执行驱动及接收操作的输入输出缓冲器制造技术

本发明专利技术涉及执行驱动及接收操作的输入输出缓冲器及双向式缓冲器。双向式缓冲器包含驱动器、接收器及电路系统。电路系统配置为选择驱动模式以响应检测到第一状态；电路系统配置为选择接收模式以响应检测到第二状态。驱动模式具有第一阻抗且接收模式具有第二阻抗。第二阻抗是部分由驱动器所提供。无论在驱动模式或接收模式下，本发明专利技术揭示的输入输出缓冲器中的驱动器及接收器均可共享彼此的阻抗。由于驱动器及接收器可有效地使用及共享电路，因此相较于先前技术，本发明专利技术提供的缓冲器的面积较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据缓冲领域，特别是有关于一种通信系统中应用于收发器(transceiver)中的高速输入输出缓冲器。技术背景对于高速输入输出缓冲器而言，不论是在驱动模式或接收模式下，均有 针对电流-电压曲线(或阻抗)特性的要求。图1是现有技术中输入输出缓冲器 100的示意图。输入输出缓冲器100包含驱动器102及接收器104。控制单元 112通过选择性地开启或关闭晶体管Ql、 Q2、 Q3及Q4来响应数据信号和 控制信号OE，控制信号OE用以致能数据的输出。在驱动模式中，控制信号OE被开启，并且晶体管Q3及Q4被关闭。若 高逻辑电位的数据通过节点106被输出，晶体管Ql被开启且晶体管Q2被关 闭以拉高节点106的电压。若低逻辑电位的数据通过节点106被输出，晶体 管Ql被关闭且晶体管Q2被开启以拉低节点106的电压。在接收模式中，控 制信号OE被关闭，晶体管Ql及Q2均被关闭而晶体管Q3及Q4均被开启。图2A是晶体管Q2在驱动模式下的电流-电压关系示意图。图2B是显示 晶体管Ql在驱动模式下的电流-电压关系示意图。不同的应用对于电流-电压 特性可能有不同的要求。举例而言，在某一特殊应用的驱动模式下，晶体管 Q2的电流-电压关系曲线202可能被要求设计在最大值曲线205及最小值曲 线206之间。同样地，晶体管Q1的电流-电压关系曲线204可能被要求设计 在最大值曲线207及最小值曲线208之间。图2C是晶体管Q3在接收模式下的电流-电压关系示意图。图2D是显示 晶体管Q4在接收模式下的电流-电压关系示意图。对接收模式而言，接收器 104的阻抗须与传输线114的阻抗相匹配，其中具有阻抗的传输线114耦合 至节点106。晶体管Q3的电流-电压曲线211可能被要求为线性且介于最大 值曲线210及最小值曲线212之间。晶体管Q4的电流-电压关系曲线215可 能被要求为线性且介于最大值曲线214及最小值曲线216之间。由于驱动模式及接收模式对于阻抗的要求不同，传统上这两种模式在输 入输出缓冲器中是被分别设计的。因此，输入输出缓冲器在芯片中占用的面 积通常相当大。此外，面对要求不同阻抗及线性度(固定阻抗)的各种应用时， 传统输入输出缓冲器可被调整的弹性相当小。因此，有必要发展面积较小且 弹性较佳的输入输出缓冲器。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的输入输出缓冲器占用芯片较大面积的技术问 题，本专利技术提供一种执行驱动及接收操作的输入输出缓冲器和双向式缓冲器。 本专利技术提供一种执行驱动及接收操作的输入输出缓冲器。包含驱动器和接收器，其中驱动器包含第一开关；第一电阻元件，串接至第一开关；第二电阻元件，通过输出节点耦合至第一电阻元件；以及第二开关，串接至第 二电阻元件。接收器包含第三开关；第三电阻元件，串接至第三开关；第四 电阻元件通过输出节点耦合至第三电阻元件；以及第四开关，串接至该第四 电阻元件。其中在接收模式下，第一开关与第二开关中的至少一个被开启。本专利技术还提供一种双向式缓冲器。包含驱动器、接收器以及电路系统。 电路系统用以选择驱动模式以响应检测到第一状态，其中驱动模式具有第一 阻抗；以及选择接收模式以响应检测到第二状态，其中接收模式具有第二阻 抗且第二阻抗是部分的由驱动器提供。无论在驱动模式或接收模式下，本专利技术揭示的输入输出缓冲器中的驱动 器及接收器均可共同共享彼此的阻抗。由于驱动器及接收器可有效地使用及 共享电路，因此相较于先前技术，本专利技术提供的缓冲器的面积较小。附图说明图1是现有技术中输入输出缓冲器的示意图。图2A是图1中的晶体管Q2在驱动模式下的电流-电压关系示意图。 图2B是图1中的晶体管Ql在驱动模式下的电流-电压关系示意图。 图2C是图1中的晶体管Q3在接收模式下的电流-电压关系示意图。 图2D是图1中的晶体管Q4在接收模式下的电流-电压关系示意图。 图3是依据本专利技术一实施例输入输出缓冲器的示意图。 图4是在驱动模式下的输入输出缓冲器的范例的示意图。 图5是在驱动模式下的输入输出缓冲器的范例的示意图。 图6是在接收模式下的输入输出缓冲器的范例的示意图。 图7是在接收模式下的输入输出缓冲器的范例的示意图。 图8是在接收模式下的输入输出缓冲器的范例的示意图。 图9A及图9B是本专利技术实施例中开关及电阻元件的示意图。 图IO是显示在输入输出缓冲器中应用不同种类配置的示意图。具体实施方式图3是依据本专利技术一实施例输入输出缓冲器的示意图。输入输出缓冲器 300包含驱动器及接收器。驱动器包含基本部分(base portions)304P与304N 以及可程控部分(programmable portions)306P与306N。基本部分304P包含多 个开关器件(S^—bJL1， STX_b—P—2，...， Six—b上n)及多个电阻元件(Rnc丄p」，RTXJUL2， ...， RTX—b_p_n)。基本部分304N包含多个开关器件(STX一b一N—n STX—b_N—2，...， STX—b_N—n)及多个电阻元件(RTX—b_NJ， RTXA_N_2， ...，RTX_b_N_n)。以上开关器件可以是MOS晶体管以及电阻元件可以是电阻，当然其它可以 作为开关及电阻元件的器件均可被使用。可程控部分306P包含多个开关器 件(STOj3—PJ ， Sraj3—P_2 ， ... ， STXJ3—P—m)及多个电阻元件(RTX_p—PJ ， RTX_p_p_2，…，RTX丄p—m)。可程控部分306N包含多个开关器件(Sxx丄Nj，STX_p_N_2 ， …，S丁xj)—1sLm)及多个电阻兀件(RrX丄NJ ， RTX_p_N_2 ， …，RlX_p_N_m) °同样地，接收器包含基本部分310P与310N以及可程控部分312P与 312N。基本部分310P包含多个开关器件(SRXbj^， Srx b P 2， …，Srx b P n) 及多个电阻元件(RRx九p—t， Rax丄p一2，…，RRx丄p』)。基本部分310N包含多个开关器件(SRx上Nj， Srx上N一2，...， SRx上N』)及多个电阻元件(rrx一b—NJ，Rrxj _N_2，…，Rrx—b_N—n)。开关器件可以是MOS晶体管以及电阻元件可以是电阻，当然其它可以作为开关及电阻元件的器件均可被使用。可程控部分312P包含多个开关器件(SRXj—PJ， Srx^p—2，…，SrXj_p—j及多个电阻元件 (RrXiPJ， RrX_p—p_2， ...， RRX_p_P_m)。可程控部分312N包含多个开关器件 (SRX丄NJ， Srxjp—n一2， …，Srx_p—N—m)及多个电阻兀件(RRX丄n—1， RrX_p—N_2， …， RRX_p_N_m)。以分支A为例，分支A包含由VDD串接延伸至GND的Stxj^」， RTX_b_PJ ， RTX—b_NJ ，以及STX_b_NJ 。控制单元302可控制STx_bj>_i及STX_b_NJ的状态并决定分支A的等效阻抗。若Sxxj^一,被幵启且STXj一N—J皮关闭，分支A的等效阻抗将表示为，其中R(STX—w」)表示 Sxx》一p」被开启时的等效阻抗。若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种执行驱动及接收操作的输入输出缓冲器，包含驱动器和接收器，其中所述的驱动器，包含：第一开关；第一电阻元件，串接至所述的第一开关；第二电阻元件，通过输出节点耦合至所述的第一电阻元件；以及第二开关，串接至所述的 第二电阻元件；以及所述的接收器，包含：第三开关；第三电阻元件，串接至所述的第三开关；第四电阻元件通过所述的输出节点耦合至所述的第三电阻元件；以及第四开关，串接至所述的第四电阻元件；其中在接收模 式下，所述的第一开关与所述的第二开关中的至少一个被开启。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：饶哲源，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]