專利名稱：一種低功耗驅(qū)動(dòng)器及實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低功耗驅(qū)動(dòng)器，尤指一種具有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)能力的低功耗驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)弱驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)能力，以驅(qū)動(dòng)帶有負(fù)載的外部器件，常以驅(qū)動(dòng)能力為其技術(shù)指標(biāo)，驅(qū)動(dòng)能力的定義為驅(qū)動(dòng)器能夠提供的最大輸出電流，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器時(shí)必須以最大負(fù)載為指導(dǎo)。 而在現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器中，其驅(qū)動(dòng)器的最大電流恒定，不受輸入信號大小的影響，即驅(qū)動(dòng)能力不隨輸入信號的大小改變，這樣會導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器在任何情況下都輸出同樣的驅(qū)動(dòng)電流，從而增大了驅(qū)動(dòng)器的功耗，因此，有必要提供一種可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)能力的低功耗驅(qū)動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)能力的低功耗驅(qū)動(dòng)器及實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法?！N低功耗驅(qū)動(dòng)器,包括一第一輸入端，一第二輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與所述第一輸入端、所述第二輸入端、所述輸出端、所述電源端及所述接地端相連的驅(qū)動(dòng)電路，一與所述驅(qū)動(dòng)電路、所述電源端及所述接地端相連的調(diào)節(jié)電路和一與所述驅(qū)動(dòng)電路、所述調(diào)節(jié)電路、所述電源端及所述接地端相連的偏置電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括一與所述第一輸入端相連的第一場效應(yīng)管、一與所述第二輸入端相連的第二場效應(yīng)管、一與所述第一場效應(yīng)管及所述第二場效應(yīng)管相連的第三場效應(yīng)管、一與所述第一場效應(yīng)管相連的第四場效應(yīng)管、一與所述第二場效應(yīng)管相連的第五場效應(yīng)管、一與所述第四場效應(yīng)管相連的第六場效應(yīng)管、一與所述第五場效應(yīng)管相連的第七場效應(yīng)管、一與所述第六場效應(yīng)管相連的第八場效應(yīng)管、一與所述第七場效應(yīng)管相連的第九場效應(yīng)管，所述調(diào)節(jié)電路包括一與所述第六場效應(yīng)管相連的第十場效應(yīng)管、一與所述第十場效應(yīng)管相連的第十一場效應(yīng)管、一與所述第十場效應(yīng)管相連的第十二場效應(yīng)管、一與所述第十場效應(yīng)管相連的第一電流源、一與所述第十一場效應(yīng)管相連的第十三場效應(yīng)管、一與所述第十一場效應(yīng)管相連的第二電流源，所述偏置電路包括一與所述第十二場效應(yīng)管和所述第十三場效應(yīng)管相連的第十四場效應(yīng)管、一與所述第十四場效應(yīng)管相連的第十五場效應(yīng)管、一與所述第十四場效應(yīng)管相連的第三電流源?！N實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法,包括一第一輸入端，一第二輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與所述第一輸入端、所述第二輸入端及所述輸出端相連的驅(qū)動(dòng)電路，一與所述驅(qū)動(dòng)電路相連的調(diào)節(jié)電路，一與所述驅(qū)動(dòng)電路及所述調(diào)節(jié)電路相連的偏置電路，所述驅(qū)動(dòng)電路將所述第一輸入端、所述第二輸入端的差分信號進(jìn)行放大后傳送至所述輸出端，所述調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述第一輸入端、所述第二輸入端的差分信號的差值大小來調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，所述偏置電路對所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行直流偏置。所述第一輸入端、所述第二輸入端輸入一對差分信號至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述差分信號的差值大小動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，具體為當(dāng)所述差分信號的差值變大時(shí)，所述調(diào)節(jié)電路增大所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流；當(dāng)所述差分信號的差值變小時(shí)，所述調(diào)節(jié)電路減小所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū) 動(dòng)電流，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述調(diào)節(jié)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流將所述差分信號進(jìn)行放大并傳送至所述輸出端。綜上所述，本發(fā)明低功耗驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了根據(jù)所述第一輸入端和所述第二輸入端的差分信號的差值大小來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)低功耗驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力，對電流使用較經(jīng)濟(jì)，達(dá)到了低功耗的目的。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。圖2為本發(fā)明電路圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，本發(fā)明低功耗驅(qū)動(dòng)器較佳實(shí)施方式包括一第一輸入端INN、一第二輸入端INP、一輸出端V0UT、一電源端VCC、一接地端GND、一用于將所述第一輸入端INN及所述第二輸入端INP輸入的差分信號放大的驅(qū)動(dòng)電路、一與所述驅(qū)動(dòng)電路相連用于調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)節(jié)電路及一與所述驅(qū)動(dòng)電路相連用于提供合適的工作電流的偏置電路。所述第一輸入端INN、所述第二輸入端INP輸入一對差分信號至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述差分信號的差值大小動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，當(dāng)所述差分信號的差值變大時(shí)，所述調(diào)節(jié)電路增大所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流；當(dāng)所述差分信號的差值變小時(shí)，所述調(diào)節(jié)電路減小所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述調(diào)節(jié)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流將所述差分信號進(jìn)行放大并傳送至所述輸出端V0UT。請同時(shí)參閱圖2，圖2為本發(fā)明低功耗驅(qū)動(dòng)器較佳實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。其中，所述驅(qū)動(dòng)電路包括一第一場效應(yīng)管Ml、一第二場效應(yīng)管M2、一第三場效應(yīng)管M3、一第四場效應(yīng)管M4、一第五場效應(yīng)管M5、一第六場效應(yīng)管M6、一第七場效應(yīng)管M7、一第八場效應(yīng)管M8及一第九場效應(yīng)管M9，所述調(diào)節(jié)電路包括一第十場效應(yīng)管M10、一第十一場效應(yīng)管Mil、一第十二場效應(yīng)管M12、一第十三場效應(yīng)管M13、一第一電流源Iup及一第二電流源Idn,所述偏置電路包括一第十四場效應(yīng)管M14、一第十五場效應(yīng)管M15、一第三電流源Iref。本發(fā)明低功耗驅(qū)動(dòng)器較佳實(shí)施方式的連接關(guān)系如下所述第一場效應(yīng)管Ml的柵極與所述第一輸入端INN相連，所述第二場效應(yīng)管M2的柵極與所述第二輸入端INP相連，所述第一場效應(yīng)管Ml的源極、所述第二場效應(yīng)管M2的源極、所述第三場效應(yīng)管M3的漏極共同連接，所述第一場效應(yīng)管Ml的漏極、所述第四場效應(yīng)管M4的柵極及漏極、所述第六場效應(yīng)管M6的柵極共同相連，所述第二場效應(yīng)管M2的漏極、所述第五場效應(yīng)管M5的柵極及漏極、所述第七場效應(yīng)管M7的柵極共同相連，所述第六場效應(yīng)管M6的漏極、所述第八場效應(yīng)管M8的柵極及漏極、所述第九場效應(yīng)管M9的柵極、所述第十場效應(yīng)管MlO的柵極、所述第十一場效應(yīng)管Mll的柵極、所述第十二場效應(yīng)管M12的柵極、所述第十三場效應(yīng)管M13的柵極共同相連，所述第七場效應(yīng)管M7的漏極、所述第九場效應(yīng)管M9的漏極與所述輸出端VOUT相連，所述第三場效應(yīng)管M3的柵極、所述第十五場效應(yīng)管M15的柵極、所述第十四場效應(yīng)管M14的柵極和漏極與所述第三電流源Iref的一端相連，所述第十五場效應(yīng)管M15的漏極、所述第十四場效應(yīng)管M14的源極、所述第十二場效應(yīng)管M12的源極、所述第十三場效應(yīng)管M13的漏極共同相連，所述第十二場效應(yīng)管M12的漏極、所述第十場效應(yīng)管MlO的源極與所述第一電流源Iup的一端相連，所述第十三場效應(yīng)管M13的源極、所述第十一場效應(yīng)管Mll的漏極與所述第二電流源 Idn的一端相連，所述第三場效應(yīng)管M3的源極、所述第八場效應(yīng)管M8的源極、所述第九場效應(yīng)管M9的源極、所述第十五場效應(yīng)管M15的源極、所述第一電流源Iup的另一端、所述第二電流源Idn的另一端共同連接電源端VCC，所述第四場效應(yīng)管M4的源極、所述第五場效應(yīng)管M5的源極、所述第六場效應(yīng)管M6的源極、所述第七場效應(yīng)管M7的源極、所述第十一場效應(yīng)管Mll的源極、所述第十場效應(yīng)管MlO的漏極、所述第三電流源Iref的另一端共同連接接地端GND。本發(fā)明低功耗驅(qū)動(dòng)器的工作原理如下所述所述第一輸入端INN和第二輸入端INP共同輸入一對差分信號至所述驅(qū)動(dòng)電路并由驅(qū)動(dòng)電路將所述差分信號放大輸出至所述輸出端V0UT，所述調(diào)節(jié)電路通過檢測所述第一輸入端INN和所述第二輸入端INP的差分信號的差值大小來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述第三場效應(yīng)管M3的電流，從而達(dá)到改變所述輸出端VOUT的驅(qū)動(dòng)能力的目的。首先設(shè)置所述第一輸入端INN的電壓值和第二輸入端INP的電壓值相等，設(shè)定此時(shí)所述第一電流源Iup的電流全部流過所述第十場效應(yīng)管M10，設(shè)定此時(shí)所述第二電流源Idn的電流全部流過所述第十一場效應(yīng)管Mll，即所述第十二場效應(yīng)管M12和所述第十三場效應(yīng)管M13無電流流過，此時(shí)流過所述第三場效應(yīng)管M3的電流為第三電流源Iref的電流，此時(shí)整個(gè)低功耗驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力最小，且功耗也最低。當(dāng)所述第一輸入端INN和第二輸入端INP存在差異時(shí)，分以下兩種情況討論
當(dāng)所述第一輸入端INN的電壓值大于第二輸入端INP的電壓值時(shí)，可得所述第八場效應(yīng)管M8的柵極電壓VB升高，導(dǎo)致所述第十二場效應(yīng)管M12關(guān)斷，所述第十三場效應(yīng)管M13保持開啟，此時(shí)流過所述第十一場效應(yīng)管MlI的電流急劇增加，由于第二電流源Idn無法提供多余的電流，則導(dǎo)致流過所述第十五場效應(yīng)管M15的電流急劇增加，等效于流過所述第三場效應(yīng)管M3的電流急劇增加，從而使得所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流增加，進(jìn)而增加了整個(gè)低功耗驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力。由于此時(shí)所述輸出端VOUT處于下降沿，S卩加強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)下降沿的能力。當(dāng)所述第一輸入端INN的電壓值小于第二輸入端INP的電壓值時(shí)，可得所述第八場效應(yīng)管M8的柵極電壓VB降低，導(dǎo)致所述第十三場效應(yīng)管M13關(guān)斷，所述第十二場效應(yīng)管M12保持開啟，此時(shí)流過所述第十場效應(yīng)管MlO的電流急劇增加，由于第一電流源Iup無法提供多余的電流，則導(dǎo)致流過所述第十五場效應(yīng)管M15的電流急劇增加，等效于流過所述第三場效應(yīng)管M3的電流急劇增加，從而使得所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流增加，進(jìn)而增加了整個(gè)低功耗驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力。由于此時(shí)所述輸出端VOUT處于上升沿，S卩加強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)上升沿的能力。經(jīng)過以上原理分析，可知本發(fā)明低功耗驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了根據(jù)所述第一輸入端INN和第二輸入端INP的差分信號的差值大小來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力，對電流使用較經(jīng)濟(jì)，達(dá)到了低 功耗的目的。
權(quán)利要求
1.一種低功耗驅(qū)動(dòng)器,其特征在于所述低功耗驅(qū)動(dòng)器包括一第一輸入端，一第二輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與所述第一輸入端、所述第二輸入端、所述輸出端、所述電源端及所述接地端相連的驅(qū)動(dòng)電路，一與所述驅(qū)動(dòng)電路、所述電源端及所述接地端相連的調(diào)節(jié)電路和一與所述驅(qū)動(dòng)電路、所述調(diào)節(jié)電路、所述電源端及所述接地端相連的偏置電路。
2.如權(quán)利要求I所述的低功耗驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路包括一與所述第一輸入端相連的第一場效應(yīng)管、一與所述第二輸入端相連的第二場效應(yīng)管、一與所述第一場效應(yīng)管及所述第二場效應(yīng)管相連的第三場效應(yīng)管、一與所述第一場效應(yīng)管相連的第四場效應(yīng)管、一與所述第二場效應(yīng)管相連的第五場效應(yīng)管、一與所述第四場效應(yīng)管相連的第六場效應(yīng)管、一與所述第五場效應(yīng)管相連的第七場效應(yīng)管、一與所述第六場效應(yīng)管相連的第八場效應(yīng)管、一與所述第七場效應(yīng)管相連的第九場效應(yīng)管，所述調(diào)節(jié)電路包括一與所述第六場效應(yīng)管相連的第十場效應(yīng)管、一與所述第十場效應(yīng)管相連的第十一場效應(yīng)管、一與所述第十場效應(yīng)管相連的第十二場效應(yīng)管、一與所述第十場效應(yīng)管相連的第一電流源、一與所述第十一場效應(yīng)管相連的第十三場效應(yīng)管、一與所述第十一場效應(yīng)管相連的第二電流源，所述偏置電路包括一與所述第十二場效應(yīng)管和所述第十三場效應(yīng)管相連的第十四場效應(yīng) 管、一與所述第十四場效應(yīng)管相連的第十五場效應(yīng)管、一與所述第十四場效應(yīng)管相連的第二電流源。
3.如權(quán)利要求2所述的低功耗驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述第一場效應(yīng)管的柵極與所述第一輸入端相連，所述第二場效應(yīng)管的柵極與所述第二輸入端相連，所述第一場效應(yīng)管的源極、所述第二場效應(yīng)管的源極、所述第三場效應(yīng)管的漏極共同連接，所述第一場效應(yīng)管的漏極、所述第四場效應(yīng)管的柵極及漏極、所述第六場效應(yīng)管的柵極共同相連，所述第二場效應(yīng)管的漏極、所述第五場效應(yīng)管的柵極及漏極、所述第七場效應(yīng)管的柵極共同相連，所述第六場效應(yīng)管的漏極、所述第八場效應(yīng)管的柵極及漏極、所述第九場效應(yīng)管的柵極共同相連，所述第七場效應(yīng)管的漏極、所述第九場效應(yīng)管的漏極、所述輸出端共同相連，所述第三場效應(yīng)管的源極、所述第八場效應(yīng)管的源極、所述第九場效應(yīng)管的源極共同連接電源端，所述第四場效應(yīng)管的源極、所述第五場效應(yīng)管的源極、所述第六場效應(yīng)管的源極、所述第七場效應(yīng)管的源極共同連接所述接地端。
4.如權(quán)利要求2所述的低功耗驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述第十場效應(yīng)管的柵極、所述第十一場效應(yīng)管的柵極、所述第十二場效應(yīng)管的柵極、所述第十三場效應(yīng)管的柵極共同連接，所述第十二場效應(yīng)管的漏極、所述第十場效應(yīng)管的源極、所述第一電流源的一端共同相連，所述第十三場效應(yīng)管的源極、所述第十一場效應(yīng)管的漏極、所述第二電流源的一端共同相連，所述第一電流源的另一端、所述第二電流源的另一端共同連接所述電源端，所述第十場效應(yīng)管的漏極、所述第十一場效應(yīng)管的源極連接所述接地端。
5.如權(quán)利要求2所述的低功耗驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述第三場效應(yīng)管的柵極、所述第十五場效應(yīng)管的柵極、所述第十四場效應(yīng)管的柵極和漏極、第三電流源的一端共同相連，所述第十五場效應(yīng)管的漏極、所述第十四場效應(yīng)管的源極、所述第十二場效應(yīng)管的源極、所述第十三場效應(yīng)管的漏極共同相連，所述第十五場效應(yīng)管的源極連接所述電源端，所述第三電流源的另一端連接所述接地端。
6.一種實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于所述低功耗驅(qū)動(dòng)器包括一第一輸入端，一第二輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與所述第一輸入端、所述第二輸入端、所述輸出端、所述電源端及所述接地端相連的驅(qū)動(dòng)電路，一與所述驅(qū)動(dòng)電路、所述電源端及所述接地端相連的調(diào)節(jié)電路和一與所述驅(qū)動(dòng)電路、所述調(diào)節(jié)電路、所述電源端及所述接地端相連的偏置電路。
7.如權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于所述第一輸入端、所述第二輸入端輸入一對差分信號至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路將所述第一輸入端、所述第二輸入端輸入的差分信號進(jìn)行放大后傳送至所述輸出端，所述調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述第一輸入端、所述第二輸入端輸入的差分信號的差值大小來調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，所述偏置電路對所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行直流偏置。
8.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于當(dāng)所述第一輸入端的電壓值和第二輸入端的電壓值相等，則所述第一電流源的電流全部流過所述第十場效應(yīng)管，所述第二電流源的電流全部流過所述第十一場效應(yīng)管，所述第十二場效應(yīng)管和所述第十三場效應(yīng)管無電流流過，此時(shí)流過所述第三場效應(yīng)管的電流為所述第三電流源的電流， 則所述第三電流源的電流為所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述調(diào)節(jié)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流將所述差分信號進(jìn)行放大并驅(qū)動(dòng)至所述輸出端。
9.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于當(dāng)所述第一輸入端的電壓值大于第二輸入端的電壓值時(shí)，所述第八場效應(yīng)管的柵極電壓升高，使得所述第十二場效應(yīng)管關(guān)斷，所述第十三場效應(yīng)管保持開啟，流過所述第十一場效應(yīng)管的電流急劇增加，由于第二電流源無法提供多余的電流，則使得流過所述第十五場效應(yīng)管的電流急劇增加，即流過所述第三場效應(yīng)管的電流急劇增加，從而使得所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流增加，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述調(diào)節(jié)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流將所述差分信號進(jìn)行放大并驅(qū)動(dòng)至所述輸出端。
10.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于當(dāng)所述第一輸入端的電壓值小于第二輸入端的電壓值時(shí)，所述第八場效應(yīng)管的柵極電壓降低，使得所述第十三場效應(yīng)管關(guān)斷，所述第十二場效應(yīng)管保持開啟，流過所述第十場效應(yīng)管的電流急劇增力口，由于第一電流源無法提供多余的電流，則使得流過所述第十五場效應(yīng)管的電流急劇增力口，即流過所述第三場效應(yīng)管的電流急劇增加，從而使得所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流增加，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述調(diào)節(jié)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流將所述差分信號進(jìn)行放大并驅(qū)動(dòng)至所述輸出端。
全文摘要
一種低功耗驅(qū)動(dòng)器，包括一第一輸入端、一第二輸入端、一輸出端、一電源端、一接地端、一驅(qū)動(dòng)電路、一與驅(qū)動(dòng)電路相連的調(diào)節(jié)電路及一與驅(qū)動(dòng)電路及調(diào)節(jié)電路相連的偏置電路。本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)器的方法，所述方法可根據(jù)輸入差分信號的差值大小來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流，從而達(dá)到了低功耗的目的。
文檔編號H03K19/094GK102857211SQ201210335829
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者范方平 申請人:四川和芯微電子股份有限公司