[发明专利]输入/输出(I/O)驱动器

说明书

本文提供了I/O驱动器(200)和相关方法。该I/O驱动器(200)包括用于加快将相应输出FET(上拉P1、下拉N1)配置成在线性区中操作以减小输入信号(Do)的转变与输出信号(Vo)的相应转变之间的延迟的电路系统。另外，该I/O驱动器(200)包括用于控制输出信号(P1、N1的共用节点，Vo)从低逻辑状态转变至高逻辑状态(或反之)的转换速率的电路系统(220、210、IP、IN、Cfp、Cfn)。此外，该I/O驱动器包括用于在导通其他输出FET(N1作为示例)之前关断所导通的输出FET(P1作为示例)的电路系统(210、220、IP、IN、Cfp、Cfn)。这防止“击穿”电流流经这些输出FET(P1、N1)以降低与该I/O驱动器(200)相关联的功耗。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年7月6日向美国专利商标局提交的非临时申请No.14/792,361的优先权和权益，其全部内容通过援引纳入于此。

技术领域

本公开的各方面一般涉及输入/输出(I/O)驱动器，尤其涉及具有低延迟、受控转换速率、低功率、以及低抖动的I/O驱动器。

背景技术

通常在集成电路(IC)的边缘处采用输入/输出(I/O)驱动器以基于该IC中内部地生成的输入信号Do来输出信号或电压Vo。I/O驱动器将输出信号或电压Vo配置成适合于传输给另一IC或器件。通常期望的I/O驱动器特性包括低功耗、受控转换速率、低延迟、以及低抖动。

一般而言，低功耗器件是期望的，尤其是在采用电池作为其电源的产品中。低功耗一般会延长在电池连贯充电之间的电池寿命。

一般还期望转换速率控制以进行准确的下游操作、用于控制或最小化电磁干扰(EMI)、以及用于防止或减少传输线上不想要的信号反射。转换速率一般是I/O驱动器的输出电压Vo从低逻辑状态转变到高逻辑状态(以及反之)的速率或斜率。具有不良转换速率控制的I/O驱动器通常具有随其输出负载而变化的转换速率。例如，若输出负载具有相对较大的有效电容，则转换速率通常相对较低。另一方面，若输出负载具有相对较小的有效电容，则转换速率通常相对较高。

变化的转换速率可能不利地影响使用I/O驱动器的输出信号的一个或多个器件的操作。例如，通常在数字电路中，某些操作的定时取决于信号的上升沿和/或下降沿。若由I/O驱动器生成的信号的此类上升沿和/或下降沿被允许因施加于该I/O驱动器的输出的不同负载而变化，则可能会不利地影响使用此类信号的一个或多个器件的操作。另外，在有效负载电容较小时的情形中，I/O驱动器的输出电压可能上升和下降得太快；由此产生电磁干扰。此外，在I/O驱动器的输出电压上升和下降得太快的此类情形中，这可能会在该I/O驱动器的输出所连接到的传输线上产生不想要的反射。

I/O驱动器的低延迟属性一般也是期望的，因为其可促成采用许多此类I/O驱动器的电路的较快操作。I/O驱动器的延迟一般是该I/O驱动器的输入信号在转变期间达到一逻辑状态的时间与该I/O驱动器的相应输出信号在该转变期间达到该逻辑状态的时间之间的时间差。如所讨论的，低延迟一般转化成沿采用一个或多个低延迟I/O驱动器的链的较快操作。另外，同转换速率一样，期望I/O驱动器的延迟基本上独立于输出负载，从而不会因负载变化而不利地影响下游操作。

最后，一般期望I/O驱动器生成具有相对较低抖动的输出电压。信号抖动通常由电源噪声、器件闪烁和/或在线性区中操作的器件的热噪声引起。类似于转换速率控制和延迟控制，具有不良输出信号抖动控制的I/O驱动器可能会不利地影响下游操作。

发明内容

以下给出对一个或多个实施例的简化概述以提供对此类实施例的基本理解。此概述不是所有构想到的实施例的详尽综览，并且既非旨在标识所有实施例的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有实施例的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个实施例的一些概念以作为稍后给出的更加具体的说明之序。