專利名稱：用于減小驅(qū)動(dòng)器的輸出電流振蕩的方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
在某些情況下，驅(qū)動(dòng)器配備有對(duì)其輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗進(jìn)行感測(cè)并且作出響應(yīng)的電路。可是，當(dāng)這樣的驅(qū)動(dòng)器高速操作的時(shí)候，該電路會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器的輸出電流中的振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器包括前饋電路路徑，該路徑從輸入級(jí)延伸到放大級(jí)再到輸出級(jí)。該驅(qū)動(dòng)器還包括電流感測(cè)電路，其具有用來(lái)感測(cè)所述輸出級(jí)的電流消耗的輸入以及指示該電流消耗超過(guò)閾值的輸出。該驅(qū)動(dòng)器的反饋控制電路具有i)偏置晶體管，其耦合到所述輸入級(jí)與放大級(jí)之間的前饋電路路徑的節(jié)點(diǎn)，以便將該前饋電路路徑向第一電勢(shì)偏置；ii)用來(lái)禁用該輸入級(jí)的電路；以及iii)具有源極退化(source degeneration)的共源極放大器，其輸出耦合到所述輸入級(jí)與放大級(jí)之間的前饋電路路徑的所述節(jié)點(diǎn)。在操作過(guò)程中，當(dāng)所述電流感測(cè)電路的輸出指示電流消耗超過(guò)閾值時(shí)，所述偏置晶體管、禁用輸入級(jí)的電路以及共源極放大器被激活。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提出一種用于減小驅(qū)動(dòng)器的輸出電流振蕩的方法，該驅(qū)動(dòng)器配備有i)用于感測(cè)該驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗的電流感測(cè)電路以及ii)用于減小所述過(guò)量電流消耗的反饋控制電路，該方法包括1)將該電流感測(cè)電路的輸出耦合到具有源極退化的共源極放大器的輸入；2)將該共源極放大器的輸出耦合到該驅(qū)動(dòng)器的輸入級(jí)與放大級(jí)之間的節(jié)點(diǎn)；以及3)對(duì)該共源極放大器進(jìn)行配置，使得當(dāng)該電流感測(cè)電路感測(cè)到所述輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗時(shí)該共源極放大器被激活，同時(shí)該反饋控制電路也被激活。
此外還公開(kāi)了其它實(shí)施例。


附圖中示出了本發(fā)明的各示例性實(shí)施例，其中圖1示出了一個(gè)示例性驅(qū)動(dòng)器，其配備有對(duì)其輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗進(jìn)行感測(cè)并作出響應(yīng)的電路；圖2示出了用于減小如圖1所示的驅(qū)動(dòng)器的輸出電流振蕩的示例性方法；以及圖3示出了向圖1的驅(qū)動(dòng)器示例性地添加具有源極退化的共源極放大器。
具體實(shí)施例方式
圖1示出示例性的驅(qū)動(dòng)器100，其配備有用于對(duì)該驅(qū)動(dòng)器100的輸出級(jí)106的過(guò)量電流消耗進(jìn)行感測(cè)并作出響應(yīng)的電路。更具體地說(shuō)，驅(qū)動(dòng)器100包括從輸入級(jí)102延伸到放大級(jí)104再到輸出級(jí)106的前饋電路路徑。
舉例來(lái)說(shuō)，輸入級(jí)102被示為反相金屬氧化物半導(dǎo)體緩沖器，其包括p溝道和n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)108和110，它們通過(guò)其源極端子和漏極端子串聯(lián)耦合在第一電源軌和第二電源軌(即電壓(VDD)和接地(GND))之間。所述各FET的柵極耦合到公共輸入節(jié)點(diǎn)IN。放大級(jí)104可以被構(gòu)造成與輸入級(jí)102類似。
作為另一個(gè)例子，輸出級(jí)106可以包括雙極型晶體管。該晶體管的基極可以連接到放大級(jí)104的輸出；該晶體管的集電極可以通過(guò)電阻R2耦合到VDD；并且該晶體管的發(fā)射極可以提供該驅(qū)動(dòng)器的輸出OUT。
該驅(qū)動(dòng)器100還包括具有輸入116的電流感測(cè)電路112，以便感測(cè)輸出級(jí)106的電流消耗。電流感測(cè)電路112還具有輸出120，該輸出120指示所感測(cè)的電流消耗超過(guò)閾值。該閾值可以是可編程的也可以是固定的。
在一個(gè)實(shí)施例中，電流感測(cè)電路112包括比較器118，該比較器118的輸入114和116分別耦合到1)以第一電流偏置的電阻R1以及2)通過(guò)其吸取輸出級(jí)106的電流的電阻R2。如圖所示，通過(guò)電阻R1的電流可以由電流源122來(lái)設(shè)置。
可以以不同方式調(diào)節(jié)電流感測(cè)電路112的閾值，包括調(diào)節(jié)電阻R1和R2的比率或者調(diào)節(jié)由電流源122所提供的電流。
驅(qū)動(dòng)器100還包括反饋控制電路124。如圖所示，反饋控制電路124配備有偏置晶體管126。該偏置晶體管耦合到位于輸入級(jí)102和放大級(jí)104之間的節(jié)點(diǎn)128。當(dāng)被電流感測(cè)電路112激活后，偏置晶體管126將該節(jié)點(diǎn)128向第一電勢(shì)(例如VDD)偏置。如圖所示，偏置晶體管126可以采用雙極型晶體管的形式，其集電極耦合到VDD，其發(fā)射極耦合到節(jié)點(diǎn)128，并且其柵極耦合到電流感測(cè)電路112的輸出120。
反饋控制電路124還包括用來(lái)禁用驅(qū)動(dòng)器的輸入級(jí)104的電路130。如圖所示，電路130可以采用電流導(dǎo)引(current steering)電路的形式，其包括串聯(lián)耦合在VDD和GND之間的電流源132和FET 134。該電流導(dǎo)引電路可以包括與輸入級(jí)102的FET 108、110串聯(lián)耦合的FET 136。FET 134的柵極耦合到電流感測(cè)電路112的輸出120，F(xiàn)ET 136的柵極耦合到電流源132的輸出。在輸出級(jí)106的正常電流消耗下，F(xiàn)ET 136被接通(ON)，從而將FET 110耦合到GND，并且FET 134被關(guān)斷(OFF)。然而，在輸出級(jí)106的過(guò)量電流消耗下，電流感測(cè)電路112的輸出120導(dǎo)致FET 134導(dǎo)通，從而導(dǎo)引電流遠(yuǎn)離FET 136并且導(dǎo)致FET 110具有有限的接地返回或者沒(méi)有接地返回。
在輸出級(jí)106的正常電流消耗下，驅(qū)動(dòng)器100的電流感測(cè)電路112產(chǎn)生低輸出，并且反饋控制電路124對(duì)于通過(guò)該驅(qū)動(dòng)器的前饋電路路徑(即從IN到OUT)的信號(hào)傳播具有很小的影響或者沒(méi)有影響。然而，在輸出級(jí)106的過(guò)量電流消耗下(例如當(dāng)該驅(qū)動(dòng)器的輸入IN處于高阻抗時(shí)，并且當(dāng)該驅(qū)動(dòng)器的輸出OUT處于低阻抗時(shí))，電流感測(cè)電路112激活反饋控制電路124的各部件，以便減小流過(guò)輸出級(jí)106的電流。
驅(qū)動(dòng)器100的一個(gè)問(wèn)題是，所述反饋控制電路減小流過(guò)輸出級(jí)106的電流，從而導(dǎo)致所述電流感測(cè)電路的輸出120走低，因此禁用所述反饋控制電路的電流減小效果。然而，如果輸出級(jí)106的電流消耗接近于超過(guò)電流感測(cè)電路112的閾值并且再次超過(guò)該閾值，則反饋控制電路124將被再次激活。因此應(yīng)當(dāng)理解，在高輸出電流和高操作速度的情況下，所述驅(qū)動(dòng)器的輸出電流將趨向于振蕩，這是所不希望的。因此圖2示出了一種用于減小如圖1所示的驅(qū)動(dòng)器的輸出電流振蕩的方法200。
根據(jù)方法200，如圖1所示的電流感測(cè)電路的輸出耦合202到具有源極退化的共源極放大器的輸入。然后，該共源極放大器的輸出耦合204到驅(qū)動(dòng)器的輸入級(jí)和放大級(jí)之間的節(jié)點(diǎn)。接著對(duì)該共源極放大器進(jìn)行配置206，從而當(dāng)該電流感測(cè)電路感測(cè)到所述輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗時(shí)該共源極放大器被激活(此時(shí)所述反饋控制電路也被激活)。
方法200的一個(gè)示例性應(yīng)用如圖3所示，所示的驅(qū)動(dòng)器300在很多方面與圖1所示的驅(qū)動(dòng)器100類似。因此，類似的部件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示，并且不再進(jìn)行討論。
除了提供在驅(qū)動(dòng)器100中的部件之外，驅(qū)動(dòng)器300包括具有源極退化的共源極放大器302。共源極放大器302具有FET 304，其柵極耦合到電流感測(cè)電路112的輸出120。FET 340的漏極端子作為所述共源極放大器的輸出并且耦合到節(jié)點(diǎn)128。舉例來(lái)說(shuō)，該FET的源極端子通過(guò)電阻R3(即用于阻性源極退化)耦合到地。
當(dāng)被電流感測(cè)電源112的輸出120激活后，共源極放大器302減小由FET 136和偏置晶體管126引起的增益。共源極放大器302還減小在放大級(jí)104的輸入出所看到的阻抗(即由于FET 304和電阻R3的組合阻抗被并聯(lián)加到從偏置晶體管126的發(fā)射極看入的阻抗以及從FET 108和FET 110及136的漏極看入的阻抗)。因此，驅(qū)動(dòng)器300的相位余量(phase margin)被提高到超過(guò)驅(qū)動(dòng)器100，從而減小或者消除了任何輸出電流振蕩的可能性。共源極放大器302還充當(dāng)偏置晶體管126的釋放路徑(bleeding path)，并且將節(jié)點(diǎn)128鉗位在由通過(guò)共源極放大器302的電流與從放大器302看入的電阻的乘積所確定的電壓上。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)器，包括前饋電路路徑，其從輸入級(jí)延伸到放大級(jí)再到輸出級(jí)；電流感測(cè)電路，其具有用于感測(cè)所述輸出級(jí)的電流消耗的輸入以及指示該電流消耗超過(guò)閾值的輸出；以及反饋控制電路，其具有i)偏置晶體管，其耦合到所述輸入級(jí)與放大級(jí)之間的該前饋電路路徑的節(jié)點(diǎn)，以便將該前饋電路路徑向第一電勢(shì)偏置；ii)用來(lái)禁用該輸入級(jí)的電路；以及iii)具有源極退化的共源極放大器，其輸出耦合到所述輸入級(jí)與放大級(jí)之間的該前饋電路路徑的所述節(jié)點(diǎn)；其中，當(dāng)該電流感測(cè)電路的輸出指示所述電流消耗超過(guò)所述閾值時(shí)，所述偏置晶體管、禁用所述輸入級(jí)的電路以及所述共源極放大器被激活。
2.權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述輸入級(jí)是反相金屬氧化物半導(dǎo)體緩沖器。
3.權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述輸出級(jí)是雙極型晶體管。
4.權(quán)利要求1的電路，其中，所述電流感測(cè)電路包括比較器，該比較器的輸入分別耦合到i)以第一電流偏置的電阻和ii)通過(guò)其吸取所述輸出級(jí)的電流的電阻。
5.權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述偏置晶體管是雙極型晶體管。
6.權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述偏置晶體管的集電極耦合到電源軌，并且該偏置晶體管的發(fā)射極耦合到所述輸入級(jí)與放大級(jí)之間的所述前饋電路路徑的所述節(jié)點(diǎn)。
7.權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述共源極放大器包括阻性源極退化。
8.權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器，其中所述輸入級(jí)是反相金屬氧化物半導(dǎo)體緩沖器；所述輸出級(jí)是雙極型晶體管；所述電流感測(cè)電路包括比較器，該比較器的輸入分別耦合到i)以第一電流偏置的電阻和ii)通過(guò)其饋送所述輸出級(jí)的電流消耗的電阻；所述偏置晶體管是雙極型晶體管；并且所述共源極放大器包括阻性源極退化。
9.一種用于減小驅(qū)動(dòng)器的輸出電流振蕩的方法，該驅(qū)動(dòng)器配備有i)用于感測(cè)該驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗的電流感測(cè)電路以及ii)用于減小所述過(guò)量電流消耗的反饋控制電路，該方法包括將該電流感測(cè)電路的輸出耦合到具有源極退化的共源極放大器的輸入；將該共源極放大器的輸出耦合到該驅(qū)動(dòng)器的輸入級(jí)與放大級(jí)之間的節(jié)點(diǎn)；以及對(duì)該共源極放大器進(jìn)行配置，使得當(dāng)該電流感測(cè)電路感測(cè)到所述輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗時(shí)該共源極放大器被激活，同時(shí)該反饋控制電路也被激活。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，為之感測(cè)電流消耗的所述輸出級(jí)包括雙極型晶體管。
11.權(quán)利要求9的方法，其中，所述源極退化是阻性源極退化。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于減小驅(qū)動(dòng)器的輸出電流振蕩的方法，該驅(qū)動(dòng)器配備有i)用于感測(cè)該驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗的電流感測(cè)電路以及ii)用于減小所述過(guò)量電流消耗的反饋控制電路。根據(jù)該方法，將該電流感測(cè)電路的輸出耦合到具有源極退化的共源極放大器的輸入。將該共源極放大器的輸出耦合到該驅(qū)動(dòng)器的輸入級(jí)與放大級(jí)之間的節(jié)點(diǎn)。對(duì)該共源極放大器進(jìn)行配置，使得當(dāng)該電流感測(cè)電路感測(cè)到所述輸出級(jí)的過(guò)量電流消耗時(shí)該共源極放大器被激活，同時(shí)該反饋控制電路也被激活。此外還公開(kāi)了相關(guān)的設(shè)備。
文檔編號(hào)H03F1/34GK1913344SQ20061013887
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者K·W·李, B·張 申請(qǐng)人:阿瓦戈科技Ecbu Ip(新加坡)股份有限公司