低阻抗参考电压发生装置和系统的制作方法

低阻抗参考电压发生装置和系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种低阻抗参考电压发生装置和系统。该装置包括：包含提供输出电压的第一晶体管的电压控制回路；和感测流过第一晶体管的相对于参考电流的电流的电流控制回路。与传统参考发生器相比具有基本上更小的功耗的低阻抗。
【专利说明】低阻抗参考电压发生装置和系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低阻抗参考电压发生装置和系统。
【背景技术】
[0002]提供低阻抗参考电压的电路具有高功耗。例如，在IV的电源电压下，传统的低阻抗参考发生器要消耗超过5mA来提供低阻抗参考电压。现今的计算机和模拟电路在低电源电压下运行并且优选地具有低功耗和小尺寸，这使得传统的低阻抗参考发生器的使用面临挑战。
实用新型内容
[0003]以较低功耗提供低阻抗参考电压是公知的挑战。本实用新型的实施例涉及与传统参考发生器相比具有基本上更小的功耗的低阻抗参考电压发生器的装置和系统。
[0004]下文提供了本实用新型的实施例的简略概述以便提供对实施例的一些方面的基本理解。该概述不是对本实用新型的实施例的广泛综述。该概述既不是要指明这些实施例的关键或重要特征也不是要叙述这些实施例的范围。其唯一目的是以简单形式提供本实用新型的实施例的一些概念，将其作为下面介绍的【具体实施方式】的开头。
[0005]在一个实施例中，提供了 一种低阻抗参考电压发生装置，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生装置包括:电压控制回路，其包括提供输出电压的第一晶体管；以及电流控制回路，其感测流过所述第一晶体管的相对于参考电流的电流。
[0006]在一个实施例中，提供了一种低阻抗参考电压发生系统，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生系统包括:具有参考发生器的处理器，所述参考发生器包括:电压控制回路，其包括提供输出电压的第一晶体管；以及电流控制回路，其感测流过所述第一晶体管的相对于参考电流的电流；以及将所述处理器通信链接到无线网络的无线天线。
[0007]在一个实施例中，提供了 一种低阻抗参考电压发生装置，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生装置包括:用于经由耦合到电流控制回路的电压控制回路提供低阻抗输出电压的模块；以及用于感测流过所述电压控制回路的第一晶体管的相对于参考电流的电流的模块。
[0008]在一个实施例中，提供了一种低阻抗参考电压发生系统，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生系统包括:具有参考发生器的处理器，其中所述参考发生器是上述低阻抗参考电压发生装置；以及将所述处理器通信链接到无线网络的无线天线。
[0009]下面的【具体实施方式】和附图详细阐述了本实用新型的实施例的特定示例性方面。然而，这些方面仅指示了可以采用本实用新型的实施例的原理的各种方式中的若干种方式。本实用新型的实施例旨在包含落入所附权利要求书的宽泛范围内的所有等价物，其形式例如为替换、修改和变型。通过下文结合附图来考虑本实用新型的实施例的【具体实施方式】，本实用新型的其它优点和新颖性特征将变得显而易见。【专利附图】

【附图说明】
[0010]从本公开内容的各种实施例的下面的详细描述和附图中可以更全面地理解本公开内容的实施例，但不应将其理解为将本公开内容限制为具体实施例，而仅用于解释和理解。
[0011]图1是根据本公开内容的一个实施例的低阻抗参考电压发生器的电路。
[0012]图2是示出根据本公开内容的一个实施例的图1的电路的细节的示意图。
[0013]图3是根据本公开内容的一个实施例的使用低阻抗参考电压发生器的输入-输出(I/O)系统。
[0014]图4是根据本公开内容的另一个实施例的低阻抗参考电压发生器的电路。
[0015]图5是根据本公开内容的一个实施例的包括具有低阻抗参考电压发生器的处理器的智能设备的系统级示图。
【具体实施方式】
[0016]这里所述的实施例利用输出晶体管的跨导来实现低输出阻抗。在一个实施例中，在跨导电流比(gm:1d)高的情况下，与传统电压发生器相比，在低阻抗参考电压发生器的输出晶体管中的静态电流减小。对于η沟道或P沟道金属-氧化物-半导体(NM0S/PM0S)器件来说，高gm:1d比将约为15:1，低gm:1d比将约为6:1。双极结型晶体管(BJT)在室温下的gm:1d比固定在约40:1。
[0017]在这里所讨论的实施例中，除了电压-控制回路之外，还应用电流-感测和电流-控制回路来提供低阻抗参考电压。这里所讨论的电流-控制回路通过输出晶体管来固定静态电流，将它们从偏置电压的值退耦。在这里所讨论的实施例中，在电流-控制回路中利用共源极(或共发射极)晶体管来避免在传统推挽式源极跟随器(或发射极跟随器)参考电压电路布局中所观察到的有限的输出范围问题，从而产生了宽的输出电压范围。例如，当在IV电源电压的过程(process)中对其进行设计时，这里所述的电路的输出电压范围约为600mV。相反，在IV电源电压的过程中所设计的推挽级的输出电压范围约为300mV。这里讨论的共源极晶体管也提供控制/调整静态电流的模块。
[0018]在一个实施例中，装置包括:包括用于提供一输出电压的第一晶体管的电压-控制回路；和电流-控制回路，用于感测流过该第一晶体管的相对于参考电流的电流。在一个实施例中，电流-控制回路包括第二晶体管，其与第一晶体管串联耦合，第二晶体管用于提供流过第一和第二晶体管的恒定电流。
[0019]在一个实施例中，装置包括第一电容器，其具有耦合到电流-控制回路的第二放大器的输出端和第二晶体管的输入端的第一节点，以及耦合到第一晶体管和第二晶体管的一端子的第二节点。在一个实施例中，装置进一步包括:第二电容器，其具有耦合到电压-控制回路的第一放大器的输出端的第一节点，以及耦合到电源节点或地的第二节点。在一个实施例中，第一晶体管是源极跟随器(或发射极跟随器)，并且其中第二晶体管是共源极的(或共发射极晶体管)。
[0020]在一个实施例中，第一放大器用于经由耦合到第一放大器的第一晶体管提供相对于参考电压的输出电压。在一个实施例中，第二放大器用于为与第一晶体管串联I禹合的第二晶体管生成一输入信号，第二晶体管用以提供流过第一和第二晶体管的相对于参考电流的恒定电流。
[0021]在一个实施例中，第一电容器的第一节点耦合到第二放大器的输出端和第二晶体管的输入端。在一个实施例中，第一电容器的第二节点耦合到第一晶体管的一端子和第二晶体管的一端子，其中第一电容器的第二节点耦合到第一放大器的输入端，第一电容器的第二节点提供参考电压。在一个实施例中，第二电容器的第一节点耦合到第一放大器的输出端和第一晶体管的输入端，其中第二电容器具有耦合到电源节点或地的第二节点。
[0022]在一个实施例中，装置进一步包括第一电阻器，其具有耦合到第二放大器的第一输入端和第一晶体管的一端子的第一节点。在一个实施例中，装置进一步包括第二电阻器，其具有耦合到第二放大器的第二输入端和提供参考电流的参考电流发生器的第一节点。
[0023]在一个实施例中，系统包括:处理器，其具有根据这里所述的装置的参考发生器；和无线天线，用于将处理器通信链接到无线网络。在一个实施例中，参考发生器用于提供下述的至少一个:用于输入-输出(I/O)接收器的终端电阻器的共模电压，用于I/O发送器的参考电压，或用于模拟电路的参考电压。在一个实施例中，I/o接收器为满足快捷外设互联标准(PCIe)基础规范中所述的规范的PCIe I/O接收器，所述快捷外设互联标准(PCIe)基石出规范例如为 Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) Base SpecificationRevision3.0, Version0.9, Aug.10, 2010 (快捷外设互联标准(PCIe)基础规范修订 3.0,0.9版,2010年8月10日)。在一个实施例中，系统进一步包括显示单元,该显示单元为触摸屏。
[0024]这里所讨论的实施例具有很多技术效果。例如，这里讨论的低阻抗参考电压发生器的实施例能提供在零到4GHz频率范围的_6dB共模(CM)回损和超过4GHz频率范围的-3dB共模回损。这里讨论的低阻抗参考发生器提供低阻抗参考电压，其功耗小于传统低阻抗参考电压发生器的 功耗的一半。
[0025]例如，相比于传统低阻抗参考电压发生器所消耗的高于5mA，这里讨论的低阻抗参考发生器消耗2mA。这里讨论的低阻抗参考电压发生器针对过程、温度和电源电压(PVT)的变化以及不同的输出电压，提供宽输出电压范围和恒定的静态功耗，这增大了其对于通用模拟电路设计的可重复使用性。可以通过这里讨论的实施例预期到其他的技术效果。
[0026]在下面的说明中，所讨论的许多细节用于提供对本公开内容的实施例的更充分的解释。但是，对于本领域技术人员而言很明显的是，本公开内容的实施例在实施时可以不需要这些具体的细节。在其他情况下，公知的结构和器件以框图形式示出而非具体地示出，以避免使本公开内容的实施例不清楚。
[0027]应注意到在实施例的相应附图中，用线来代表信号。一些线可能较粗，以指示更多的构成信号路径，和/或在一端或多个端具有箭头，以指示主要的信息流向。这些标识并不意味着有限定作用。实际上，结合一个或多个示意性实施例而使用的线是为了更容易理解电路或逻辑单元。任何描绘的信号，根据设计的需要或偏好，实际上可以包括可以在两个方向中的任一方向上传播并利用任何合适类型的信号方案来实施的一个或多个信号。
[0028]在整个说明书中以及在权利要求中，术语“连接”的意思是被连接的物体之间的直接电连接，而没有任何中间器件。术语“耦合”的意思是被连接的物体之间的直接电连接，或者通过一个或多个无源或有源中间元件的非直接连接。术语“电路”的意思是被设置成相互配合以提供所需要的功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”的意思是至少一个电流信号、电压信号或数据信号。“一”和“该”的意思包括多个的情况。“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。
[0029]这里所使用的，除非特别指出，使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述共同的物体仅表示提及的是相似的物体的不同的例子，而并不意味着暗示所述的物体必须采取给定的顺序，不论是时间的、空间的、排序或任何其他方式的顺序。术语“基本上”这里指的是在目标的10%的范围内。
[0030]为了这里所述的实施例，晶体管为金属氧化物半导体(MOS)晶体管，包括漏极、源极、栅极和体端子。源极和漏极端子是相同的端子并且在这里可互换地使用。本领域的技术人员将理解也可以使用其他晶体管(双极结型晶体管一 BJT PNP/NPN、BiCMOS、CMOS、eFET等等)而并不脱离本公开内容的范围。术语“丽”在这里表示η型晶体管(例如NMOS、NPNBJT等等)，而术语“ΜΡ”表示P型晶体管(例如PMOS、PNP BJT等等)。
[0031]图1是根据本公开内容的一个实施例的低阻抗参考电压发生器100的电路。在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100包括:电压-控制回路，其包括在节点V。提供输出电压的第一晶体管丽I。该电压-控制回路表不为由第一放大器101、第一晶体管丽I和输出电压节点V。形成的电路回路。在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100进一步包括电流-控制回路，以感测流过第一晶体管MNl的相对于参考电流IMf的电流。在一个实施例中，电流-控制回路包括与第一晶体管丽I串联耦合的第二晶体管丽2，第二晶体管丽2用于提供流过第一和第二晶体管(分别为MNl和ΜΝ2)的恒定电流。电流-控制回路表示为由第二放大器102、第二晶体管丽2、第一晶体管丽I和电压节点V。形成的电流回路。
[0032]在一个实施例中，第一晶体管MNl是源跟随器或发射极跟随器，而第二晶体管ΜΝ2是共源极或共发射极晶体管。第一和第二放大器101和102分别是单级或多级运算放大器(OPAMP)0在一个实施例中，第一和第二放大器101和102分别最小化V。和V,ef之间的电压差和节点104和106之间的电压差。在一个实施例中，第一和第二放大器的晶体管被匹配以消除由过程、温度和电压(PVT)的变化引起的系统误差。
[0033]在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器包括第一电容器Cc2，其具有耦合到电流控制回路的第二放大器102的输出端的第一节点103。在该实施例中，第一电容器Cc2的第一节点103也耦合到第二晶体管丽2的输入端。当第二晶体管丽2是WOS晶体管时，第二晶体管丽2的输入端为栅极端子。类似的，当第二晶体管丽2是NPN BJT晶体管时，第二晶体管MN2的输入端为基极端子。
[0034]在一个实施例中，第一电容器Cc2的第二节点V。耦合到第一晶体管MNl的一端子。在该实施例中，第一晶体管MNl的耦合到第一电容器Cc2的第二节点的端子为源极端子(当丽I为NMOS晶体管时)或发射极端子(当丽I为NPN BJT晶体管时)。
[0035]在一个实施例中，第一电容器Cc2的第二端子(耦合到输出节点Vtl)也耦合到第二晶体管的一端子。在该实施例中，第二晶体管MN2的耦合到第一电容器Cc2的第二节点的端子为漏极端子(当丽2为NMOS晶体管时)或集电极端子(当丽2为NPN BJT晶体管时)。在一个实施例中，第一电容器Cc2的第二节点(耦合到输出节点V。)耦合到第一放大器101的输入端，第二节点(耦合到输出节点V。)提供输出低阻抗参考电压。在该实施例中，第一放大器101的稱合到输出节点V。的输入端是第一放大器101的负输入端,而参考电压Vref率禹合到第一放大器101的正端子。在一个实施例中，第一电容器Cc2的电容范围是500fF到IpF0[0036]在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100进一步包括第二电容器Cb，其具有耦合到电压控制回路的第一放大器MNl的输出端的第一节点107和耦合到电源节点Vcc(或图4中的地)的第二节点。回来参照图1，在一个实施例中，第二电容器Cb的第一节点107耦合到第一晶体管丽I的输入端。当第一晶体管丽I是NMOS晶体管时，第一晶体管丽I的输入端是栅极端子。类似地，当第一晶体管MNl是NPN BJT晶体管时，第一晶体管MNl的输入端为基极端子。在一个实施例中，第二电容器Cb的电容为IpF左右。
[0037]在一个实施例中，第一放大器101用于经由耦合到第一放大器101的第一晶体管MNl提供相对于参考电压Vref的输出电压￥。(也可被称为输出节点V。)。在一个实施例中，参考电压可以由任何已知的电源产生。例如，Vref可以由带隙电路、分压器等产生。尽管Vref的范围取决于应用，但是在具有IV电源的过程中，通常的Vref可以具有从50mV到650mV的范围。
[0038]在一个实施例中，第二放大器102用于使相对于参考电流IMf的恒定电流流过第一晶体管MN1。在一个实施例中，Iref由任何已知的电流参考发生器产生。在一个实施例中，第二放大器102用于为与第一晶体管MNl串联稱合的第二晶体管MN2产生一输入信号103,第二晶体管丽2提供分别流过第一和第二晶体管丽I和丽2的恒定电流。
[0039]在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100进一步包括第一电阻器108，其包括率禹合到第二放大器102的第一输入端和第一晶体管MNl的一端子的第一节点104。在该实施例中，耦合到第一电阻器108的第一晶体管丽I的该端子是丽I的漏极端子104 (或集电极端子，当丽I是BJT时)。在一个实施例中，耦合到第一晶体管丽I的该端子的第二放大器102的第一输入端为第二放大器102的正端子。
[0040]在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100进一步包括第二电阻器109和提供参考电流的参考电流发生器Iref,所述第二电阻器109包括耦合到第二放大器102的第二输入端的第一节点106。在该实施例中，第二放大器102的第二输入端是第二放大器102的负端子。在一个实施例中，第二电阻器109的电阻为NRs，是(第一电阻器108的)第一电阻Rs的倍数，其中“N”为整数。在其他实施例中，“N”是分数。
[0041]虽然这里的实施例中给出的是第一电阻器108和第二电阻器109作为分立的无源电阻器的情况，第一电阻器108和第二电阻器109可以是有源器件。在一个实施例中，第一电阻器108和第二电阻器109被实施为通路门，该通路门具有与η型晶体管串联耦合的P型晶体管。在一个实施例中，第一电阻器108和第二电阻器109被实施为η型晶体管。在一个实施例中，第一晶体管108和第二晶体管109被实施为P型晶体管。在一个实施例中，形成第一电阻器108和第二电阻器109的η型和P型晶体管具有可编程电阻，即η型和ρ型晶体管可以以任意组合导通和关断，从而提供需要的电阻。在一个实施例中，第一电阻器108和第二电阻器109具有150欧姆的电阻。
[0042]在这里讨论的实施例中，第一电阻器108和第二电阻器109为匹配电阻器。术语“匹配”在这里指的是电阻器的相同布局，包括相同布局的整数倍，使得一个器件的电流-电压特性为另一个的固定的倍数。例如，第二电阻器109的电阻是第一电阻器108的电阻的分数或整数倍。
[0043]在一个实施例中，根据PCIe规范，输出节点V。为图1中所示的端阻抗105提供共模回损。在其他实施例中，输出节点V。可以用于为其他电路提供参考电压。例如，输出节点V。可以用于为发送器电路提供参考电压。作为另一个实施例，输出节点V。也可以用于减小偏压线上的耦合噪声。
[0044]在一个实施例中，通过设置流过源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MNl的静态电流和在源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MNl的栅极端子(或基极)设置合适的电压，在输出节点V。产生低阻抗偏置信号。在该实施例中，由负反馈的第一放大器101形成的电压-控制回路将源极跟随器晶体管丽I的源极(节点V。)的电压与参考电压Vref进行比较。在该实施例中，第一放大器101放大源极(节点V。)的电压和参考电压VMf之间的差值。在一个实施例中，第一放大器101驱动源极跟随器晶体管MNl的栅极端子以最小化(例如IOmV以内)输出电压V。和参考电压Vraf之间的差值。在一个实施例中，输出电压V。和参考电压Vref之间的差值最小化至零。
[0045]在一个实施例中，当电压控制回路最小化节点Vtl上的输出电压和参考电压Vref之间的差值(例如，使其在IOmV以内)时，电流控制回路同时运行。在一个实施例中，经由第二放大器102感测到流过源极跟随器晶体管MNl的静态电流流过第一电阻器108。
[0046]在这个实施例中，第二放大器102将流过第一电阻器108的电流与流过匹配的第二电阻器109的参考电流Iref进行比较。在该实施例中，流过第一电阻器108的电流和参考电流Iief的倍数之间的差值被第二放大器102放大。在一个实施例中，第二放大器102用于驱动共源极(或共发射极)晶体管MN2的栅极(或基极)端子，以便最小化参考电流IMf的倍数和源跟随器晶体管MNl和共源极晶体管MN2的静态电流之间的差值。在该实施例中，电压控制回路和电流控制回路将节点V。的输出电压和分别流过第一和第二晶体管MNl和丽2的电流都固定。如这里所解释的，电压控制回路和电流控制回路降低了节点V。处所有频率的偏置信号的阻抗。
[0047]在一个实施例中，在低频时，通过电压控制反馈回路和电流控制反馈回路二者的同步运行，在节点V。实现低阻抗。术语“低频”在这里指的是小于100MHZ的频率或电容器Cb和Cc2功能性电开路(open)时的频率。
[0048]例如，当偏置信号节点Vtl上的电压下降时，通过电压控制回路的负反馈迫使源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MNl的节点107处的栅极(或基极)电压更高。随着源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MNl的节点107处的栅极(或基极)电压升高，源极跟随器晶体管丽I获得更多的电流，从而抵消在偏置信号节点Vtl上的电压的下降。同时，流过源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MNl的电流增加被电流控制回路感测到，这导致共源极(或共发射极)晶体管MN2 (第二晶体管)吸收(sink)更少的电流。在该实施例中，电流控制回路也抵消了偏置信号节点Vtl上的电压的下降。偏置信号节点Vtl上的电压的上升在电压控制回路和电流控制回路中产生相似的效果。
[0049]在中高频，第一电容器Cc2 (也称为旁路电容器)和第二电容器Cb (也称为退耦电容器)被短路，导致通过第一和第二放大器101和102的回路增益分别降低。当第二电容器Cc2短路时，向第一晶体管MNl的源极(或发射极)节点看过去，在节点Vtl提供l/gm的阻抗，并且向第二晶体管MN2的漏极看过去提供l/gm的阻抗，其中gm是第一和第二晶体管MNl和丽2的跨导。这导致向电路100看过去，阻抗与节点Vtl处的Vg111成正比。
[0050]术语“中高频”在这里指的是大于100MHZ的频率，或电容器Cb和Cc2功能性电短路时的频率。[0051]例如，当偏置信号节点Vtl上的电压下降，源极跟随器晶体管丽I获得更多的电流。同时，共源极晶体管丽2的节点103的栅极电压下降，从而导致晶体管丽2吸收更少的电流。这两种作用抵消了在输出节点Vtl处的偏置信号的下降。在偏置信号节点Vtl上的电压的升高分别在第一和第二晶体管MNl和MN2上产生类似的效果。
[0052]图2是展示了根据本公开内容的一个实施例的图1的电路100的细节的示意图200。图2提供了根据本公开内容的一个实施例的可以分别用于第一和第二放大器101和102的放大器电路的细节。在其他实施例中，在不改变本公开内容的实施例的实质的情况下可以使用用于第一和第二放大器101和102的其他电路。为了使本公开内容的实施例不至于模糊，不讨论第一和第二放大器设计的操作。晶体管栅极上的斜线(例如在晶体管栅极丽3和MN4上的斜线)表示晶体管栅极连接到一合适的偏置电路。为了使本公开内容的实施例不至于模糊，未不出偏置电路。
[0053]在一个实施例中，第一放大器101包括具有输入晶体管MPl和MP2的ρ型差分放大器。选择具有输入晶体管MPl和ΜΡ2的ρ型差分放大器的一个原因是适应第一放大器101的低输入共模电压，这是V。和Vref的低输出电压要求的结果。在一个实施例中，第一放大器101的η型晶体管ΜΝ9和MNlO与主要输出支路的源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MNl (图1)和共源极(或共发射极)晶体管ΜΝ2 (图1)相匹配。第一放大器101的晶体管MP3和MP4为输入对晶体管MPl和ΜΡ2提供电流源，而晶体管丽I和丽2为输入对晶体管MPl和ΜΡ2提供有源负载。
[0054]晶体管ΜΝ3、ΜΝ4、ΜΝ5、ΜΝ6、ΜΡ7、ΜΡ8、ΜΡ5 和 ΜΡ6 形成了第一放大器 101 的第一级的其他部分，在该实施例中该第一级是折叠式共源共栅级。晶体管ΜΝ8、丽10和ΜΡ9形成了为放大器提供额外的增益的放大器101中的第二增益级，为主要输出支路的第一晶体管丽I (图1)建立正确的偏压，并且使第一晶体管丽I (图1)的栅极电压从放大器101的第一级的静态输出电压退耦。在一个实施例中，在放大器101的第二级中的偏置晶体管一晶体管丽10的电流密度与流过主要输出支路的晶体管丽I (图1)和丽2 (图1)的电流密度相匹配。电容器Ce是第一放大器101的补偿电容器。晶体管ΜΝ9和丽7形成了反馈源极跟随器，以防止通过Ce的前馈-零点(feedforward-zero)。
[0055]在一个实施例中，第二放大器102包括具有输入晶体管丽I和丽2的η型差分放大器。选择具有输入晶体管MPl和ΜΡ2的η型差分放大器的一个原因是放大器102的高输入共模电压，这是位于电源和第二放大器102的输入端之间的第一电阻器108和第二电阻器109的小电压降的结果。在一个实施例中，第二放大器102的晶体管丽5和ΜΝ6与源极跟随器晶体管MNl (图1中的第一晶体管)和共源极晶体管ΜΝ2 (图1中的第二晶体管)相匹配，从而最小化过程变化的影响。第二放大器102的晶体管丽3和ΜΝ4为输入对晶体管丽I和丽2提供电流源，而晶体管ΜΡ1、ΜΡ2、ΜΡ3和MP4为第一和第二晶体管丽I和丽2 (图1)的漏极节点提供高阻抗，这迫使信号电流流过共源共栅器件ΜΡ5和ΜΡ6。晶体管ΜΡ5和ΜΡ6形成共源共栅器件，其使输入器件丽I和丽2的漏极端子的高静态电压电平移位到丽5和ΜΝ6的漏极所需要的低静态电压。
[0056]图3是根据本公开内容的一个实施例的使用低阻抗参考电压发生器100的输入-输出(I/O)系统300。在一个实施例中，系统300包括经由差分传输介质304耦合到处理器303的处理器301。在一个实施例中，传输介质304是单端传输介质。在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100用于为I/O发送器302提供低阻抗参考电压。在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100/307耦合到接收器306，以提供低阻抗共模(CM)参考电压，该低阻抗共模(CM)参考电压在零到4GHz的频率范围内具有_6dB的CM回损且在高于4GHz的频率时具有_3dB的CM回损。在该实施例中，如图1所示，输出节点Vtl耦合到终端电阻，其中输出节点也耦合到I/O焊盘305和接收器306。在其他实施例中，低阻抗参考电压发生器100可用于任何需要低阻抗参考电压的电路。
[0057]图4为根据本公开内容的另一实施例的低阻抗参考电压发生器400的电路。图4的实施例与图1的实施例类似，只是设计是反转的。图4是图1的基于η型的低阻抗参考电压发生器100的P型实施方式。
[0058]在该实施例中，图1中的第一 η型晶体管MNl (η型源极跟随器)被P型源极跟随器(或发射极跟随器)晶体管MPl替换，而图1中的第二 η型晶体管ΜΝ2 (η型共发射极)被P型共源极(或共发射极)晶体管ΜΡ2替换。在一个实施例中，第一放大器401通过η型差分输入对晶体管实现，而第二放大器402通过ρ型差分输入对晶体管实现。
[0059]在该实施例中，第一电容器Cc2的稱合方式与图1中的第一电容器Cc2类似。在该实施例中，第二电容器Cb具有耦合到第一放大器401的输出端的第一节点，而第二电容器Cb的第二节点耦合到地或电源节点。该实施例中第一电阻器408和第二电阻器409耦合在接地端子和第二放大器402的输入节点之间。在一个实施例中，第一电阻器408和第二电阻器409实施为如图所示的通路晶体管。在其他实施例中，可以使用其他形式的线性电阻器。图4中的实施例提供了比图1的实施例所能到达的参考电压更高的参考电压。
[0060]图5是根据本公开内容的一个实施例的智能器件1600的系统级示意图，该智能器件1600包括具有低阻抗参考电压发生器100/400的处理器。图5也示出了移动设备的实施例的方块图，在该移动设备中可以使用平面接口连接器。在一个实施例中，计算设备1600代表移动计算设备，例如平板电脑、移动电话或智能电话、支持无线功能的电子阅读器、或其他无线移动设备。可以理解的是，某些部件是一般性地展示的，并且并非所有的这样的设备的部件都在设备1600中示出。
[0061]在一个实施例中，计算设备1600包括根据这里讨论的实施例的具有电路100/400的第一处理器1610和具有电路100/400的第二处理器1690。
[0062]本公开内容的各种实施例也可以包括在1670中的网络接口(例如无线接口)，使得系统实施例可以被包括在无线设备中，例如手机或个人数字助理。
[0063]在一个实施例中，处理器1610可以包括一个或多个物理设备,例如微处理器、应用处理器、微控制器、可编程逻辑器件、或其他处理装置。由处理器1610实施的处理操作包括对操作平台或操作系统的执行，其中应用和/或设备功能在所述操作平台或操作系统上执行。处理操作包括:涉及人类用户或其他设备的I/O (输入/输出)的操作，涉及电源管理的操作，和/或涉及将计算设备1600连接到另一设备的操作。处理操作也可以包括涉及音频I/O和/或显示I/O的操作。
[0064]在一个实施例中，计算设备1600包括音频子系统1620，其代表与向计算设备提供音频功能相关联的硬件(例如音频硬件或音频电路)和软件(例如驱动器、编解码器)部件。音频功能可以包括扬声器和/或耳机输出以及麦克风输入。用于这些功能的设备可以集成到设备1600中，或连接到计算设备1600。在一个实施例中，用户通过提供由处理器1610接收和处理的语音命令而与计算设备1600进行交互。
[0065]显示子系统1630代表为用户提供视觉和/或触觉显示以与计算设备进行交互的硬件(例如显示设备)和软件(例如驱动器)部件。显示子系统1630包括显示界面1632，其包括用于为用户提供显示的特定屏幕或硬件设备。在一个实施例中，显示界面1632包括与处理器1610分开的逻辑，用以执行至少一些与显示相关的处理。在一个实施例中，显示子系统1630包括为用户提供输入和输出两者的触摸屏(或触摸板)设备。
[0066]I/O控制器1640代表涉及与用户的交互的硬件设备和软件部件。I/O控制器1640用于管理作为音频子系统1620和/或显示子系统1630的一部分的硬件。此外，I/O控制器1640示出了用于其他设备与设备1600连接的连接点，其中用户可以通过所述其他设备与系统进行交互。例如，可以附接到计算设备1600的设备可以包括麦克风设备、扬声器或立体声系统、视频系统或其他显示设备、键盘或辅助键盘设备、或用于诸如读卡器或其他设备之类的具体应用的其他I/O设备。
[0067]如上所述，I/O控制器1640可以与音频子系统1620和/或显示子系统1630进行交互。例如，通过麦克风或其他音频设备的输入可以为计算设备1600的一个或多个应用或功能提供输入或命令。此外，除了显示输出之外可以提供音频输出，或者可以用音频输出来代替显示输出。在另一示例中，如果显示子系统包括触摸屏，则显示设备也用作输入设备，其可以至少部分由I/O控制器1640管理。在计算设备1600上也可以有额外的按钮或开关，以提供由I/O控制器1640管理的I/O功能。
[0068]在一个实施例中，I/O控制器1640管理诸如加速计、照相机、光传感器或其他环境传感器、或其他硬件等可以包括在计算设备1600中的设备。输入可以是直接用户交互的一部分，也为系统提供环境输入来影响其操作(例如滤除噪声、调整用于亮度检测的显示、对照相机应用闪光灯、或其他特征)。
[0069]在一个实施例中，计算设备1600包括电源管理1650，其用于管理电池电源的使用、电池的充电和与节电操作相关的特征。存储器子系统1660包括用于在设备1600中存储信息的存储设备。存储器可以包括非易失性(若存储器设备的电源中断，则状态不会改变)和/或易失性(若存储器设备的电源中断，则状态不确定)的存储设备。存储器1660可以存储应用数据、用户数据、音乐、照片、文档、或其他数据、以及与计算设备1600的应用和功能的执行相关的系统数据(无论长期的还是暂时的)。
[0070]实施例的元件也提供为用于存储计算机可执行指令(例如用于实施这里讨论的任何其他过程的指令)的机器可读介质(例如存储器1660)。机器可读介质(例如存储器1660)可以包括，但不限于，闪速存储器、光盘、CD_R0M、DVD ROM、RAM、EPROM、EEPR0M、磁卡或光卡、或适合于存储电子的或计算机可执行指令的其他类型的机器可读介质。例如本公开内容的实施例可以作为计算机程序(例如BIOS)下载，可以通过通信链路(例如调制解调器或网络连接)以数据信号的方式从远程计算机(例如服务器)传送到请求计算机(例如客户机)。
[0071]连接1670包括硬件设备(例如，无线和/或有线连接器和通信硬件)和软件部件(例如，驱动器、协议堆)，以使得设备1600能够与外部设备通信。设备1600可以是诸如其它计算设备、无线接入点或基站之类的分离的设备，以及诸如耳机、打印机或其它设备之类的外围设备。
[0072]连接1670可以包括多个不同类型的连接。出于概括，以蜂窝连接1672和无线连接1674例示了计算设备1600。蜂窝连接1672总体上指代由无线运营商提供的蜂窝网络连接，例如，经由GSM (全球移动通信系统)或其变体或衍生体、CDMA (码分多址)或其变体或衍生体、TDM (时分复用)或其变体或衍生体、或者其它蜂窝服务标准提供的蜂窝网络连接。无线连接1674指代非蜂窝的无线连接，可以包括个人局域网(例如，蓝牙、近场通信等)、局域网(例如，W1-Fi)和/或广域网(例如，WiMAX)，或者其它无线通信。
[0073]外设连接1680包括硬件接口和连接器，以及软件部件(例如，驱动器、协议栈)，以构成外设连接。应该理解，计算设备1600可以是到其它计算设备的外围设备(1682的“到”)，也可以具有连接到其的外围设备(1684的“来自”)。计算设备1600通常具有“对接”连接器，用以连接到其它计算设备，用于例如管理(例如，下载和/或上传、改变、同步)设备1600上的内容。另外，对接连接器可以允许设备1600连接到特定外围设备，其允许设备1600控制例如到视听或其它系统的内容输出。
[0074]除了专有的对接连接器或其它专有连接硬件以外，计算设备1600可以借助通常的或基于标准的连接器实现外围连接1680。通常的类型可以包括通用串行总线(USB)连接器(其可以包括任意数量的不同硬件接口)、包括小型显示端口(MDP)的显示端口、高清晰度多媒体接口(HDMI)、火线接口或其它类型。
[0075]例如，这里讨论的低阻抗参考电压发生器100 —般可用于无线电路和模拟电路，其中噪声就偏置线而言所关注的。在一个实施例中，这里讨论的低阻抗参考电压发生器100可以用作推挽电压调节器。在一个实施例中，低阻抗参考电压发生器100用在方块1670、1680、1620、1640 和 1630 中。
[0076]说明书中提及“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”或“其他实施例”的意思是结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必包括在全部实施例中。“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的多次出现未必全部指代相同的实施例。如果说明书表述部件、特征、结构、或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，那么该特定部件、特征、结构或特性不是必须被包括的。如果说明书或权利要求提及“一”或“一个”要素，其并非意味着仅存在一个要素。如果说明书或权利要求提及“另外的”要素，其并不排除存在多于一个所述另外的要素。
[0077]尽管结合其特定实施例介绍了本公开内容，但依据前述的说明，这些实施例的许多替换、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。本公开内容的实施例旨在包含落入所附权利要求书的宽泛范围内的所有这些替换、修改和变化。
[0078]此外，为了阐述和讨论的简便，并且不致于使公开内容不清楚，公知的到集成电路(IC)芯片和其他部件的电源/接地连接可能或可能没有在附图中示出。进一步地，布置可能以方块图的形式示出，以避免使公开内容不清楚，并且也考虑到如下事实:关于这些方块图布置的实施的细节高度依赖于实施本公开内容的平台，即这些细节应当是本领域技术人员所能获知的。就为了描述本公开内容的示例性实施例而介绍具体的细节(例如电路)而言，对本领域技术人员来说显而易见的是，无需这些具体的细节、或利用这些具体的细节的变体也可以实施本公开内容。因此说明书应当视为是描述性的而非限制性的。
[0079]下面的例子与进一步的实施例有关。这些例子的细节可以用于一个或多个实施例的任何地方。这里介绍的装置的所有可选特征也可以针对方法或过程实施。
[0080]在一个例子中，装置包括:包含提供输出电压的第一晶体管的电压控制回路；用于感测流过第一晶体管的相对于参考电流的电流的电路控制回路。在一个实施例中，电流控制回路包括第二晶体管，其与第一晶体管串联耦合，第二晶体管提供流过第一和第二晶体管的恒定电流。
[0081 ] 在一个实施例中，装置进一步包括第一电容器，该第一电容器包括稱合到电流控制回路的第二放大器的输出端的第一节点。在一个实施例中，第一电容器进一步包括耦合到第一晶体管的一端子的第二节点。在一个实施例中，第一电容器的第一节点耦合到第二晶体管的输入端。在一个实施例中，其中第一电容器的第二节点耦合到第二晶体管的一端子。在一个实施例中，装置进一步包括:第二电容器，其具有耦合到电压-控制回路的第一放大器的输出端和第二晶体管的输入端的第一节点，以及耦合到电源节点或地的第二节点。
[0082]在一个实施例中，第一晶体管是源极或发射极跟随器。在一个实施例中，第二晶体管是共源极或发射极晶体管。在一个实施例中，电流控制回路用于将装置的功耗保持为基本恒定。
[0083]在另一例子中，装置包括:用于经由耦合到第一放大器的第一晶体管提供相对于参考电压的输出电压的第一放大器；使相对于参考电流的恒定电流流过第一晶体管的第二放大器。在一个实施例中，第二放大器用于为与第一晶体管串联耦合的第二晶体管产生输入信号，第二晶体管提供流过第一和第二晶体管的恒定电流。在一个实施例中，第一晶体管是源极跟随器或发射极跟随器，并且其中第二晶体管是共源极或共发射极晶体管。
[0084]在一个实施例中，权利要求11的装置进一步包括第一电容器，其包括:耦合到第二放大器的输出端和第二晶体管的输入端的第一节点；耦合到第一晶体管的一端子和第二晶体管的一端子的第二节点。在一个实施例中，第一电容器的第二节点耦合到第一放大器的输入端，第一电容器的第二节点提供参考电压。在一个实施例中，装置进一步包括第二电容器，其包括:耦合到第一放大器的输出端和第一晶体管的输入端的第一节点；和耦合到电源节点或地的第二节点。
[0085]在一个实施例中，装置进一步包括第一电阻器，其包括:耦合到第二放大器的第一输入端和第一晶体管的一端子的第一节点，和耦合到电源节点的第二节点。在一个实施例中，装置进一步包括一第二电阻器，其包括:耦合到第二放大器的第二输入端和提供参考电流的参考电流发生器的第一节点，以及耦合到电源节点的第二节点。
[0086]在另一例子中，装置包括:用于通过耦合到电流控制回路的电压控制回路提供低阻抗输出电压的装置，其中电流控制回路用于将装置的功耗保持为基本恒定。
[0087]在一个例子中，系统包括:具有根据这里讨论的装置的参考发生器的处理器；和将处理器通信链接到无线网络的无线天线。在一个实施例中，参考发生器用于提供以下的至少一个:用于输入-输出(I/o)接收器的终端电阻器的共模电压，或用于I/O发送器的参考电压。在一个实施例中，I/O接收器是PCIe I/O接收器。
[0088]提供了摘要，其允许读者确定本技术公开内容的性质和要点。基于摘要并非用于限制权利要求的范围或含义的理解而提交了摘要。以下的权利要求由此结合到【具体实施方式】部分中，每一个权利要求都独立作为单独的实施例。
【权利要求】
1.一种低阻抗参考电压发生装置，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生装置包括: 电压控制回路，其包括提供输出电压的第一晶体管；以及 电流控制回路，其感测流过所述第一晶体管的相对于参考电流的电流。
2.根据权利要求1所述的低阻抗参考电压发生装置，其中电流控制回路包括与所述第一晶体管串联耦合的第二晶体管，所述第二晶体管提供流过所述第一晶体管和所述第二晶体管的恒定电流。
3.根据权利要求2所述的低阻抗参考电压发生装置，进一步包括第一电容器，该第一电容器包括:耦合到所述电流控制回路的第二放大器的输出端的第一节点。
4.根据权利要求3所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述第一电容器进一步包括耦合到所述第一晶体管的端子的第二节点。
5.根据权利要求3所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述第一电容器的所述第一节点耦合到所述第二晶体管的输入端。
6.根据权利要求4所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述第一电容器的所述第二节点耦合到所述第二晶体管的端子。
7.根据权利要求1所述的低阻抗参考电压发生装置，进一步包括:第二电容器，其具有耦合到所述电压控制回路的第一放大器的输出端的第一节点，和耦合到电源节点或地的第二节点。
8.根据权利要求1所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述第一晶体管是源极跟随器或发射极跟随器。
9.根据权利要求2所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述第二晶体管是共源极或共发射极晶体管。`
10.根据权利要求1所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述电流控制回路用于将所述低阻抗参考电压发生装置的功耗保持为基本恒定。
11.一种低阻抗参考电压发生系统，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生系统包括: 具有参考发生器的处理器，所述参考发生器包括: 电压控制回路，其包括提供输出电压的第一晶体管；以及 电流控制回路，其感测流过所述第一晶体管的相对于参考电流的电流；以及 将所述处理器通信链接到无线网络的无线天线。
12.根据权利要求11所述的低阻抗参考电压发生系统，其中所述参考发生器是根据权利要求2-10中的任一项所述的低阻抗参考电压发生装置。
13.根据权利要求11所述的低阻抗参考电压发生系统，其中所述参考发生器用于提供以下的至少一种: 用于输入-输出I/O接收器的终端电阻器的共模电压，或 用于I/O发送器的参考电压。
14.根据权利要求13所述的低阻抗参考电压发生系统，其中所述I/O接收器是PCIeI/O接收器。
15.一种低阻抗参考电压发生装置，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生装置包括:用于经由耦合到电流控制回路的电压控制回路提供低阻抗输出电压的模块；以及 用于感测流过所述电压控制回路的第一晶体管的相对于参考电流的电流的模块。
16.根据权利要求15所述的低阻抗参考电压发生装置，其中所述电流控制回路用于将所述低阻抗参考电压发生装置的功耗保持为基本恒定。
17.—种低阻抗参考电压发生系统，其特征在于，所述低阻抗参考电压发生系统包括: 具有参考发生器的处理器，其中所述参考发生器是根据权利要求15和16中的任一项所述的低阻抗参考电压发生装置；以及 将所述处理器通信链接到无线网络的无线天线。
18.根据权利要求17所述的低阻抗参考电压发生系统，其中所述电流控制回路用于将所述低阻抗参考电压发生系统的功耗保持为基本恒定。
19.根据权利要求17所述的低阻抗参考电压发生系统，其中所述参考发生器用于提供以下的至少一种: 用于输入-输出I/O接收器的终端电阻器的共模电压，或 用于I/O发送器的参考电压。
20.根据权利 要求19所述的低阻抗参考电压发生系统，其中所述I/O接收器是PCIeI/O接收器。
【文档编号】G05F1/56GK203444382SQ201320256745
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月16日
【发明者】R·Y·曾 申请人:英特尔公司