具有浮动偏置的电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例涉及电子器件，以及更具体地在一个或多个实施例中涉及具有浮动偏置的电路。
【背景技术】
[0002]电路元件(诸如，晶体管)具有击穿电压，其中他们如预期停止运行和/或可永久损坏。电路元件的击穿电压通常基于用于制造该组件的制造工艺，以及不同的制造工艺可以导致不同的击穿电压。因此，在需要更大的电压电源的情况下，通常使用具有较高的击穿电压的电路元件。然而，较高的击穿电压也有一定的妥协。例如，当组件的击穿电压增加时，该组件的最大运行速度会降低。此外，对于晶体管，较高的击穿电压可以导致增加的晶体管集电极的电阻，这会导致较差的余量。这些妥协可在使用高电压电源和以高速运行的系统中是显著的。
【发明内容】
[0003]描述的电路或装置包括一个或多个浮置偏置电路，使得信号处理电路的元件部分保持在其击穿电压阈值内，并使用较大的电源。
[0004]在一些实施例中，提供了一种装置，其包括信号处理电路；第一内部轨电压电路，被配置为接收第一电源电压，并提供响应于信号处理电路中的数据信号的电压变化而变化的第一内部轨电压；以及第二内部轨电压电路，被配置为接收第二电源电压，并提供响应于信号处理电路的数据信号的电压变化而变化的第二内部轨电压。
[0005]在某些实施例中，信号处理电路包括晶体管。在一些实施例中，信号处理电路包括双极结晶体管。在某些实施例中，第一内部轨电压电路和第二内部轨电压电路的每一个包括多个开关元件、缓冲器和电阻元件。在一些实施例中，所述电阻元件包括电阻和晶体管中的至少一个。在某些实施例中，第一内部轨电压电路的电压电平是在第一电源电压和信号处理电路中的数据信号的电压之间的大约一半。在一些实施例中，在第二内部轨电压电路的电压电平是第二电源电压和信号处理电路中的数据信号的电压之间的大约一半。在某些实施例中，第一内部轨电压电路和信号处理电路中的数据信号的电压之间的电压差最多是信号处理电路中的一个或多个组件的击穿电压阈值的一半。在一些实施例中，第二内部轨电压电路和信号处理电路中的数据信号的电压之间的电压差最多是信号处理电路中的一个或多个组件的击穿打压阈值的一半。在某些实施例中，第一电源电压和第二电源电压之间的电压差大于信号处理电路的一个或多个组件的击穿电压阈值。在一些实施例中，所述第一内部轨电压和所述第二内部轨电压电路之间的电压差小于或等于所述信号处理电路的一个或多个组件的击穿电压阈值。
[0006]在某些实施例中，该装置还包括:在第一电源电压的节点和第一内部轨电压电路之间电耦合的第三内部轨电压电路，其中，所述第三内部轨电压电路被配置以提供响应于所述数据信号的电压变化而变化的第三内部轨道电压，和在第二电源电压的节点和所述第二内部轨电压电路之间电耦合的第四内部轨电压电路，其中，所述第四内部轨电压电路被配置成提供响应于所述数据信号的电压变化而变化的第四内部轨道电压。
[0007]在一些实施例中，提供了用于提高信号处理电路的电压范围的方法。该方法可以包括从第一内部轨电压向信号处理电路提供第一内部轨电压电路，其中，第一内部轨电压响应于所述信号处理电路的输出电压的变化而变化，其中，第一内部轨道电压电路被电耦合到所述信号处理电路并被配置为接收第一电源电压，并从第二内部轨电压电路向信号处理电路提供第二内部轨电压，其中，所述第二内部轨电压响应于所述信号处理电路的输出的电压变化而变化，其中，第二内部轨电压电路被电耦合到所述信号处理电路并被配置为接收第二电源电压。
[0008]在某些实施例中，第一内部轨电压小于第一电源电压，以及第二内部轨电压大于所述第二电源电压。在一些实施例中，第一内部轨电压电路的电压电平是在第一电源电压和所述信号处理电路中的数据信号的电压之间的近似一半，以及第二内部轨电压电路的电压电平是第二电源电压和信号处理电路中的数据信号的电压之间的近似一半。在某些实施例中，第一内部轨电压电路和信号处理电路中的数据信号的电压之间的电压差最多是信号处理电路中的一个或多个组件的击穿电压阈值的一半。在一些实施例中，第二内部轨电压电路和信号处理电路中的数据信号的电压之间的电压差最多是信号处理电路中的一个或多个组件的击穿电压阈值的一半。在某些实施例中，第一电源电压和第二电源电压之间的电压差大于所述信号处理电路的一个或多个组件的击穿电压阈值。在一些实施例中，第一内部轨电压和所述第二内部轨电压电路之间的电压差小于或等于所述信号处理电路的一个或多个组件的击穿电压阈值。
[0009]在本文描述的一些实施例中，提供了包括信号处理电路的装置，包含:具有击穿电压阈值的多个元件，耦合在第一电源供给源和信号处理电路的节点之间的一个或多个第一内部轨电压电路，以及电耦合到用于第二电源供给源和信号处理电路的节点的一个或多个第二内部轨电压电路。在某些实施例中，所述一个或多个第一内部轨电压电路以及所述一个或多个第二内部轨电压的每一个被配置为提供成与数据信号的电压变化成比例变化的内部轨电压，以及其中所述两个第二内部轨电压电路的内部轨电压之间的差值满足击穿电压阈值。
[0010]在本文描述的一些实施例中，提供了一种包括信号处理电路的装置，其包含多个开关元件，电耦合到第一电源供给源和信号处理电路的第一组开关元件的第一内部轨电压电路，其中，所述第一内部轨电压电路被配置为提供随着数据信号的电压变化成比例地变化的第一内部轨电压，和电耦合到第二电源供给源和信号处理电路的第二组开关元件的第二内部轨电压电路，其中，第二内部轨电压电路被配置以提供随着数据信号的电压变化成比例地变化的第二内部轨电压。
【附图说明】
[0011]图1A和IB是包括用于信号处理电路的一个或多个浮动偏置电路的系统的实施例的示意框图。
[0012]图2是示出信号处理电路和偏置电路的实施例的示意框图。
[0013]图3是示出浮动偏置电路的实施例的框图。
[0014]图4是说明包括在输入级的浮动偏置电路和在输出级的浮动偏置电路的电流反馈放大器的实施例的电路图。
[0015]图5是说明用于在与浮动偏置电路结合使用的缓冲器电路的实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0016]某些实施例的以下详细描述提出了本公开内容的具体实施例的各种描述。然而，本公开的其他实施例可以以多种不同的方式实现，如由权利要求书定义和涵盖。在本说明书中，参考了附图，其中类似的附图标记可指示相似的元件。
[0017]图1A是用于产生一个或多个内部轨电压的系统100的实施例的示意性框图，所述一个或多个内部轨电压可以至少部分基于节点上的数据信号的电压电平而变化(在此也称为作为浮动偏差)。在一些实施例中，一个或多个内部轨电压与在节点处的数据信号的电压电平而成比例地变化。系统100可以有利地允许信号处理电路102超过给定处理的击穿电压阈值操作，并且可以包括信号处理电路102中，浮动偏置电路104、106 (也称为内部轨电压电路)，系统电源高源108 (也称为第一电源供给源)，以及系统电源低源110 (也称为第二电源供给源)。系统电源高源108和系统电源低源110可以电连接到集成电路的封装的触点，以从一个或多个电源接收相应电压偏差。浮动偏置电路/内部轨电压电路104可以电耦合至系统电源高源108和信号处理电路102，以及浮置偏置电路/内部轨电压电路106可以电耦合到系统电压低源110和信号处理电路102。
[0018]在一些实施例中，系统电源高源108可以是系统100的电源提供的最大电压。在某些实施例中，系统电源高源108可以是除了由电源供给所提供的最大电压以外的电压。在一些实施例中，系统电源低源110可以是由系统100的电源供给提供的最小电压。在某些实施例中时，系统电源低源110可以是处理由电源供给所提供的最小电压以外的电压。例如，在一些实施例中，系统电源高源108可以是24V，以及系统电源低源110可以是24V。然而，在一些实施例中，系统电源高源108可以是小于电源的最大电压，以及系统电源低源110可以大于电源供给的最小电压。例如，如果电源是36V的直流电源，系统电源高源108可以被配置为30V，以及系统电源低源110可以被配置为5V。上述实施例的任何组合可以根据需要使用。
[0019]信号处理电路102可以用于处理输入信号，并且可以使用各种电路拓扑来实现。例如，信号处理电路102可以被实现为线性传输环电路，电流反馈放大器或其它放大器电路。在一些实施例中，信号处理电路102可以对应于下文参考图4更详细描述的集成电路的输入级和/或输出级，因此，在一些实施例中，系统100可以增加电路的输入共模范围，并且，在某些实施例中，系统100可以增加电路可以容忍的数据信号的电压摆幅。
[0020]在一些实施例中，信号处理电路102可以使用各种元件实施，诸如晶体管(例如，场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、功率MOSFET、双极结型晶体管(双极结型晶体管)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等)、电阻器等，这将在下面参考图2更详细地描述。虽然术语“金属”和“氧化”都存在于MOSFET的名称，但可以理解这些晶体管可具有由除了金属的其它材料制作的栅极，诸如多晶硅栅极，并且可具有从除了氧化硅的电介质制作的电介质“氧化”区域，诸如由氮化硅或高k介电材料。如前面提到的，信号处理电路102的组件(例如，晶体管)具有击穿电压阈值，当超过时，使得信号处理电路102停止预期的操作(例如，完全停止运行和/或降低的精度、引入错误等)。
[0021]在一些实施例中，系统电源高源108和系统电源低源110之间的电压差不满足信号处理电路102中组件的击穿电压阈值在。在这种情况下，浮置偏置电路104、106可用于使信号处理电路102正常工作。在一些实施例中，最接近信号处理电路102的两个浮动偏置电路是(或一个浮动偏置电路和系统电源高源108和系统电源低源110中的一个)之间的电压差满足击穿电压阈，从而使信号处理电路102正常工作。
[0022]此外，浮动偏置电路104、106可用于维持所述信号处理电路102的组件在它们的击穿电压阈值中或满足信号处理电路102的组成部分的击穿电压阈值，同时增加信号处理电路102可使用的电源范围。在一些实施例中，浮动偏置电路104、106可以使用开关元件来实现，诸如晶体管(例如、FET、MOSFET、晶体管、功率FET、双极结型晶体管等)，缓冲器，电阻元件(例如，电阻器，晶体管)，和类似物。类似于信号处理电路102的组件，浮动偏置电路104、106的组件可具有击穿电压阈值。在一些实施例中，浮置偏置电路104、106的元件的击穿电压阈值可以相同或近似等于信号处理电路102的组件的击穿电压阈值。在某些实施例中，浮动偏置电路104、106的组件的击穿电压阈值可不同于信号处理电路102的组件的击穿电压阈值(例如，更大和/或更小)。
[0023]浮动偏置电路104可被电耦合到系统电源高源108和信号处理电路102，并且可以被配置为提供电压到信号处理电路102，它低于系统电源高源108的电压。在一些实施例中，浮置偏压电路104(例如，在浮动偏置电路104的节点)的电压电平是系统电源高源108的电压电平和信号处理电路102的电压电平(例如，数据信号在信