发明名称 具有CMOS资料路径与榹极性电流放大之BICMOS输出缓冲器电路
摘要 一种BICMOS输出缓冲器电路合并有CMOS电晶体及双极佳电晶体被耦合于高及低电位电源栏杆(VCCI,GNDO)之间,以便将高及低电位位准之输出信号传送至一输出端(VOUT)。一双极性输出级系由相当大电流导通双极性输出提升(Q24,Q22)及降压(Q44)电晶体所形成,其耦合至输出端(VOUT)并提供一相当低之输出阻抗。被耦合到输出级之资料信号通道系由CMOS电晶体定义而成,其包含CMOS输入级耦合至该输入端(VIN)。小电流导通CMOS电晶体则提供相当高之输入阻抗。该双极性输出级为来自于CMOS电晶体所定义之资料信号通道之资料信号提供电流放大。一提升预驱动器输入级(Q15,Q14)之P通道及N通道CMOS电晶体系以不同于该降压预驱动器输入级(Q11,Q10)之各别P通道及N通道CMOS电晶体之通道宽度之小之P/N比值所构成者,以便使各别提升及降压预驱动器输入级之输入临限电压位准能有所不同。该歪斜结构使双极性输出提升电晶体(Q22)及降压电晶体(Q44)间之同时导通情况减至最小。一降压驱动器级(Q60,Q9A)耦合至该双极性输出降压电晶体(Q44)之一基极节点,包含一CMOS相位分离降压驱动电晶体(Q60)及一快速CMOS半勒抑制器(MK)电晶体(Q9A)而可当作直流米勒抑制器也可当作交流米勒抑制器电晶体使用。
申请公布号 TW220019 申请公布日期 1994.02.01
申请号 TW081109445 申请日期 1992.11.25
申请人 国家半导体公司 发明人 E.大卫.海奇;史帝芬W.克劳奇;洛伊L.亚布洛;麦克.G.渥德;詹姆士R.欧海尼斯;苏珊M.奇尔
分类号 H03K5/68;H03K19/01 主分类号 H03K5/68
代理机构 代理人 林镒珠 台北巿长安东路二段一一二号九楼
主权项 1﹒一种输出缓冲器电路具有多个电晶体耦合 于高电位及低电位电源轨之间,以便能反 应于来自一资料信号输入端(Vin)且经过 该输出缓冲器电路之资料信号通道所传输 之资料信号,用以将高电位及低电位位准 之输出信号传送至输出端(Vout),包含: 一输出级,其包含相当大电流导通输 出提升(Q24,Q22)及降压(Q44)电晶体耦 合至该输出端(Vout)并提供一相当低之输 出阻抗用于该输出缓衡器电路; 及资料信号路径耦合至该输出级,该 资料信号路径系由CMOS电晶体所定义,该 电晶体包含一CMOS输入级耦合至该输入端 (Vin) ,包含相当小之电流导通CMOS电晶 体为该输出缓冲器电路提供相当高之输入 阻抗; 该输出级对来自于定义资料信号路径 之CMOS电晶体资料信号提供电流放大作用 该资料信号路径包含一第一资料信号 路径由CMOS电晶体所定义,其包含一提升 预驱动输入级(Q15,Q14)合并P通道及N 通道电晶体, 及一第二资料信号路径由 CMOS电晶体所定义,其包含一降压预驱动 输入级(Q11 ,!10)合并P通道及N通道电 晶体; 一CMOS三态致能电路具有三态致能信 号输入端(E,EB),一CMOS提升三态致 能(Q16,Q13)具有P通道及N通道CMOS电 晶体耦合于一反及闸,其又与第一资料路 径中之提升预驱动器输入级(Q15,Q14)之 CMOS 电晶体耦合,及一降压三态致能级 (Q12,Q9),其具有P通道及N通道CMOS 电晶体耦合成一反或闸,其又与该第二资 料路径中之降压预驱动器输入级(Q11 , Q10)之CMOS电晶体耦合; 上述连接成反及闸之CWOS电晶体具有 P通道电晶体连接成并联及N通道电晶体 连接成串联,上述连接成反或闸之CMOS电 晶体具有P通道电晶体连接成串联及N通 道电晶体连接成并联; 上述CMOS电晶体系以选定之P通道与 N通道尺寸构成,以使输入提升预驱动器 级与提升三态致能级之组合作用,可提供 一并联总和P通道宽度尺寸对串联总和N 通道宽度尺寸之有效输入提升NAND闸第一 P/N比例,以及输入降压预扛动器级及 降压三态致总级之组合作用,提供一串联 总和P通道宽度尺寸对并联总和N通道宽 度尺寸之一有效输入降压NOR闸第二P/ N比例,上述第一与第二P/N比例系彼 此相对地错开并以有效输入降压NOR闸第 二P/N比例很小于有效输入提升NAND闸 第一P/N比例,以使用于输入降压预驱 动器级之切换电压临界系低于用于输入提 升预驱动器级之切换电压临界,以用以藉 提升与降压电晶体(Q22,Q44)降低同时导 通。 2﹒如申请专利范围第1项所述之输出缓冲器 电路,其中,该输入提升预驱动器级与提 升三态致能级之组合作用,提供了一大约 1/2之有效输入提升NAND闸第一P/N 比例,以及,其中,该输入降压预驱动级 与降压三态致能级之组合作用,提供了一 有效输入降压NOR闸第二P/N比例至约 1/5之有效N通道宽度尺寸。 3﹒一种输出缓冲器电路,用以反应于来自一 输入(VIN)经资料信号路径传递之资料信 号;于输出(Vout)送出高与低电位位准之 输出信号﹒包含: 一输出级包含电晶体(Q24.Q22 Q44)包含一相当大电流导通输出提升电晶 体(Q22)连接至输出(Vout),以自一高定 位电源轨(VCCN)作为电流来源(经由一主 电流路径); 上述输出级包含一相当大电流导通输 出降压电晶体(Q44)连接成由输出(VOUT) 至一低电压电源软(CNDN)吸取电流(经由 一主电流路径); 上述输出级输出提升与降压电晶体系 被以提供相当低输出阻抗至输出缓冲电路 之内部电阻构成; 一提升驱动器级(Q21A,Q20)包含于 输出缓衡器电路第一资料信号路径之CMOS 电晶体连接至输出提升电晶体(Q24,Q22) 之一控制节点; 一输入提升预驱动器级(Q15,Q14)包 含相当低电流导通之P通道与N通道CMOS 电晶体于第一资料路径中,该电晶体具有 控制闸极节点连接至输入(VIN) 一降压驱动器级(Q60,Q9A)包含于输 出缓冲器电路第二资料信号路径中之MOS 电晶体连接于输出降压电晶体(Q44)之一 控制节点,以用以控制该导通状态与输出 提升电晶体(Q22)之导通状态不同相; 及一输入降压预驱动器级(Q11 ,Q10) 包含相当小之电流导通P通道及N通道 CMOS电晶体于第二资料信号路径中,该电 晶体系使其控制闸节点连接至输入(VIN) 上述输入提升预驱动级(Q15.Q14)与 输入降压预驱动器级(Q11 、Q10)COMS电晶 体系褪以提供相当高输入阻抗至输出缓冲 器电路之通道宽度尺寸构成; 一CMOS三态致能电路具有三态致能信 号输入(E,EB),一CMOS提升三态致能 级(Q16,Q13)具有P通道与N通道CMOS电 晶体连接成一NMND闸,该NAND闸系与在第 一资料路径中之提升预驱动输入级(Q15. Q14)之CMOS电晶体相连接,以及,一降压 三态致能级(Q12.Q9)具有P通道与N通 道CMOS电晶体连接成一NOR闸,该NOR闸 系与在第二资料路径中之降压预驱动输入 级(Q11.Q10)之CMOS电晶体相连接; 上述NAND闸连接之CMOS电晶体具有P 通道电晶体连接成并联及N通道电晶体连 接成串联,上述NOR闸连接之CMOS电晶体 具有P通道电晶体连接成串联及N通道电 晶体连接成并联; 上述CMOS电晶体系以选定之P通道与 N通道尺寸所构建,以便使输入提升预驱 动级与提升三态致能级之组合作用,提供 并联总和P通道宽度尺寸对串联总和N通 道宽度尺寸之一有效输入提升NAND闸第一 P/N比例,以及,该输入降压预驱动器 级与降压三态致能级之组合作用,提供串 联总和P通道宽度尺寸对并联总和N通道 宽度尺寸之一有效输入降压NOR闸第二P /N比例,上述第一与第二P/N比系彼 此相对地错开,并以有效输入降压NOR闸 第二P/N比例很小于有效输入提升NAND 闸第一P/N比例,所以用于输入降压预 驱动器级之切换电压临界系低于用于输入 提升预驱动器级之切换电压临界,以用以 降低为提升与降压电晶体(Q22.Q24)之 同时导通。 4﹒如申请专利范围第3项所述之输出缓冲器 电路,其中,该输入提升预驱动器级与提 升三态致能级之组合作用,提供了一约1 /2之有效输入提升NAND闸第一P/N比 例,以及,其中,该输入降压预驱动器级 与降压三态致能级之组合作用,提供了约 1/5之有效输入降压NOR闸第二P/N 比例。 5﹒如申请专利范围第3项所述之输出缓冲器 电路,其中,该第二资料信号路径包含一 降压驱动器级(Q60.Q9A)连接至输出降压 电晶体(1144)之控制节点,上述降压驱动 器级包含一MOS降压驱动器电晶体(Q60) 有一主电流路径连接用以作一高电压电源 轨(VCCQ) 传送电流至输出降压电晶体 (Q44)之控制节点,以及,一MOS米勒限 制器(MK)电晶体(Q9A)连接成自输出降压 电晶体(e44)之控制节点吸取电流至一低 电位电源轨(GNDN); 其中, 该MOS降压驱动器电晶体 (Q60)系一NMOS电晶体具有一控制闸节点 连接至降压预驱动器输入级(Q11.Q10)之 共同节点(n2),其中,该MOSMK电晶体系 一NMOS电晶体(Q9A),并包含一MK电晶体 CMOS预驱动器级(Q40.Q41)连接于上述降 压预驱动器输入级(Q11.Q10)之共用节点 (n2)与该MOSMK电晶体之控制闸节点之间 上述MOSMK(Q9A)电晶体及MK电晶体 CMOS预驱动器级(Q40.Q44)包含相当小电 流导通CMOS电晶体并且系被以相当小通道 宽度尺寸构成,以提供快速之MOSMK电晶 体通通,足以动作为一ACMK电晶体及一 DCYK电晶体。 6﹒如申请专利范围第1项所述之输出缓冲器 电路,其中,该第二资料信号路径包含一 降压驱动器级(Q60.Q9A)连接至输出降压 电晶体(Q44)之控制节点,上述降压驱动 器级包含一MOS降压驱动器电晶体(Q60) 有一主电流路径连接用以作一高电压电源 轨(VCCQ) 传送电流至输出降压电晶体 (Q44)之控制节点,以及,一MOS米勒限 制器(MK)电晶体(Q9A)连接成自输出降压 电晶体(844)之控制节点吸取电流至一低 电位宦源轨(QNDN); 其中,该MOS降压驱动器电晶体 (Q60)系一NMOS电晶体具有一控制闸节点 连接至降压预驱动器输入级(Q11.Q10)之 共同节点(n12),其中,该MOSMK电晶体系 一NMOS电晶体(Q9A),并包含一MK电晶体 CMOS预驱动器级(Q40.Q41)连接于上述降 压预驱动器输入级(Q11.Q10)之共用节点 (n2)与该MOSMK电晶体之控制闸节点之间 上述MOSMK(Q9A)电晶体及MK电晶体 CMOS预驱动器级(Q40.Q44)包含相当小电 流导通CMOS电晶体并且系被以相当小通道 宽度尺寸构成,以提供快速之MUSMK电晶 体导通, 足以动作为一ACMK电晶体及一 DCMK电晶体。图示简单说明: 第一图系一习知技术之BlCM0S输出缓 冲器电路之电路概示图; 第二图系习知技术之CM0S输出缓冲器 电路之概示图; 第三图系习知技术之CM0s多级输出缓 冲器电路之概示图; 第四图系根据来发明之一种新式 BlCM0S输出线冲器电路之概示图。
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