一种低功率差动信号传输装置，包括切换式电流装置与差动信号产生装置。其中，差动信号产生装置耦接于切换式电流装置。切换式电流装置接收第一输入电压与第二输入电压，并根据第一输入电压与第二输入电压产生多个参考电流。差动信号产生装置具有多个第一晶体管、多个第二晶体管、第一输出电压端与第二输出电压端，此多个第一晶体管与第二晶体管的导通／截止状态受控于多个参考电流，第一输出电压端用以输出第一输出电压，第二输出电压端用以输出第二输出电压，第一输出电压与第二输出电压是由此多个晶体管的导通／截止状态所决定的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种差动信号传输装置，且特别是有关于一种低功率 的差动信号传输装置。
技术介绍
为了提升电子元件的敏锐度以及节省消耗功率，采用差动输入将 可以使得微小的振幅被放大，利用振幅的大小可以将信息隐藏于此振 幅，并当作信息信号传送出去。传统的差动信号传输器在电源电压(VDD)大于2.5V时可正常地操作，但当电源电压小于2V (例如在 0.18-nm工艺使用1.8V)时会因为VDD方向的冗余空间(headroom) 不够而导致失效。这是由于PMOS晶体管开关的有限导通电阻(on-resistance)所造成。有限导通电阻会造成晶体管上的跨压而消耗 掉冗余空间，因此需要较高的电源电压才能让差动信号传输装置正常 的操作。如图1所示，图1绘示传统差动信号传输装置的电路图。此装置 lO包括电流源ll、 13、反相器开关电路12与阻抗14，其中，反相器 开关电路12具有两个输出端点OUTP与OUTN，电流源11耦接于反 相器开关电路12，反相器开关电路12耦接于电流源13，阻抗14的两 端分别耦接于反相器开关电路12的输出端点OUTP与OUTN。反相器电路12包括晶体管120、 121、 123与124，晶体管120与 123是PMOS晶体管，晶体管121与124则是NMOS晶体管。晶体管 120与121耦接，形成第一反相器；晶体管123与124耦接，形成第二 反相器。第一反相器接收第一输入电压VINP，第二反相器接收第二输 入电压VINN。电流源11与13分别受控于偏压信号BP与BN，并分 别提供电流给反相器开关电路12。当第一输入电压VINP为高电平，而第二输入电压VINN为低电平时，晶体管123与121导通，而晶体管120与124截止，因此电流 会从晶体管123流到阻抗14，再流到晶体管121，而输出端点OUTP 与OUTN所形成的差动电压信号便等于流经阻抗14的电流乘上阻抗 14的电阻值，此时，输出端点OUTP与OUTN的电压差值为正值。当第一输入电压VINP为低电平，而第二输入电压VINN为高电 平时，晶体管120与124导通，而晶体管121与123截止，因此电流 会从晶体管120流到阻抗14，再流到晶体管124，而输出端点OUTP 与OUTN所形成的差动电压信号便等于流经阻抗14的电流乘上阻抗 14的电阻值，此时，输出端点OUTP与OUTN的电压差值为负值。如同前面所述，传统的差动信号传输装置IO在电源电压(VDD) 大于2.5V时可正常地操作，但当电源电压小于2V时有可能会因为 VDD方向的冗余空间不够而导致此差动信号传输装置失效。因此，为 了克服此一问题，美国专利US2004/0150434提供了一种差动信号传输 装置，此装置较图1的装置IO少了电流源，因此，冗余空间可以被减 少。美国专利US2004/0150434所提供的差动信号传输装置主要是利用 参考电流控制电路产生晶体管开关的栅极电压，当要导通晶体管开关 时则将其栅极耦合至栅极电压，若要截止晶体管开关时则将其PMOS 晶体管的栅极电压拉至VDD或是将NMOS晶体管的栅极电压拉至 GND (接地点)。请参照图2，图2绘示了美国专利US2004/0150434所提供的一种 差动信号传输装置20的电路图。此装置20包括开关控制电路21、参 考电流控制电路30、开关电路22、差动信号输出电路23、电阻25与 差动放大器24。其中，开关电路22耦接于参考电流控制电路30与开 关控制电路21，差动信号输出电路23耦接于开关电路22，电阻25的 两端分别耦接于差动信号输出电路23的两个输出端，差动放大器24 的两个输入端分别耦接于电阻的两端。开关控制电路21用以提供开关控制信号Sl与S2，参考电流控制 电路30用以产生第一参考电压V1与第二参考电压V2，开关电路根据 开关控制信号Sl与S2于在其相接的电阻25的两端产生跨压，差动放 大器24将电阻25的两端的跨压放大。10如图2所示，开关电路22包括开关220、 221、 222、 223、 224、 225、 226与227。其中，开关220、 223、 225与226受控于控制信号 S2，开关221、 222、 224与227受控于控制信号Sl。开关220的一端 用以接收第一参考电压VI，开关220的另一端耦接于开关221，开关 222的一端用以接收第参考二电压V2，开关222的另一端耦接于开关 223，开关224的一端用以接收第一参考电压VI，开关224的另一端 耦接于开关225，开关226的一端用以接收第二参考电压V2，开关226 的另一端耦接于开关227。差动信号输出电路23则包括晶体管230、 231、 232与233，晶体 管230与232为PMOS晶体管，晶体管231与233为NMOS晶体管。 晶体管230的栅极耦接于开关221与220，晶体管231的栅极耦接于开 关222与223，晶体管232的栅极耦接于开关224与225，晶体管233 的栅极耦接于开关227与226。当控制信号S2为高电平，Sl为低电平时，开关220、 223、 225 与226导通，开关221、 222、 224与227截止。此时，晶体管230的 栅极电压为第一参考电压VI，晶体管232的栅极电压为VDD，晶体 管231的栅极电压为GND，晶体管233的栅极电压为第二参考电压 V2。藉由设计参考电流控制电路30产生第一参考电压VI，第二参考 电压V2，则晶体管230与233导通，晶体管231与232截止，此时流 经电阻25两端的电流为由下往上流，差动放大器24所放大的差动电 压为负值。当控制信号Sl为高电平，S2为低电平时，开关220、 223、 225 与226会截止，开关221、 222、 224与227会导通。此时，晶体管230 的栅极电压为VDD，晶体管232的栅极电压为第一参考电压VI，晶 体管231的栅极电压为第二参考电压V2，晶体管233的栅极电压为 GND。藉由设计参考电流控制电路30产生第一参考电压V1，第二参 考电压V2，则晶体管231与232导通，晶体管230与233截止，此时 流经电阻25两端的电流为由上往下流，差动放大器24所放大的差动 电压为正值。接着请参考图3，图3绘示参考电流控制电路30的电路图。如图3所示，此参考电流控制电路30包括运算放大器300、晶体管301、304、 305、电阻302、 303与电流源306。其中，晶体管304与305耦接，电 流源306与晶体管305耦接，电阻303与晶体管304耦接，电阻302 与晶体管301及电阻303耦接，晶体管301的栅极与运算放大器300 的输出端耦接，运算放大器300的正、负输入端分别耦接于电阻302 与预设的共模电压Vcm。晶体管304与305是PMOS晶体管，晶体管 304与305形成电流镜以产生足以使PMOS晶体管导通的第一参考电 压V1，电流源306提供一电流IREF给电流镜，晶体管304会输出电 流IREF/n。晶体管301是NMOS晶体管，晶体管301、电阻302及运 算放大器300形成负反馈回路以产生足以使NMOS晶体管导通的第二 参考电压V2。简言之，参考电路30会产生第一参考电压V1与第二参本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低功率差动信号传输装置，其特征在于，该装置包括： 一切换式电流装置，用以接收一第一输入电压与一第二输入电压，并根据该第一输入电压与第二输入电压产生多个参考电流；以及 一差动信号产生装置，耦接于该切换式电流装置，具有多个第一晶 体管、多个第二晶体管、一第一输出电压端与一第二输出电压端，该些第一晶体管与该些第二晶体管的导通或截止状态受控于该些参考电流，该第一输出电压端用以输出一第一输出电压，该第二输出电压端用以输出一第二输出电压，该第一输出电压与该第二输出电压是由该些晶体管的导通或截止状态所决定的。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈健忠，涂建成，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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