专利名称：用于拓宽脉冲宽度的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在周期性脉冲中产生延迟的电路，使得脉冲宽度通过选择倍增因子而得到拓宽。
背景技术：
半导体设备的组成部分受各个不同信号的控制。这些信号的脉冲宽度对于半导体设备和它的组成部分的正常工作经常是很重要的。
例如在异步静态存储器设备中，边沿转换检测(ETD)信号经常作为设备的内部计时器，以使设备能够在内部工作在同步方式。如果ETD信号的脉冲宽度太宽或者太窄，存储元件将不能够正确的工作。
地址转换检(ATD)电路用来检测存储设备里的用户供应地址位的变化。来自于ATD电路的脉冲经常用来给数据传输的存储地址的数据往来通道预充电。如果ATD信号的脉冲宽度太窄，则脉冲将不能有效的给数据通道充电。
因此需要对信号的脉冲宽度进行调节，以便使信号可以精确的用作设备的内部计时器或者用来检测地址转换和给存储器预充电。拓宽一个窄的脉冲宽度也可以用来测量窄脉冲宽度信号。
现有技术通过编址来控制脉冲宽度。例如McClure的美国专利No.5,995,444是讨论通过改变存储设备的一个或者多个控制信号的逻辑状态，来控制存储设备的ETD脉冲宽度。通过改变控制信号逻辑状态的组成，ETD信号的脉冲宽度将变化直至产生一个最优ETD脉冲宽度。
Choi等人的美国专利No.5,706,246是讨论产生足够脉冲宽度的ATD信号用来稳定地运行内部电路。输入信号得到延迟，直到使脉冲宽度达到足够的防止储存设备产生故障的持续时间为止。
在这里讨论的现有技术是讨论通过确定理想脉冲宽度来拓宽脉冲宽度，接着通过改变输入信号来产生理想脉冲宽度。输出脉冲宽度并不是由输入脉冲宽度来决定。这里讨论的现有技术并不提供一种机械装置，其按一个已知因子来增加输入信号的宽度。
本发明的目的是提供一方法和系统，其通过一个已知因子来拓宽输入信号的脉冲宽度。
发明内容
通过一个对相互异相的SHIFT和OUT信号产生等于输入信号脉冲宽度的延迟的电路，我们就可以达到预期的目标。当电容器施加电压给在SHIFT和OUT模块内的两个控制晶体管时，产生延迟，减少这些晶体管的门控制并且在这些信号的下降沿产生延迟，将使SHIFT信号的脉冲宽度降低，OUT信号的脉冲宽度提高。电容器通过靠SHIFT信号启动的晶体管充电。双倍脉冲系统是自收敛的当SHIFT信号的脉冲宽度为0，OUT信号的脉冲宽度为双倍时，电容器因为不再由受SHIFT信号控制的晶体管充电，所以其充电电压电平将固定不变。电路可以通过修改来使脉冲宽度得到更大的拓宽。此电路可以在CMOS亚微米技术中得到应用。
附图简要说明
图1所示的是脉冲宽度双系统的示意图。
图2所示的是SHIFT和OUT信号的脉冲宽度如何受图1所示的脉冲宽度双系统影响的时序图。
图3所示的是图1所示脉冲宽度双系统的电路图。
图4所示的是绘制有脉冲宽度双系统特性的图。
图5所示的是的拓宽宽度发生器倍增器链的示意图。
本发明的优选实施例在图1中，脉冲宽度双系统10的一个实施例包括两个部件或者模块12、14。一个模块12用来产生SHIFT信号52的位移模块，另一个模块14产生OUT信号20；SHIFT52和OUT20信号是响应于在输入信号产生的，这种情况下输入信号是低位的。输入信号18在达到输出模块14之前通过了一个倒相放大器24。
SHIFT信号控制给电容器16充电的晶体管22。电容器量值根据采用的技术不同在2pF到5pF之间变化。电容器(Vcd)16的充电电压电平将在任何周期提高直到SHIFT信号52取得零脉冲宽度或者电容器放电(这些情况都将在下面作进一步详细叙述)。在每个周期中，电容器通过门26充电，Vcd，到每一个模块12、14，以在每个模块12、14的输入信号18降沿产生一延迟。当Vcd提高时，SHIFT信号5的下降沿越来越延迟直到在SHIFT上的低位脉冲消失。当出现这些情况时，晶体管22将不再负载电容器16。除此之外，当SHIFT信号52具有零脉冲宽度时，在模块12、14中都产生了等于输入信号18脉冲宽度的延迟，OUT脉冲20的宽度也将加倍。
在图2中，输入脉冲18、Vcd54、SHIFT信号52和OUT信号20将在几个周期的整个过程都出现。在周期a中，当接收到宽度位T56的低位输入脉冲18时，Vcd54将得到提高。在周期b中，Vcd54将继续提高，SHIFT信号52将在它的下降沿得到一延迟，OUT信号20也将在它的下降沿得到一个类似的延迟。在SHIFT信号52和OUT信号20上得到的延迟是由于Vcd54被施加到模块上，这是产生信号52、20的原因。当在周期c中提高Vcd54时，在SHIFT和OUT信号52、20的下降沿的延迟t58持续增加。这种模式也在周期d中继续体现，随着SHIFT信号52的脉冲宽度的降低，OUT信号20的脉冲宽度不断增加。在周期e中，SHIFT52脉冲宽度是0；因此被SHIFT信号控制的晶体管不再负载电容器。在SHIFT和OUT信号52、20中都产生了等于输入脉冲18宽度的延迟。如周期f中所示，当SHIFT脉冲52产生的脉冲已经足够产生零脉冲宽度时，对于OUT脉冲20产生的延迟是OUT信号的脉冲宽度60的两倍。
至于图3，在脉冲宽度双系统的本实施例中的SHIFT模块12包括一个控制晶体管36、一个反相p-沟道晶体管38和一个反相n-沟道晶体管40。由这些晶体管36、38和40产生的信号通过一个反相放大器42。输出模块14也包括一个控制晶体管44、一个反相p-沟道晶体管46和一个反相n-沟道晶体管48。由这些晶体管44、46和48产生的信号通过一个反相放大器50。在每个模块12、14的由电容器16充电的晶体管36和44应该是同样型号，以为了在每个周期产生同样的延迟。
如上面所提到的那样，由SHIFT模块12产生的SHIFT信号52，用来启动给电容器16充电的晶体管22(在一个实施例中，可以是PMOS晶体管)。从电容器16产生的电压，Vcd54施加到SHIFT和输出模块12、14，用来在门30、28控制晶体管36、44。施加的电压启动模块12、14来控制晶体管36、44。这影响到由每个模块12、14的反相晶体管38、40、46、48产生的信号处理，导致由每个模块12、14产生的延迟添加到SHIFT和OUT脉冲上。
如果脉冲宽度双系统10接收了一个复位信号32，电容器16将通过晶体管34放电。当电容器16放电完毕后，系统经复位，因为电容器16已经不在提供足够的电源来影响由SHIFT和OUT模块12、14产生的SHIFT和OUT信号。如上面所述，电容器16被SHIFT信号的每个脉冲持续充电，直到SHIFT信号的脉冲宽度达到0。
在图4中，由脉冲宽度双系统产生的OUT信号20表现为值58，等于输入信号宽度的两倍，输入信号范围为100ps到60ns。这些结果来自于在0.25μm过程中脉冲宽度双系统的HSPICE仿真。脉冲宽度双系统显示了一个在脉冲低于40ns时低于1％的误差和脉冲超过40ns时4％的误差。
上面所描述的脉冲宽度双系统，或者电路可以用来使用在2N倍的脉冲宽度倍增，使在输出板上可以直接观察感应色度亮度干扰信号。为了得到2N倍的脉冲宽度乘法，必须提供2N倍的电容器。
如图5所示，电路50做了一些修改，通过提供几个延迟模块62(增加一个等于输入信号T宽度56的半双宽度发生器)和上述图1和图3描述的双宽度发生器的延迟模块(SHIFT模块12和OUT模块14)的级联。在这个配置中只有电容器16是必要的。该修改之后的电路产生了NT脉冲宽度倍增，其中N是使用的模块的个数，T是脉冲周期。三延迟模块62是使用在本系统的全部五个模块除了SHIFT12和OUT14模块之外的模块。因此脉冲宽度60将是五倍。任何其它数目的模块可以使用在其它的实施例中，以拓宽脉冲宽度到达期望的值。
权利要求
1.一种拓宽脉冲宽度的电路包括a)产生响应输入信号的脉冲型位移信号的第一装置；b)产生响应输入信号的脉冲型输出信号的第二装置；和c)由位移信号启动的晶体管充电的电容器，电容器与第一装置和第二装置电气连接并且在第一装置和第二装置的每个周期施加电荷，所施加的电荷在位移信号的下降沿产生第一延迟并且在输出信号的下降沿产生第二延迟，使得当位移信号的脉冲宽度减少时，输出信号的脉冲宽度增加。
2.权利要求1的电路，进一步包括与电容器电连接的复位装置，其中当电路接收到复位信号时，复位装置使得电容器放电。
3.权利要求1的电路，其中晶体管是PMOS晶体管。
4.权利要求1的电路，其中当位移信号的脉冲宽度位为零时输出信号的脉冲宽度达到两倍。
5.权利要求1的电路，进一步包括至少一个与电容器电连接的附加延迟模块，其中对于每个附加延迟模块，输出信号的脉冲宽度都将增加。
6.权利要求5的电路，其中至少一个附加延迟模块是具有增加一个等于输入信号宽度的输出信号延迟的装置的半双宽度发生器。
7.一种拓宽周期性脉冲的方法包括a)在产生位移信号的位移信号模块和产生输出信号的输出信号模块接收一个低位输入脉冲；b)通过由位移信号启动的晶体管给电容器充电；c)电容器施加电压到位移信号模块和输出模块，此时在位移信号和输出信号的下降沿产生延迟；和d)在每个周期重复步骤a-c，此时电容器将不再供电，在位移信号上也将没有脉冲。
8.权利要求7的方法，进一步包括当接收到复位信号时使电容器放电。
9.权利要求7的方法，其中在位移信号中所产生的延迟等于输入脉冲的初始宽度，从而导致位移信号的零脉冲宽度。
10.权利要求7的方法，其中当位移信号上没有脉冲时，输出信号的脉冲达到两倍。
11.权利要求7的方法，进一步包括从电容器上施加电荷到至少一个附加延迟模块，对于每个从电容器上接收电荷的附加延迟模块，其输出信号都得到拓宽。
全文摘要
一种用于拓宽基于输入信号(18)的脉冲宽度的信号(20)的脉冲宽度的电路(10)和方法。电路(10)在相互异相的SHIFT(52)和OUT(20)信号上产生等于输入信号(18)脉冲宽度的延迟。当电容器(16)施加电压到SHIFT(12)和OUT(14)模块上的两个控制晶体管时，将产生延迟，减少在这些晶体管产生的门控制和在这些信号的下降沿产生延迟，以使SHIFT信号(52)的脉冲宽度减少并且使OUT信号(20)的脉冲宽度增加。电容器(16)由一个由SHIFT信号(52)启动的晶体管(22)来充电。双脉冲系统是自收敛的当SHIFT信号(52)脉冲宽度为零的时候，OUT信号(20)的脉冲宽度将达到两倍，因为受SHIFT信号控制的晶体管(22)不再给电容器充电，所以电容器(16)的电压电平将保持不变。可以对电路(10)进行修改，因此输出信号(20)脉冲宽度将是输入信号(18)的脉冲宽度乘上一个已知因子的宽度。
文档编号G11C7/00GK101061549SQ200380104313
公开日2007年10月24日 申请日期2003年11月4日 优先权日2002年12月2日
发明者S·巴斯, F·皮科特, P·科尔 申请人:爱特梅尔股份有限公司