具有宽微调范围的参考缓冲器的制造方法_2

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某些情况下,器件的 子集可以被选择以实现ZR或用作通路器件ZR的一部分。
[0030] 由于不同类型的器件可以具有不同的物理性质和特性(因而不同的参考电压微 调范围),参考缓冲器的整体参考电压微调范围通过具有切换机制,在很宽的范围内有效扩 展。例如,如果通路器件心被实施为二极管连接的NM0S晶体管,一个适当的大小或类型 (NM0S,PM0S,阈值电压等)的器件可以被切换以延伸满量程电压的微调范围。广义地说,切 换机制允许各种具有不同特性的器件被接入(即,用作通路器件4)以适应所期望的特定 的参考电压(微调范围)。有效地,切换机制延伸了参考缓冲器的微调范围,其中参考缓冲 器的通路器件包括一个或多个二极管连接的M0S晶体管。
[0031] 需要注意,图6中所示的切换机制仅用于说明(来说明切换机制如何运作),因为 切换使得开关在信号路径中。在信号路径中的开关可以减缓缓冲器的建立行为。因此,这 样的结构是不可取的。更实际的实现将使用不在信号路径中的开关。
[0032] 切换机制依赖于切换二极管连接的晶体管(具有不同的特性)的接入与断开。结 果是可编程参考缓冲器,其中参考电压微调可以在参考电压的宽范围内实现。在一些实施 例中,可编程参考缓冲器包括堆叠的源极跟随器,它包括处在共漏极结构的第一晶体管和 第二晶体管,通路器件分离第一晶体管和第二晶体管,其中通路器件包括可选择的二极管 连接的晶体管;和具有用于根据在通路器件的第一端子和第二端子提供的参考电压,选择 一个或多个二极管连接的晶体管用作通路器件一部分以被输出控制信号的控制器。相对于 图7,控制器被进一步详细说明。
[0033] 二极管连接的晶体管可以包括一个或多个以下:二极管连接的n通道金属氧化物 半导体场效应晶体管(多个)和二极管连接的P通道金属氧化物半导体场效应晶体管(多 个)。不同类型的二极管连接的晶体管可以用于提供低阻抗通路器件,这取决于应用。
[0034] 第一晶体管可以是n通道金属氧化物半导体场效应晶体管,而第二晶体管可以是 P通道金属氧化物半导体场效应晶体管。通路器件的第一端连接到第一晶体管的源极和通 路器件的第二端子被连接到第二晶体管的源极。
[0035] 图7是根据本申请的一些实施例,说明用于在参考缓冲器提供通路器件的实现的 示意图。控制器702被提供,它可以取所期望的参考电压和/或所期望的参考电压微调范 围作为输入(即,在通路器件的第一端子和第二端子提供的参考电压)并且输出控制信号 704,用于选择一个或多个的二极管连接的晶体管用作参考缓冲器706中通路器件的一部 分。一个或多个二极管连接的晶体管的选择可以经由切换机制708进行(使用图8和图9 中所示的方案实现)。
[0036] 控制器提供控制信号并且开关不在信号路径中
[0037] 切换可以被配置使得信号路径中没有开关以确保通路器件的速度不会受到损害。 换言之,通路器件的二极管连接的晶体管的信号路径中没有开关。使用控制器(例如图7 的控制器702),由控制器生成的控制信号可以被用来控制开关用以选择二极管连接的晶体 管的一个或多个被用作通路器件的一部分。
[0038] 这样的切换方案示于图8,它是根据本申请的一些实施例,说明用于在参考缓冲器 提供通路器件的一个实现的示意图。在此结构中,参考电压(VREF=VREFT_VREFB)等于栅极一 源极电压Ves,被选择用作通路器件一部分的二极管连接的器件。二极管连接的器件中的任 何一个可以被选择为用作经由控制信号等通路器件。控制信号打开或关闭相应的开关以提 供所期望的通路器件。对于每一个二极管连接的器件,一个开关可以在极管连接的器件的 漏极与栅极间提供,并且另一个开关可以在偏置电压VB和二极管连接的器件的栅极之间提 供。未选择用作通路器件的一部分的,一个或多个二极管连接的晶体管被切换在截止区操 作。未选用的一个或多个二极管连接的晶体管使用未被选用的一个或多个二极管连接的晶 体管的偏置电压与栅极间的下拉开关切换。
[0039] 提供具有不同阈值电压的器件的类型
[0040] 改进的参考缓冲器具有可以用作通路器件的一部分的潜在器件的一组器件或晶 体管。优选地,这些晶体管或晶体管组可以具有不同的特性以提供多种器件以从中选择。晶 体管可以具有不同的阈值电压。由于具有不同的阈值电压,宽微调范围能够被实现。
[0041] 在一些实施例中,一个或多个二极管连接的晶体管作为参考缓冲器的通路器件的 可选器件可以包括具有不同阈值电压的二极管连接的晶体管用于提供不同的参考电压微 调范围。这可以简单地通过包括具有不同的类型以提供不同的阈值电压的二极管连接的晶 体管来实现。
[0042] 对M0S器件使用的M0SFET的平方律模型,通路器件的Vss (即VREF)取决于器件的 阈值电压。VGS(SP,VREF)由下式给出:
[0043]
[0044] 其中,^是二极管连接的晶体管的阈值电压,y和CM是过程参数,而W(宽度)和 L(长度)是设计参数。
[0045] 基于该模型,参考电压VREF可以通过使用具有不同阈值电压(VT's)二极管连接的 器件来改变,如下面的等式所示。换句话说,所期望的参考电压VREF(微调范围)可以通过 具有适当的阈值电压和参数的M0S器件作为通路器件来实现。
[0049] 在图8所示的例子中,提供了三种类型的器件,即,具有低阈值电压(LVT)晶体管, 具有中等阈值电压(MVT)的晶体管,与具有较高的阈值电压(HVT)的晶体管。每一种晶体 管具有阈值电压和参数的各自的设定。使用的控制信号,这些器件中的任何一个可以被选 择(接入或激活)。在一个实例中,对于给定的所期望的参考电压微调范围,中等阈值电压 的晶体管可以被接入。如果给定所期望的参考电压微调范围变小,则低阈值电压的晶体管 可以被选择。有效地,参考电压的微调范围被改变在通过改变可用的,用作通路器件一部分 的二极管连接的器件的类型所允许。
[0050] 当然,以这种方式器件的类型的其他数量可以被选择。在本申请的上下文中,不同 的参考电压微调范围被定义为对应于配置以维持通路器件的第一端子与第二端子有基本 相同偏置电流(IREF)通过通路器件的二极管连接的晶体管的参考电压的不同范围。
[0051 ] 通过调整宽度提供不同阈值电压
[0052] 在一些情况下,与不同阈值电压相关的二极管连接的晶体管至少部分通过具有不 同宽度的二极管连接的晶体管提供。依赖不同类型的器件的VT's来设置参考电压可能导 致参考电压粗糙的变化,如果偏置电流(IREF)是要保持相对恒定。二极管连接的器件的宽 度(W)可以被改变以实现更精细的参考电压微调,同时保持IREF相对恒定,如下面的等式所 描述的。
[0053]
[0054] 二极管连接的器件的W可以通过接入或断开二极管连接器件的一部分被改变。二 极管连接的器件可以包括并联的较小的二极管连接的晶体管以提供聚集二极管连接器件 的宽度。因此,能够根据被切换接入的较小二极管连接器件的数量来调整二极管连接器件 的宽度。
[0055] 图9是根据本申请的一些实施例,示出了用于提供参考缓冲器中通路器件的一个 实现的示意图。如图9所示,中等阈值电压的二极管连接的晶体管可以具有并联的更小的 二极管连接的晶体管。开关可以在较小的二极管连接的晶体管的漏极与栅极以及较小二 极管连接的晶体管的栅极与偏置电压VB之间。该图至少示出了三个二极管连接的晶体管。 为了改变二极管连接的晶体管的宽度,一个或多个较小二极管连接的晶体管(每个标记为 MVT)可以被接入(S卩,在一个或多个个较小的二极管连接的晶体管可以被选择为一组)。换 言之,与由控制器可选择的不同阈值电压相关的二极管连接的组可以包括,并联的一个或 多个二极管连接的晶体管。在某些情况下,并联的一个或多个二极管具有基本相同的宽度。
[0056] 选择二极管连接的器件的组而不是仅一个
[0057] 在一些情况下,控制器选择单个二极管连接的晶体管用作通路器件。在另一些情 况下,二极管连接的晶体管包括与不同的参考电压微调范围(或者与不同参考电压微调范 围相关的二极管连接的晶体管的不同组合)相关的二极管连接的晶体管的组。而不是选择 单个晶体管,可以选择的二极管连接的晶体管的组(使用控制器的适当控制信号)以提供 阈值电压范围内更细粒度的控制并且提供可以用作通路器件,更广泛类型的二极管连接器 件。根据提供的参考电压,选择多个二极管元件的一个或多个可以包括确定提供参考电压 落入的不同参考电
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