一种DDR4标准的高速接收器电路的制作方法

文档序号:14992411发布日期:2018-07-20 22:35阅读:483来源:国知局

本发明涉及集成电路设计技术,尤其涉及一种ddr4标准的高速接收器电路。



背景技术:

高密度动态存储器(dram)总线的带宽和接口速度是衡量系统性能的重要指标,工业界不断推动系统设计限制的边界,以实现更高的存储器接口数据传输速率。ddr4sdram在容量、速率和兼容性上都比之前ddr3sdram有很大提高,在许多领域得到了广泛的应用,但是ddr4接收器电路的设计仍存在着很多问题,例如:由于电平标准的不同和传输速率的提高,传统的ddr3标准接收器电路结构已不适用于ddr4标准接收器的设计;他人设计的ddr4标准接收器的电路结构较为复杂,使用多级差分放大器对输入信号进行放大处理,且需要具备额外的偏置电压产生电路,存在版图面积大、延时大和功耗高的缺点,且输出信号占空比受到工艺偏差、温度变化和电压波动的影响较大。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种结构简单、传输带宽高、传输延时小的ddr4标准高速接收器电路。

实现本发明目的的技术解决方案为:一种ddr4标准的输入接收器电路,包括第一晶体管mp1、第二晶体管mp2、第三晶体管mp3、第四晶体管mp4、第五晶体管mp5、第六晶体管mn1、第七晶体管mn2、第八晶体管mn3、第九晶体管mn4、第一反相器、第二反向器、第三反相器和第四反相器,其中第一晶体管mp1栅极接使能控制ie端,漏极接第三晶体管mp3、第六晶体管mn1漏极,源极接电源电压vdd;第二晶体管mp2栅极接使能控制ie端和第四反相器输入端,漏极接第四晶体管mp4、第七晶体管mn2漏极和第一反相器输入端,源极接电源电压vdd;第三晶体管mp3栅极和漏极短接后,接第一晶体管mp1、第七晶体管mn2漏极,源极接电源电压vdd;第四晶体管mp4栅极接第三晶体管mp3栅极,漏极接第二晶体管mp2、第七晶体管mn2漏极及第一反相器输入端,源极接电源电压vdd;第五晶体管mp5栅极接第四反相器输出端,漏极接第九晶体管mn4漏极,源极接电源电压vdd;第六晶体管mn1栅极接inn输入,漏极接第一晶体管mp1、第三晶体管mp3漏极,源极接第七晶体管mn2源极和第八晶体管mn3漏极;第七晶体管mn2栅极接inp输入,漏极接第二晶体管mp2、第四晶体管mp4漏极及第一反相器输入端,源极接第六晶体管mn1源极和第八晶体管mn3漏极;第八晶体管mn3栅极接ie端口,漏极接第六晶体管mn1、第七晶体管mn2源极,源极接地;第九晶体管mn4栅极接第一方向器输入端,漏极接第五晶体管mp5漏极,源极接第二反向器输出端和第三反相器输入端,第一反相器输出端接第二反向器输入端。

本发明与现有技术相比,其显著优点为:1)本发明的ddr4电路结构简单,减少了元件数量和芯片面积;2)本发明差分放大器中的一对差分管n管采用io电源域厚栅晶体管,p管采用内核低电压域薄栅晶体管,io电源域厚栅差分n管保证电路能正常工作在高电压域(io域),内核低电压域薄栅晶体管可以提高电路传输带宽,降低传输延时;3)本发明在信号线out1和out3间加入占空比改善电路,使整个电路在工艺参数、环境温度和电源电压发生变化的情况下,依然能保持较稳定的占空比,提高存储器读取性能。

附图说明

图1是本发明ddr4标准的高速接收器电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例,进一步说明本发明方案。

本发明提供的ddr4标准的高速接收器电路,包括差分放大器、缓冲器、占空比调节电路和输出反相器四个部分,其中:

(1)差分放大器包括由四个内核电源域的薄栅p型晶体管组成两组镜像电流源,由两个i/o电源域的厚栅n型晶体管mn1、mn2组成基本差动对(耦合对),以及由一个n型晶体管管mn3组成尾电流源,用于为差分对提供偏置电流,抑制输入共模电平的变化对mn1、mn2的工作以及输出电平的影响。

(2)缓冲器:由两组反相器组成,起到缓冲、延时的作用。

(3)占空比调节电路:由mn4、mp5组成,用于改善输出占空比。

(4)输出反相器,用于放大来自电路输出的高电位信号,确保输出电路有足够的驱动。

ddr4标准的高速接收器电路具体电路结构如图1所示,包括第一晶体管mp1、第二晶体管mp2、第三晶体管mp3、第四晶体管mp4、第五晶体管mp5、第六晶体管mn1、第七晶体管mn2、第八晶体管mn3、第九晶体管mn4、第一反相器、第二反向器、第三反相器和第四反相器,其中第一晶体管mp1栅极接使能控制ie端,漏极接第三晶体管mp3、第六晶体管mn1漏极,源极接电源电压vdd;第二晶体管mp2栅极接使能控制ie端和第四反相器输入端,漏极接第四晶体管mp4、第七晶体管mn2漏极和第一反相器输入端,源极接电源电压vdd;第三晶体管mp3栅极和漏极短接后,接第一晶体管mp1、第七晶体管mn2漏极,源极接电源电压vdd;第四晶体管mp4栅极接第三晶体管mp3栅极,漏极接第二晶体管mp2、第七晶体管mn2漏极及第一反相器输入端,源极接电源电压vdd;第五晶体管mp5栅极接第四反相器输出端,漏极接第九晶体管mn4漏极,源极接电源电压vdd;第六晶体管mn1栅极接inn输入,漏极接第一晶体管mp1、第三晶体管mp3漏极,源极接第七晶体管mn2源极和第八晶体管mn3漏极;第七晶体管mn2栅极接inp输入,漏极接第二晶体管mp2、第四晶体管mp4漏极及第一反相器输入端,源极接第六晶体管mn1源极和第八晶体管mn3漏极;第八晶体管mn3栅极接ie端口,漏极接第六晶体管mn1、第七晶体管mn2源极,源极接地;第九晶体管mn4栅极接第一方向器输入端,漏极接第五晶体管mp5漏极,源极接第二反向器输出端和第三反相器输入端,第一反相器输出端接第二反向器输入端。本发明mp4栅端接ou1信号线,源端接第二级反相器的输出,即out3信号线,在信号线out1和out3间加入由mn4、mp5组成的占空比改善电路,在差分放大输出信号out1之后,信号分为两路:第一路经过两级反相器驱动out3点,第二路直接驱动上拉的n管,提前两级反相器的延时预先拉高out3点的电平,达到提高占空比的功能;同时,占空比的提升幅度和两级反相器的延时成正比,如需增加占空比调节的能力,可增加out1到out3之间反相器的级数。

其中,第一晶体管mp1、第二晶体管mp2、第三晶体管mp3、第四晶体管mp4、第五晶体管mp5是p型晶体管。第一晶体管mp1、第二晶体管mp2、第三晶体管mp3、第四晶体管mp4为内核电源域的薄栅p型晶体管,可以提高电路传输带宽,降低传输延时。第六晶体管mn1、第七晶体管mn2、第八晶体管mn3、第九晶体管mn4是n型晶体管。第六晶体管mn1、第七晶体管mn2为i/o电源域的厚栅n型晶体管,可以保证电路能正常工作在高电压域(io域)。第一反相器、第二反相器和第三反相器为cmos反相器。第四反相器为ttl非门电路。

本发明的工作原理如下:

inn=vref,给inp提供参考电压,保证mn1始终处于开启状态;

ie=0时,mp1、mp2开启,mp5关闭,mn3关闭,电路无法正常工作,无论inp接任何信号,对输出端out不造成影响,out恒为0;

ie=1时,mp1、mp2关闭,mn3开启,电路处于工作状态;

inp=0时,mn2关闭,mp3开启,mp4关闭,mn3关闭,信号线out1=0,经过两组反相器,输出端out=0;

inp=1时,mn2开启,mp3关闭,mp4开启,mn3开启,信号线out1=1,经过两组反相器,输出端out=1。

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