输出缓冲器制造技术

本发明专利技术提供一种输出缓冲器，包括输入级电路、输出级电路及补偿电路。补偿电路包括补偿电容、第一开关、第二开关、第三开关及第四开关。输入级电路用以接收差分输入信号，以输出响应信号。输出级电路用以接收响应信号，以输出一输出信号。第一开关用以控制输入级电路与补偿电容的第一端之间的连接。第二开关用以控制补偿电路的输出端与补偿电容的第二端之间的连接。第三开关用以控制输入级电路与补偿电容的第二端之间的连接。第四开关用以控制补偿电路的输出端与补偿电容的第一端之间的连接。

Output buffer

The invention provides an output buffer, comprising an input stage circuit, an output stage circuit and a compensation circuit. The compensation circuit comprises a compensation capacitor, a first switch, a second switch, a third switch and a four switch. An input stage circuit is used to receive a differential input signal to output a response signal. An output stage circuit is used to receive a response signal to output an output signal. The first switch is used to control the connection between the input stage circuit and the first end of the compensation capacitor. The second switch is used to control the connection between the output of the compensation circuit and the second terminal of the compensation capacitor. The third switch is used to control the connection between the input stage circuit and the second terminal of the compensation capacitor. The fourth switch is used to control the connection between the output end of the compensation circuit and the first end of the compensation capacitor.

【技术实现步骤摘要】
输出缓冲器
本专利技术是有关于一种具有补偿电容的输出缓冲器，且特别是有关于一种具有切换开关来切换补偿电容的两端点的输出缓冲器。
技术介绍
输出缓冲器的功能主要是提供信号端与负载端的阻抗匹配的缓冲机制。对信号端而言，输出缓冲器的输入端提供一个相当高输入阻抗的输入，用来完整地接收信号端所输出的信号，以避免输出缓冲器的输入信号的衰减。此外，输出缓冲器的输出端提供一个低输出阻抗的输出与负载端连接，以避免因额外的负载效应而降低了输出缓冲器可传输的最大功率。请参照图1，图1为示出的现有技术的输出缓冲器100的示意图。输出缓冲器100包括输入级单元110、中间级单元120、输出级单元130与补偿电容Cc。输入级单元110可将双端的差分输入信号Vid转换成单端的输出信号SS并提供部分的增益。中间级单元120做为缓冲器(buffer)使用，主要是用来补偿信号的频率响应以提高电路的频宽，最后再将补偿后的信号送至输出级单元130。输出级单元130主要是用来提高电路输出的功率，并适当地提供部分增益。输出缓冲器100的工作原理说明如下。当输入级单元110的输入电压的状态改变时，输入级单元110的输出端的电压也会跟着改变。当输入级单元110的正极输入电压V1大于负极输入电压V2，会在输入级单元110的输出端产生一个高态的电压准位的输出。反之，当输入级单元110的正极输入电压V1小于负极输入电压V2时，则会在输入级单元110的输出端产生一个低态的电压准位的输出。此外，输入级单元110的输出信号SS会被送至中间级单元120的输入端。中间级单元120通常时由共栅极(CommonGate)的放大器所组成，主要是用来提供输入级单元110一个低阻抗的节点，让输入级单元110的输出端所产生的极点远离主极点的位置，使输出缓冲器100得以忽略该节点对整体频宽的影响。此外，补偿电容Cc跨接至中间级单元120的输入端与输出级单元130的输出端。补偿电容Cc的主要的作用是用于极点分离的补偿，使相邻的两个极点的位置分离成为一低频的主极点与一个高频可忽略次要极点的位置。由于输出缓冲器100需要补偿电容Cc来做极点分离，输入级单元110的输出端状态改变时均须要对补偿电容Cc充放电。因此，使得输出缓冲器100的大信号响应速度，取决于对输入级单元110的偏压电流对补偿电容Cc的充放电速度。当补偿电容Cc越大且输入级单元110的偏压电流越小，则输出缓冲器100的大信号响应速度越慢。当补偿电容Cc越小且输入级单元110的偏压电流越大，则输出缓冲器100的大信号响应速度越快。一般为了维持正常频率响应的特性，补偿电容Cc的大小通常在选定之后便会固定下来。所以，可以调整的部分，只剩下输入级单元110的偏压电流。为了提高输出缓冲器100的大信号响应速度，则输入级单元110的偏压电流的设计也要越大，因此输出缓冲器100整体的耗电也就会增加，而这也将成为一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种输出缓冲器，不需要通过输入级电路的偏压电流缓慢地对补偿电容充电，进而提升输出缓冲器内部的反应速度，且不需要重新对补偿电容充放电，因此能够降低额外的动态耗电。本专利技术提供一种输出缓冲器，包括输入级电路、输出级电路及补偿电路。补偿电路包括第一补偿电容、第一开关、第二开关、第三开关及第四开关。输入级电路用以接收差分输入信号，以输出响应信号。输出级电路耦接输入级电路，用以接收响应信号，以输出一输出信号。补偿电路耦接输入级电路及输出级电路的输出端。其中，第一补偿电容具有第一端及第二端。第一开关用以控制输入级电路与第一补偿电容的第一端之间的电性连接。第二开关用以控制补偿电路的输出端与第一补偿电容的第二端之间的电性连接。第三开关用以控制输入级电路与第一补偿电容的第二端之间的电性连接。第四开关用以控制补偿电路的输出端与第一补偿电容的第一端之间的电性连接。第一开关的开启/关闭时间与第二开关的一致，而第三开关的开启/关闭时间与第四开关的一致。当第一开关与第二开关开启时，第三开关与第四开关关闭。当第三开关与第四开关开启时，第一开关与第二开关关闭。在本专利技术的一实施例中，上述的输出缓冲器，其中上述的差分输入信号包括正极输入信号及负极输入信号。输入级电路包括差分对单元及电流镜单元。差分对单元依据所接收的正极输入信号及负极输入信号，输出响应信号。电流镜单元耦接至差分对单元，用以提供偏压电流及映射电流，其中电流镜单元映射偏压电流而产生映射电流。在本专利技术的一实施例中，上述的输出缓冲器还包括检测电路，用以依据正极输入信号及负极输入信号控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关。在本专利技术的一实施例中，上述的电流镜单元为电流镜电路。电流镜电路包括第一晶体管及第二晶体管。第一晶体管的第一源/漏极耦接第一电压，第一晶体管的第二源/漏极及栅极耦接至电流镜电路的第一节点。第二晶体管的栅极耦接第一晶体管的栅极，第二晶体管的第一源/漏极耦接第一电压，而第二晶体管的第二源/漏极耦接至电流镜电路的第二节点。其中，第一节点耦接差分对单元，第二节点耦接差分对单元与补偿电路的输入端。偏压电流通过第一节点流至差分对单元，而映射电流通过第二节点输出。在本专利技术的一实施例中，上述的第一电压为电源电压。在本专利技术的一实施例中，上述的第一电压为接地电压。在本专利技术的一实施例中，上述的差分对单元为一差分放大器。差分放大器包括第三晶体管、第四晶体管及第五晶体管。第三晶体管的栅极接收负极输入信号，第三晶体管的第一源/漏极耦接电流镜电路的第一节点。第四晶体管的栅极接收正极输入信号，第四晶体管的第一源/漏极耦接电流镜电路的第二节点，其中响应信号自第二节点输出。第五晶体管的栅极接收第一偏压，第五晶体管的第一源/漏极耦接第一晶体管的第二源/漏极及第二晶体管的第二源/漏极，第五晶体管的第二源/漏极耦接第二电压。在本专利技术的一实施例中，上述的第二电压为电源电压。在本专利技术的一实施例中，上述的第二电压为接地电压。在本专利技术的一实施例中，上述的输出级电路包括第六晶体管及第七晶体管。第六晶体管的栅极耦接第一节点，第六晶体管的第一源/漏极耦接一第一电压，第六晶体管的第二源/漏极耦接第三节点。第七晶体管的栅极耦接第二节点，用以接收响应信号。第七晶体管的第一源/漏极耦接第三节点，用以输出输出信号。第七晶体管的第二源/漏极耦接第二电压。在本专利技术的一实施例中，上述的电流镜单元为轨对轨电流镜电路，而差分对单元为轨对轨差分放大器。在本专利技术的一实施例中，上述的轨对轨电流镜电路包括第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管及第十一晶体管。第八晶体管的源极耦接第一电压，第八晶体管的栅极耦接第四节点，第八晶体管的漏极耦接第五节点。第九晶体管的源极耦接第一电压，第九晶体管的栅极耦接第四节点，第九晶体管的漏极耦接第六节点。其中第一开关耦接第六节点。第十晶体管的源极耦接第五节点，第十晶体管的源漏极耦接第四节点，第十晶体管的源栅极接收第二偏压。第十一晶体管的源极耦接第六节点，第十一晶体管的栅极耦接第十晶体管的栅极，第十一晶体管的漏极耦接第七节点。在本专利技术的一实施例中，上述的轨对轨电流镜电路还包括第一阻抗提供元件及第二阻抗提供元件。第一阻抗提供元件的一端耦接第四节点，第一阻抗提供元件的另一端耦接第八节点。第二阻抗提供元件的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出缓冲器，其特征在于，包括：一输入级电路，用以接收一差分输入信号，以输出一响应信号；一输出级电路，耦接该输入级电路，用以接收该响应信号，以输出一输出信号；以及一补偿电路，耦接该输入级电路及该输出级电路的输出端之间，其中该补偿电路包括：一第一补偿电容，具有一第一端及一第二端；一第一开关，用以控制该输入级电路与该第一补偿电容的该第一端之间的电性连接；一第二开关，用以控制该补偿电路的输出端与该第一补偿电容的该第二端之间的电性连接；一第三开关，用以控制该输入级电路与该第一补偿电容的该第二端之间的电性连接；以及一第四开关，用以控制该补偿电路的输出端与该第一补偿电容的该第一端之间的电性连接；其中该第一开关的开启/关闭时间与该第二开关的一致，而该第三开关的开启/关闭时间与该第四开关的一致；其中当该第一开关与该第二开关开启时，该第三开关与该第四开关关闭；其中当该第三开关与该第四开关开启时，该第一开关与该第二开关关闭。

【技术特征摘要】
1.一种输出缓冲器，其特征在于，包括：一输入级电路，用以接收一差分输入信号，以输出一响应信号；一输出级电路，耦接该输入级电路，用以接收该响应信号，以输出一输出信号；以及一补偿电路，具有一输入端耦接该输入级电路的输出端，及一输出端维持连接该输出级电路的输出端且与该输出级电路的该输出端有相同的信号输出状态，其中该补偿电路包括：一第一补偿电容，具有一第一端及一第二端；一第一开关，用以控制该输入级电路与该第一补偿电容的该第一端之间的电性连接；一第二开关，用以控制该补偿电路的输出端与该第一补偿电容的该第二端之间的电性连接；一第三开关，用以控制该输入级电路与该第一补偿电容的该第二端之间的电性连接；以及一第四开关，用以控制该补偿电路的输出端与该第一补偿电容的该第一端之间的电性连接；其中该第一开关的开启/关闭时间与该第二开关的一致，而该第三开关的开启/关闭时间与该第四开关的一致；其中当该第一开关与该第二开关开启时，该第三开关与该第四开关关闭；其中当该第三开关与该第四开关开启时，该第一开关与该第二开关关闭；其中依据该响应信号，该补偿电容的该第一端维持或充电至高态的电压准位，与该第二端维持或放电至低态的电压准位。2.根据权利要求1所述的输出缓冲器，其特征在于，该差分输入信号包括一正极输入信号及一负极输入信号，该输入级电路包括：一差分对单元，依据所接收的该正极输入信号及该负极输入信号，输出该响应信号；以及一电流镜单元，耦接至该差分对单元，用以提供一偏压电流及一映射电流，其中该电流镜单元映射该偏压电流而产生该映射电流。3.根据权利要求2所述的输出缓冲器，其特征在于，还包括一检测电路，用以依据该正极输入信号及该负极输入信号，控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关。4.根据权利要求2所述的输出缓冲器，其特征在于，该电流镜单元为一电流镜电路，该电流镜电路包括：一第一晶体管，其第一源/漏极耦接一第一电压，其第二源/漏极及栅极耦接至该电流镜电路的一第一节点；以及一第二晶体管，其栅极耦接该第一晶体管的栅极，其第一源/漏极耦接该第一电压，其第二源/漏极耦接至该电流镜电路的一第二节点，其中，该第一节点耦接该差分对单元，该第二节点耦接该差分对单元与该补偿电路的输入端，该偏压电流通过该第一节点流至该差分对单元，而该映射电流通过第二节点输出。5.根据权利要求4所述的输出缓冲器，其特征在于，该第一电压为电源电压。6.根据权利要求4所述的输出缓冲器，其特征在于，该第一电压为接地电压。7.根据权利要求2所述的输出缓冲器，其特征在于，该差分对单元为一差分放大器，该差分放大器包括：一第三晶体管，其栅极接收该负极输入信号，其第一源/漏极耦接该电流镜单元的一第一节点；一第四晶体管，其栅极接收该正极输入信号，其第一源/漏极耦接该电流镜单元的一第二节点，其中该响应信号自该第二节点输出；以及一第五晶体管，其栅极接收一第一偏压，其第一源/漏极耦接该第三晶体管的第二源/漏极及该第四晶体管的第二源/漏极，其第二源/漏极耦接一第二电压。8.根据权利要求7所述的输出缓冲器，其特征在于，该第二电压为电源电压。9.根据权利要求7所述的输出缓冲器，其特征在于，该第二电压为接地电压。10.根据权利要求2所述的输出缓冲器，其特征在于，该输出级电路包括：一第六晶体管，其栅极耦接一第一节点，其第一源/漏极耦接一第一电压，其第二源/漏极耦接一第三节点；以及一第七晶体管，其栅极耦接一第二节点，用以接收该响应信号，其第一源/漏极耦接该第三节点，用以输出该输出信号，其第二源/漏极耦接一第二电压。11.根据权利要求2所述的输出缓冲器，其特征在于，该电流镜单元为一轨对轨电流镜电路，而该差分对单元为一轨对轨差分放大器。12.根据权利要求11所述的输出缓冲器，其特征在于，该轨对轨电流镜电路包括：一第八晶体管，其源极耦接一第一电压，其栅极耦接一第四节点，其漏极耦接一第五节点；一第九晶体管，其源极耦接该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊宏，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：