專利名稱：穩(wěn)壓器的制作方法
相關(guān)專利申請本專利申請涉及1999年1月28日由M.Beck與本案例同時提交的一份美國專利申請，其序列號是09/239,494而標(biāo)題為“無線電收發(fā)機(jī)”(代理人卷號042390.P6650)，該項專利是轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的，在此引入作為參考。
2.背景信息本領(lǐng)域中，穩(wěn)壓器是眾所周知的，是服務(wù)于多種目的的。穩(wěn)壓器典型的用途是對某一電路維持一個基本上是常數(shù)的電壓水平。一般這種穩(wěn)壓器不是匯集電流就是供給電流。在某些環(huán)境下，還可能需要有一個具有開關(guān)選擇模式的穩(wěn)壓器，取決于多種因素。
發(fā)明詳述為使讀者徹底了解本發(fā)明，下面的詳細(xì)陳述中將闡明許多細(xì)節(jié)。但是，沒有這些細(xì)節(jié)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也將理解本發(fā)明是可以實施的。其它情況下，眾所周知的各種方法、過程、元部件和電路都沒有細(xì)述，以免淡化本發(fā)明的內(nèi)容。
在前面提到的同時提交的序列號為09/239,494(代理人卷號042390.P6650)的專利申請中，穩(wěn)壓器是作為一種無線電收發(fā)機(jī)的一個實施方案的部分內(nèi)容進(jìn)行描述的。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明穩(wěn)壓器的實施方案也可使用這種方式，但是本發(fā)明并不局限于這一種用途。對上述同時提交的序列號為09/239,494(代理人卷號042390.P6650)的專利申請中所描述的特定穩(wěn)壓器實施方案，提供了將并行終端聯(lián)結(jié)到穩(wěn)壓器的引線端，穩(wěn)壓器為上游端收發(fā)機(jī)備有并行遠(yuǎn)端接口，為下游端收發(fā)機(jī)備有并行近端接口。在圖解說明的實施方案中，當(dāng)穩(wěn)壓器工作時，它給出一個較低的阻抗，與并行終端阻抗串聯(lián)。但是在另一模式中，標(biāo)為275的穩(wěn)壓器可提供一個較高的阻抗。這可以有效地切斷或禁止并行終端。正如上述專利申請中所述，當(dāng)收發(fā)機(jī)要求全速或低速通訊信號工作時，便要求穩(wěn)壓器275這一運行模式。
為穩(wěn)壓器提供這兩種模式的結(jié)果，使我們可以明確地使用兩種不同的信令技術(shù)，例如電壓驅(qū)動的信令和電流驅(qū)動的信令被透明地采用。當(dāng)穩(wěn)壓器工作時阻抗較低，這允許適當(dāng)?shù)亩私右赃M(jìn)行電流模式信令，這樣就出現(xiàn)高速信號通信。另一方案，當(dāng)穩(wěn)壓器給出一個較高的阻抗時，允許進(jìn)行電壓模式信令，這與傳統(tǒng)的用法相同，例如在遵照通用串行總線架構(gòu)(USB)規(guī)范1.0版規(guī)定的各種電路和其它裝置中便是這樣。該USB規(guī)范1.0版本可與USB-IF，2111 NE 25thAve.，MS-JF2-51，Hillsboro，OR 97124聯(lián)系得到(下文中稱之為“標(biāo)準(zhǔn)USB”)。這樣在這種無線電收發(fā)機(jī)環(huán)境中，這種穩(wěn)壓器實施方案進(jìn)一步提供了自我配置能力。
除了如上所述能提供禁止并行端接的能力之外，依照本發(fā)明的穩(wěn)壓器的一種實施方案，如上述同時提交的專利申請中的穩(wěn)壓器275，當(dāng)其維持一個基本為常數(shù)的電壓水平時，高速通信狀態(tài)下還可以匯集電流或提供電流。關(guān)于這一點，“既匯集又提供電流”系指通過提供大量電流來抵消正在回收的大量電流，而發(fā)生匯集和提供的詳細(xì)順序無關(guān)緊要。維持一個基本上是常數(shù)的電壓水平可能是必須的，例如，保持一個驅(qū)動器的電壓水平高于接地電壓水平使之可以令人滿意地工作；又如，在上述同時提交的專利申請中所涉及的高速接收機(jī)中的情形。
當(dāng)然，依照本發(fā)明的一種穩(wěn)壓器的實施方案并不局限于如此的使用范圍。這樣一種穩(wěn)壓器可以有不同于收發(fā)機(jī)中用法的許多種應(yīng)用，如同時提交的序列號為09/239,494(代理人卷號042390.P6650)的專利申請中所述的那樣。因此，雖然穩(wěn)壓器這一特殊的實施方案可以這樣應(yīng)用，但是本發(fā)明并不局限于這種實施方案，或者如前面指出的，并不局限于這種特定的收發(fā)機(jī)的應(yīng)用。這種示于

圖1的特定實施方案包含兩個輸出端口，一個是半對稱電源，一個是低交流阻抗電源，扮演電流宿或電流源的角色，其特點是全速信令的高阻抗模式，雖然本發(fā)明不只局限于這方面的應(yīng)用。在圖示說明中穩(wěn)壓器是包括在一個集成電路(IC)芯片上的，雖然本發(fā)明并不局限于這一點。參看圖1，當(dāng)輸入端口110和120與它們的源于一個恒電流發(fā)生器的對應(yīng)物相連結(jié)時，便形成電流反射鏡。在這一實施方案中，120應(yīng)該足以吸收應(yīng)用中所要求的電流加上合理的“凈空”，雖然本發(fā)明不局限于這一特定的實施方案。本實施方案中，110應(yīng)該為反射到電流源跟隨器210和220提供足夠的電流，雖然，我們又一次說明，本發(fā)明不局限于這一特定的實施方案。本實施方案中輸入信號BGVREG包含來自一個恒定電壓發(fā)生器的電壓參考標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)不需要高速信號傳輸模式時，本實施方案中這種用來控制輸入端口HI#的合適信號將穩(wěn)壓器切換到高阻抗?fàn)顟B(tài)。
這一穩(wěn)壓器實施方案不管是否是用于高速信令環(huán)境，它都能在既可是宿電流亦可是源電流的一個很寬的電流范圍提供一個比較恒定的電壓水平。例如，雖然本發(fā)明不局限于此，本實施方案可給出一個0.8伏的電壓偏差。我們注意到由穩(wěn)壓器維持基本上是預(yù)定電壓水平的這一特定的實施方案，基本上是由一個外部提供的電壓信號確定的，本例中這一信號為BGVREG。本實施方案中穩(wěn)壓器的輸出級包括一個電流開關(guān)，為穩(wěn)壓器提供一個匯集電流和供應(yīng)電流的能力。該電流開關(guān)包括晶體管330和340。輸出端口BIASM和BIASP要么吸收電流要么供應(yīng)電流取決于電流的情況，正如在一種實施方案中數(shù)據(jù)信號由高速發(fā)送器進(jìn)行發(fā)送的時候那樣。談及驅(qū)動器的問題，例如在上述同時提交的專利申請中圖2所示的驅(qū)動器，用圖解法表明了吸收電流和供應(yīng)電流的驅(qū)動器工作原理，當(dāng)然，即使本發(fā)明不只局限于這一點。外部提供給穩(wěn)壓器的電流方向，象由前述的驅(qū)動器提供的電流方向那樣，有效地控制著流經(jīng)電流開關(guān)的電流方向，因此，借助于裝置330和340，及一個任意的參考電壓BGVREG加上晶體管210和220的柵極-源極電壓以及減去晶體管310和320的柵極-源極電壓，穩(wěn)壓器擔(dān)當(dāng)電流開關(guān)的作用。
由于電流開關(guān)的兩個輸入端口的電壓水平是相同的，電流由輸出級的一邊轉(zhuǎn)向另一邊基本上是自由的，根據(jù)外界提供的電流宿或電流源實際能力的需要而定。穩(wěn)壓器可以匯集起電流源晶體管350設(shè)定的大量電流。裝置310和320擔(dān)當(dāng)?shù)妥杩乖礃O跟隨器，為穩(wěn)壓器提供一個低阻抗輸出端口，雖然這種輸出阻抗會發(fā)生變化，它是輸出設(shè)備容量的函數(shù)。因此，當(dāng)穩(wěn)壓器供應(yīng)電流時這些源極跟隨器的設(shè)置提供電流，而且還可以對差分對330和340提供“超額”的電流。
因此，對于圖1表示的實施方案，電流開關(guān)包括連結(jié)為差分對配置的兩個晶體管330和340，它們進(jìn)一步又連結(jié)到兩個晶體管，如310和320，而這兩個晶體管中每一個又都連結(jié)到一個源極跟隨器配置之中。在一個使用驅(qū)動器的實施方案中，譬如象一個收發(fā)機(jī)，使用源極輸出器晶體管配置為驅(qū)動器提供電流，而這樣一個系統(tǒng)中使用了穩(wěn)壓器，雖然不言而喻，穩(wěn)壓器以這種方式工作并不考慮這種特殊的應(yīng)用。例如，象在前面提到的同時提交的專利申請中所講的，這里沒有局限性，一個計算機(jī)主機(jī)和外圍設(shè)備在通訊中就可以使用這樣一種方案。但是在這樣一種應(yīng)用中，兩種源極跟隨器配置之中那一個為有線連結(jié)的遠(yuǎn)程驅(qū)動器提供電流至少部分地取決于電流的方向。
對于圖1所表明的實施方案，110和120連結(jié)到外部提供的帶隙電路(未表示出來)。而這些帶隙電路應(yīng)用于最終為電流開關(guān)提供電流的電流反射鏡，如圖1所示。正如前面所討論過的，電流開關(guān)包括這樣的能力，它可以轉(zhuǎn)換正在提供電流或吸收電流的電流方向，而電流方向至少部分地是由一種外源提供給開關(guān)的電流方向所確定。
穩(wěn)壓器進(jìn)一步包括在高阻抗和低阻抗模式之間轉(zhuǎn)換的能力，如前面指出的，這種轉(zhuǎn)換至少部分地是根據(jù)一個外部提供的信號進(jìn)行的。穩(wěn)壓器的連結(jié)方式是當(dāng)穩(wěn)壓器處于低阻抗模式時電流開關(guān)工作。本實施方案中，穩(wěn)壓器適于通過BIASM和BIASP與一對外部串聯(lián)阻抗連結(jié)，雖然本發(fā)明不局限于這一點。在一種可能的環(huán)境中，這些外部的串聯(lián)阻抗可能擔(dān)當(dāng)傳輸線終端，如在同時提交的序列號為09/239,494(代理人卷號042390.P6650)的專利申請中所述的那樣，雖然我們再一次說明，本發(fā)明并不局限于這一點。
正如這里所敘述的，本發(fā)明的某些特征已經(jīng)闡明了，但是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說可以進(jìn)行許多改進(jìn)、置換、改變和等效。因此，應(yīng)該理解所附的權(quán)利要求涵蓋所有這些落入本發(fā)明真正本質(zhì)的改進(jìn)和改變。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括一個穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器當(dāng)它維持一個基本上等于預(yù)先設(shè)定的電壓水平的時候具有匯集電流和提供電流的能力。
2.權(quán)利要求1的集成電路，其中穩(wěn)壓器進(jìn)一步包括進(jìn)入一種高阻抗模式的能力以響應(yīng)施于其上的一個外部信號。
3.權(quán)利要求2的集成電路，其中穩(wěn)壓器能夠維持基本上是由一個外部提供的電壓信號確定的任意的基本上是預(yù)先確定的電壓水平。
4.權(quán)利要求3的集成電路，其中所說的穩(wěn)壓器包括一個電流開關(guān)，該電流開關(guān)對穩(wěn)壓器提供匯集電流和供應(yīng)電流的能力。
5.權(quán)利要求4的集成電路，其中所述電流開關(guān)包括連結(jié)成差分對配置的兩個晶體管，該差分對配置連結(jié)到另外兩個晶體管，這兩個晶體管每一個都連結(jié)到一個源極跟隨器配置之中。
6.權(quán)利要求5的集成電路，其中連結(jié)了多個電流反射鏡晶體管配置，為電流開關(guān)提供電流，而電流反射鏡至少部分地是由外部提供的帶隙電路所控制。
7.權(quán)利要求4的集成電路，其中電流開關(guān)包括切換提供和匯集電流的方向，電流方向至少部分地是由某種外源提供給電流開關(guān)的電流方向所確定。
8.權(quán)利要求4的集成電路，其中穩(wěn)壓器的連結(jié)方式是，當(dāng)穩(wěn)壓器處于低阻抗模式時電流開關(guān)工作；穩(wěn)壓器進(jìn)一步適合連結(jié)于一對外部串聯(lián)阻抗。
9.權(quán)利要求8的集成電路，其中穩(wěn)壓器連結(jié)于一對外部串聯(lián)阻抗，而所述外部串聯(lián)阻抗的連結(jié)方式是使其用作傳輸線終端。
10.一種系統(tǒng)，包括一個驅(qū)動器，將數(shù)據(jù)信號沿著電纜傳送到一個接收器，所述驅(qū)動器連結(jié)到一個穩(wěn)壓器，而穩(wěn)壓器當(dāng)其維持一個基本上是預(yù)先確定的電壓水平時具有匯集電流和提供電流的能力。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中驅(qū)動器和接收器至少其一包括在一個主機(jī)系統(tǒng)之中。
12.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中穩(wěn)壓器進(jìn)一步包括根據(jù)所加信號進(jìn)入高阻抗模式的能力。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述穩(wěn)壓器包括一個電流開關(guān)，該電流開關(guān)為所述穩(wěn)壓器提供匯集電流和供應(yīng)電流的能力。
14.一種在提供一個基本上是常數(shù)的電壓水平的時候能匯集和供應(yīng)電流的方法，該方法包括使用一個差分對配置作為電流開關(guān)，連結(jié)的差分對配置提供基本是常數(shù)的電壓水平作為輸出信號，而差分對配置吸收來自外部產(chǎn)生的電流源上得到的電流；至少使用一對源極跟隨器配置中的一個，對外部產(chǎn)生的電流源供給電流。
15.權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括將基本相同的電壓加到對差分對配置中的每一個輸入端口。
16.權(quán)利要求14的方法，其中基本上是常數(shù)的電壓水平至少部分地是由一個外部產(chǎn)生的電壓所確定。
17.權(quán)利要求14的方法，其中外部產(chǎn)生的電流源包括一個電耦合的遠(yuǎn)程驅(qū)動器。
全文摘要
一種集成電路,包括:穩(wěn)壓器,該穩(wěn)壓器在保持預(yù)定的電壓水平的同時具有吸收和提供電流的能力。
文檔編號G05F3/24GK1345423SQ00803268
公開日2002年4月17日 申請日期2000年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月28日
發(fā)明者M·貝克 申請人:英特爾公司