專利名稱：具有偏置控制電路的集成電路器件及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種集成電路器件及其操作方法，更具體地說，涉及具有偏置控制電路的集成電路器件及其操作方法。
背景技術(shù)：
通常，具有兩級或者多級的運算放大器(OP-AMP)使用補償電容來提供穩(wěn)定性。例如，圖1示出了包括放大器110、開關(guān)120、和負載130的傳統(tǒng)源極驅(qū)動器電路100，其結(jié)構(gòu)如圖所示。放大器110放大輸入并且通過開關(guān)120產(chǎn)生輸出給負載130?？梢詫⒎糯笃?10設(shè)計為在特定頻率特性和相位特性內(nèi)具有恒定轉(zhuǎn)換速率(slew rate)和穩(wěn)定性。因此，可以將放大器110設(shè)計來驅(qū)動負載130。隨著負載130增加，頻率和相位特性可能變差。不幸的是，這可導(dǎo)致DC電流消耗的增加。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，一種集成電路器件包括產(chǎn)生輸出電壓的放大器電路。一種偏置控制電路被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓或者輸出電壓。輸出級驅(qū)動器電路響應(yīng)于在偏置控制電路的輸出端處產(chǎn)生的電壓。
在另一個實施例中，輸出級驅(qū)動器電路包括圖騰柱(totem-pole)輸出級驅(qū)動器。
在又一個實施例中，響應(yīng)于偏置控制電壓而通過輸出級驅(qū)動器電路產(chǎn)生的輸出電流小于響應(yīng)于輸出電壓而通過輸出級驅(qū)動器電路產(chǎn)生的輸出電流。
在又一個實施例中，所述集成電路還包括可被操作以響應(yīng)于控制信號的開關(guān)和經(jīng)過所述開關(guān)連接到輸出級驅(qū)動器電路的負載。所述偏置控制電路被配置來當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于開路狀態(tài)時在其輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓，而當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于閉合狀態(tài)時在其輸出端產(chǎn)生輸出電壓。
在另外實施例中，所述集成電路器件包括產(chǎn)生第一和第二輸出電壓的放大器電路。第一偏置控制電路被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生第一偏置控制電壓或第一輸出電壓。第二偏置控制電路被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生第二偏置控制電壓或第二輸出電壓。輸出級驅(qū)動器電路響應(yīng)于在第一和第二偏置控制電路的輸出端處產(chǎn)生的電壓。
在另外實施例中，響應(yīng)于第一和第二偏置控制電壓通過輸出級驅(qū)動器電路所產(chǎn)生的輸出電流小于響應(yīng)于第一和第二輸出電壓通過輸出級驅(qū)動器電路所產(chǎn)生的輸出電流。
在另外的實施例中，所述輸出級驅(qū)動器電路包括圖騰柱輸出級驅(qū)動器。
在另外的實施例中，圖騰柱輸出級驅(qū)動器包括響應(yīng)于在第一偏置控制電路的輸出端處的電壓的PMOS晶體管和響應(yīng)于在第二偏置控制電路的輸出端處的電壓的NMOS晶體管。
在另外的實施例中，第一偏置控制電壓大于第一輸出電壓而第二偏置控制電壓小于第二輸出電壓。
在另外的實施例中，所述集成電路器件還包括可被操作以響應(yīng)于控制信號的開關(guān)和經(jīng)過所述開關(guān)連接到輸出級驅(qū)動器電路的負載。第一和第二偏置控制電路被配置來當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于開路狀態(tài)時分別在其輸出端產(chǎn)生第一和第二偏置控制電壓，而當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于閉合狀態(tài)時分別在其輸出端產(chǎn)生第一和第二輸出電壓。
雖然上面主要對于集成電路器件閃速存儲器的器件實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于此實施例，其還可以體現(xiàn)為操作該集成電路器件的方法。


當結(jié)合附圖進行閱讀下面關(guān)于本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特點將變得更加容易被理解，其中圖1示出了傳統(tǒng)源極驅(qū)動器電路的框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的負載驅(qū)動系統(tǒng)的框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的負載驅(qū)動系統(tǒng)的電路示意圖；和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖2和圖3的負載驅(qū)動系統(tǒng)的操作的波形圖。
具體實施例雖然可以對本發(fā)明進行各種形式修改和替換，但是通過附圖中的例子示出了其具體實施例并且將在下面詳細說明。但是應(yīng)該理解，不存在將本發(fā)明限于所公開的特定形式的意圖，相反地，本發(fā)明覆蓋落在由權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效、和替換。在整個附圖的說明中相同的附圖標記表示相同的元件。
如在此處使用的，除非特別指出否則沒有單復(fù)數(shù)的區(qū)別。還應(yīng)該理解在本說明書中的術(shù)語“包括”、“包含”指示所陳述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或零件的存在，但是并不排除其額外的一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或零件的存在。應(yīng)該理解當指示元件被“連接”或“耦合”到另一個元件時，其可以是直接連接或耦合到其它元件或者存在中間元件。而且，在此處所使用的“連接的”或“耦合的”可以包括無線連接或耦合。如在此處使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個關(guān)聯(lián)列出項目的任何以及所有組合。
除非被定義，在此處所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬于的技術(shù)領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員通常所能理解的相同的含意。還應(yīng)該理解，應(yīng)該將諸如在通常使用的詞典中被定義的那些術(shù)語理解為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的上下文中的含意一致的含意，除非在這里明確地被定義否則不應(yīng)該以理想的或過于刻板的方式對所述術(shù)語進行理解。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的負載驅(qū)動系統(tǒng)200的框圖。該負載驅(qū)動系統(tǒng)包括放大器210、開關(guān)220、和負載230?？梢愿鶕?jù)控制信號SW的邏輯狀態(tài)來將開關(guān)220開路或閉合。如果開關(guān)220是閉合的，則將放大器210的輸出施加到負載230。如果開關(guān)是開路的，則不將放大器的輸出施加給負載230。
根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，放大器210包括運算跨導(dǎo)放大器(Operational Transconductance Amplifier，OTA)211、偏置控制單元212、和輸出單元213。OTA 211在其一個或多個輸出端產(chǎn)生至少一個放大的信號/電壓。偏置控制單元212被配置來響應(yīng)于開關(guān)控制信號SW在其輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓或者至少一個發(fā)大的信號。輸出單元213被配置來響應(yīng)于從偏置控制單元212輸出的信號/電壓而產(chǎn)生輸出信號OUTPUT。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，輸出單元213可以包括圖騰柱(totem-pole)輸出級驅(qū)動器電路。
有利地，可以根據(jù)負載230是否耦合到放大器210的輸出端而將輸出單元213進行不同的偏置。通過當將負載230從放大器210斷開時適當?shù)仄幂敵鰡卧?13，可以減小放大器的電流使用。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的負載驅(qū)動系統(tǒng)的電路示意圖。如圖3所示，偏置控制器212包括第一偏置控制器單元215和第二偏置控制器單元216。輸出單元213包括以圖騰柱結(jié)構(gòu)排列的晶體管P1和N1。
OTA 211通過VIN+節(jié)點接收輸入信號INPUT，并且通過VIN-節(jié)點接收輸出信號OUTPUT作為來自輸出單元213的反饋信號。OTA 211可以輸出第一差動信號/電壓VOUT-和第二差動信號/電壓VOUT+。第一偏置控制器單元215產(chǎn)生第一偏置信號/電壓VB1，并且根據(jù)開關(guān)控制信號SW的邏輯狀態(tài)選擇性地輸出第一差動信號VOUT-或者第一偏置信號/電壓VB1。第二偏置控制器單元216產(chǎn)生第二偏置信號/電壓VB2，并且根據(jù)開關(guān)控制信號SW的邏輯狀態(tài)選擇性地輸出第二差動信號VOUT+或者第二偏置信號/電壓VB2。在本發(fā)明的某些實施例中，如果開關(guān)控制信號SW在負載230被連接到放大器210的狀態(tài)中，則將VOUT-和VOUT+輸出到輸出單元213。如果開關(guān)控制信號SW在負載230被從放大器210斷開的狀態(tài)中，則將VB1和VB2輸出到輸出單元213。在本發(fā)明的某些實施例中，VB1＞VOUT-并且VB2＜VOUT+。
如圖3所示，輸出單元213包括晶體管P1和N1。P1的柵極從第一偏置控制器單元215接收輸出信號/電壓，以及N1的柵極從第二偏置控制器單元216接收輸出信號/電壓。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖2和3的負載驅(qū)動系統(tǒng)的操作的波形圖。在將SW信號驅(qū)動到高以將負載230經(jīng)由開關(guān)220連接到放大器210之前，由OTA 211放大輸入信號INPUT。但是在這種情況下，將偏置信號/電壓VB1和VB2施加給輸出單元213。結(jié)果是，在輸出單元213中的輸出電流Iout相對較小。此時沒有將輸出信號/電壓OUTPUT傳輸?shù)截撦d230。當將SW信號驅(qū)動到高以將負載230經(jīng)由開關(guān)220連接到放大器210時，將差動信號VOUT-和VOUT+施加到輸出單元230。此時，將輸出信號/電壓OUTPUT傳輸?shù)截撦d230。結(jié)果是，在輸出單元213中的輸出電流Iout相對較大。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，通過輸出單元213的電流Iout基于開關(guān)信號SW的邏輯狀態(tài)而不同。
在本發(fā)明的某些實施例中，OTA 211可不產(chǎn)生VOUT+。在這種情況下，第二偏置控制器216可以將恒定的偏置施加于輸出單元213的晶體管N1。對于圖3，負載驅(qū)動系統(tǒng)的操作保持相同除了恒定信號/電壓VB3由第二偏置控制器216產(chǎn)生并且被施加于輸出單元213的晶體管N1之外。信號/電壓的關(guān)系如下VB1＞VOUT-并且VB2＜VB3。
在詳細描述的結(jié)論中，應(yīng)該注意只要基本不偏離本發(fā)明的原理就可以對優(yōu)選實施例進行許多變化和修改。所有這些變化和修改都應(yīng)該被認為包括在如所附權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本申請要求于2004年12月17日提交的韓國專利申請第2004-0107996號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，在此引用其整個內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種集成電路器件，包括放大器電路，產(chǎn)生輸出電壓；偏置控制電路，被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓或者輸出電壓；和輸出級驅(qū)動器電路，響應(yīng)于在所述偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路器件，其中所述輸出級驅(qū)動器電路包括圖騰柱輸出級驅(qū)動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路器件，其中響應(yīng)于所述偏置控制電壓而通過所述輸出級驅(qū)動器電路產(chǎn)生的輸出電流小于響應(yīng)于所述輸出電壓而通過所述輸出級驅(qū)動器電路產(chǎn)生的輸出電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路器件，還包括開關(guān)，可被操作來響應(yīng)于控制信號；和負載，經(jīng)過所述開關(guān)連接到所述輸出級驅(qū)動器電路；其中所述偏置控制電路被配置來當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于開路狀態(tài)時在其輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓，并被配置來當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于閉合狀態(tài)時在其輸出端產(chǎn)生輸出電壓。
5.一種集成電路器件，包括放大器電路，產(chǎn)生第一和第二輸出電壓；第一偏置控制電路，被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生第一偏置控制電壓或第一輸出電壓；第二偏置控制電路，被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生第二偏置控制電壓或第二輸出電壓；和輸出級驅(qū)動器電路，響應(yīng)于在第一和第二偏置控制電路的輸出端處產(chǎn)生的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路器件，其中響應(yīng)于第一和第二偏置控制電壓通過所述輸出級驅(qū)動器電路而產(chǎn)生的輸出電流小于響應(yīng)于第一和第二輸出電壓通過所述輸出級驅(qū)動器電路而產(chǎn)生的輸出電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路器件，其中所述輸出級驅(qū)動器電路包括圖騰柱輸出級驅(qū)動器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路器件，其中所述圖騰柱輸出級驅(qū)動器包括響應(yīng)于在第一偏置控制電路的輸出端處的電壓的PMOS晶體管和響應(yīng)于在第二偏置控制電路的輸出端處的電壓的NMOS晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路器件，其中所述第一偏置控制電壓大于所述第一輸出電壓而所述第二偏置控制電壓小于所述第二輸出電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路器件，還包括開關(guān)，可被操作來響應(yīng)于控制信號；和負載，經(jīng)過所述開關(guān)連接到所述輸出級驅(qū)動器電路；其中所述第一和第二偏置控制電路被配置來當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于開路狀態(tài)時分別在其輸出端產(chǎn)生第一和第二偏置控制電壓，而當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于閉合狀態(tài)時分別在其輸出端產(chǎn)生第一和第二輸出電壓。
11.一種操作集成電路器件的方法，包括產(chǎn)生輸出電壓；根據(jù)控制信號的狀態(tài)在偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓或者輸出電壓；和使用在偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生的電壓來驅(qū)動輸出級驅(qū)動器電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中響應(yīng)于偏置控制電壓而通過輸出級驅(qū)動器電路產(chǎn)生的輸出電流小于響應(yīng)于輸出電壓而通過輸出級驅(qū)動器電路產(chǎn)生的輸出電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括當開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于開路狀態(tài)時在偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓；以及當開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于閉合狀態(tài)時在偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生輸出電壓。
14.一種操作集成電路器件的方法，包括產(chǎn)生第一和第二輸出電壓；根據(jù)控制信號的狀態(tài)在第一偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生第一偏置控制電壓或第一輸出電壓；根據(jù)控制信號的狀態(tài)在第二偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生第二偏置控制電壓或第二輸出電壓；和使用在第一和第二偏置控制電路的輸出端處產(chǎn)生的電壓來驅(qū)動輸出級驅(qū)動器電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中響應(yīng)于第一和第二偏置控制電壓通過輸出級驅(qū)動器電路所產(chǎn)生的輸出電流小于響應(yīng)于第一和第二輸出電壓通過輸出級驅(qū)動器電路所產(chǎn)生的輸出電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一偏置控制電壓大于所述第一輸出電壓而所述第二偏置控制電壓小于所述第二輸出電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于開路狀態(tài)時分別在第一和第二偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生第一和第二偏置控制電壓；以及當所述開關(guān)響應(yīng)于控制信號而處于閉合狀態(tài)時分別在第一和第二偏置控制電路的輸出端產(chǎn)生第一和第二輸出電壓。
全文摘要
一種集成電路器件，包括產(chǎn)生輸出電壓的放大器電路。一種偏置控制電路被配置來根據(jù)控制信號的狀態(tài)在其輸出端產(chǎn)生偏置控制電壓或者輸出電壓。輸出級驅(qū)動器電路響應(yīng)于在所述偏置控制電路的輸出端處產(chǎn)生的電壓。
文檔編號H03F3/42GK1801602SQ20051002294
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者禹宰赫, 鄭圭榮 申請人:三星電子株式會社