限幅器中的电容性负载的电感隔离的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号限幅电路及与其相关方法。
【背景技术】
[0002]由于到电路的输入信号上的过压情况而可能损坏许多电路。因此，过压电路可以被包括以保护免于此类过压情况。一些过压保护电路包括各种晶体管的使用，这些晶体管在检测到输入节点上的过压情况时接通。可能要求这类晶体管吸收(sink)的电流量可能迫使晶体管变得相对大。大晶体管导致由晶体管所引起的大寄生电容。大寄生电容可能限制电路的带宽，这是高速数据信号的特定问题。
【发明内容】
[0003]—些实施例涉及限幅器电路，其包括电感器、第一晶体管和第二晶体管。电感器具有被连接到输入节点的第一端子。第一晶体管被连接到电感器的第二端子并且还连接到地。第二晶体管被连接到输入节点并且被连接到第一晶体管的栅极。如果过压情况形成在输入节点上，则使得第二晶体管传导从而导通第一晶体管，这进而使得过压电流路径形成，该过压电流路径从输入节点开始，通过电感器，通过第一晶体管并到地。限幅器的电感器将输入信号与可由第一晶体管引起的任何寄生电容隔离。
[0004]其它实施例涉及主机和用来限制输入信号的幅值并提供限幅信号给主机的限幅器。限幅器包括具有被连接到输入节点的第一端子的电感器。限幅器还包括被连接到电感器的第二端子的第一晶体管。第一晶体管还被连接到地。第二晶体管被连接到输入节点和第一晶体管的栅极。当在输入节点上形成过压情况时，使得第二晶体管传导从而导通第一晶体管，这进而使得过压电流路径形成，该过压电流路径从输入节点开始，通过电感，通过第一晶体管并到地。
【附图说明】
[0005]图1显示根据本公开的原理并且包括限幅电路的系统；
[0006]图2显示图1的限幅器的示例；
[0007]图3显示图2的限幅电路的更详细的实施例；以及
[0008]图4显示图2的限幅电路的更详细的实施例。
【具体实施方式】
[0009]本文描述的实施例涉及限制输入信号的幅值的限幅器。图1示出一种系统，在该系统中发射器100将信号105发送到接收器110。发射器100和接收器110可以是相同装置的一部分或者可以实现在不同的设备中。在一些实施例中，发射器100和接收器110可以被包含在共同的硅衬底上，然而在其它实施例中可以不是这种情况。
[0010]如图所示，接收器110包括耦合到主机130的限幅器120。主机130将它的预期功能提供给接收器，并且除了发射器向接收器提供信号105外，本文中不对关于由发射器100和接收器110实现的功能做出限制。信号105可以是单端(single-ended)或差分信号。
[0011]限幅器120从发射器100接收输入信号105并且将输入信号的幅值限制到指定阈值。在一些实施例中，尽管其他过压阈值也是可能的，限幅器120仍将输入信号限制为小于例如2V。将输入信号105的电压幅值偏离规定的过电压阈值之外的任何试图都将由限幅器120通过迫使输入信号105的电压幅值低于规定的过压阈值来限制。限幅器120将限幅限幅输入信号105提供给主机130，如由信号107所示。
[0012]图2显示限幅器120的示例。在一些实施例中，限幅器120限制单端信号的幅值。图2的实施例涉及差分输入信号105，并且图2显示限制正差分输入信号的幅值的限幅器120，此外，会提供相应的限幅器120以限制负差分输入信号的幅值。
[0013]如图所示，限幅器120包括电感器L1、电阻器Rl以及分流电路145。在输入节点140处提供输入信号105，并且输入节点140还将输出信号107提供给主机130。也就是说，输入节点既接收来自发射器的将被限幅的信号105，又是限幅信号107本身。电感器LI包括被连接到输入节点140的第一端子150。电感器LI的第二端子152连接到阻抗匹配电阻器Rl并连接到分流电路145。分流电路145连接到低阻抗节点146 (例如，地)。分流电路145还连接到输入节点140，以便监控输入信号105的电压电平。
[0014]当分流电路145检测到输入节点140上的电压开始超过过压阈值时，分流电路使得过压电流路径160从输入节点140经过电感器LI，经过分流电路145并到达低阻抗节点146。否则，在不存在过压情况的情况下，不形成过压电流路径160并且不通过分流电路145分流来自输入节点140的电流。如以下进一步所描述的，通过分流来自输入节点140的电流到低阻抗节点146，阻止在输入节点上的电压超过过压阈值。
[0015]由分流电路145引起的任何寄生电容基本上由电感器LI隔离。电感器的阻抗随着增加的阻抗而增加。因此，在相对高的阻抗时，电感LI的和分流电路145的寄生电容的串联组合的等效阻抗基本上是由电感器LI来主控(dominate)。这样，分流电路145的寄生电容对输入信号105的带宽影响不大。
[0016]图3显示限幅器120的示例电路实施例。其它电路结构也是可能的。图3中的说明性电路包括电感器L1、晶体管Ml和晶体管M2以及电阻器R1-R4。图2的分流电路145的示例在图3中被示出为包括晶体管Ml和晶体管M2以及电阻器R2-R4。在图3的示例中，尽管其他类型的晶体管和掺杂方案也可以被实现，然而晶体管Ml是N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管并且晶体管M2是P沟道MOS (PMOS)晶体管。
[0017]如上所述，在输入节点140处提供输入信号105，并且输入节点140还将输出信号107提供给主机130。S卩，输入节点既接收来自发射器的将被限幅的信号105，又是限幅的信号107本身。电感器LI的第一端子150被连接到输入节点140。电感器LI的第二端子152连接到晶体管Ml的漏极D1。晶体管Ml的源极SI被连接到低阻抗节点，在图2 (以及图3)中该低阻抗节点是地。电感器LI的第二端子152还如图所示被连接到电阻器Rl。选择电阻器Rl用作输入终端电阻器以与发射器100匹配阻抗，以便更好地衰减如果不存在终端电阻器或使用不恰当选择的终端电阻而可能以其他方式出现的反射。
[0018]电阻器R3和R4形成分压器，其在节点172上的分压电压被提供给晶体管M2的栅极G2。晶体管M2的源极S2连接到输入节点140。晶体管M2的漏极D2连接到电阻器R2 (其连接到地)，并且还连接到晶体管Ml的栅极Gl。晶体管M2的漏极D2、晶体管Ml的栅极Gl以及电阻R2之间的连接点被标记为节点175。在一些实施例中，晶体管M2的源极S2可以连接到电感器的第二端子152，而不是输入节点140。
[0019]来自由电阻器R3和R4形成的分压器的在节点172上的电压是基准电压(VREF)从而确定限幅器110的过压点(即，输入信号105的电压幅值超过主机130的最大额定值所在的点)。当相对于被提供给晶体管M2的栅极G2的节点172上的基准电压的输入节点140上的电压超过晶体管M2的栅极至源极阈值电压时，晶体管M2接通。否则，如果相对于节点172处的电压的输入节点140上的电压低于晶体管M2的阈值电压，则晶体管M2保持关断。在输入节点140上的电压不处于过压情况的正常的系统操作期间，将晶体管M2关断。在晶体管M2关断的情况下，节点175上的电压将是低的，从而使晶体管Ml也被关断。因此，在正常的系统操作(无过压情况)期间，两个晶体管Ml和M2都被关断并且没有电流被引导通过任一晶体管。
[0020]然而，一旦输入节点140上的电压开始增加到高于过压极限(根据晶体管M2的阈值电压)时，晶体管M2的源极S2和栅极G2之间的电压将足够高从而使晶体管M2接通。在晶体管M2接通的情况下，形成从输入节点140通过晶体管M2和电阻器R2到地的电流路径157。因此，非零电压形成在节点175上，其足够大以接通晶体管Ml。在晶体管Ml接通的情况下，过压电流路径160形成在图3中。该过压电流路径160形成为从输入节点140通过电感器LI及晶体管Ml到地。将电感器LI和晶体管Ml两端的压降结合为