具有浮动偏置的电路的制作方法_2

文档序号:8924920阅读:来源:国知局
号处理电路102的一节点的电压电平)的中间或大约中途,并可以随着信号处理电路102的电压电平变化而变化(例如,当输入节点、输出节点Vott、或某些其他节点的电压电平变化,或当在节点的数据信号的电压电平改变时,如需要的话)。此外,浮置偏置电路104可向信号处理电路102提供固定的直流电流。
[0024]类似地,浮动偏置电路106可以电耦接系统电源低源110和信号处理电路102,并且可以被配置为向信号处理电路102提供高于系统电源低源110的电压的电压,。在一些实施例中,浮置偏压电路106(例如,在浮动偏置电路106的节点)的电压电平可以是在系统电源低源110的电压电平和信号处理电路102的电压电平之间的中途或大约中途(例如,当信号处理电路102的节点的数据信号的电压电平变化时),并可以随着信号处理电路102的电压电平变化而变化(例如,根据需要,当输入节点、输出节点Vtot、或某些其他节点的电压电平变化时)。此外,浮置偏置电路106可向信号处理电路102提供固定的直流电流。
[0025]在一些实施例中,浮动偏置电路104可以提供系统功率高源108和信号处理电路102之间的电压降,以及浮置偏置电路106可以提供信号处理电路102和系统电源低源110之间的电压降。例如,在某些实施例中,浮置偏置电路104可以提供系统功率高源108和信号处理电路102之间的50%的电压降,以及浮动偏置电路106可提供信号处理电路102和系统电源低源110之间50%的电压降。在一些实施例中,浮置偏置电路104和/或浮动偏置电路106可以提供两个浮动偏置电路之间和/或一个浮动偏置电路和任何一个系统电源高源108、系统电源低源110和信号处理电路102或它们的组合之间的50%的电压降。其它偏置电平将被本领域的普通技术人员容易地确定。例如,在一些实施例中,如所希望的,浮置偏置电路104106可以使用并配置以在组件之间提供一个40%、60%或其他的电压降。
[0026]以这种方式,浮动偏置电路104、106能有效地加倍或以其它方式扩大信号处理电路102可使用的电源供给范围。例如,如果信号处理电路102的一些组件具有18V的击穿电压阈值,并且该系统使用36V直流电源(例如,系统功率高源108具有36V的电压,以及系统电源低源110具有OV的电压),浮动偏压电路104的电压电平(例如,在浮动偏置电路104的节点)可以是27V,以及浮动偏压电路106(例如,在浮动偏置电路106的节点)的电压电平可以是9V。因此,信号处理电路的组件被暴露于18V差分(9V至27V),而不是36V差分(0V至36V),从而满足击穿电压阈值。因此,相对较大的电源电压(例如,36V)可由具有较低的击穿电压阈值(例如,18V)的信号处理电路102的组件使用。
[0027]类似地,浮动偏置电路104、106可以增加信号处理电路102的组件的电压摆动范围。例如,如果信号处理电路102的组件具有19V的击穿电压阈值,并使用19V电源供给,组件可以具有小于或等于19V(例如,0V-19V)的电压摆动。然而,通过包括浮动偏置电路104、106,信号处理电路102的组件不仅可以使用更大的电源(例如,35V等),各组件的电压摆动范围也可以增加(例如,6V?33V?)。
[0028]此外,当信号处理电路102中的数据信号的电压电平变化(例如,在参考点处的数据信号的电压,诸如输出节点VOUT、输入节点、另一些节点等)时,浮动偏置电路104、106的电压电平可改变。例如,如果在参考节点的电压电平从18V改变至12V,浮动偏压电路104(例如,在浮动偏置电路104的节点)的电压电平可以摆动至24V,以及浮动偏置电路106的电压电平(例如,在浮动偏置电路106的节点)可以摆动到6V。以这种方式,信号处理电路102的组件可以保持在它们的击穿电压阈值(例如,电压差满足击穿电压阈值)中。同样地,浮动偏置电路104、106的组件也可以保持在它们的击穿电压中。
[0029]尽管图1A的系统100示出系统电源高源108和信号处理电路102之间的单个浮置偏置电路104,但应该理解,由点线指示地,多浮置偏置电路104被放置在系统电源高源108和一系列堆栈中的信号处理电路102之间。同样地,多个浮动偏置电路106可以被放置在系统电源低源110和一系列堆栈中的信号处理电路102之间。
[0030]另外的浮动偏置电路可以使得更大的电源供给用于给定的信号处理电路102,以及进一步增加电压摆动范围,同时保持信号处理电路102的组件和浮动偏置电路在它们的击穿电压阈值内。例如,如果对于信号处理电路102的某些组件的击穿电压阈值是12V,系统电源高源108的电压电平是18V,以及系统电源低源110的电压电平是-18V,该系统100可以包括四个浮动偏置电路:分别具有在6V和12V的电压电平的系统电源高源108之间的两个浮置偏置电路(例如,在浮动偏置电路的节点),和分别具有在-6V和-12V的电压电平的系统电源低源110(例如,在浮动偏置电路的节点)之间的两个浮动偏置电路。信号处理电路102可耦合到具有6V和-6V的电压水平的浮动偏置电路。以这种方式,信号处理电路102的组件可以在12V击穿电压阈值内运作。应该理解,组件的击穿电压可以不同于12V,并且可以至少部分基于用于构建组件的制造工艺。此外,如先前所讨论地,浮动偏置电路的组件可具有与信号处理电路102的组件的击穿电压阈值的相同或不同的击穿电压阈值。
[0031]如前所述,当数据信号的电压电平改变时,浮动偏置电路的电压电平(例如,在浮动偏置电路的节点)也可变化,从而保持了信号处理电路102的组件在击穿电压阈值内。在一些实施例中,输出节点VOUT的信号用于改变浮动偏置电路的电压电平。在某些实施例中,在输入节点的数据信号的电压电平用于改变浮动偏置电路的电压电平。应该理解,当需要时,可以使用其他的浮动偏置电路。
[0032]在一些实施例中,可以至少部分基于信号处理电路的组件和/或浮动偏置电路102的组件的击穿电压阈值和系统100使用的电源供给的电压电平(例如,电源/((击穿电压阈值/2)-2)或电源供给/击穿电压阈值)而确定系统100的最小数量的浮动偏置电路。在一些实施例中,信号处理电路102以上的浮动偏置电路(例如,浮动系统电源高源108和信号处理电路102之间的偏置电路)和信号处理电路102以下的浮动偏置电路102 (例如,浮动系统电源低源110和信号处理电路102之间的偏置电路)之间的最大电压级可以至少部分基于信号处理电路102的组件和/或浮动偏置电路的组件的击穿电压阈值(例如,击穿电压阈值/2)。
[0033]图1B是包括与信号处理电路102电耦合的一个或多个浮置偏置电路104、106的系统100的实施例的示意框图。此外,图1B的示出实施例中的系统00包括偏置电路112、114。应当理解,根据需要,可以在系统100中使用更少、更多或不同的偏置电路。偏置电路112可电耦合系统电源高源108和浮动偏置电路104,以及偏置电路114可电耦合系统电源低源110和浮动偏置电路106。应该理解,根据需要,该偏置电路112、114可放置在不同的地点。例如,在一些实施例中,偏置电路112可以放置在信号处理电路102和浮动偏置电路104之间,和/或偏置电路114可被放置在信号处理电路102和浮动偏置电路106之间。该偏置电路112、114可用于维护浮动偏置电路104、106的组件在适当的操作条件(例如,预定的电压或电流)。
[0034]图2是示出在系统100中的信号处理电路102和偏置电路112、114的实施例的示意框图。如先前所描述地,信号处理电路102可用于处理输入信号,以及偏置电路112、114可用于保持浮动偏置电路104、106的组件在适当的操作条件。
[0035]在图示的实施例中,电阻器202、204可以分别位于输出节点VOUT与浮动偏置电路104之间以及输出节点VOUT与浮动偏置电路106之间。在一些实施例中,电阻器202、204可被认为是信号处理电路102的一部分,浮动偏置电路104、106的一部分和/或作为单独的电路或组件。电阻202、204可分别用作输出节点VOUT与浮动偏置电路104、106之间的分压器。在一些实施例中,电阻器202、204可以被替换为其他的电阻元件,诸如晶体管(FET、晶体管、双极结型晶体管、JFET等)或其他组件或分压器。
[0036]此外,在示出图2的实施例中,信号处理电路102可以包括多个开关元件,诸如布置为线性传输环电路的晶体管Q1、Q2、Q3、Q4。因此,在一些实施例中,输入结点VIN可以电耦合到晶体管Q3、Q4的基极/栅极,晶体管Q3、Q4的集电极/漏极可以电耦合到彼此,晶体管Ql、Q2的发射极/源极和输出节点VOUT以及晶体管Q3、Q4的发射极/源极可以分别电耦合到晶体管Q1、Q2的基极/栅极。虽然晶体管Q1、Q2、Q3、Q4被示为双极结型晶体管,但可以理解,该晶体管Q1、Q2、Q3、Q4可以使用任何数目的晶体管拓扑实施,诸如(但不限于)PNP型晶体管、NPN型晶体管、晶体管、场效应晶体管、IBGT, JFET等。此外,应该理解,其它类型的电路可用作信号处理电路102中发生的线性传输环电路,诸如(但不限于)电流反馈放大器或其它放大器电路。
[0037]在图2的示出实施例中,偏置电路112可使用电压偏置源Vbl、晶体管Q5和电阻器206实施。然而,应当理解,根据需要,可以是在偏置电路112使用更少、更多或不同的组件。在一些实施例中,电阻器206可以串联电耦合系统电源高源108和发射器/晶体管Q5的源极。在这样的实施例中,晶体管Q5的集电极/漏极可以电耦合浮动偏置电路104。然而,如先前描述的,在一些实施例中,根据需要,偏置电路112可位于浮动偏置电路104和信号处理电路102之间。在这样的实施例中,电阻器206的一端可以电耦合到浮动偏置电路104,以及晶体管Q5可被电耦合至信号处理电路102。
[0038]类似地,偏置电路114可使用电压偏置源Vb2、晶体管Q6和电阻器208实现。然而,可以理解,根据需要,偏压电路114中可以使用更少、更多或不同的组件。在一些实施例中,电阻器208可以串联电耦合系统电源低源110和发射器/晶体管Q6的源极。在这样的实施例中,晶体管Q6的集电极/漏极可以电耦合浮动偏置电路106。然而,如先前描述的,在一些实施例中,根据需要,偏置电路114可位于浮动偏置电路106和信号处理电路102之间。在这样的实施例中,电阻器208的一端可以电耦合到浮动偏置电路106,以及晶体管Q6可被电耦合至信号处理电路102。
[0039]应该理解,偏置电路112,114可以多种方式实施,而不脱离本描述的精神。例如,在一些实施例中,电阻器208可以用另一个电阻元件代替,诸如晶体管。此外,晶体管Q5和Q6可实现为NPN型或PNP型双极结型晶体管(如图所示)、场效应晶体管、晶体管、IGBT、JFET等等。此外,在某些情况下,偏置电路112、114可被实现为电流源。
[0040]图3是示出在系统100中的浮动偏置电路104、106的实施例的示意框图。如前所述,浮动偏置电路104可被电耦合到系统功率高源108和/或偏置电路112和信号处理电路102,以及浮置偏置电路106可被电耦合至系统电源低源1
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