被配置用于流电隔离信令的集成电路及配备集成电路的方法技术

本申请涉及一种被配置用于流电隔离信令的集成电路及一种配备集成电路的方法。被配置用于流电隔离信令的示例性集成电路包括接收器，所述接收器具有：检测器模块，所述检测器模块被耦合成从变压器次级绕组的端子接收差分信号，所述检测器模块响应性地呈现基于所述差分信号的量值而变化的阻抗；偏压模块，所述偏压模块将所述检测器模块阻抗转换为响应信号；以及比较器模块，所述比较器模块将所述响应信号与参考信号进行比较以获得指示所述差分信号中的振荡的检测信号。从谐振耦合信令路径接收脉冲调制交流AC信号的方法包括：从共栅放大器配置中的交叉耦合FET对来提供平衡静态电流，从而获得基于AC信号量值而变化的阻抗；将所述阻抗转换为响应信号；以及将所述响应信号与参考信号进行比较以获得表示所述差分AC信号中的脉冲的检测信号。

【技术实现步骤摘要】
被配置用于流电隔离信令的集成电路及配备集成电路的方法
本公开整体涉及集成电路，并且更具体地讲，涉及用于集成电路的不同模块之间的流电隔离的信令的接收器设计。
技术介绍
集成电路设计人员经常将器件部件隔离到不同的模块中。此类模块化可以降低制造成本并提高系统性能。例如，电源转换器可以包括功率MOSFET和设计用于较高电压和电流负载的其他部件，以及设计用于利用最小静态电流进行快速控制操作的小特征尺寸CMOS逻辑门。集成电路设计人员可以选择将逻辑部件与功率部件隔离以防止功率部件损坏或干扰逻辑部件的操作。如果将此类模块放置在单独的衬底上，则可以针对每个模块中的部件类型来定制应用于每个衬底的制造工艺，从而最小化与每个模块相关联的面积和成本要求，同时优化性能。在封装过程中，根据需要将模块互连以形成所需的集成电路器件。在许多情况下，这些模块间连接需要提供流电隔离。现有的各种技术，诸如电容器、变压器、磁阻耦合器和光隔离器都被认为可靠性不足、传播延迟过长、体积过大和/或衰减过多。
技术实现思路
因此，本文公开了用于集成电路模块之间的流电隔离信令的各种配置和方法以及与特别适合于所述流电隔离信令的接收器。根据本申请的一个方面，集成电路被配置用于流电隔离的信令，所述集成电路的特征在于具有接收器，所述接收器具有：检测器模块，所述检测器模块被耦合成从变压器次级绕组的端子接收差分信号，所述检测器模块采用呈差分共栅放大器配置的场效应晶体管(FET)匹配对以响应性地呈现基于差分信号的量值而变化的阻抗，其中所述匹配对中的每个FET的源极导电耦合到端子中相应的一个端子，并且每个FET的栅极电容性交叉耦合到端子中相反的一个端子；偏压模块，所述偏压模块将检测器模块阻抗转换为响应信号；以及比较器模块，所述比较器模块将所述响应信号与参考信号进行比较以获得指示差分信号中的振荡的检测信号。在一个实施方案中，所述集成电路的特征在于，变压器次级绕组具有中心抽头，并且检测器模块经由端子向所述中心抽头供应平衡静态电流。在一个实施方案中，所述集成电路的特征在于，变压器次级绕组以电磁方式耦合到以所述振荡的载波信号频率谐振的集成谐振器。在一个实施方案中，所述集成电路的特征还在于：从响应信号导出参考信号的滤波器模块，所述参考信号相对于响应信号具有减少的高频成分；以及反馈元件，所述反馈元件基于参考信号来调整平衡静态电流。在一个实施方案中，所述集成电路的特征还在于：放大器模块，所述放大器模块将检测信号转换为数字检测信号；以及解码器，所述解码器从数字检测信号导出被传输的数据信号，其中所述数字检测信号的断言表示所述被传输的数据信号中的转变。根据本申请的另一方面，一种给集成电路装配用于流电隔离的信号的接收器的方法，其特征在于：将一对输入端子耦合到检测器模块中的场效应晶体管(FET)匹配对的源极，所述匹配对按交叉耦合共栅放大器配置布置以基于输入端子处的电流之间的差值的量值来改变输出阻抗；对所述检测器模块加偏压以将输出阻抗转换为响应信号；以及提供比较器模块，所述比较器模块被配置为将响应信号与参考信号进行比较以产生指示电流之间的差分振荡的检测信号。在一个实施方案中，所述方法的特征还在于在输入端子之间提供变压器次级绕组，所述变压器次级绕组被以电磁方式耦合到流电隔离的信令路径来接收经调制的载波信号。在一个实施方案中，所述方法的特征还在于，为流电隔离的信令路径提供一个或多个集成谐振器，所述一个或多个集成谐振器各自以经调制的载波信号的载波频率谐振。在一个实施方案中，所述方法的特征还在于：提供低通滤波器模块，所述低通滤波器模块从响应信号导出参考信号；并且采用反馈元件以基于参考信号来调整检测器模块的偏压电流。在一个实施方案中，所述方法的特征在于，检测器模块被配置为将输入端子之间的偏压电流分离为平衡静态电流。附图说明在附图中：图1A是第一示例性多模块集成电路的框图。图1B是第二示例性多模块集成电路的框图。图1C是基于变压器的流电隔离器的示意图。图1D是集成的基于变压器的信号路径的示意图。图2A是采用耦合并联谐振器的示例性信号路径的示意图。图2B是采用耦合串联谐振器的示例性信号路径的示意图。图3A是具有传递回路的示例性谐振耦合信号路径的示意图。图3B是具有谐振器回路的示例性信号路径的示意图。图4是具有多个传递回路的示例性谐振耦合信号路径的示意图。图5是示例性谐振耦合信号路径的布局图。图6是用于谐振耦合信令的示例性方法的流程图。图7是示例性接收器电路的示意图。图8是示例性接收器电路变型的示意图。图9是示例性的接收信号和检测信号的曲线图。应当理解，附图和对应的详细描述并不限制本公开，而是相反，为理解落在所附权利要求范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式提供基础。具体实施方式本申请涉及于2016年2月18日提交的美国专利申请US15/296,627，标题为“Resonance-coupledsignalingbetweenICmodules”(IC模块之间的谐振耦合信令)，专利技术人为KarelPtacek和RichardBurton。所公开的用于流电隔离的信令方法和系统的接收器在上下文中将很好理解。因此，图1A示出了第一示例性多模块集成电路，其具有使用多个流电隔离的信令路径互连的第一模块102和第二模块104。在要保护至少一个模块免受另一个模块中的高电压、高电流、故障和/或噪声信号影响的情况下，可能需要此类信令路径。每个流电隔离的信令路径包括一个或多个流电隔离器106。流电隔离器106通常被配置用于单向操作，其中一个端口被指定用于输入，另一个端口被指定用于输出，但在本文中还设想了双向配置。流电隔离器106的每个输入端口和输出端口优选地通过用于差分信号的一对导体耦合到模块，但是在一些设想的实施方案中，接地连接可以用作输入或输出导体之一以便在所述端口上提供单端信令。如果两个模块102、104共享共同的接地连接，则输入和输出端口都可以具有耦合到所述接地部的一个导体以便在两个端口上实现单端信令。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，这些变化可以应用于随后的实施方案中。图1B示出了第二示例性多模块集成电路，其中第一模块102耦合到在端子112和114之间串联布置的四个模块104、105、108和110中的每一个。四个模块104至110的供电电压被适当地分级以符合其单独的模块额定值，即使它们协作来控制比它们被单独定额的电压大得多的电压时也是如此。尽管四个模块104至110的供电电压是变化的，但是流电隔离器106使得第一模块102能够协调这些模块的操作。图1C示出了流电隔离器106的基于变压器的实施方式。模块102包括发射器131，所述发射器将数字信号130转换为用于驱动变压器的初级线圈132的经调制的载波信号。变压器的次级线圈133电磁耦合到初级线圈132，使得所述经调制的载波信号能够遍历线圈之间的间隙，但同时呈现一些衰减。(如本文所用，短语“以电磁方式耦合”是指覆盖由一个导体中的电荷施加在与第一导体绝缘的第二导体中的电荷的所有形式的影响，包括来自磁通耦合的电磁力、来自电场耦合的电容力，以及来自波场耦合的信号传递。)在合适的载波频率下，线圈132、133可以用电磁耦合的并联导体代替，使得经调制的载波信号能够以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置用于流电隔离的信令的集成电路，所述集成电路的特征在于接收器，所述接收器具有：检测器模块，所述检测器模块被耦合成从变压器次级绕组的端子接收差分信号，所述检测器模块采用呈差分共栅放大器配置的场效应晶体管FET匹配对来响应性地呈现基于所述差分信号的量值而变化的阻抗，其中所述匹配对中的每个FET的源极导电地耦合到所述端子中相应的一个端子，并且所述每个FET的栅极电容地交叉耦合到所述端子中相反的一个端子；偏压模块，所述偏压模块将所述检测器模块阻抗转换为响应信号；和比较器模块，所述比较器模块将所述响应信号与参考信号进行比较以获得指示所述差分信号中的振荡的检测信号。

【技术特征摘要】
2016.10.18 US 15/296,6601.一种被配置用于流电隔离的信令的集成电路，所述集成电路的特征在于接收器，所述接收器具有：检测器模块，所述检测器模块被耦合成从变压器次级绕组的端子接收差分信号，所述检测器模块采用呈差分共栅放大器配置的场效应晶体管FET匹配对来响应性地呈现基于所述差分信号的量值而变化的阻抗，其中所述匹配对中的每个FET的源极导电地耦合到所述端子中相应的一个端子，并且所述每个FET的栅极电容地交叉耦合到所述端子中相反的一个端子；偏压模块，所述偏压模块将所述检测器模块阻抗转换为响应信号；和比较器模块，所述比较器模块将所述响应信号与参考信号进行比较以获得指示所述差分信号中的振荡的检测信号。2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述变压器次级绕组具有中心抽头，并且所述检测器模块经由所述端子向所述中心抽头供应平衡静态电流。3.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述变压器次级绕组以电磁方式耦合到以所述振荡的载波信号频率谐振的集成谐振器。4.根据权利要求2所述的集成电路，其特征还在于：滤波器模块，所述滤波器模块从所述响应信号导出所述参考信号，所述参考信号相对于所述响应信号具有降低的高频成分；和反馈元件，所述反馈元件基于所述参考信号来调整所述平衡静态电流。5.根据权利要求1所述的集成电路，其特征还在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·伯顿，K·普塔切克，
申请(专利权)人：半导体组件工业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US