一种单增益缓冲器的制造方法_3

文档序号:8433407阅读:来源:国知局
Mssn)来实现的。N型晶体管(Mssn)的漏极连接节点b,源极连接接地电压(GND),栅极接收第二控制信号(GN)并根据其产生第二感应电流(Idssn)。第二开关单元363是利用N型晶体管(Mswn)来实现的。N型晶体管(Mswn)漏极连接N型晶体管(MNo2)的源极,源极接收接地电压(GND),栅极连接第二反相器(INV2)的输出端。
[0058]由于本发明运算放大器300中的主电路310以及主输出级320的运作方式和图2A中的主电路22以及输出级26相同,故不再赘述其详细动作原理。以下仅详细介绍辅助输出级330的动作原理。
[0059]根据本发明的实施例,当输入端(IN)信号维持在低电平的稳态期间时,第一控制信号(GP)维持在第一稳态电压,第二控制信号(GN)维持在第三稳态电压。当输入端(IN)信号维持在高电平的稳态期间时,第一控制信号(GP)维持在第二稳态电压,第二控制信号(GN)维持在第四稳态电压。其中,高电平为5V的电源电压(VDD),低电平为OV的接地电压(GND) ο
[0060]当第一控制信号(GP)维持在第一稳态电压或者第二稳态电压时,P型晶体管Mssp (第一电流传感器351)所产生的第一感应电流Idssp小于第一电流源(Ipl)供应的电流Ipl,使得节点a为接地电压(GND)。换句话说,当第一控制信号(GP)维持在第一稳态电压或者第二稳态电压时,第一反相器(INVl)输入端接收接地电压(GND),且输出端产生电源电压(VDD)。因此,P型晶体管Mswp未开启(turn off),使得P型晶体管MPo2未连接电源电压(VDD)而未开启。
[0061]当第二控制信号(GN)维持在第三稳态电压或者第四稳态电压时,N型晶体管Mssn (第二电流传感器361)所产生的第二感应电流Idssn皆小于第二电流源(Inl)供应之电流Inl,使得节点b为电源电压(VDD)。换句话说,当第二控制信号(GN)维持在第三稳态电压或者第四稳态电压时,第二反相器(INVl)输入端接收电源电压(VDD),且输出端产生接地电压(GND)。因此,N型晶体管Mswn为不开启(turn off),使得N型晶体管MNo2未连接接地电压(GND)而未开启。
[0062]当输入端(IN)信号由低电平转变为高电平的转换期间,第一控制信号(GP)由第一稳态电压产生一电压降(负脉冲)后,逐渐回复至第二稳态电压。在此转换期间,P型晶体管Mssp (第一电流传感器351)所产生的第一感应电流Idssp将大于第一电流源(Ipl)供应之电流Ipl,使得节点a为电源电压(VDD)。因此,第一反相器(INVl)输入端接收电源电压(VDD)并产生接地电压(GND)至P型晶体管Mswp,使得P型晶体管Mswp开启(turnon),让P型晶体管MPo2连接至电源电压(VDD),并可根据第一控制信号(GP)来开启(turnon)P型晶体管MPo2。
[0063]当输入端(IN)信号由低电平转变为高电平的转换期间,主输出级320中的P型晶体管MPol以及辅助输出级330中的P型晶体管MPo2都同时开启,因此可以更快速地将输出端(OUT)信号由低电平拉高(pull up)至高电平。
[0064]当输入端(IN)信号由高电平转变为低电平的转换期间,第二控制信号(GN)由第四稳态电压产生一电压升(正脉冲)后,逐渐回复至第三稳态电压。在此转换期间,N型晶体管Mssn (第二电流传感器361)所产生的第二感应电流Idssn将大于第二电流源(Inl)供应之电流Inl,使得节点b为接地电压(GND)。因此,第二反相器(INV2)输入端接收接地电压(GND)并产生电源电压(VDD)至N型晶体管Mswn,使得N型晶体管Mswn开启(turn on),让N型晶体管MNo2连接接地电压(GND),并可根据第二控制信号(GN)来开启(turn on)N型晶体管MNo2。
[0065]当输入端(IN)信号由高电平转变为低电平的转换期间,主输出级320中的N型晶体管MNol以及辅助输出级330中的N型晶体管MNo2都同时开启,因此可以更快速地将输出端(OUT)信号由高电平拉低(pull down)至低电平。
[0066]参见图4B,输入端(IN)信号由低电平转变为高电平的第一转换期间为TLH ;输入端(IN)信号维持在高电平的第一稳态期间为TH;输入端(IN)信号由高电平转变为低电平的第二转换期间为THL ;以及输入端(IN)信号维持在低电平的第二稳态期间为TL。同理,当输入端(IN)信号持续在高低电平之间变化时,上述四个期间会依序地重复出现。再者,第一控制信号(GP)的第一稳态电压约为4.76V,第二稳态电压约为4.68V ;第二控制信号(GN)的第三稳态电压约为0.80V,第四稳态电压约为0.76V。
[0067]在第一转换期间(TLH),输入端(IN)信号由接地电压(GND)上升至电源电压(VDD)。此时,第一控制信号(GP)由第一稳态电压(4.76V)快速降至约3.90V。之后,第一控制信号(GP)逐渐回复至第二稳态电压(4.68V)。同时,第二控制信号(GN)由第三稳态电压(0.80V)降至第四稳态电压(0.76V)。因此,于第一瞬时期间(TLH),主输出级320中的P型晶体管(MPol)与辅助输出级330中的P型晶体管(MPo2)开启,且辅助输出级330中的N型晶体管(MNo2)未开启,因此可将输出端(OUT)信号由低电平拉高(pull up)至高电平。并且,本发明单增益缓冲器之输出端(OUT)信号之上升沿电压转换速率高于现有的单增益缓冲器。
[0068]在第一稳态期间(TH),输入端(IN)信号与输出端(OUT)信号维持在高电平,第一控制信号(GP)维持在第二稳态电压(4.68V),第二控制信号(GN)维持在第四稳态电压(0.76V)。因此,在第一稳态期间(TH),辅助输出级330中的P型晶体管(MPo2)与N型晶体管(Mno2)皆未开启,因此可将输出端(OUT)信号维持在高电平。
[0069]在第二转换期间(THL),输入端(IN)信号由电源电压(VDD)下降至接地电压(GND) ο此时,第一控制信号(GP)由第二稳态电压(4.68V)升至第一稳态电压(4.76V)。同时,第二控制信号(GN)由第四稳态电压(0.76V)快速上升至1.84V,之后回复至第三稳态电压(0.80V)。因此,在第二转换期间(THL),主输出级320中的N型晶体管(MNol)与辅助输出级330中的N型晶体管(MNo2)开启,且辅助输出级330中的P型晶体管(MPo2)未开启,因此可将输出端(OUT)信号由高电平拉低(pull down)至低电平。并且,本发明单增益缓冲器之输出端(OUT)信号的下降沿电压转换速率低于现有单增益缓冲器。
[0070]在第二稳态期间(TL),输入端(IN)信号与输出端(OUT)信号维持在低电平,第一控制信号(GP)维持在第一稳态电压(4.76V),第二控制信号(GN)维持在第三稳态电压(0.80V)。因此,于第二稳态期间(TL),辅助输出级330中的P型晶体管(MPo2)与N型晶体管(Mno2)都未开启,因此可将输出端(OUT)信号维持在低电平。
[0071]参见图5A,反相器(INV)包括:一 N型晶体管(MNl)与一第三电流源(In2)。第三电流源(In2)连接于电源电压(VDD)以及节点c之间。并且,N型晶体管(MNl)栅极作为反相器(INV)输入端,源极连接至接地电压(GND),漏极连接至节点c并做为反相器(INV)输出端。因此,当输入端的电压为高电平时,N型晶体管(MNl)开启(turn on),并使得输出端之电压为低电平;反之,当输入端的电压为低电平时,N型晶体管(MNl)不开启(turn off),并使得输出端电压为高电平。其中,高电平为电源电压(VDD),低电平为接地电压(GND)。
[0072]另外,参见图5B,反相器(INV)包括:一 P型晶体管(MPl)与一第四电流源(Ip2)。第四电流源(Ip2)连接于节点d与接地电压(GND)之间。再者,P型晶体管(MPl)栅极作为反相器(INV)输入端,源极连接电源电压(VDD),漏极连接至节点d并做为反相器(INV)输出端。因此,当输入端电压为高电平时,P型晶体管(MPl)不开启(turn off)
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