓VDDPST18。在一些實施例中，與在偏置和回饋電壓路徑中不包括開關裝置的方法相比，雙模電路100在待機電流減少大於98%的第一工作模式下工作。
如上文關於第2圖所討論的，通過上述配置，雙模電路100還能夠在放大器A1能夠以其他方式控制輸出節點OUT之前通過將輸出節點OUT耦接到電源節點VDDN來在第一工作模式下通電，從而與在偏置和回饋電壓路徑中不包括開關裝置的方法相比，提高了通電可靠性。
第2圖是根據一些實施例的雙模電路100工作參數的圖示。在一些實施例中，第2圖中描繪的工作參數被稱為通電序列。第2圖示出了非限制性示例，包括針對電源電壓VDDPST33、輸出電壓VDDPST18(也表示信號MODE18)和信號MODE33中的每一個繪製在x軸上的時間和繪製在y軸上的電壓。
第2圖描繪了沿x軸的三個特定時間：對應於啟 動通電序列的時間t0、中間時間t1和對應於雙模電路100在第1C圖所示的第一工作模式下達到穩態工作的時間t2。根據第一工作模式中的操作，信號MSCORE(未顯示)在整個通電序列中具有邏輯低電壓位準。
電源電壓VDDPST33、輸出電壓VDDPST18(信號MODE18)和信號MODE33中的每一個相對于上文關於第1A圖至第1C圖所討論的參考電壓位準VSS和第一電壓位準V1繪製。電源電壓VDDPST33表示雙模電路100在電源節點VDDN處接收的電源電壓位準。
在時間t0之前，電源電壓VDDPST33、輸出電壓VDDPST18和信號MODE33中的每一個具有對應於斷電狀態的參考電壓位準VSS。在第2圖所示的實施例中，從時間t0到時間t2，電源電壓VDDPST33從參考電壓位準VSS線性地斜升到第一電壓位準V1，從而在時間t1達到電壓位準Vt。在一些實施例中，電源電壓VDDPST33非線性地從參考電壓位準VSS斜升到第一電壓位準V1，從而在時間t1達到電壓位準Vt。
電壓位準Vt對應於電源電壓VDDPST33的值，在該值之上位準移位器LVL1被啟用以基於輸出電壓VDDPST18和信號MODE18產生信號MODE33，如上文關於第1B圖所討論的。在一些實施例中，電壓位準Vt對應於位準移位器LVL1中包括的一個或多個電晶體的閾值電壓位準。在一些實施例中，電壓位準Vt具有從0.4V到0.7V的值。
從時間t0到時間t1，電晶體P1和P2部分接通，使得輸出電壓VDDPST18被電源節點VDDN上的電源電壓VDDPST33上拉，同時滯後電源電壓VDDPST33的斜升。回應於輸出電壓VDDPST18和對應於第一工作模式的信號MSCORE(未示出)的低邏輯位準，上文關於第1B圖所討論的反相器INV2產生跟隨輸出電壓VDDPST18的信號MODE18。
由於電源電壓VDDPST33低於電壓位準Vt，位準移位器LVL1對輸出電壓VDDPST18和信號MODE18不回應，並且跟隨電源電壓VDDPST33的斜升產生信號MODE33。
在時間t1，電源電壓VDDPST33交叉電壓位準Vt導致位準移位器LVL1被啟用，從而回應於輸出電壓VDDPST18和信號MODE18的邏輯高電壓位準而產生具有參考電壓位準VSS的信號MODE33。
具有參考電壓位準VSS的信號MODE33使開關裝置SW3接通，從而將輸出節點耦接到電源節點VDDN，使得輸出電壓VDDPST18通過開關裝置SW3跟隨電源電壓VDDPST33，信號MODE18繼續跟隨輸出電壓VDDPST18。
因此，從時間t1到時間t2，電源電壓VDDPST33、輸出電壓VDDPST18和信號MODE18中的每一個斜升到第一電壓位準V1，而信號MODE33保持在參考電壓位準VSS，並且雙模電路100達到穩態工作。
從時間t0到時間t2，跟隨輸出電壓VDDPST18的信號MODE18使上文關於第1B圖所討論的反相器INV3產生具有參考電壓位準VSS的信號MODE18B，從而關斷開關裝置SW1和SW2中的每一個。被關斷的開關裝置SW1將偏置節點NB、並且從而將放大器A1的非反相輸入端子與參考節點VSSN解耦，並且被關斷的開關裝置SW2將輸出節點OUT與回饋節點NF、並且從而與放大器A1的反相輸入端子解耦。
將放大器A1的輸入端子與參考節點VSSN和輸出節點OUT中的每一個解耦會導致輸出電壓VDDPST18和信號MODE18比在不使用開關裝置將放大器輸入端子與相應節點解耦的方法中更快地斜升。輸出電壓VDDPST18和信號MODE18斜升的上升速率使開關裝置SW3接通，從而在放大器A1通過電晶體P2控制輸出節點OUT之前(例如通過將輸出節點OUT與電源節點VDDN解耦)，將輸出節點OUT耦接到電源節點VDDN。因此，輸出電壓VDDPST18斜升到第一電壓位準V1比在不使用開關裝置來將放大器輸入端子與相應節點解耦的方法中更可靠。
第3A圖至第3D圖是根據一些實施例的相應被動裝置300A~300D的示意圖。被動裝置300A~300D中的每一個可用作上文關於第1A圖至第2圖所討論的被動裝置PD1~PD4中的一些或全部。被動裝置300A~300D中的每一個包括為清晰起見未標記的兩個端子。
被動裝置300A包括電阻裝置R1(例如，一個或多個電阻器)，電阻裝置R1耦接在兩個端子之間，因此用以具有預定的電阻值，從而在工作時，通過電阻裝置R1施加給定的電流水準在兩個端子之間產生預定的電壓降和/或在兩個端子上施加給定的電壓位準通過電阻裝置R1產生預定的電流水準。
被動裝置300B包括在兩個端子之間串聯耦接的n個二極體D1~Dn；被動裝置300C包括在兩個端子之間串聯耦接的n個二極體配置的n型電晶體N1~Nn；並且被動裝置300D包括在兩個端子之間串聯耦接的n個二極體配置的p型電晶體P3~P(n+2)。在各種實施例中，被動裝置300B~300D中的一個或多個包括從1到3的數量n。在一些實施例中，被動裝置300B~300D中的一個或多個包括大於3的數量n。被動裝置300B~300D中的每一個因此用以在工作中回應於施加給定的電流水準而在兩個端子之間具有預定電壓降和/或回應於在兩個端子上施加給定的電壓位準而傳導預定電流水準。
通過包括被動裝置300A~300D中的一個或多個作為被動裝置PD1~PD4中的一個或多個中的一些或全部，雙模電路能夠實現上文關於雙模電路100所討論的優點。
第4A圖至第4D圖是根據一些實施例的相應開關裝置400A~400D的示意圖。開關裝置400A~400D中的每一個都可用作上文關於第1A圖至第2圖所討論的開關裝置SW1~SW3中的一個。開關裝置400A~400D中 的每一個包括為清楚起見未標記的兩個端子。
開關裝置400A包括耦接在兩個端子之間的傳輸閘TG1，傳輸閘包括用以接收互補控制信號(例如上文關於第1A圖至第2圖所討論的信號MODE18和MODE18B)的兩個門。因此，開關裝置400A用以在工作中，回應於具有第一對邏輯位準的互補信號在兩個端子之間提供低電阻路徑，並且回應於具有相反的一對邏輯位準的互補信號在兩個端子之間提供高電阻路徑。
開關裝置400B包括耦接在兩個端子之間的n型電晶體N2，電晶體N2包括用以接收控制信號(例如，上文關於第1A圖至第2圖所討論的信號MODE18B)的柵極。開關裝置400B由此用以在工作中，回應于具有邏輯高位準的控制信號在兩個端子之間提供低電阻路徑，並且回應於具有邏輯低位準的控制信號在兩個端子之間提供高電阻路徑。
開關裝置400C包括耦接在兩個端子之間的p型電晶體P4，電晶體P4包括用以接收控制信號(例如，上文關於第1A圖至第2圖所討論的信號MODE18)的柵極。開關裝置400C由此用以在工作中，回應於具有邏輯低位準的控制信號在兩個端子之間提供低電阻路徑，並且回應于具有邏輯高位準的控制信號在兩個端子之間提供高電阻路徑。
開關裝置400D包括在兩個端子之間串聯耦接的p型電晶體P5和P6，電晶體P5和P6中的每一個包括用 以接收控制信號(例如，上文關於第1A圖至第2圖所討論的信號MODE33)的柵極。開關裝置400D由此用以在工作中，回應於具有邏輯低位準的控制信號在兩個端子之間提供低電阻路徑，並且回應于具有邏輯高位準的控制信號在兩個端子之間提供高電阻路徑。
通過包括開關裝置400A~400D中的一個或多個作為開關裝置SW1~SW3中的一個或多個，雙模電路能夠實現上文關於雙模電路100所討論的優點。
第5A圖至第5C圖是根據一些實施例的相應電容裝置500A~500C的示意圖。電容裝置500A~500C中的每一個可用作上文關於第1A圖至第2圖所討論的電容裝置C1。電容裝置500A~500C中的每一個都包括為清楚起見未標記的兩個端子。
電容裝置500A包括耦接在兩個端子之間的電容器C1。電容器C1是包括由相應的電介質層間隔開的兩個或更多個電極的IC結構，並且因此用以在工作中在兩個端子之間提供預定的電容水準。
電容裝置500B包括n型電晶體N3，n型電晶體N3的柵極耦接到兩個端子中的一個，並且源極/漏極端子彼此耦接並且耦接到兩個端子中的另一個。因此，電容裝置500B用以在工作中在兩個端子之間提供預定的電容水準。
電容裝置500C包括p型電晶體P7，p型電晶體P7的柵極耦接到兩個端子中的一個，並且源極/漏極端子 彼此耦接並且耦接到兩個端子中的另一個。因此，電容裝置500C用以在工作中在兩個端子之間提供預定的電容水準。
通過包括電容裝置500A~500C中的一個或多個作為電容裝置C1，雙模電路能夠實現上文關於雙模電路100所討論的優點。
第6圖是根據一個或多個實施例的操作雙模電路的方法600的流程圖。方法600可用於雙模電路，例如，上文關於第1A圖至第5C圖所討論的雙模電路100。
第6圖中描述的方法600的操作的順序僅用於說明；方法600的操作能夠以不同於第6圖所示的循序執行。在一些實施例中，除了第6圖所示的那些操作之外，在第6圖所示的操作之前、之間、期間和/或之後執行。在一些實施例中，方法600的操作是操作電路(例如SD或RGMII電路)的一部分。
在操作610，在一些實施例中，在電源節點處接收電源電壓。在一些實施例中，接收電源電壓包括接收對應於SD或RGMII電路的電源電壓。在一些實施例中，在電源節點處接收電源電壓包括在電源節點VDDN處接收上文關於第1A圖至第2圖所討論的電源電壓VDDPST33。
在一些實施例中，在電源節點處接收電源電壓包括在參考節點處接收具有參考電壓位準的參考電壓。在一些實施例中，在參考節點處接收參考電壓包括在上文關於第 1A圖至第2圖所討論的參考節點VSSN處接收具有參考電壓位準VSS的參考電壓VSS。
在一些實施例中，在電源節點處接收電源電壓包括電源電壓從參考電壓位準斜升到電壓位準。在一些實施例中，電源電壓從參考電壓位準斜升到電壓位準包括從上文關於第1A圖至第2圖所討論的參考電壓水準VSS斜升到第一電壓位準(例如，第一電壓位準V1)或第二電壓位準(例如，第二電壓位準V2)之一的電源電壓VDDPST33。
在操作620，接收具有指示電源電壓具有第一電壓位準的第一邏輯位準的模式選擇信號，並且產生具有與第一邏輯位準互補的第二邏輯位準的第一模式控制信號。在第一反相器處接收模式選擇信號，並且第一反相器用於回應於具有第一邏輯位準的模式選擇信號來產生第一模式控制信號。在一些實施例中，第一邏輯位準是邏輯低位準，並且第二邏輯位準是邏輯高位準。
在一些實施例中，接收模式選擇信號包括從IC的核心部分接收模式選擇信號。在一些實施例中，接收模式選擇信號包括接收上文關於第1A圖至第2圖所討論的信號MSCORE。
在一些實施例中，接收具有指示電源電壓具有第一電壓位準的第一邏輯位準的模式選擇信號包括電源電壓從參考電壓位準斜升到第一電壓位準。在一些實施例中，指示電源電壓具有第一電壓位準的第一邏輯位準包括具有第 一電壓位準(例如，第一電壓位準V1)的電源電壓VDDPST33，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，回應於具有第一邏輯位準的模式選擇信號，在第一反相器處接收模式選擇信號並使用第一反相器來產生第一模式控制信號包括使用反相器INV2來產生信號MODE18，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，使用第一反相器產生第一模式控制信號包括使用第二反相器從第一模式控制信號產生第二模式控制信號，第二模式控制信號具有第一邏輯位準。在一些實施例中，使用第二反相器從第一模式控制信號產生第二模式控制信號包括使用反相器INV3從信號MODE18產生信號MODE18B，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。在一些實施例中，使用第二反相器從第一模式控制信號產生第二模式控制信號包括使用反相器INV1從信號MODE18產生電壓VDDPST18L，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在操作630，回應於具有第二邏輯位準的第一模式控制信號，第一開關裝置用於將偏置路徑從參考節點解耦，第二開關裝置用於將回饋路徑從輸出節點解耦，並且使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點。偏置路徑耦接到放大器的第一輸入端，該放大器的第一輸入端用以控制輸出節點上的輸出電壓，並且回饋路徑耦接到放大器的第二輸入端。
使用第一開關裝置將偏置路徑從參考節點解耦包括使用第一開關裝置將第一分壓器的被動裝置與耦接到放大器的第一輸入端子的偏置節點或參考節點之一解耦。在一些實施例中，使用第一開關裝置從參考節點解耦偏置路徑包括使用開關裝置SW1從偏置節點NB或參考節點VSSN中的一個解耦被動裝置PD2，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
使用第二開關裝置將回饋路徑從輸出節點解耦包括使用第二開關裝置將第二分壓器的被動裝置與耦接到放大器的第二輸入端子的輸出節點或回饋節點之一解耦。在一些實施例中，使用第二開關裝置將回饋路徑從輸出節點解耦包括使用開關裝置SW2將被動裝置PD3與輸出節點OUT或回饋節點NF中的一個解耦，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，回應於具有第二邏輯位準的第一模式控制信號執行以下操作中的一者或兩者：使用第一開關裝置將偏置路徑與參考節點解耦，或者使用第二開關裝置將回饋路徑與輸出節點解耦，包括回應於具有第一邏輯位準的第二模式控制信號。在一些實施例中，回應於具有第一邏輯位準的第二模式控制信號包括回應於具有參考電壓位準VSS的信號MODE18B，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。在一些實施例中，回應於具有第一邏輯位準的第二模式控制信號包括回應於具有參考電壓位準VSS的電壓VDDPST18L，如上文關於第1A圖至第2 圖所討論的。
使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點包括使用第三開關裝置在輸出和電源節點之間提供低電阻路徑。在一些實施例中，使用第三開關裝置在輸出和電源節點之間提供低電阻路徑包括使用開關裝置SW3將輸出節點耦接到電源節點VDDN，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，回應於具有第二邏輯位準的第一模式控制信號，使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點是：回應於從第一模式控制信號產生的第三模式控制信號，第三模式控制信號具有第一邏輯位準。在一些實施例中，回應於具有第二邏輯位準的第一模式控制信號，使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點包括：使用位準移位器從第一模式控制信號產生第三模式控制信號。在一些實施例中，使用位準移位器從第一模式控制信號產生第三模式控制信號包括：使用位準移位器LVL1來產生具有參考電壓位準VSS的信號MODE33，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點包括：在將輸出節點耦接到電源節點之後，使用放大器關斷耦接在電源節點和輸出節點之間的電晶體。在一些實施例中，使用放大器關斷耦接在電源節點和輸出節點之間的電晶體包括：使用放大器A1關斷耦接在電源節點VDDN和輸出節點OUT之間的電晶體P2，如上文 關於第1A圖至第2圖所討論的。
在操作640，在一些實施例中，接收具有指示電源電壓具有大於第一電壓位準的第二電壓位準的第二邏輯位準的模式選擇信號。如上文關於操作620所討論的，在第一反相器處接收模式選擇信號，並且第一反相器用於回應於具有第二邏輯位準的模式選擇信號來產生具有第一邏輯位準的第一模式控制信號。
在一些實施例中，接收具有指示電源電壓具有第二電壓位準的第二邏輯位準的模式選擇信號包括：電源電壓從參考電壓位準斜升到第二電壓位準。在一些實施例中，指示電源電壓具有第二電壓位準的第二邏輯位準包括具有第二電壓位準(例如，第二電壓位準V2)的電源電壓VDDPST33，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，使用第一反相器產生第一模式控制信號包括使用第二反相器從第一模式控制信號產生第二模式控制信號，第二模式控制信號具有第二邏輯位準，例如，使用反相器INV3從信號MODE18產生信號MODE18B或使用反相器INV1從信號MODE18產生電壓VDDPST18L，每一者均如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，具有第二邏輯位準的模式選擇信號(例如，信號MSCORE)包括具有第三電壓位準的模式選擇信號，具有第二邏輯位準的第二模式控制信號包括具有第四電壓位準的第二模式控制信號，例如具有電壓位準 V2/2的信號MODE18，該電壓位準V2/2大於第三電壓位準並且小於第二電壓位準(例如，電壓位準V2)，如上文關於第1A圖至第1C圖所討論的。
在操作650，在一些實施例中，回應於具有第一邏輯位準的第一模式控制信號，第一開關裝置用於將偏置路徑耦接到參考節點，第二開關裝置用於將回饋路徑耦接到輸出節點，第三開關裝置用於將輸出節點與電源節點解耦，並且放大器用於控制輸出節點上的輸出電壓。
使用第一開關裝置將偏置路徑耦接到參考節點包括使用第一開關裝置將第一分壓器的被動裝置耦接到偏置節點(其耦接到放大器的第一輸入端子)或參考節點之一。在一些實施例中，使用第一開關裝置將偏置路徑耦接到參考節點包括使用開關裝置SW1將被動裝置PD2耦接到偏置節點NB或參考節點VSSN之一，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
使用第一開關裝置將偏置路徑耦接到參考節點，從而包括使用第一分壓器基於第二電壓位準在放大器的第一輸入端子處產生偏置電壓，例如，基於具有第二電壓位準(第二電壓位準V2)的電源電壓VDDPST33在放大器A1的非反相輸入端子處產生偏置電壓Vb，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
使用第二開關裝置將回饋路徑耦接到輸出節點包括使用第二開關裝置將第二分壓器的被動裝置耦接到輸出節點或耦接到放大器的第二輸入端子的回饋節點之一。在 一些實施例中，使用第二開關裝置將回饋路徑耦接到輸出節點包括使用開關裝置SW2將被動裝置PD3耦接到輸出節點OUT或回饋節點NF之一，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
使用第二開關裝置將回饋路徑耦接到輸出節點，從而包括使用第二分壓器基於輸出電壓的輸出電壓位準在放大器的第二輸入端子處產生回饋電壓，例如，基於例如具有電壓位準V2/2的輸出電壓VDDPST18在放大器A1的反相輸入端子處產生回饋電壓Vfb，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，回應於具有第一邏輯位準的第一模式控制信號，執行以下操作中的一者或兩者：使用第一開關裝置將偏置路徑耦接到參考節點或者使用第二開關裝置將回饋路徑耦接到輸出節點，包括回應於具有第二邏輯位準的第二模式控制信號，例如，回應於具有參考電壓位準VSS的信號MODE18B或電壓VDDPST18L，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
使用第三開關裝置將輸出節點與電源節點解耦包括：使用第三開關裝置在輸出節點和電源節點之間提供高電阻路徑，例如，使用開關裝置SW3將輸出節點與電源節點VDDN解耦，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
使用放大器來控制輸出節點上的輸出電壓包括：基於偏置和回饋電壓產生控制信號，以及使用控制信號來控制耦接在電源節點和輸出節點之間的電晶體，例如，使用 放大器A1來基於偏置電壓Vb和回饋電壓Vfb產生電壓Vo，並且使用電壓Vo來控制電晶體P2，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
在一些實施例中，回應於具有第一邏輯位準的第一模式控制信號，使用第三開關裝置將輸出節點與電源節點解耦是：回應於具有第二邏輯位準的第三模式控制信號，例如，通過使用位準移位器LVL1來產生具有第二電壓位準(例如，第二電壓位準V2)的信號MODE33，如上文關於第1A圖至第2圖所討論的。
通過執行方法600中的一些或全部操作，雙模電路操作包括在第一工作模式期間使用開關裝置來選擇性地將放大器的端子與參考和輸出節點解耦，從而獲得上文關於雙模電路100所討論的優點。
在一些實施例中，一種雙模電路包括：電源節點；參考節點；偏置節點；輸出節點；回饋節點；第一被動裝置，耦接在電源節點和偏置節點之間；第一開關裝置和第二被動裝置，串聯耦接在偏置節點和參考節點之間；第一電晶體，耦接在電源節點和輸出節點之間；第三被動裝置和第二開關裝置，串聯耦接在輸出節點和回饋節點之間；第四被動裝置，耦接在回饋節點和參考節點之間；第三開關裝置，耦接在電源節點和輸出節點之間；以及放大器，用以基於偏置節點上的偏置電壓和回饋節點上的回饋電壓來控制第一電晶體。雙模電路用以：在第一工作模式中，關斷第一開關裝置和第二開關裝置，接通第三開關裝置， 並且在電源節點上接收第一電壓位準，以及在第二工作模式中，接通第一開關裝置和第二開關裝置，關斷第三開關裝置，並且在電源節點上接收第二電壓位準，第二電壓位準大於第一電壓位準。在一些實施例中，雙模電路還包括：第一反相器，耦接在輸出節點和參考節點之間，第一反相器用以基於輸出節點上的第一輸出電壓和模式選擇信號來產生第一模式控制信號，其中，第一開關裝置和第二開關裝置中的每一者用以基於第一模式控制信號而接通和關斷。在一些實施例中，雙模電路還包括：第二反相器，耦接在輸出節點和參考節點之間，第二反相器用以產生與第一模式控制信號互補的第二模式控制信號，其中，第一開關裝置和第二開關裝置中的每一個用以接收第二模式控制信號。在一些實施例中，第一開關裝置包括n型電晶體，n型電晶體用以接收第二模式控制信號。在一些實施例中，第二開關裝置包括傳輸閘，傳輸閘用以接收第一模式控制信號和第二模式控制信號。在一些實施例中，雙模電路包括：第二反相器，耦接在輸出節點和參考節點之間，第二反相器用以產生與第一模式控制信號互補的第二輸出電壓；以及第二電晶體，耦接在第一電晶體和電源節點之間，第二電晶體用以接收第二輸出電壓。在一些實施例中，雙模電路還包括位準移位器，位準移位器耦接在電源節點和第二反相器的輸出端子之間，其中位準移位器用以基於第一模式控制信號和第一輸出電壓來產生第二模式控制信號，並且第三開關裝置用以基於第二模式控制信號而接通和關斷。 在一些實施例中，第一開關裝置耦接在參考節點和第二被動裝置之間。在一些實施例中，第二開關裝置耦接在輸出節點和第四被動裝置之間。在一些實施例中，放大器包括用以接收偏置電壓的非反相輸入和用以接收回饋電壓的反相輸入，並且第一電晶體是p型電晶體。在一些實施例中，雙模電路包括電容裝置，耦接在偏置節點和參考節點之間。
在一些實施例中，一種操作雙模電路的方法包括：在電源節點處接收電源電壓；在第一反相器處接收模式選擇信號，模式選擇信號具有第一邏輯位準，第一邏輯位準指示電源電壓具有第一電壓位準；回應於具有第一邏輯位準的模式選擇信號，使用第一反相器產生具有與第一邏輯位準互補的第二邏輯位準的第一模式控制信號；以及回應於具有第二邏輯位準的第一模式控制信號，執行以下操作：使用第一開關裝置將偏置路徑與參考節點解耦，偏置路徑耦接到放大器的第一輸入端子，放大器的第一輸入端子用以控制輸出節點上的輸出電壓，使用第二開關裝置將回饋路徑與輸出節點解耦，回饋路徑耦接到放大器的第二輸入端子，以及使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點。在一些實施例中，在電源節點處接收電源電壓包括：電源電壓從在參考節點上接收的參考電壓位準斜升到第一電壓位準，並且在使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點之後，使用放大器來關斷耦接在電源節點和輸出節點之間的電晶體。在一些實施例中，回應於使用第二反相器從 第一模式控制信號產生的第二模式控制信號，執行以下操作中的每一者：使用第一開關裝置將偏置路徑與參考節點解耦，以及使用第二開關裝置將回饋路徑與輸出節點解耦，其中，第二模式控制信號具有第一邏輯位準。在一些實施例中，回應於使用位準移位器從第一模式控制信號產生的第二模式控制信號，使用第三開關裝置將輸出節點耦接到電源節點，其中，第二模式控制信號具有第一邏輯位準。在一些實施例中，方法還包括：在第一反相器處，接收具有第二邏輯位準的模式選擇信號，第二邏輯位準指示電源電壓具有大於第一電壓位準的第二電壓位準；回應於具有第二邏輯位準的模式選擇信號，使用第一反相器產生具有第一邏輯位準的第一模式控制信號；以及回應於具有第一邏輯位準的第一模式控制信號，執行以下操作：使用第一開關裝置將偏置路徑耦接到參考節點，使用第二開關裝置將回饋路徑耦接到輸出節點，使用第三開關裝置將輸出節點與電源節點解耦，以及使用放大器基於在第一輸入端子處產生的偏置電壓和在第二輸入端子處產生的回饋電壓來控制輸出節點上的輸出電壓。在一些實施例中，具有第二邏輯位準的模式選擇信號包括具有第三電壓位準的模式選擇信號，回應於使用第二反相器從第一模式控制信號產生的第二模式控制信號，執行以下操作中每一者：使用第一開關裝置將偏置路徑耦接到參考節點，以及使用第二開關裝置將回饋路徑耦接到輸出節點，其中，第二模式控制信號具有第二邏輯位準，並且具有第二邏輯位準的第二模式 控制信號包括具有大於第三電壓位準且小於第二電壓位準的第四電壓位準的第二模式控制信號。
在一些實施例中，一種雙模電路包括：電源節點，用以具有電源電壓；參考節點，用以具有參考電壓位準；輸出節點；第一分壓器，耦接在電源節點和參考節點之間；第一開關裝置，耦接在第一分壓器和參考節點之間；第二分壓器，耦接在輸出節點和參考節點之間；第二開關裝置，耦接在輸出節點和第二分壓器之間；第一電晶體和第三開關裝置，並聯耦接在電源節點和輸出節點之間；以及放大器，用以基於由第一分壓器產生的偏置電壓和由第二分壓器產生的回饋電壓來控制第一電晶體。雙模電路用以：回應於具有指示電源電壓具有第一電壓位準的第一邏輯位準的模式選擇信號，關斷第一開關裝置和第二開關裝置，並且接通第三開關裝置，以及回應於具有指示電源電壓具有大於第一電壓位準的第二電壓位準的第二邏輯位準的模式選擇信號，接通第一開關裝置和第二開關裝置，並且關斷第三開關裝置。在一些實施例中，雙模電路還包括：一對反相器，用以回應於模式選擇信號而產生第一模式控制信號和第二模式控制信號，其中第一開關裝置包括n型電晶體，n型電晶體用以接收第一模式控制信號，並且第二開關裝置包括傳輸閘，傳輸閘用以接收第一模式控制信號和第二模式控制信號中的每一者。在一些實施例中，具有第一邏輯位準的模式選擇信號包括具有參考電壓位準的模式選擇信號，並且具有第二邏輯位準的模式選擇信號包括具有 小於第一電壓位準和第二電壓位準中的每一者的第三電壓位準的模式選擇信號。
前述內容概述若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭示案之態樣。熟習此項技術者應瞭解，他們可容易地使用本揭示案作為設計或修改用於實行本文介紹的實施例之相同目的及/或達成相同優點的其他處理及結構之基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效構造不斷開本揭示案之精神及範疇，且他們可在不斷開本揭示案之精神及範疇的情況下在本文中做出各種變化、置換，及變更。
600:方法
610、620、630、640、650:操作

Claims (10)

  1. 一種雙模電路，包括：一電源節點；一參考節點；一偏置節點；一輸出節點；一回饋節點；一第一被動裝置，耦接在該電源節點和該偏置節點之間；一第一開關裝置和一第二被動裝置，串聯耦接在該偏置節點和該參考節點之間；一第一電晶體，耦接在該電源節點和該輸出節點之間；一第三被動裝置和一第二開關裝置，串聯耦接在該輸出節點和該回饋節點之間；一第四被動裝置，耦接在該回饋節點和該參考節點之間；一第三開關裝置，耦接在該電源節點和該輸出節點之間；以及一放大器，用以基於該偏置節點上的一偏置電壓和該回饋節點上的一回饋電壓來控制該第一電晶體，其中該雙模電路用以：在一第一工作模式中，關斷該第一開關裝置和該第二開關裝置，接通該第三開關裝置，並且在該電源節點上接收一第一電壓位準，以及 在一第二工作模式中，接通該第一開關裝置和該第二開關裝置，關斷該第三開關裝置，並且在該電源節點上接收一第二電壓位準，該第二電壓位準大於該第一電壓位準。
  2. 如請求項1所述的雙模電路，還包括：一第一反相器，耦接在該輸出節點和該參考節點之間，該第一反相器用以基於該輸出節點上的一第一輸出電壓和一模式選擇信號來產生一第一模式控制信號，其中，該第一開關裝置和該第二開關裝置中的每一者用以基於該第一模式控制信號而接通和關斷。
  3. 如請求項2所述的雙模電路，還包括：一第二反相器，耦接在該輸出節點和該參考節點之間，該第二反相器用以產生與該第一模式控制信號互補的一第二模式控制信號，其中，該第一開關裝置和該第二開關裝置中的每一者用以接收該第二模式控制信號。
  4. 如請求項2所述的雙模電路，還包括：一第二反相器，耦接在該輸出節點和該參考節點之間，該第二反相器用以產生與該第一模式控制信號互補的一第二輸出電壓；以及一第二電晶體，耦接在該第一電晶體和該電源節點之間， 該第二電晶體用以接收該第二輸出電壓。
  5. 一種操作雙模電路的方法，該方法包括：在一電源節點處接收一電源電壓；在一第一反相器處接收一模式選擇信號，該模式選擇信號具有一第一邏輯位準，該第一邏輯位準指示該電源電壓具有一第一電壓位準；回應於具有該第一邏輯位準的該模式選擇信號，使用該第一反相器產生具有與該第一邏輯位準互補的一第二邏輯位準的第一模式控制信號；以及回應於具有該第二邏輯位準的該第一模式控制信號，執行以下操作：使用一第一開關裝置將一偏置路徑與一參考節點解耦，該偏置路徑耦接到一放大器的一第一輸入端子，該放大器用以控制一輸出節點上的一輸出電壓，使用一第二開關裝置將一回饋路徑與該輸出節點解耦，該回饋路徑耦接到該放大器的一第二輸入端子，以及使用一第三開關裝置將該輸出節點耦接到該電源節點。
  6. 如請求項5所述的方法，其中在該電源節點處接收該電源電壓包括：該電源電壓從在該參考節點上接收到的一參考電壓位準斜升到該第一電壓位準，並且 在使用該第三開關裝置將該輸出節點耦接到該電源節點之後，使用該放大器來關斷耦接在該電源節點和該輸出節點之間的一電晶體。
  7. 如請求項5所述的方法，還包括：在該第一反相器處，接收具有該第二邏輯位準的該模式選擇信號，該第二邏輯位準指示該電源電壓具有大於該第一電壓位準的一第二電壓位準；回應於具有該第二邏輯位準的該模式選擇信號，使用該第一反相器產生具有該第一邏輯位準的該第一模式控制信號；以及回應於具有該第一邏輯位準的該第一模式控制信號，執行以下操作：使用該第一開關裝置將該偏置路徑耦接到該參考節點，使用該第二開關裝置將該回饋路徑耦接到該輸出節點，使用該第三開關裝置將該輸出節點與該電源節點解耦，以及使用該放大器基於在該第一輸入端子處產生的一偏置電壓和在該第二輸入端子處產生的一回饋電壓來控制該輸出節點上的該輸出電壓。
  8. 一種雙模電路，包括： 一電源節點，用以具有一電源電壓；一參考節點，用以具有一參考電壓位準；一輸出節點；一第一分壓器，耦接在該電源節點和該參考節點之間；一第一開關裝置，耦接在該第一分壓器和該參考節點之間；一第二分壓器，耦接在該輸出節點和該參考節點之間；一第二開關裝置，耦接在該輸出節點和該第二分壓器之間；一第一電晶體和一第三開關裝置，並聯耦接在該電源節點和該輸出節點之間；以及一放大器，用以基於由該第一分壓器產生的一偏置電壓和由該第二分壓器產生的一回饋電壓來控制該第一電晶體，其中該雙模電路用以：回應於具有指示該電源電壓具有一第一電壓位準的一第一邏輯位準的一模式選擇信號，關斷該第一開關裝置和該第二開關裝置，並且接通該第三開關裝置，以及回應於具有指示該電源電壓具有大於該第一電壓位準的一第二電壓位準的一第二邏輯位準的該模式選擇信號，接通該第一開關裝置和該第二開關裝置，並且關斷該第三開關裝置。
  9. 如請求項8所述的雙模電路，還包括： 一對反相器，用以回應於該模式選擇信號而產生一第一模式控制信號和一第二模式控制信號，其中該第一開關裝置包括一n型電晶體，該n型電晶體用以接收該第一模式控制信號，並且該第二開關裝置包括一傳輸閘，該傳輸閘用以接收該第一模式控制信號和該第二模式控制信號的每一者。
  10. 如請求項8所述的雙模電路，其中具有該第一邏輯位準的該模式選擇信號包括具有該參考電壓位準的該模式選擇信號，並且具有該第二邏輯位準的該模式選擇信號包括具有小於該第一電壓位準和該第二電壓位準中的每一者的一第三電壓位準的該模式選擇信號。
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