專利名稱：具有雙向電流的電壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)，特別涉及一種提供終端器使用、具有提供雙向(bi-directional)電流與使用單一形式輸出功率晶體管的電壓調(diào)節(jié)器。
一種共通電腦周邊界面，例如小型電腦系統(tǒng)界面(Small ComputerSystems Interface，SCSI)，可以降低電腦系統(tǒng)中輸入/輸出的阻塞(bottleneck)。但是，當(dāng)流經(jīng)SCSI總線的數(shù)據(jù)速率增加時(shí)，與SCSI總線接連的傳輸線效應(yīng)會(huì)降低數(shù)據(jù)于總線上的完整；如此，由于數(shù)據(jù)速率的增加、各SCSI分支(stub)之間的距離增加、在纜線設(shè)計(jì)上的差異或是其他因素等，使得終端(termination)成為很重要的設(shè)計(jì)因子。舉例來(lái)說(shuō)，由于各SCSI總線上阻抗沒(méi)有匹配(mismatch)造成欲傳輸?shù)目刂菩盘?hào)被反射而導(dǎo)致信號(hào)可能被重復(fù)計(jì)算；信號(hào)反射的原因之一是由于傳輸線間具有若干阻抗差異時(shí)造成阻抗無(wú)法匹配。
阻抗失配可以利用總線的終端器(terminator)來(lái)解決。終端器可以提供總線信號(hào)一終端電阻Rt以匹配傳輸線的特征阻抗(characteristicimpedance)，也可以提供一終端電壓Vo幫助驅(qū)動(dòng)電路以降低總線的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，如

圖1所示。
一般而言，終端器包括被動(dòng)終端器(passive terminator)與主動(dòng)終端器(active terminator)。如圖2所示為一典型被動(dòng)終端器100，其提供一等效終端電阻值R1*R2/(R1+R2)和一等效終端電壓值VP*R2/(R1+R2)。被動(dòng)終端器100的缺點(diǎn)之一為功率消耗的問(wèn)題；因?yàn)榧词巩?dāng)總線信號(hào)線102處于待機(jī)時(shí)(也就是高阻抗時(shí))，被動(dòng)終端器100于終端功率線(terminator powerline)106與接地之間提供一固定電流通路，造成持續(xù)的功率消耗。
主動(dòng)終端器，例如圖3所示的Boulay終端器200，可以降低因總線上阻抗失配所導(dǎo)致的反射問(wèn)題。一般而言，目前的主動(dòng)終端器主要采取補(bǔ)償壓降與維持一固定穩(wěn)壓給終端裝置電阻的方式，企圖降低反射的問(wèn)題。在Boulay終端器200中，R提供一終端電阻，而電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)210提供一終端電壓V0。對(duì)于高速總線的應(yīng)用，例如在動(dòng)態(tài)裝置重新配置DDR(Dynamic device reconfiguration)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器DRAM(DynamicRandom Access Memory)中利用的對(duì)稱驅(qū)動(dòng)器SSTL_2bus(Stub SeriesTerminated Logic for 2.5 volts)，對(duì)于電壓調(diào)節(jié)器210而言，必須具備從一終端電壓處流出(sourcing)與吸入(sinking)電流的雙向電流能力。一般而言，同步整流交換式電壓調(diào)節(jié)器(synchronous rectified switch moderegulator)具備雙向電流能力然而，它需要較復(fù)雜的電路、高價(jià)、并且會(huì)有切換噪聲(switching noise)的缺點(diǎn)。
參照?qǐng)D4為一美國(guó)專利，NO.5,945,814，由Covaro所公開(kāi)的傳統(tǒng)具有雙向電流能力的線性電壓調(diào)節(jié)器。特別要說(shuō)明的是，圖4為根據(jù)Covaro的圖5中所標(biāo)示的元件型號(hào)修正過(guò)；編號(hào)“MMBT3904LTI”與“MID31C”的雙極晶體管為NPN晶體管，而“MJD32C”則為PNP晶體管，三者皆為“ON Semiconductor TM”公司所制造。也就是說(shuō)，在Covaro的發(fā)明中是使用到兩種形式(NPN及PNP)的輸出功率晶體管。
參照?qǐng)D5為一美國(guó)專利，NO.5,608,312，由Wallacc所公開(kāi)的另一種傳統(tǒng)具有雙向電流能力的線性電壓調(diào)節(jié)器；對(duì)于Wallacc的發(fā)明而言其需要使用互補(bǔ)金氧半導(dǎo)體元件(NMOS及PMOS)。但是，在考慮方便制造、備料與成本的觀點(diǎn)來(lái)看，在線性電壓調(diào)節(jié)器中，只使用單一形式的輸出功率元件的金氧半導(dǎo)體，特別是NMOS，是設(shè)計(jì)上所希望的。
參照?qǐng)D6為一圖騰柱式輸出電路(totem-pole)形式的輸出電壓調(diào)節(jié)器，其只使用到NMOS作為輸出功率元件。類似這樣的電壓調(diào)節(jié)器加以適當(dāng)?shù)钠珘涸O(shè)定，便可以流出與吸入電流。然而，其缺點(diǎn)為偏壓需根據(jù)所使用的特定輸出功率NMOS的起始電壓(threshold voltage)調(diào)整，因此設(shè)定范圍非常狹窄；如此范圍狹窄的偏壓設(shè)定將造成功率NMOS選用的困難；再者，這樣的電路設(shè)計(jì)在功率NMOS特性有所變動(dòng)時(shí)，常無(wú)法避免貫穿電流(shoot-throughcurrent)的產(chǎn)生。
根據(jù)上述，亟特提出一種應(yīng)用于主動(dòng)終端器、其不但具備流出與吸入電流的雙向能力，并且只使用單一形式的輸出功率晶體管，并容許功率晶體特性有較大的變動(dòng)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有雙向電流的電壓調(diào)節(jié)器，用于終止總線，其只利用單一形式的輸出功率晶體管，例如全部的輸出功率晶體管皆為NMOS來(lái)作為輸出功率元件。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種具有雙向電流的電壓調(diào)節(jié)器，其應(yīng)用于總線的主動(dòng)終端器的線性電壓調(diào)節(jié)，其可避免貫穿電流，并對(duì)于輸出功率晶體管的起始電壓特性變動(dòng)有很大的適應(yīng)能力。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供一種電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)用于終止(terminating)一總線，其至少包括一電壓調(diào)整端(voltage-regulated terminal)用于提供一調(diào)整輸出電壓給總線終端電阻。一共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管用于經(jīng)過(guò)電壓調(diào)整端流出一電流至總線終端電阻，其中共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的源極連接至電壓調(diào)整端，共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的柵極用于接收第一運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出，共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一正相放大特性。一共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管用于經(jīng)過(guò)電壓調(diào)整端吸入一電流，其中共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的漏極連接至電壓調(diào)整端，共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的柵極用于接收第二運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出，共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一反相放大特性。第一運(yùn)算放大器接成一正相放大器，用于與共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體霓晶體形成一正相組合電路。第一運(yùn)算放大器利用比較一輸入?yún)⒖茧妷号c由電壓調(diào)整端經(jīng)反饋回路分壓而得的負(fù)反饋電壓而輸出第一運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出(輸入至共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管)。第二運(yùn)算放大器接成一反相放大器，用于與共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管形成一正相組合電路，第二運(yùn)算放大器利用比較輸入?yún)⒖茧妷号c由電壓綢整端經(jīng)反饋回路分壓而得的負(fù)反饋電壓而輸出第二運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出(輸入至共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管)。
具體地講，本發(fā)明提供一種電壓調(diào)節(jié)器(regulator)，用于主動(dòng)式總線終端器，其特征在于，該電壓調(diào)節(jié)器至少包括一電壓調(diào)整端(voltage regulated terminal)用于提供一輸出調(diào)整電壓；一第一運(yùn)算放大器，該第一運(yùn)算放大器的一同相輸入端與一參考電壓相連接；一第二運(yùn)算放大器，該第二運(yùn)算放大器的一反相輸入端與該參考電壓相連接；一第一晶體管，該第一晶體管的一控制柵極與該第一運(yùn)算放大器的一輸出端相連接，該第一晶體管的一源極與該電壓調(diào)整端連接，并經(jīng)過(guò)一反饋回路(feedback network，)與該第一運(yùn)算被大器的一反相輸入端相連接，該第一晶體管與該第一運(yùn)算放大器組成一具有流出電流能力的穩(wěn)壓電路；及一第二晶體管，該第二晶體管的一控制柵極與該第二運(yùn)算放大器的一輸出端相連接，該第二晶體管的一漏極與該電壓調(diào)整端連接，并經(jīng)過(guò)該反饋回路與該第二運(yùn)算放大器的一同相輸入端相連接，該第二晶體管與該第二運(yùn)算放大器組成一具有吸入電流能力的穩(wěn)壓電路。
所述的電壓調(diào)節(jié)器，還包括一第一偏置電壓源(offset voltage)連接于該參考電壓與該第一運(yùn)算放大器的該同相輸入端之間，用于輸入一第一偏置電壓給該第一運(yùn)算放大器的同相輸入端，該第一偏置電壓的極性使得該第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接收該參考電壓減少該第一偏置電壓的第一電壓值。
所述的電壓調(diào)節(jié)器還包括一第三偏置電壓源連接于該參考電壓與該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，用于輸入一第二偏置電壓給該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，該第二偏置電壓的極性使得撥第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接收該參考電壓增加該第二偏置電壓的一第二電壓值。
所述的反饋回路還包括一第一電阻，該第一電阻的一端連接至該電壓調(diào)整端，該第一電阻的另一端連接至該第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端；及一第二電阻，該第二電阻的一端連接至該第一電阻、該第一運(yùn)算放大器的反相輸端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端，該第二電阻的另一端接地。
所述的第一晶體管的一漏極與一終端電源(terminator power supply)相連接。
所述的第二晶體管的一源極接地。
所述的第一晶體管的該源極經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端，與至少一終端電阻相連接，使得一第一電流從該第一晶體管流出至該終端電阻。
所述的電壓調(diào)節(jié)器還包括該第三晶體管的該漏極經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端，與該終端電阻相連接，使得該第二晶體管可從該終端電阻吸入一第二電流。
所述的第一晶體管與該第二晶體管皆為N型金氧半導(dǎo)體或NPN晶體管。
本發(fā)明還提供一種電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)，用于終止(terminating)一總線，該電壓調(diào)節(jié)器至少包括一電壓調(diào)整端(voltage-regulated terminal)用于提供一調(diào)整輸出電壓給該總線終端電阻；一共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管用于經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端流出一第一電流至該總線終端電阻，其中該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一源極連接至該電壓調(diào)整端，只有當(dāng)該調(diào)整輸出電壓小于一第一臨界電壓時(shí)，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管才導(dǎo)通，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一柵極用于接收一第一運(yùn)算放大器所推出的控耕輸出，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一正相放大特性；一共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管用于經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端吸入一第二電流，其中該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一漏極連接至該電屆調(diào)整端，只有當(dāng)該調(diào)整輸出電壓大于一第二臨界電壓時(shí)，該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管才導(dǎo)通，該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一柵極用于接收一第二運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出，該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一反相放大特性；該第一運(yùn)算放大器接成一正相放大器，用于與該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管形成一第一正相組合電路，該第一運(yùn)算放大器利用比較一輸入?yún)⒖茧妷号c由該電壓調(diào)整端經(jīng)過(guò)一反饋回路取得一負(fù)反饋電壓而輸出該第一運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出；及該第二運(yùn)算放大器接成一反相放大器，用于與該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管形成一第二正相組合電路，利用比較該輸入?yún)⒖茧妷号c由該電壓調(diào)整端經(jīng)過(guò)該反饋回路取得該負(fù)反饋電壓而輸出該第二運(yùn)算，放大器所推動(dòng)的控制輸出。
所述的電壓調(diào)節(jié)器還包括一第一偏置電壓源(offset voltage)連接于該參考電壓與該第一運(yùn)算放大器的同相輸入端之間，用于輸入一第一偏置電壓給該第一運(yùn)算攻大器的同相輸入端，該第一偏置電壓的極性使得該第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接收該參考電壓減少該第一偏置電壓的一電壓值。
所述的電壓調(diào)節(jié)器還包括一第二偏置電壓源連接于該參考電壓與該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，用于輸入一第二偏置電壓給該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，該第二偏置電壓的極性使得該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接收該參考電壓增加該第二偏置電壓的一電壓值。
所述的共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的漏極與一終端電源(terminator power supply)相連接。
所述的共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的源極接地。
所述的共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的源極經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端，與該等總線終端電阻相連接，使得該第一電流從該共及極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管流出至該等總線終端電阻。
所述的電壓調(diào)節(jié)器還包括該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的漏極經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端，與該等總線終端電阻相連接，使得該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管可從該等總線終端電阻吸入該第二電電流。
所述的反饋回路還包括一第一電阻，該第一電阻的一端連接至核電壓調(diào)整端，該第一電阻的另一端連接至該第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端；及一第二電阻，該第二電阻的一端連接至該第一電阻、該第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端，該第二電阻的另一端接地。
所述的電壓調(diào)節(jié)器還包括一電容與該電壓調(diào)整端相連接，當(dāng)該調(diào)整輸出電壓介于該第一臨界電壓與該第二臨界電壓之間時(shí)，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管與該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管皆不導(dǎo)通，由該電容提供一交流信號(hào)的低阻抗。
所述的第一臨界電壓值小于該第二臨界電壓值。
本發(fā)明提供一種電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)，用于終止(terminating)一總線，其至少包括一電壓調(diào)整端(voltage-regulatedterminal)用于提供一調(diào)整輸出電壓給總線終端電阻。一共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管(為一流出晶體管)用于經(jīng)過(guò)電壓調(diào)整端流出一電流至總線終端電阻，其中共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的源極連接至電壓調(diào)整端，共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的柵極用于接收第一運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出，共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一正相放大特性。一共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管(為一吸入晶體管)用于經(jīng)過(guò)電壓謂整端自總線終端電阻吸入一電流，其中共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的漏極連接至電壓調(diào)整端，共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的柵極用于接收第二運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出，共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一反相放大特性。第一運(yùn)算放大器接成一正相放大器，用于與共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管形成一正相組合電路。第一運(yùn)算放大器利用比較一輸入?yún)⒖茧妷号c由電壓調(diào)整端(經(jīng)反饋回路分壓而得)的負(fù)反饋電壓而輸出第一運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出(即輸入至共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管)。第二運(yùn)算放大器接成一反相放大器，用于與共源極接法的N型金氧半，導(dǎo)體晶體管形成另一正相組合電路。第二運(yùn)算放大器利用比較輸入?yún)⒖茧妷号c由電壓調(diào)整端(經(jīng)反饋回路分壓而得)的負(fù)反饋電壓而輸出第二運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出(即輸入至共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管)。為了避免兩個(gè)運(yùn)算放大器隨機(jī)產(chǎn)生輸入偏置電壓造成兩個(gè)N型金氧半導(dǎo)體晶體管同時(shí)導(dǎo)通，造成貫穿電流。故在第一運(yùn)算放大器的一同相輸入端與輸入?yún)⒖茧妷洪g加入一第一偏置電壓，此第一偏置電壓的極性為使同相輸入端接收輸入?yún)⒖茧妷簻p去第一偏置電壓的值另外第一運(yùn)算放大器的一反相輸入端與輸入?yún)⒖茧妷洪g加入一第二偏置電壓，此第二偏置電壓的極性為使反相輸入端接收輸入?yún)⒖茧妷涸黾拥诙秒妷旱闹?，如此使得?dāng)調(diào)整輸出電壓小于一第一臨界電壓時(shí)，共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管才作動(dòng)；而當(dāng)調(diào)整輸出電壓大于一第二臨界電壓時(shí)，共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管才作動(dòng)，其中第二臨界電壓大于第一臨界電壓。如此可以避免兩個(gè)N型金氧半導(dǎo)體晶體管同時(shí)作動(dòng)而造成貫穿電流。
圖7顯示根據(jù)本發(fā)明線性調(diào)節(jié)器的實(shí)施例示意圖。一第一輸出功率元件(output power device)14，例如一N型MOS晶體管的漏極端(drainterminal)連接至一終端器電源VP；第一輸出功率元件14的柵極端連接至一第一運(yùn)算放大器10的一輸出端；第一輸出功率先并14的源極端除了經(jīng)過(guò)終端電阻17(Rt)連接至若干輸出線，例如總線線，也利用一反饋回路(feedbacknetwork)連接至第一運(yùn)算放大器10的反相輸入端(inverting inputterminal)；其中反饋回路包括一第一電阻21(R1)與一第二電阻22(R2)。第一電阻21與第二電阻22可視為分壓電阻(divider resistors)。
類似的，一第二輸出功率元件15，例如一N型MOS晶體管的源極端接地；第二輸出功率元件15的柵極端連接至一第二運(yùn)算放大器11的一輸出端；第二輸出功率元件15的漏極端除了經(jīng)過(guò)終端電阻17(Rt)連接至若干輸出線，例如總線線，也利用同一反饋回路(feedback network)連接至第二運(yùn)算放大器11的一同相輸入端(noninverting input terminal)；其中反饋回路也包括第一電阻21(R1)與第二電阻22(R2)特別要強(qiáng)調(diào)的是，第一輸出功率元件14用于流出一電流給終端電阻17，而第二輸出功率元件15則用于吸入從終端電阻17而來(lái)的電流，兩者屬于相同形式的半導(dǎo)體輸出功率元件。也就是說(shuō)，在本發(fā)明中只使用一種形式的半導(dǎo)體輸出功率元件，舉例來(lái)說(shuō)，所有的輸出功率元件只利用N型MOS晶體管(NMOS)或是NPM雙極晶體管。選用單一形式晶體管的優(yōu)點(diǎn)是制造商備料可以更有彈性，再者，制造商可以選用成本較少的半導(dǎo)體元件。
再者，于本實(shí)施例中，第一運(yùn)算放大器10的反相輸入端連接至第二放大器11的同相輸入端；而第一運(yùn)算放大器10的另一輸入端，即同相輸入端，經(jīng)過(guò)串聯(lián)一第一偏置電壓源12(offset voltage)連接一參考電壓產(chǎn)生器20(reference voltage generator)。第二運(yùn)算放大器11的另一輸入端，即反相輸入端，也經(jīng)過(guò)一第二偏置電壓源13連接至參考電壓產(chǎn)生器20。第一偏置電壓汲12與第二偏置電壓源13能個(gè)別提供偏置值(offset value)，Voff1與Voff2給第一運(yùn)算放大器10與第二運(yùn)算放大器11，通常此南個(gè)偏置可經(jīng)過(guò)調(diào)整各自的運(yùn)算放大器本身的輸入偏置(input offset)得到，而不需外加電源。在本實(shí)施例中，第一運(yùn)算放大器10的同相輸入端得到一較參考電壓Vref減少Voff1的電壓。而第二運(yùn)算放大器11的反相輸入端得到一較參考電壓Vref增加Voff1的電壓；Vref增加Voff1皆約在數(shù)毫伏特(mV)左右。第一偏置電壓源12與第二偏置電壓源13的加入具有防止貫穿電流發(fā)生的功能。
根據(jù)一般反饋理論分析可知當(dāng)運(yùn)算放大器的開(kāi)路增益(open-loopgain)夠大時(shí)(通常大于10000)，第一運(yùn)算放大器10與第一輸出功率元件14(共漏極接法的NMOS流出晶體管)的組合可以輸出一穩(wěn)壓(Vref-Voff1)×((R1+R2)/R2)(即第一臨界電壓)。在輸出端23的輸出電壓V0小于(Vref-Voff1)×((R1+R2)/R2)(即第一臨界電壓)時(shí)，第一輸出功率元件14可被導(dǎo)通，提供一電流給輸分端23以提高輸出電壓V0。另一情形是，當(dāng)輸出電壓V0大于(Vref-Voff1)×((R1+R2)/R2)時(shí)，第一運(yùn)算放大器10的輸出為0，第一輸出功率元件14則不導(dǎo)通。
另一方面，第二運(yùn)算放大器11與第二輸出功率元件15(共源極接法的NMOS吸入晶體管)的組合可以輸出一穩(wěn)壓(Vref-Voff2)×((R1+R2)/R2)(即第二臨界電壓)。當(dāng)由終端電阻17流入一電流使得輸出端21的輸出電壓V0大于(Vref-Voff2)×((R1+R2)/R2)(即第二臨界電壓)時(shí)，第二輸出功率元件15可被導(dǎo)通，從輸出端23吸入一電流以降低輸出電壓V0。另一情形是，輸出電壓V0小于(Vref-Voff2)×((R1+R2)/R2)時(shí)，第二運(yùn)算放大器11的輸出為0，第二輸出功率元件15則不導(dǎo)通。再者，由于(Vref-Voff1)×((R1+R2)/R2)必定小于(Vref-Voff2)×((R1+R2)/R2)，因此第一輸出功率元件14與第二輸出功率元件15不會(huì)，同時(shí)導(dǎo)通，如此可防止Vp至地的貫穿電流的產(chǎn)生。
在輸出電壓V0介于(Vref-Voff2)×((R1+R2)/R2)與(Vref-Voff1)×((R1+R2)/R2)之間的情形時(shí)，第一輸出功率元件14與第二輸出功率元件15都不會(huì)導(dǎo)通；此時(shí)由一電容器16負(fù)責(zé)提供電壓調(diào)整端至地一交流(AC)信號(hào)的低阻抗。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍；其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包括本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電壓調(diào)節(jié)器(regulator)，用于主動(dòng)式總線終端器，其特征在于，該電壓調(diào)節(jié)器至少包括一電壓調(diào)整端(voltage regulated terminal)用于提供一輸出調(diào)整電壓；一第一運(yùn)算放大器，該第一運(yùn)算放大器的一同相輸入端與一參考電壓相連接；一第二運(yùn)算放大器，該第二運(yùn)算放大器的一反相輸入端與該參考電壓相連接；一第一晶體管，該第一晶體管的一控制柵極與該第一運(yùn)算放大器的一輸出端相連接，該第一晶體管的一源極與該電壓調(diào)整端連接，并經(jīng)過(guò)一反饋回路(feedback network，)與該第一運(yùn)算被大器的一反相輸入端相連接，該第一晶體管與該第一運(yùn)算放大器組成一具有流出電流能力的穩(wěn)壓電路；及一第二晶體管，該第二晶體管的一控制柵極與該第二運(yùn)算放大器的一輸出端相連接，該第二晶體管的一漏極與該電壓調(diào)整端連接，并經(jīng)過(guò)該反饋回路與該第二運(yùn)算放大器的一同相輸入端相連接，該第二晶體管與該第二運(yùn)算放大器組成一具有吸入電流能力的穩(wěn)壓電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括一第一偏置電壓源(offset voltage)連接于該參考電壓與該第一運(yùn)算放大器的該同相輸入端之間，用于輸入一第一偏置電壓給該第一運(yùn)算放大器的同相輸入端，該第一偏置電壓的極性使得該第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接收該參考電壓減少該第一偏置電壓的第一電壓值。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括一第三偏置電壓源連接于該參考電壓與該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，用于輸入一第二偏置電壓給該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，該第二偏置電壓的極性使得撥第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接收該參考電壓增加該第二偏置電壓的一第二電壓值。
4.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的反饋回路還包括一第一電阻，該第一電阻的一端連接至該電壓調(diào)整端，該第一電阻的另一端連接至該第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端；及一第二電阻，該第二電阻的一端連接至該第一電阻、該第一運(yùn)算放大器的反相輸端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端，該第二電阻的另一端接地
5.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的第一晶體管的一漏極與一終端電源(terminator power supply)相連接。
6.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的第二晶體管的一源極接地。
7.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的第一晶體管的該源極經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端，與至少一終端電阻相連接，使得一第一電流從該第一晶體管流出至該終端電阻。
8.如權(quán)利要求7所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括該第三晶體管的該漏極經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端，與該終端電阻相連接，使得該第二晶體管可從該終端電阻吸入一第二電流。
9.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的第一晶體管與該第二晶體管皆為N型金氧半導(dǎo)體或NPN晶體管。
10.一種電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)，用于終止(terminating)一總線，該電壓調(diào)節(jié)器至少包括一電壓調(diào)整端(voltage-regulated terminal)用于提供一調(diào)整輸出電壓給該總線終端電阻；一共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管用于經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端流出一第一電流至該總線終端電阻，其中該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一源極連接至該電壓調(diào)整端，只有當(dāng)該調(diào)整輸出電壓小于一第一臨界電壓時(shí)，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管才導(dǎo)通，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一柵極用于接收一第一運(yùn)算放大器所推出的控耕輸出，該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一正相放大特性；一共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管用于經(jīng)過(guò)該電壓調(diào)整端吸入一第二電流，其中該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一漏極連接至該電屆調(diào)整端，只有當(dāng)該調(diào)整輸出電壓大于一第二臨界電壓時(shí)，該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管才導(dǎo)通，該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管的一柵極用于接收一第二運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出，該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管具有一反相放大特性；該第一運(yùn)算放大器接成一正相放大器，用于與該共漏極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管形成一第一正相組合電路，該第一運(yùn)算放大器利用比較一輸入?yún)⒖茧妷号c由該電壓調(diào)整端經(jīng)過(guò)一反饋回路取得一負(fù)反饋電壓而輸出該第一運(yùn)算放大器所推動(dòng)的控制輸出；及該第二運(yùn)算放大器接成一反相放大器，用于與該共源極接法的N型金氧半導(dǎo)體晶體管形成一第二正相組合電路，利用比較該輸入?yún)⒖茧妷号c由該電壓調(diào)整端經(jīng)過(guò)該反饋回路取得該負(fù)反饋電壓而輸出該第二運(yùn)算，放大器所推動(dòng)的控制輸出。
11.如權(quán)利要求10所述的電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的反饋回路還包括一第一電阻，該第一電阻的一端連接至核電壓調(diào)整端，該第一電阻的另一端連接至該第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端；及一第二電阻，該第二電阻的一端連接至該第一電阻、該第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與該第二運(yùn)算放大器的同相輸入端，該第二電阻的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓調(diào)節(jié)器(regulator)，適用于主動(dòng)式總線終端器，其包括一電壓調(diào)整端，一第一運(yùn)算放大器，其一同相輸入端與一參考電壓相連接，一第二運(yùn)算放大器，其一反相輸入端與參考電壓相連接，一第一晶體管，其一控制柵極與第一運(yùn)算放大器的一輸出端相連接，而一源極與該電壓調(diào)整端相連接，并經(jīng)過(guò)一反饋回路與第一運(yùn)算放大器的一反相輸入端相連接。第一晶體管與第一運(yùn)算放大器組成一具有流出電流能力的穩(wěn)壓電路。一第二晶體管，其控制柵極與第二運(yùn)算放大器的一輸出端相連接，而漏極與該電壓調(diào)整端相連接，并經(jīng)過(guò)同一反饋回路與第二運(yùn)算放大器的一同相輸入端相連接。本發(fā)明可避免使用互補(bǔ)式的輸出功率晶體管，并避免了貫穿電流的發(fā)生。
文檔編號(hào)G05F1/10GK1448818SQ0210817
公開(kāi)日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者陳安東, 黃云朋 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司