发明名称 位准变换数位开关
摘要
申请公布号 TWI331852 申请公布日期 2010.10.11
申请号 TW092129584 申请日期 2003.10.24
申请人 亚拿罗设计公司 发明人 约翰 欧兰 当雷;约翰 P. 魁利
分类号 H03K17/687 主分类号 H03K17/687
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种包括一开关元件之改良型数位开关,该开关元件提供一介于一利用第一逻辑电源电压运作之第一系统与一利用第二逻辑电源电压运作之第二系统之间的双向信号路径,该改良型数位开关包括:一驱动电路,其提供一用于开关元件的控制电压,其中该控制电压小于该第一逻辑电源电压,该驱动电路进一步包含一电压选择部分,其产生一小于该第一逻辑电源电压的第二电源电压及一由该第二电源电压供电的控制部分,该控制部分产生该用于该开关元件的控制电压。如申请专利范围第1项之改良型数位开关,其中该第二逻辑电源电压之幅值低于该第一逻辑电源电压之幅值。如申请专利范围第1项之改良型数位开关,其中该开关元件包括一NMOS电晶体。如申请专利范围第1项之改良型数位开关,其中该电压选择部分包括一NMOS电晶体,该NMOS电晶体的汲极耦合到一数位开关电源电压,且在该NMOS电晶体的源极提供一较低于该数位开关电源电压一个近似一NMOS临限电压的第二电源电压。如申请专利范围第4项之改良型数位开关,其中该控制部分包括至少部分地由该第二电源电压供电的逻辑电路,以使逻辑电路输出端的控制电压回应一开关控制输入信号,执行介于该第二电源电压与一数位开关电源参考电位之间的双态切换。如申请专利范围第5项之改良型数位开关,其中至少部分地由该第二电源电压供电的该逻辑电路包括至少一反相器。如申请专利范围第5项之改良型数位开关,其中该数位开关电源参考电位是地。如申请专利范围第5项之改良型数位开关,其中该控制部分被配置成至少部分地在分路电源下运作,且该数位开关电源参考电位是一负电源电压。如申请专利范围第4项之改良型数位开关,其中该NMOS电晶体的汲极耦合到该数位开关电源电压,且该NMOS电晶体的闸极耦合到不同于该数位开关电源电压的电压。如申请专利范围第9项之改良型数位开关,其中不同于该数位开关电源电压并耦合到该NMOS电晶体的闸极的该电压,相对地不受温度变化及该数位开关电源电压之幅值变化影响。如申请专利范围第4项之改良型数位开关,还包括一选择逻辑部分,该选择逻辑部分回应一选择逻辑控制输入信号,而选择近似等于该数位开关电源电压的第二电源电压,或选择一较低于该数位开关电源电压一个近似一NMOS临限电压的第二电源电压。如申请专利范围第11项之改良型数位开关,其中该选择逻辑部分回应一第一选择逻辑控制输入而选择一第一位准变换模式,其中该开关元件执行介于一具有逻辑电源电压Vcc1的第一系统与一具有近似等于Vcc1-Vtn之逻辑电源电压Vcc2的第二系统之间的位准变换,而且该选择逻辑部分回应一第二选择逻辑控制输入而选择一第二位准变换模式,其中该开关元件执行介于一具有逻辑位准Vcc1的第一系统与一具有近似等于Vccl-2*Vtn之逻辑位准Vcc2的第二系统之间的位准变换,其中Vtn近似等于该NMOS电晶体的临限电压。一种位准变换数位开关,包括:一开关元件,该开关元件提供一介于一利用第一逻辑电源电压运作之第一系统与一利用第二逻辑电源电压运作之第二系统之间的双向信号路径;以及一驱动电路,该驱动电路包括:一电压选择部分,该电压选择部分包括一NMOS电晶体,该NMOS电晶体的汲极耦合到一数位开关电源电压,且该NMOS电晶体的源极提供一较低于该数位开关电源电压一个近似一NMOS临限电压的第二电源电压;以及一控制部分,该控制部分包括至少部分由该第二电源电压供电的逻辑电路,该控制部分产生一用于该开关元件的控制电压,其中该控制电压回应一开关控制输入信号,执行介于该第二电源电压与一数位开关电源参考电位之间的双态切换。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,其中该第二逻辑电源电压之幅值低于该第一逻辑电源电压之幅值。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,其中该开关元件包括一NMOS电晶体。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,其中至少部分地由第二电源电压供电的该逻辑电路包括至少一反相器。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,其中该数位开关电源参考电位是地。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,其中该控制部分被配置成至少部分地在分路电源下运作,且该数位开关电源参考电位是一负电源电压。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,其中该NMOS电晶体的汲极耦合到该数位开关电源电压,且该NMOS电晶体的闸极耦合到不同于该数位开关电源电压的电压。如申请专利范围第19项之位准变换数位开关,其中不同于该数位开关电源电压并耦合到该NMOS电晶体的闸极的电压相对地不受温度变化及该数位开关电源电压之幅值变化影响。如申请专利范围第13项之位准变换数位开关,还包括一选择逻辑部分,该选择逻辑部分回应一选择逻辑控制输入信号,而选择近似等于该数位开关电源电压的第二电源电压,或选择一较低于该数位开关电源电压一个近似一NMOS的临限电压的第二电源电压。如申请专利范围第21项之位准变换数位开关,其中该选择逻辑部分回应一第一选择逻辑控制输入而选择一第一位准变换模式,其中该开关元件执行介于一具有逻辑电源电压Vcc1的第一系统与一具有近似等于Vcc1-Vtn之逻辑电源电压Vcc2的第二系统之间的位准变换,而且该选择逻辑部分回应一第二选择逻辑控制输入而选择一第二位准变换模式,其中该开关元件执行介于一具有逻辑位准Vcc1的第一系统与一具有近似等于Vcc1-2*Vtn之逻辑位准Vcc2的第二系统之间的位准变换,其中Vtn近似等于该NMOS电晶体的临限电压。一种位准变换数位开关,包括:一NMOS电晶体开关元件,用于提供一介于一利用第一逻辑电源电压运作之第一系统与一利用第二逻辑电源电压运作之第二系统之间的双向信号路径;以及一驱动电路,该驱动电路包括:一电压选择部分,该电压选择部分包括一NMOS电晶体,该NMOS电晶体的汲极耦合到一数位开关电源电压,且在该NMOS电晶体的源极提供一较低于该数位开关电源电压一个近似一NMOS临限电压的第二电源电压;以及一控制部分,该控制部分包括至少部分地由该第二电源电压供电的逻辑电路,该控制部分产生一用于该开关元件的控制电压,其中该控制电压回应一开关控制输入信号,执行介于该第二电源电压与一数位开关电源参考电位之间的双态切换;以及一选择逻辑部分,其回应一选择逻辑控制输入信号,而选择近似等于该数位开关电源电压的第二电源电压,或选择一低于该数位开关电源电压之近似一NMOS临限电压的第二电源电压。如申请专利范围第23项之位准变换数位开关,其中该第二逻辑电源电压之幅值低于该第一逻辑电源电压之幅值。如申请专利范围第23项之位准变换数位开关,其中该数位开关电源参考电位是地。如申请专利范围第23项之位准变换数位开关,其中该控制部分被配置成至少部分地在分路电源下运作,且该数位开关电源参考电位是一负电源电压。如申请专利范围第23项之位准变换数位开关,其中该选择逻辑部分回应一第一选择逻辑控制输入而选择一第一位准变换模式,其中该开关元件执行介于一具有逻辑电源电压Vcc1的第一系统与一具有近似等于Vcc1-Vtn之逻辑电源电压Vcc2的第二系统之间的位准变换,并且该选择逻辑部分回应一第二选择逻辑控制输入而选择一第二位准变换模式,其中该开关元件执行介于一具有逻辑位准Vcc1的第一系统与一具有近似等于Vcc1-2*Vtn之逻辑位准Vcc2的第二系统之间的位准变换,其中Vtn近似等于该NMOS电晶体的临限电压。
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