輸出緩沖器
閱讀：1040發(fā)布：2020-05-29
專利匯可以提供輸出緩沖器專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 提供一種輸出 緩沖器 ，包括輸入級 電路 、輸出級電路及補(bǔ)償電路。補(bǔ)償電路包括補(bǔ)償電容、第一 開關(guān) 、第二開關(guān)、第三開關(guān)及第四開關(guān)。輸入級電路用以接收差分輸入 信號 ，以輸出響應(yīng)信號。輸出級電路用以接收響應(yīng)信號，以輸出一 輸出信號 。第一開關(guān)用以控制輸入級電路與補(bǔ)償電容的第一端之間的連接。第二開關(guān)用以控制補(bǔ)償電路的輸出端與補(bǔ)償電容的第二端之間的連接。第三開關(guān)用以控制輸入級電路與補(bǔ)償電容的第二端之間的連接。第四開關(guān)用以控制補(bǔ)償電路的輸出端與補(bǔ)償電容的第一端之間的連接。，下面是輸出緩沖器專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種輸出緩沖器，其特征在于，包括：
一輸入級電路，用以接收一差分輸入信號，以輸出一響應(yīng)信號；
一輸出級電路，耦接該輸入級電路，用以接收該響應(yīng)信號，以輸出一輸出信號；以及一補(bǔ)償電路，耦接該輸入級電路及該輸出級電路的輸出端之間，其中該補(bǔ)償電路包括：
一第一補(bǔ)償電容，具有一第一端及一第二端；
一第一開關(guān)，用以控制該輸入級電路與該第一補(bǔ)償電容的該第一端之間的電性連接；
一第二開關(guān)，用以控制該補(bǔ)償電路的輸出端與該第一補(bǔ)償電容的該第二端之間的電性連接；
一第三開關(guān)，用以控制該輸入級電路與該第一補(bǔ)償電容的該第二端之間的電性連接；
以及
一第四開關(guān)，用以控制該補(bǔ)償電路的輸出端與該第一補(bǔ)償電容的該第一端之間的電性連接；
其中該第一開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與該第二開關(guān)的一致，而該第三開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與該第四開關(guān)的一致；
其中當(dāng)該第一開關(guān)與該第二開關(guān)開啟時，該第三開關(guān)與該第四開關(guān)關(guān)閉；
其中當(dāng)該第三開關(guān)與該第四開關(guān)開啟時，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出緩沖器，其特征在于，該差分輸入信號包括一正極輸入信號及一負(fù)極輸入信號，該輸入級電路包括：
一差分對單元，依據(jù)所接收的該正極輸入信號及該負(fù)極輸入信號，輸出該響應(yīng)信號；以及
一電流鏡單元，耦接至該差分對單元，用以提供一偏壓電流及一映射電流，其中該電流鏡單元映射該偏壓電流而產(chǎn)生該映射電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸出緩沖器，其特征在于，還包括一檢測電路，用以依據(jù)該正極輸入信號及該負(fù)極輸入信號，控制該第一開關(guān)、該第二開關(guān)、該第三開關(guān)及該第四開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸出緩沖器，其特征在于，該電流鏡單元為一電流鏡電路，該電流鏡電路包括：
一第一晶體管，其第一源/漏極耦接一第一電壓，其第二源/漏極及柵極耦接至該電流鏡電路的一第一節(jié)點(diǎn)；以及
一第二晶體管，其柵極耦接該第一晶體管的柵極，其第一源/漏極耦接該第一電壓，其第二源/漏極耦接至該電流鏡電路的一第二節(jié)點(diǎn)，
其中，該第一節(jié)點(diǎn)耦接該差分對單元，該第二節(jié)點(diǎn)耦接該差分對單元與該補(bǔ)償電路的輸入端，該偏壓電流通過該第一節(jié)點(diǎn)流至該差分對單元，而該映射電流通過第二節(jié)點(diǎn)輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸出緩沖器，其特征在于，該第一電壓為電源電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸出緩沖器，其特征在于，該第一電壓為接地電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸出緩沖器，其特征在于，該差分對單元為一差分放大器，該差分放大器包括：
一第三晶體管，其柵極接收該負(fù)極輸入信號，其第一源/漏極耦接該電流鏡單元的一第一節(jié)點(diǎn)；
一第四晶體管，其柵極接收該正極輸入信號，其第一源/漏極耦接該電流鏡單元的一第二節(jié)點(diǎn)，其中該響應(yīng)信號自該第二節(jié)點(diǎn)輸出；以及
一第五晶體管，其柵極接收一第一偏壓，其第一源/漏極耦接該第一晶體管的第二源/漏極及該第二晶體管的第二源/漏極，其第二源/漏極耦接一第二電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸出緩沖器，其特征在于，該第二電壓為電源電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸出緩沖器，其特征在于，該第二電壓為接地電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸出緩沖器，其特征在于，該輸出級電路包括：
一第六晶體管，其柵極耦接一第一節(jié)點(diǎn)，其第一源/漏極耦接一第一電壓，其第二源/漏極耦接一第三節(jié)點(diǎn)；以及
一第七晶體管，其柵極耦接一第二節(jié)點(diǎn)，用以接收該響應(yīng)信號，其第一源/漏極耦接該第三節(jié)點(diǎn)，用以輸出該輸出信號，其第二源/漏極耦接一第二電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸出緩沖器，其特征在于，該電流鏡單元為一軌對軌電流鏡電路，而該差分對單元為一軌對軌差分放大器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸出緩沖器，其特征在于，該軌對軌電流鏡電路包括：
一第八晶體管，其源極耦接一第一電壓，其柵極耦接一第四節(jié)點(diǎn)，其漏極耦接一第五節(jié)點(diǎn)；
一第九晶體管，其源極耦接該第一電壓，其柵極耦接該第四節(jié)點(diǎn)，其漏極耦接一第六節(jié)點(diǎn)，其中該第一開關(guān)耦接該第六節(jié)點(diǎn)；
一第十晶體管，其源極耦接該第五節(jié)點(diǎn)，其漏極耦接該第四節(jié)點(diǎn)，其柵極接收一第二偏壓；以及
一第十一晶體管，其源極耦接該第六節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接該第十晶體管的柵極，其漏極耦接一第七節(jié)點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸出緩沖器，其特征在于，該軌對軌電流鏡電路還包括：
一第一阻抗提供元件，其一端耦接該第四節(jié)點(diǎn)，其另一端耦接一第八節(jié)點(diǎn)；以及一第二阻抗提供元件，其一端耦接該第七節(jié)點(diǎn)，其另一端耦接一第九節(jié)點(diǎn)，其中該響應(yīng)信號自該第九節(jié)點(diǎn)輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸出緩沖器，其特征在于，該軌對軌電流鏡電路還包括：
一第十二晶體管，其漏極耦接一第八節(jié)點(diǎn)，其源極耦接一第十節(jié)點(diǎn)，其柵極接收一第三偏壓；
一第十三晶體管，其漏極耦接該第九節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接該第十二晶體管的柵極，其源極耦接一第十一節(jié)點(diǎn)，其中該第三開關(guān)耦接該第十一節(jié)點(diǎn)；
一第十四晶體管，其漏極耦接該第十節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接該第八節(jié)點(diǎn)，其源極耦接一第二電壓；以及
一第十五晶體管，其漏極耦接該第十一節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接該第八節(jié)點(diǎn)，其源極耦接該第二電壓，
其中，該第五節(jié)點(diǎn)及該第十節(jié)點(diǎn)耦接該軌對軌差分放大器，該第六節(jié)點(diǎn)及該第十一節(jié)點(diǎn)耦接該軌對軌差分放大器及該補(bǔ)償電路的輸入端。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸出緩沖器，其特征在于，該軌對軌差分放大器包括：
一P型差分放大器；以及
一N型差分放大器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輸出緩沖器，其特征在于，該P(yáng)型差分放大器包括：
一第十六晶體管，其柵極接收該負(fù)極輸入信號，其漏極耦接該軌對軌電流鏡電路的一第十節(jié)點(diǎn)；
一第十七晶體管，其柵極接收該正極輸入信號，其漏極耦接該軌對軌電流鏡電路的一第十一節(jié)點(diǎn)；以及
一第十八晶體管，其柵極接收一第四偏壓，其漏極耦接該第十六晶體管的源極及該第十七晶體管的源極，其源極耦接一第一電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輸出緩沖器，其特征在于，該N型差分放大器包括：
一第十九晶體管，其柵極接收該負(fù)極輸入信號，其漏極耦接該軌對軌電流鏡電路的一第五節(jié)點(diǎn)；
一第二十晶體管，其柵極接收該正極輸入信號，其漏極耦接該軌對軌電流鏡電路的一第六節(jié)點(diǎn)；以及
一第二十一晶體管，其柵極接收一第五偏壓，其漏極耦接該第十九晶體管的源極及該第二十晶體管的源極，其源極耦接一第二電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸出緩沖器，其特征在于，該補(bǔ)償電路還包括：
一第二補(bǔ)償電容，具有一第一端及一第二端；
一第五開關(guān)，用以控制該輸入級電路與該第二補(bǔ)償電容的該第二端之間的電性連接；
一第六開關(guān)，用以控制該補(bǔ)償電路的輸出端與該第二補(bǔ)償電容的該第一端的間的電性連接；
一第七開關(guān)，用以控制該輸入級電路與該第二補(bǔ)償電容的該第一端之間的電性連接；
以及
一第八開關(guān)，用以控制該補(bǔ)償電路的輸出端與該第二補(bǔ)償電容的該第二端之間的電性連接；
其中該第五開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與該第六開關(guān)的一致，而該第七開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與該第八開關(guān)的一致；
其中當(dāng)該第五開關(guān)與該第六開關(guān)開啟時，該第七開關(guān)與該第八開關(guān)關(guān)閉；
其中當(dāng)該第七開關(guān)與該第八開關(guān)開啟時，該第五開關(guān)與該第六開關(guān)關(guān)閉。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輸出緩沖器，其特征在于，該第五開關(guān)與該第六開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的一致，而該第七開關(guān)與該第八開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與該第三開關(guān)與該第四開關(guān)的一致；
其中當(dāng)該第一開關(guān)、該第二開關(guān)、該第五開關(guān)與該第六開關(guān)開啟時，該第三開關(guān)、該第四開關(guān)、該第七開關(guān)與該第八開關(guān)關(guān)閉；
其中當(dāng)該第三開關(guān)、該第四開關(guān)、該第七開關(guān)與該第八開關(guān)開啟時，該第一開關(guān)、該第二開關(guān)、該第五開關(guān)、該第六開關(guān)關(guān)閉。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸出緩沖器，其特征在于，該輸出級電路包括：
一第二十二晶體管，其柵極耦接第七節(jié)點(diǎn)，其源極耦接該第一電壓，其漏極耦接一第十二節(jié)點(diǎn)；以及
一第二十三晶體管，其柵極耦接該第九節(jié)點(diǎn)，用以接收該響應(yīng)信號，其漏極耦接該第十二節(jié)點(diǎn)，用以輸出該輸出信號，其源極耦接一第二電壓。
輸出緩沖器
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
[0002] 輸出緩沖器的功能主要是提供信號端與負(fù)載端的阻抗匹配的緩沖機(jī)制。對信號端而言，輸出緩沖器的輸入端提供一個相當(dāng)高輸入阻抗的輸入，用來完整地接收信號端所輸出的信號，以避免輸出緩沖器的輸入信號的衰減。此外，輸出緩沖器的輸出端提供一個低輸出阻抗的輸出與負(fù)載端連接，以避免因額外的負(fù)載效應(yīng)而降低了輸出緩沖器可傳輸?shù)淖畲蠊β省?/div>
[0003] 請參照圖1，圖1為示出的現(xiàn)有技術(shù)的輸出緩沖器100的示意圖。輸出緩沖器100包括輸入級單元110、中間級單元120、輸出級單元130與補(bǔ)償電容Cc。輸入級單元110可將雙端的差分輸入信號Vid轉(zhuǎn)換成單端的輸出信號SS并提供部分的增益。中間級單元120做為緩沖器(buffer)使用，主要是用來補(bǔ)償信號的頻率響應(yīng)以提高電路的頻寬，最后再將補(bǔ)償后的信號送至輸出級單元130。輸出級單元130主要是用來提高電路輸出的功率，并適當(dāng)?shù)靥峁┎糠衷鲆妗?/div>
[0004] 輸出緩沖器100的工作原理說明如下。當(dāng)輸入級單元110的輸入電壓的狀態(tài)改變時，輸入級單元110的輸出端的電壓也會跟著改變。當(dāng)輸入級單元110的正極輸入電壓V1大于負(fù)極輸入電壓V2，會在輸入級單元110的輸出端產(chǎn)生一個高態(tài)的電壓準(zhǔn)位的輸出。反之，當(dāng)輸入級單元110的正極輸入電壓V1小于負(fù)極輸入電壓V2時，則會在輸入級單元110的輸出端產(chǎn)生一個低態(tài)的電壓準(zhǔn)位的輸出。此外，輸入級單元110的輸出信號SS會被送至中間級單元120的輸入端。中間級單元120通常時由共柵極(Common Gate)的放大器所組成，主要是用來提供輸入級單元110一個低阻抗的節(jié)點(diǎn)，讓輸入級單元110的輸出端所產(chǎn)生的極點(diǎn)遠(yuǎn)離主極點(diǎn)的位置，使輸出緩沖器100得以忽略該節(jié)點(diǎn)對整體頻寬的影響。
[0005] 此外，補(bǔ)償電容Cc跨接至中間級單元120的輸入端與輸出級單元130的輸出端。補(bǔ)償電容Cc的主要的作用是用于極點(diǎn)分離的補(bǔ)償，使相鄰的兩個極點(diǎn)的位置分離成為一低頻的主極點(diǎn)與一個高頻可忽略次要極點(diǎn)的位置。
[0006] 由于輸出緩沖器100需要補(bǔ)償電容Cc來做極點(diǎn)分離，輸入級單元110的輸出端狀態(tài)改變時均須要對補(bǔ)償電容Cc充放電。因此，使得輸出緩沖器100的大信號響應(yīng)速度，取決于對輸入級單元110的偏壓電流對補(bǔ)償電容Cc的充放電速度。當(dāng)補(bǔ)償電容Cc越大且輸入級單元110的偏壓電流越小，則輸出緩沖器100的大信號響應(yīng)速度越慢。當(dāng)補(bǔ)償電容Cc越小且輸入級單元110的偏壓電流越大，則輸出緩沖器100的大信號響應(yīng)速度越快。
[0007] 一般為了維持正常頻率響應(yīng)的特性，補(bǔ)償電容Cc的大小通常在選定之后便會固定下來。所以，可以調(diào)整的部分，只剩下輸入級單元110的偏壓電流。為了提高輸出緩沖器100的大信號響應(yīng)速度，則輸入級單元110的偏壓電流的設(shè)計(jì)也要越大，因此輸出緩沖器100整體的耗電也就會增加，而這也將成為一個重要的課題。
發(fā)明內(nèi)容
[0008] 本發(fā)明提供一種輸出緩沖器，不需要通過輸入級電路的偏壓電流緩慢地對補(bǔ)償電容充電，進(jìn)而提升輸出緩沖器內(nèi)部的反應(yīng)速度，且不需要重新對補(bǔ)償電容充放電，因此能夠降低額外的動態(tài)耗電。
[0009] 本發(fā)明提供一種輸出緩沖器，包括輸入級電路、輸出級電路及補(bǔ)償電路。補(bǔ)償電路包括第一補(bǔ)償電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)及第四開關(guān)。輸入級電路用以接收差分輸入信號，以輸出響應(yīng)信號。輸出級電路耦接輸入級電路，用以接收響應(yīng)信號，以輸出一輸出信號。補(bǔ)償電路耦接輸入級電路及輸出級電路的輸出端。其中，第一補(bǔ)償電容具有第一端及第二端。第一開關(guān)用以控制輸入級電路與第一補(bǔ)償電容的第一端之間的電性連接。第二開關(guān)用以控制補(bǔ)償電路的輸出端與第一補(bǔ)償電容的第二端之間的電性連接。第三開關(guān)用以控制輸入級電路與第一補(bǔ)償電容的第二端之間的電性連接。第四開關(guān)用以控制補(bǔ)償電路的輸出端與第一補(bǔ)償電容的第一端之間的電性連接。第一開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與第二開關(guān)的一致，而第三開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與第四開關(guān)的一致。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)與第二開關(guān)開啟時，第三開關(guān)與第四開關(guān)關(guān)閉。當(dāng)?shù)谌_關(guān)與第四開關(guān)開啟時，第一開關(guān)與第二開關(guān)關(guān)閉。
[0010] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的輸出緩沖器，其中上述的差分輸入信號包括正極輸入信號及負(fù)極輸入信號。輸入級電路包括差分對單元及電流鏡單元。差分對單元依據(jù)所接收的正極輸入信號及負(fù)極輸入信號，輸出響應(yīng)信號。電流鏡單元耦接至差分對單元，用以提供偏壓電流及映射電流，其中電流鏡單元映射偏壓電流而產(chǎn)生映射電流。
[0011] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的輸出緩沖器還包括檢測電路，用以依據(jù)正極輸入信號及負(fù)極輸入信號控制第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)及第四開關(guān)。
[0012] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電流鏡單元為電流鏡電路。電流鏡電路包括第一晶體管及第二晶體管。第一晶體管的第一源/漏極耦接第一電壓，第一晶體管的第二源/漏極及柵極耦接至電流鏡電路的第一節(jié)點(diǎn)。第二晶體管的柵極耦接第一晶體管的柵極，第二晶體管的第一源/漏極耦接第一電壓，而第二晶體管的第二源/漏極耦接至電流鏡電路的第二節(jié)點(diǎn)。其中，第一節(jié)點(diǎn)耦接差分對單元，第二節(jié)點(diǎn)耦接差分對單元與補(bǔ)償電路的輸入端。偏壓電流通過第一節(jié)點(diǎn)流至差分對單元，而映射電流通過第二節(jié)點(diǎn)輸出。
[0013] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一電壓為電源電壓。
[0014] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一電壓為接地電壓。
[0015] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的差分對單元為一差分放大器。差分放大器包括第三晶體管、第四晶體管及第五晶體管。第三晶體管的柵極接收負(fù)極輸入信號，第三晶體管的第一源/漏極耦接電流鏡電路的第一節(jié)點(diǎn)。第四晶體管的柵極接收正極輸入信號，第四晶體管的第一源/漏極耦接電流鏡電路的第二節(jié)點(diǎn)，其中響應(yīng)信號自第二節(jié)點(diǎn)輸出。第五晶體管的柵極接收第一偏壓，第五晶體管的第一源/漏極耦接第一晶體管的第二源/漏極及第二晶體管的第二源/漏極，第五晶體管的第二源/漏極耦接第二電壓。
[0016] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二電壓為電源電壓。
[0017] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二電壓為接地電壓。
[0018] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的輸出級電路包括第六晶體管及第七晶體管。第六晶體管的柵極耦接第一節(jié)點(diǎn)，第六晶體管的第一源/漏極耦接一第一電壓，第六晶體管的第二源/漏極耦接第三節(jié)點(diǎn)。第七晶體管的柵極耦接第二節(jié)點(diǎn)，用以接收響應(yīng)信號。第七晶體管的第一源/漏極耦接第三節(jié)點(diǎn)，用以輸出輸出信號。第七晶體管的第二源/漏極耦接第二電壓。
[0019] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電流鏡單元為軌對軌電流鏡電路，而差分對單元為軌對軌差分放大器。
[0020] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軌對軌電流鏡電路包括第八晶體管、第九晶體管、第十晶體管及第十一晶體管。第八晶體管的源極耦接第一電壓，第八晶體管的柵極耦接第四節(jié)點(diǎn)，第八晶體管的漏極耦接第五節(jié)點(diǎn)。第九晶體管的源極耦接第一電壓，第九晶體管的柵極耦接第四節(jié)點(diǎn)，第九晶體管的漏極耦接第六節(jié)點(diǎn)。其中第一開關(guān)耦接第六節(jié)點(diǎn)。第十晶體管的源極耦接第五節(jié)點(diǎn)，第十晶體管的源漏極耦接第四節(jié)點(diǎn)，第十晶體管的源柵極接收第二偏壓。第十一晶體管的源極耦接第六節(jié)點(diǎn)，第十一晶體管的柵極耦接第十晶體管的柵極，第十一晶體管的漏極耦接第七節(jié)點(diǎn)。
[0021] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軌對軌電流鏡電路還包括第一阻抗提供元件及第二阻抗提供元件。第一阻抗提供元件的一端耦接第四節(jié)點(diǎn)，第一阻抗提供元件的另一端耦接第八節(jié)點(diǎn)。第二阻抗提供元件的一端耦接第七節(jié)點(diǎn)，第二阻抗提供元件的另一端耦接第九節(jié)點(diǎn)。其中響應(yīng)信號自第九節(jié)點(diǎn)輸出。
[0022] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軌對軌電流鏡電路還包括第十二晶體管、第十三晶體管、第十四晶體管及第十五晶體管。第十二晶體管，其漏極耦接第八節(jié)點(diǎn)，其源極耦接第十節(jié)點(diǎn)，其柵極接收第三偏壓。第十三晶體管，其漏極耦接第九節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接第十二晶體管的柵極，其源極耦接第十一節(jié)點(diǎn)，其中第三開關(guān)耦接第十一節(jié)點(diǎn)。第十四晶體管，其漏極耦接第十節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接第八節(jié)點(diǎn)，其源極耦接第二電壓。第十五晶體管，其漏極耦接第十一節(jié)點(diǎn)，其柵極耦接第八節(jié)點(diǎn)，其源極耦接第二電壓。其中，第五節(jié)點(diǎn)及第十節(jié)點(diǎn)耦接軌對軌差分放大器，第六節(jié)點(diǎn)及第十一節(jié)點(diǎn)耦接軌對軌差分放大器及補(bǔ)償電路的輸入端。
[0023] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軌對軌差分放大器包括P型差分放大器及N型差分放大器。
[0024] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的P型差分放大器包括第十六晶體管、第十七晶體管及第十八晶體管。第十六晶體管，其柵極接收負(fù)極輸入信號，其漏極耦接軌對軌電流鏡電路的第十節(jié)點(diǎn)。第十七晶體管，其柵極接收正極輸入信號，其漏極耦接軌對軌電流鏡電路的第十一節(jié)點(diǎn)。第十八晶體管，其柵極接收第四偏壓，其漏極耦接第十六晶體管的源極及第十七晶體管的源極，其源極耦接第一電壓。
[0025] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的N型差分放大器包括第十九晶體管、第二十晶體管及第二十一晶體管。第十九晶體管，其柵極接收負(fù)極輸入信號，其漏極耦接軌對軌電流鏡電路的第五節(jié)點(diǎn)。第二十晶體管，其柵極接收正極輸入信號，其漏極耦接軌對軌電流鏡電路的第六節(jié)點(diǎn)。第二十一晶體管，其柵極接收第五偏壓，其漏極耦接第十九晶體管的源極及第二十晶體管的源極，其源極耦接第二電壓。
[0026] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的補(bǔ)償電路還包括第二補(bǔ)償電容、第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)及第八開關(guān)。第二補(bǔ)償電容，具有第一端及第二端。第五開關(guān)用以控制輸入級電路與第二補(bǔ)償電容的第二端之間的電性連接。第六開關(guān)用以控制補(bǔ)償電路的輸出端與第二補(bǔ)償電容的第一端之間的電性連接。第七開關(guān)用以控制輸入級電路與第二補(bǔ)償電容的第一端之間的電性連接。第八開關(guān)用以控制補(bǔ)償電路的輸出端與第二補(bǔ)償電容的第二端之間的電性連接。其中，第五開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與第六開關(guān)的一致，而第七開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與第八開關(guān)的一致。其中當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)與第六開關(guān)開啟時，第七開關(guān)與第八開關(guān)關(guān)閉。其中當(dāng)?shù)谄唛_關(guān)與第八開關(guān)開啟時，第五開關(guān)與第六開關(guān)關(guān)閉。
[0027] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第五開關(guān)與第六開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與第一開關(guān)與第二開關(guān)的一致，而第七開關(guān)與第八開關(guān)的開啟/關(guān)閉時間與第三開關(guān)與第四開關(guān)的一致。其中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)、第二開關(guān)、第五開關(guān)與第六開關(guān)開啟時，則第三開關(guān)、第四開關(guān)、第七開關(guān)與第八開關(guān)關(guān)閉。其中，當(dāng)?shù)谌_關(guān)、第四開關(guān)、第七開關(guān)與第八開關(guān)開啟時，則第一開關(guān)、第二開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)關(guān)閉。
[0028] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的輸出級電路包括第二十二晶體管及第二十三晶體管。第二十二晶體管，其柵極耦接第七節(jié)點(diǎn)，其源極耦接第一電壓，其漏極耦接第十二節(jié)點(diǎn)。第二十三晶體管，其柵極耦接第九節(jié)點(diǎn)，用以接收響應(yīng)信號，其漏極耦接第十二節(jié)點(diǎn)，用以輸出輸出信號，其源極耦接第二電壓。
[0029] 基于上述，本發(fā)明利用第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)及第四開關(guān)來控制第一補(bǔ)償電容的第一端及第二端與補(bǔ)償電路的輸入端及輸出端之間的電性連接。藉此，不需要通過輸入級電路的偏壓電流緩慢地對補(bǔ)償電容充電，進(jìn)而提升輸出緩沖器內(nèi)部的反應(yīng)速度，并且不需要重新地對補(bǔ)償電容充放電，因此能夠降低額外的動態(tài)耗電。
附圖說明
[0031] 圖1為示出的現(xiàn)有技術(shù)下的輸出緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例的檢測電路示意圖；
[0035] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的開關(guān)信號波形圖；
[0036] 圖6為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器的電路圖；
[0037] 圖7為本發(fā)明的另一實(shí)施例的輸出緩沖器的電路圖；
[0038] 圖8為本發(fā)明的另一實(shí)施例的輸出緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖9為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器的電路圖。
[0040] 附圖標(biāo)記說明：
[0041] 100、200、300、600、800、900：輸出緩沖器；
[0042] 110：輸入級單元；
[0043] 120：中間級單元；
[0044] 130：輸出級單元；
[0045] 210、310、602、702、810、902：輸入級電路；
[0046] 220、640、740、820、940：輸出級電路；
[0047] 230、830、930：補(bǔ)償電路；
[0048] 312、812：電流鏡單元；
[0049] 314、814：差分對單元；
[0050] 410：檢測電路；
[0051] 610、710：電流鏡電路；
[0052] 620、720：差分放大器；
[0053] 910：軌對軌電流鏡電路；
[0054] 920：軌對軌差分放大器；
[0055] 923：N型差分放大器；
[0056] 925：P型差分放大器；
[0057] Cc、Cc1、Cc2：補(bǔ)償電容；
[0058] CT1、CT3：第一端；
[0059] CT2、CT4：第二端；
[0060] IB1：偏壓電流；
[0061] IM1、IM2、IM3、IM4：映射電流；
[0062] IBD：差分偏壓電流；
[0063] M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M20、M21、M22、M23：晶體管；
[0064] n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n9、n10、n11、n12：節(jié)點(diǎn)；
[0065] OS：輸出信號；
[0066] P2：輸出端；
[0067] RS：響應(yīng)信號；
[0068] R1、R2：阻抗提供元件；
[0069] SS：輸出信號；
[0070] SWA、SWB：開關(guān)控制信號；
[0071] SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8：開關(guān)；
[0072] V1：正極輸入電壓；
[0073] V2：負(fù)極輸入電壓；
[0074] Vid：差分輸入信號；
[0075] VS1：正極輸入信號；
[0076] VS2：負(fù)極輸入信號；
[0077] VB1、VB2、VB3、VB4、VB5：偏壓；
[0078] VDD：電源電壓；
[0079] VSS：接地電壓。
具體實(shí)施方式
[0080] 下述實(shí)施例將說明一種輸出緩沖器，利用交互切換多個開關(guān)技術(shù)，來改變耦接于補(bǔ)償電容的兩端點(diǎn)位置，使得補(bǔ)償電容上的電荷得以保存，進(jìn)而提升輸出緩沖器內(nèi)部的反應(yīng)速度。并且，不需要重新對補(bǔ)償電容充放電，因此能夠降低額外的動態(tài)耗電。為使本發(fā)明的內(nèi)容更為明了，以下特舉實(shí)施例作為本發(fā)明確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。
[0081] 圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖2，輸出緩沖器200包括輸入級電路210、輸出級電路220及補(bǔ)償電路230。其中，輸入級電路210用以接收差分輸入信號Vid，并輸出響應(yīng)信號RS。輸出級電路220耦接輸入級電路210，用以接收響應(yīng)信號RS，以輸出一個輸出信號OS。補(bǔ)償電路230耦接至輸入級電路210及輸出級電路
220的輸出端之間。并且，補(bǔ)償電路230包括補(bǔ)償電容Cc1及開關(guān)SW1～SW4。其中，補(bǔ)償電容Cc1具有第一端CT1及第二端CT2。開關(guān)SW1用以控制輸入級電路210與補(bǔ)償電容Cc1
的第一端CT1之間的電性連接。開關(guān)SW2用以控制補(bǔ)償電路230的輸出端P2與補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2之間的電性連接。開關(guān)SW3用以控制輸入級電路210與補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2之間的電性連接。開關(guān)SW4用以控制補(bǔ)償電路230的輸出端P2與補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1之間的電性連接。
220的輸出端之間。并且，補(bǔ)償電路230包括補(bǔ)償電容Cc1及開關(guān)SW1～SW4。其中，補(bǔ)償電容Cc1具有第一端CT1及第二端CT2。開關(guān)SW1用以控制輸入級電路210與補(bǔ)償電容Cc1
的第一端CT1之間的電性連接。開關(guān)SW2用以控制補(bǔ)償電路230的輸出端P2與補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2之間的電性連接。開關(guān)SW3用以控制輸入級電路210與補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2之間的電性連接。開關(guān)SW4用以控制補(bǔ)償電路230的輸出端P2與補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1之間的電性連接。
[0082] 輸入級電路210可包括一個或多個輸出端。在本發(fā)明一實(shí)施例中，輸入級電路210包括單一個輸出端，而開關(guān)SW1、開關(guān)SW3及輸出級電路220耦接于輸入級電路210的同一個輸出端，用以接收響應(yīng)信號RS。再者，在本發(fā)明一實(shí)施例中，輸入級電路210包括多個輸出端，而開關(guān)SW1、開關(guān)SW3及輸出級電路220耦接于輸入級電路210的不同輸出端。此外，在本發(fā)明一實(shí)施例中，輸入級電路210包括兩個輸出端，而開關(guān)SW1和SW3耦接于輸入級電路210的同一個輸出端，而輸出級電路220耦接于輸入級電路210的另一個輸出端。然而，不論輸入級電路210具有多少個輸入端，開關(guān)SW1和SW3皆是用來控制補(bǔ)償電容Cc1與輸入級電路210之間的電性連結(jié)，而輸出級電路220則是用以基于響應(yīng)信號RS，以輸出上述的輸出信號OS。
[0083] 值得注意的是，開關(guān)SW1的開啟/關(guān)閉時間與開關(guān)SW2的開啟/關(guān)閉時間一致，而開關(guān)SW3的開啟/關(guān)閉時間與開關(guān)SW4的開啟/關(guān)閉時間一致。并且，當(dāng)開關(guān)SW1、SW2開啟時，開關(guān)SW3、SW4開關(guān)會關(guān)閉。也就是說，當(dāng)開關(guān)SW3、SW4開啟時，開關(guān)SW1、SW2會關(guān)閉。下面將進(jìn)一步說明圖2實(shí)施例中輸出緩沖器200的相關(guān)動作。
[0084] 當(dāng)輸入級電路210的輸入端的電壓改變時，此時輸入級電路220的輸出端也會跟著改變。差分輸入信號Vid包括正極輸入信號VS1及負(fù)極輸入信號VS2。當(dāng)輸入級電路210所接收的差分輸入信號Vid為正，即正極輸入電壓VS1大于負(fù)極輸入電壓VS2時，則在輸入級電路210的輸出端所產(chǎn)生的一個響應(yīng)信號RS會是為一個高態(tài)的電壓準(zhǔn)位信號。相對的，當(dāng)輸入級電路210所接收的差分輸入信號Vid為負(fù)，即正極輸入電壓VS1小于負(fù)極輸入電壓VS2時，則響應(yīng)信號RS會是一個低態(tài)的電壓準(zhǔn)位信號。響應(yīng)信號RS會被傳送至輸出級電路220的輸入端。由于輸出級電路220對響應(yīng)信號RS提供部分的增益(Gain)及低阻抗的輸出，故輸出緩沖器200的整體增益會提高并得以驅(qū)動更大的負(fù)載。在此請注意，在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)輸入級電路210在不同的輸出狀態(tài)時(如高電壓準(zhǔn)位或低電壓準(zhǔn)位)，通過控制開關(guān)SW1～SW4的開啟/關(guān)閉，補(bǔ)償電路230會在輸入級電路210與輸出級電路220之間建立補(bǔ)償電容Cc1的對應(yīng)電性連接，而產(chǎn)生不同的電路拓?fù)浣M態(tài)。
[0085] 舉例來說，當(dāng)輸入級電路210所輸出的響應(yīng)信號RS為高態(tài)的電壓準(zhǔn)位時，開關(guān)SW1及SW2會同時開啟，而開關(guān)SW3及SW4會同時關(guān)閉。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會被輸入級電路210充電至一個高態(tài)的電壓準(zhǔn)位，而補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會被放電至一個低態(tài)的電壓準(zhǔn)位，而使輸出級電路220的輸出信號OS為低態(tài)的電壓準(zhǔn)位。相對的，如果當(dāng)輸入級電路210所輸出的響應(yīng)信號RS為低態(tài)的電壓準(zhǔn)位時，開關(guān)SW1及SW2會同時關(guān)閉，而開關(guān)SW3及SW4會同時開啟。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會維持在一個低態(tài)的電壓準(zhǔn)位，而補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會維持在一個高態(tài)的電壓準(zhǔn)位，使得輸出級電路220的輸出信號OS為高態(tài)的電壓準(zhǔn)位。因此，當(dāng)正極輸入信號VS1及負(fù)極輸入信號VS2交替變化時，通過補(bǔ)償電路230中開關(guān)SW1～SW4的切換機(jī)制，可以維持補(bǔ)償電容Cc1兩端的極性不變，且輸出級電路220的輸出信號OS可反映出差分輸入信號Vid的狀態(tài)。
[0086] 值得一提的是，本發(fā)明實(shí)施例中的補(bǔ)償電容Cc1只要通過一次完整的充電即可改變補(bǔ)償電容Cc1的兩端極性，無須于每次差分輸入信號Vid的狀態(tài)改變時皆對補(bǔ)償電容Cc1充放電一次。故在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)輸入級電路210的輸出狀態(tài)改變時，因減少了對補(bǔ)償電容Cc1的充放電時間，故可以增加輸出緩沖器200的反應(yīng)速度。另外，當(dāng)輸入級電路210的輸出狀態(tài)改變時，通過開關(guān)SW1～SW4切換的機(jī)制，可以維持補(bǔ)償電容Cc1上大部分的電荷，減少輸入級電路210的偏壓電流對補(bǔ)償電容Cc1的充放電時間。因此，可以降低輸出緩沖器200在輸入狀態(tài)改變時所產(chǎn)生的動態(tài)耗電。
[0087] 另外，在本發(fā)明實(shí)施例中，也可在輸出級電路220的輸入端與補(bǔ)償電路230的輸入端之間配置一中間級電路(未示出)，來作為頻率響應(yīng)的補(bǔ)償以提高電路的頻寬。在本實(shí)施例中，中間級電路為共柵極(Common Gate)組態(tài)的放大器所組成，主要用來提供輸入級電路210一個低阻抗的節(jié)點(diǎn)。其能夠使得輸入級電路210的輸出端所產(chǎn)生的極點(diǎn)遠(yuǎn)離主極點(diǎn)的位置，并且能夠使得輸出緩沖器200得以忽略上述低阻抗的節(jié)點(diǎn)對整體電路的頻寬所造成的影響。下面將進(jìn)一步以不同實(shí)施例，來說明輸出緩沖器200的相關(guān)動作。
[0088] 請參照圖3，圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器300的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖2實(shí)施例不同的是，輸出緩沖器300的輸入級電路310包括差分對單元314及電流鏡單元312。差分對單元314會依據(jù)所接收的正極輸入信號VS1及負(fù)極輸入信號VS2，來輸出對應(yīng)的響應(yīng)信號RS。而電流鏡單元312耦接至差分對單元314，此電流鏡單元312是用來提供偏壓電流IB1及映射電流IM1，而映射電流IM1是電流鏡單元312映射偏壓電流IB1所產(chǎn)生。而偏壓電流IB1及映射電流IM1的數(shù)值可由設(shè)計(jì)者來作適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)與調(diào)整，以滿足電路效能的需求。
[0089] 在本實(shí)施例中，輸出緩沖器300還可包括檢測電路。請同時參照圖3及圖4。圖4為本發(fā)明的實(shí)施例的輸出緩沖器400的檢測電路410示意圖。檢測電路410會接收且依據(jù)正極輸入信號VS1及負(fù)極輸入信號VS2，來產(chǎn)生開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB，以控制開關(guān)SW1～SW4的開啟或關(guān)閉時間與動作。詳言之，檢測電路410會比較正極輸入信號VS1及負(fù)極輸入信號VS2的電壓大小。之后，檢測電路410依據(jù)比較結(jié)果，輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB，以控制開關(guān)SW1～SW4的開啟或關(guān)閉時間與動作。
[0090] 請同時參照圖3及圖5，圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的開關(guān)信號波形圖。在圖5中可得知，開關(guān)控制信號SWA及開關(guān)控制信號SWB必須是交替呈現(xiàn)出高態(tài)的電壓準(zhǔn)位，以交替地開啟或關(guān)閉兩組開關(guān)，其中一組開關(guān)包括開關(guān)SW1及開關(guān)SW2，而另一組開關(guān)包括開關(guān)SW3及開關(guān)SW4。進(jìn)一步來說，開關(guān)控制信號SWA控制開關(guān)SW1及開關(guān)SW2的開啟或關(guān)閉，開關(guān)控制信號SWB控制開關(guān)SW3及開關(guān)SW4的開啟或關(guān)閉，藉此來決定補(bǔ)償電路230的電路拓?fù)浣M態(tài)。換言之，通過開關(guān)控制信號SWA及開關(guān)控制信號SWB，可決定補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1是耦接于輸入級電路310或補(bǔ)償電路230的輸出端P2。當(dāng)?shù)谝欢薈T1耦接于輸入級電路310時，第二端CT2會耦接于補(bǔ)償電路230的輸出端P2；而當(dāng)?shù)谝欢薈T1耦接于補(bǔ)償電路230的輸出端P2時，第二端CT2會耦接于輸入級電路310。
[0091] 接下來，請參照圖6，圖6為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器600的電路圖。輸出緩沖器600的輸入級電路602也包括電流鏡單元及差分對單元。與圖3的實(shí)施例不同是，圖3中的電流鏡單元312在本實(shí)施例中以電流鏡電路610來實(shí)現(xiàn)，而圖3中的差分對單元314以差分放大器620來實(shí)現(xiàn)。電流鏡電路610包括晶體管M1及晶體管M2，其中晶體管M1的第一源/漏極耦接至第一電壓，而在本實(shí)施例中，第一電壓為電源電壓VDD。晶體管M1的第二源/漏極及柵極耦接至電流鏡電路610的節(jié)點(diǎn)n1。晶體管M2的柵極耦接晶體管M1的柵極，晶體管M2的第一源/漏極耦接至第一電壓(也即電源電壓VDD)，而晶體管M2的第二源/漏極耦接至電流鏡電路610的節(jié)點(diǎn)n2。其中，節(jié)點(diǎn)n1耦接差分對單元314，節(jié)點(diǎn)n2耦接差分對單元314與補(bǔ)償電路230的輸入端，并且映射電流IM1會通過節(jié)點(diǎn)n2輸出。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M1及晶體管M2為P型通道晶體管。但不以本實(shí)施例為限。
[0092] 另一方面，差分放大器620包括晶體管M3、晶體管M4及晶體管M5。其中晶體管M3的柵極接收負(fù)極輸入信號VS2，且晶體管M3的第一源/漏極耦接電流鏡電路610的節(jié)點(diǎn)n1。晶體管M4的柵極接收正極輸入信號VS1，晶體管M4的第一源/漏極耦接電流鏡電路610的節(jié)點(diǎn)n2，并且響應(yīng)信號RS會自節(jié)點(diǎn)n2輸出。晶體管M5的柵極接收(bias voltage)偏壓VB1，在此可由設(shè)計(jì)者依電路效能需求，來設(shè)定適當(dāng)?shù)钠珘弘娐芬蕴峁┢珘篤B1。而晶體管M5的第一源/漏極耦接至晶體管M3的第二源/漏極及晶體管M4的第二源/漏極。而晶體管M5的第二源/漏極耦接至第二電壓，而在本實(shí)施例中，第二電壓為接地電壓VSS。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M3、晶體管M4及晶體管M5為N型通道晶體管。但不以本實(shí)施例為限。
[0093] 輸出緩沖器600的輸出級電路640包括晶體管M6及晶體管M7。晶體管M6的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n1。其第一源/漏極耦接第一電壓(也即電源電壓VDD)，其第二源/漏極耦接第二電壓(也即接地電壓VSS)。由于晶體管M6的柵極與晶體管M1的柵極及晶體管M2的柵極皆為相同的電壓準(zhǔn)位，故晶體管M1、晶體管M2及晶體管M6分別的過驅(qū)動電壓(overdrive voltage)都是相等的。所以設(shè)計(jì)者可以通過寬長比的設(shè)計(jì)，來分別決定晶體管M2及晶體管M6所產(chǎn)生的映射電流IM1和映射電流IM2，其中映射電流IM1和映射電流IM2是通過映射晶體管M1的偏壓電流IB1所產(chǎn)生。值得一提的是，在小信號操作時，晶體管M6也扮演著輸出電阻的角色，因此輸出級電路640也可以提供部分的增益。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M6為P型通道晶體管，晶體管M7為N型通道晶體管。但不以本實(shí)施例為限。而下面要說明的是，關(guān)于輸出緩沖器600在大信號下操作時的詳細(xì)動作。
[0094] 當(dāng)輸出緩沖器600在大信號下操作時，一旦檢測電路410檢測到輸入級電路602的正極輸入信號VS1的電壓小于負(fù)極輸入信號VS2的電壓時，檢測電路410會輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來將開關(guān)SW1及開關(guān)SW2開啟，并將開關(guān)SW3及開關(guān)SW4關(guān)閉。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會通過開關(guān)SW1耦接至節(jié)點(diǎn)n2，而補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW2耦接至輸出級電路640的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)。接著要說明的是，輸出緩沖器600在這樣的補(bǔ)償電路230的拓?fù)浣M態(tài)下的暫態(tài)動作。由于此時的晶體管M3為開啟狀態(tài)，晶體管M4為關(guān)閉狀態(tài)，故晶體管M5所產(chǎn)生的差分對偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M3，而電流鏡電路610所產(chǎn)生的映射電流IM1會開始對補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1充電。并且，由于電流鏡電路610也會映射出一映射電流IM2流經(jīng)晶體管M6，可使得輸出級電路640中的晶體管M7開啟，進(jìn)而使輸出級電路640的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)電壓向低態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動。此時，由于補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2通過開關(guān)SW2與輸出級電路640的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)連接，故當(dāng)輸出級電路640的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)電壓向低態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動時，補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW2所形成的路徑放電。最后，當(dāng)輸出緩沖器600達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1的電壓會高于第二端CT2的電壓。
[0095] 相對的，當(dāng)輸出緩沖器600在大信號下操作時，一旦檢測電路410檢測到正極輸入信號VS1的電壓大于負(fù)極輸入信號VS2的電壓，檢測電路410會輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來關(guān)閉開關(guān)SW1及開關(guān)SW2，并開啟開關(guān)SW3及開關(guān)SW4。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會通過開關(guān)SW4耦接至輸出級電路640的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)，而補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW3耦接至節(jié)點(diǎn)n2。接著要說明的是，輸出緩沖器600在這樣的補(bǔ)償電路230的拓?fù)浣M態(tài)下的暫態(tài)動作。由于此時的晶體管M3為關(guān)閉狀態(tài)，晶體管M4為開啟狀態(tài)，所以晶體管M5所產(chǎn)生的差分對偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M4，并持續(xù)通過開關(guān)SW3對補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2進(jìn)行放電。而電流鏡電路610所產(chǎn)生的映射電流IM2會持續(xù)對補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1充電。值得注意的是，此時其第一端CT1為高態(tài)的電壓準(zhǔn)位，其由原本耦接至節(jié)點(diǎn)n2切換成耦接至輸出級電路640的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)，而與補(bǔ)償電路230的第二端P2對調(diào)過來。
[0096] 最后，當(dāng)輸出緩沖器600達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1的電壓仍舊高于第二端CT2的電壓。因此，值得注意的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，只要對補(bǔ)償電容Cc1進(jìn)行第一次的充電后，不論正極輸出信號VS1的電壓大于或小于負(fù)極輸出信號VS2的電壓，通過補(bǔ)償電路230中開關(guān)切換裝置，均能讓補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1的電壓高于第二端CT2的電壓。且當(dāng)輸入級電路602的輸入狀態(tài)交互改變時，具有開關(guān)切換裝置的補(bǔ)償電路230的輸出緩沖器600，其響應(yīng)速度不再受限于輸入級電路602的偏壓電流IB1對補(bǔ)償電容Cc1充放電的時間，因此可提升輸出緩沖器600的穩(wěn)定速度。再者，當(dāng)輸出緩沖器600的輸入狀態(tài)交互改變時，通過補(bǔ)償電路230的開關(guān)切換裝置也能夠維持補(bǔ)償電容Cc1上大部分的電荷，減少輸入級電路602的偏壓電流IB1對補(bǔ)償電容充放電的總電荷量，因此可以降低輸出緩沖器600在輸入狀態(tài)交互改變時所產(chǎn)生的動態(tài)耗電。
[0097] 請參照圖7，圖7為本發(fā)明的另一實(shí)施例的輸出緩沖器700的電路圖。輸出緩沖器700的輸入級電路702也包括電流鏡單元及差分對單元。在本實(shí)施例中的電流鏡單元為電流鏡電路710，而差分對單元為差分放大器720。電流鏡電路710包括晶體管M1及晶體管M2，其中晶體管M1的第一源/漏極耦接至第一電壓，而在本實(shí)施例中，第一電壓為接地電壓VSS。晶體管M1的第二源/漏極及其柵極耦接至電流鏡電路710的節(jié)點(diǎn)n1。晶體管M2的柵極耦接晶體管M1的柵極，晶體管M2的第一源/漏極耦接至第一電壓(也即接地電壓VSS)，而晶體管M2的第二源/漏極耦接至電流鏡電路710的節(jié)點(diǎn)n2。其中，節(jié)點(diǎn)n1耦接差分對單元，節(jié)點(diǎn)n2耦接差分對單元與補(bǔ)償電路230的輸入端，并且映射電流IM1會通過節(jié)點(diǎn)n2輸出。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M1及晶體管M2為N型通道晶體管。
[0098] 另一方面，差分放大器720包括晶體管M3、晶體管M4及晶體管M5。其中晶體管M3的柵極接收負(fù)極輸入信號VS2，晶體管M3的其第一源/漏極耦接電流鏡電路710的節(jié)點(diǎn)n1。而晶體管M4的柵極收正極輸入信號VS1，晶體管M4的第一源/漏極耦接電流鏡電路710的節(jié)點(diǎn)n2，并且響應(yīng)信號RS會自節(jié)點(diǎn)n2輸出。晶體管M5的柵極接收一偏壓VB1(bias voltage)，在此可由設(shè)計(jì)者依電路需求設(shè)定適當(dāng)?shù)钠珘弘娐芬蕴峁┢珘篤B1。晶體管M5的第一源/漏極耦接至晶體管M3的第二源/漏極及晶體管M4的第二源/漏極。而晶體管M5的第二源/漏極耦接至第二電壓，而在本實(shí)施例中，第二電壓為電源電壓VDD。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M3、晶體管M4及晶體管M5為P型通道晶體管。
[0099] 接著要說明的是，關(guān)于輸出級電路740在晶體管層次的電路拓?fù)洹］敵黾夒娐?40包括晶體管M6及晶體管M7。晶體管M6的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n1，晶體管M6的第一源/漏極耦接第一電壓(也即接地電壓VSS)，而晶體管M6的第二源/漏極耦接第二電壓(也即電源電壓VDD)。由于晶體管M6的柵極與晶體管M1的柵極及晶體管M2的柵極皆為相同的電壓準(zhǔn)位，故晶體管M1、M2及M6各別的過驅(qū)電壓(overdrive voltage)都是相等的。所以可以分別通過寬長比的設(shè)計(jì)來決定晶體管M1及晶體管M6所產(chǎn)生的映射電流IM1及映射電流IM2。其中，映射電流IM1及映射電流IM2是通過映射晶體管M1的偏壓電流IB1所產(chǎn)生。值得一提的是，在小信號操作時，晶體管M6也扮演著輸出電阻的角色，因此輸出級電路740也可以提供部分的增益。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M6為N型通道晶體管，晶體管M7為P型通道晶體管。接著，下面要說明的是，輸出緩沖器700在大信號下操作時的詳細(xì)動作。
[0100] 當(dāng)輸出緩沖器700在大信號下操作時，一旦檢測電路410檢測到正極輸入信號VS1的電壓大于負(fù)極輸入信號VS2的電壓，檢測電路410會輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來將開啟開關(guān)SW1及開關(guān)SW2并且同時關(guān)閉開關(guān)SW3及開關(guān)SW4。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會通過開關(guān)SW1耦接至節(jié)點(diǎn)n2，而補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW2耦接至輸出級電路740的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n3)。接著要說明的是，輸出緩沖器700在這樣的補(bǔ)償電路230的拓?fù)浣M態(tài)下的暫態(tài)動作。由于此時的晶體管M4為開啟狀態(tài)，晶體管M3為關(guān)閉狀態(tài)，故晶體管M5所產(chǎn)生的差分偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M4，而且會通過開關(guān)SW1開始對補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1充電，有助于將輸出級電路740中的晶體管M7關(guān)閉，進(jìn)而使輸出級電路740的輸出端電壓往低態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動。此時，由于補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2通過開關(guān)SW2與輸出級電路740的輸出端連接，故當(dāng)輸出級電路740的輸出端電壓往低態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動時，補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW2及晶體管M6放電。之后，當(dāng)輸出緩沖器700達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1的電壓會高于第二端CT2的電壓。
[0101] 相對的，當(dāng)輸出緩沖器700在大信號下操作時，一旦檢測電路410檢測到正極輸入信號VS1的電壓小于負(fù)極輸入信號VS2的電壓，檢測電路410會輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來關(guān)閉開關(guān)SW1及開關(guān)SW2，并同時開啟開關(guān)SW3及開關(guān)SW4。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會通過開關(guān)SW4耦接至輸出級電路740的輸出端，而補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW3耦接至節(jié)點(diǎn)n2。接著要說明的是，輸出緩沖器700在這樣的補(bǔ)償電路230的拓?fù)浣M態(tài)下的暫態(tài)動作。由于此時的晶體管M4為關(guān)閉狀態(tài)，晶體管M3為開啟狀態(tài)，故晶體管M5所產(chǎn)生的偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M3。通過電流鏡電路710(即晶體管M1與晶體管M2)的轉(zhuǎn)換，且通過開關(guān)SW3與補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2連接，會持續(xù)對補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2放電。并且，由于電流鏡電路710也會映射出流經(jīng)晶體管M6的映射電流IM2，將可使得輸出級電路740中的晶體管M7開啟，進(jìn)而使輸出級電路740的輸出端電壓往高態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動。此時，由于補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2通過開關(guān)SW4與輸出級電路740的輸出端連接，故當(dāng)輸出級電路740的輸出端電壓往高態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動時，補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW4及晶體管M7持續(xù)充電。最后，當(dāng)輸出緩沖器700達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1的電壓仍舊高于第二端CT2的電壓。
[0102] 因此，值得注意的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)輸入級電路的輸入狀態(tài)交互改變時，具有開關(guān)切換裝置的補(bǔ)償電路230的輸出緩沖器700，其響應(yīng)速度不再受限于輸入級電路702的偏壓電流對補(bǔ)償電容Cc1充放電的時間，因此可提升輸出緩沖器700的穩(wěn)定速度。再者，當(dāng)輸出緩沖器700的輸入狀態(tài)交互改變時，通過補(bǔ)償電路230的開關(guān)切換裝置也能夠維持補(bǔ)償電容Cc1上大部分的電荷，減少輸入級電路702的偏壓電流對補(bǔ)償電容Cc1充放電的總電荷量，因此可以降低輸出緩沖器700在輸入狀態(tài)交互改變時所產(chǎn)生的動態(tài)耗電。
[0103] 請參照圖8，圖8為本發(fā)明的另一實(shí)施例的輸出緩沖器800的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖3不同的是，本實(shí)施例的輸出緩沖器800的補(bǔ)償電路830除了補(bǔ)償電容Cc1及開關(guān)SW5～SW8之外，還包括了補(bǔ)償電容Cc2和開關(guān)SW5～SW8。其中，補(bǔ)償電容Cc2具有第一端CT3及第二端CT4。而開關(guān)SW5用以控制輸出緩沖器800的輸入級電路810與補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4之間的電性連接。開關(guān)SW6用以控制補(bǔ)償電路830的輸出端P2與補(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3之間的電性連接。開關(guān)SW7用以控制輸入級電路810與補(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3之間的電性連接。開關(guān)SW8用以控制補(bǔ)償電路830的輸出端P2與補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4之間的電性連接。
[0104] 值得注意的是，在本實(shí)施例中，開關(guān)SW5的開啟/關(guān)閉時間與開關(guān)SW6的開啟/關(guān)閉時間一致，而開關(guān)SW7的開啟/關(guān)閉時間與開關(guān)SW8的開啟/關(guān)閉時間一致。并且，當(dāng)開關(guān)SW5、開關(guān)SW6開啟時，開關(guān)SW7、開關(guān)SW8會關(guān)閉。也就是說，當(dāng)開關(guān)SW5、開關(guān)SW6開啟時，開關(guān)SW7、開關(guān)SW8會關(guān)閉。此外，在本發(fā)明一實(shí)施例中，開關(guān)SW5、開關(guān)SW6的開啟/關(guān)閉時間與開關(guān)SW1、開關(guān)SW2的開啟/關(guān)閉時間一致，而開關(guān)SW7、SW8的開啟/關(guān)閉時間與開關(guān)SW3、SW4的開啟/關(guān)閉時間一致。并且，當(dāng)開關(guān)SW1、開關(guān)SW2、開關(guān)SW5及開關(guān)SW6開啟時，則開關(guān)SW3、開關(guān)SW4、開關(guān)SW7及開關(guān)SW8會關(guān)閉。同理，當(dāng)開關(guān)SW3、開關(guān)SW4、開關(guān)SW7及開關(guān)SW8開啟時，則開關(guān)SW1、開關(guān)SW2、開關(guān)SW5及開關(guān)SW6會關(guān)閉。
[0105] 而這些使開關(guān)SW1～開關(guān)SW8開啟或關(guān)閉的動作，皆可利用檢測電路410依據(jù)正極輸入信號VS1及負(fù)極輸入信號VS2作一決策判斷，進(jìn)而輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來控制開關(guān)SW1～開關(guān)SW8的開啟/關(guān)閉時間。進(jìn)而來決定補(bǔ)償電路830的電路拓?fù)浣M態(tài)。至于電流鏡單元812、差分對單元814及輸出級電路820的主要功能與圖3中的電流鏡單元312、差分對單元314及輸出級電路220的功能大致相同。
[0106] 接下來，請參照圖9，圖9為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸出緩沖器900的電路圖。輸出緩沖器900的輸入級電路902也包括電流鏡單元和差分對單元。其中，輸入級電路902的電流鏡單元為軌對軌電流鏡電路910，而輸入級電路902的差分對單元為軌對軌差分放大器920。輸出緩沖器900另包括補(bǔ)償電路930和輸出級電路940。其中，補(bǔ)償電路930耦接于輸入級電路902與輸出級電路940之間。
[0107] 在本實(shí)施例中，軌對軌差分放大器920包括N型差分放大器923及P型差分放大器925，而軌對軌電流鏡電路910包括晶體管M8～晶體管M15以及阻抗提供元件R1～R2。其中，晶體管M8的源極耦接第一電壓，在本實(shí)施例中，第一電壓為電源電壓VDD。晶體管M8的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n4，晶體管M8的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n5。晶體管M9的源極耦接第一電壓(也即電源電壓VDD)，晶體管M9的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n4，而晶體管M9的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n6。開關(guān)SW1和開關(guān)SW5耦接節(jié)點(diǎn)n6。晶體管M10的源極耦接節(jié)點(diǎn)n5，晶體管M10的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n4，晶體管M10的柵極接收偏壓VB2。晶體管M11的源極耦接節(jié)點(diǎn)n6，晶體管M11的柵極耦接晶體管M10的柵極，而晶體管M11的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n7。請注意，在本實(shí)施例中，晶體管M8～晶體管M11為P型通道晶體管，但不以本實(shí)施例為限。
[0108] 阻抗提供元件R1的一端耦接節(jié)點(diǎn)n4，而其另一端耦接節(jié)點(diǎn)n8。阻抗提供元件R2的一端耦接節(jié)點(diǎn)n7，而其另一端耦接節(jié)點(diǎn)n9。其中，響應(yīng)信號RS自節(jié)點(diǎn)n9輸出。晶體管M12的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n8，晶體管M12的源極耦接節(jié)點(diǎn)n10，晶體管M12的柵極接收偏壓VB3。晶體管M13的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n9，晶體管M13的柵極耦接晶體管M12的柵極，晶體管M13的源極耦接節(jié)點(diǎn)n11，并且開關(guān)SW3和SW7耦接至節(jié)點(diǎn)n11。晶體管M14的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n11，晶體管M14的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n8，晶體管M14的源極耦接第二電壓。在本實(shí)施例中，第二電壓為接地電壓VSS。晶體管M15的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n10，晶體管M15的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n8，晶體管M15的源極耦接第二電壓(也即接地電壓VSS)。其中，節(jié)點(diǎn)n5及節(jié)點(diǎn)n10耦接軌對軌差分放大器920，節(jié)點(diǎn)n6及節(jié)點(diǎn)n11耦接軌對軌差分放大器920及補(bǔ)償電路930的輸入端。在本實(shí)施例中，晶體管M12、晶體管M13、晶體管M14和晶體管M15為N型通道晶體管。但不以本實(shí)施例為限。
[0109] 在本實(shí)施例中，P型差分放大器925包括晶體管M16、晶體管M17及晶體管M18。晶體管M16的柵極接收負(fù)極輸入信號VS2，晶體管M16的漏極耦接軌對軌電流鏡電路910的節(jié)點(diǎn)n10。晶體管M17的柵極接收正極輸入信號VS1，晶體管M17的漏極耦接至軌對軌電流鏡電路910的節(jié)點(diǎn)n11。晶體管M18的柵極接收一偏壓VB4，晶體管M18的柵極耦接至晶體管M16的源極及晶體管M17的源極，而晶體管M18的源極耦接第一電壓(也即電源電壓VDD)。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M16、晶體管M17及晶體管M18為P型通道晶體管。而N型差分放大器923包括晶體管M19、晶體管M20及晶體管M21。晶體管M19的柵極接收負(fù)極輸入信號VS2，晶體管M19的漏極耦接軌對軌電流電路910的節(jié)點(diǎn)n5。晶體管M20的柵極接收正極輸入信號VS1，晶體管M20的漏極耦接軌對軌電流鏡電路910的節(jié)點(diǎn)n6。晶體管M21的柵極接收一偏壓VB5，晶體管M21的漏極耦接晶體管n19的源極及晶體管M20的源極，而晶體管M21的源極耦接第二電壓(也即接地電壓VSS)。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M19、晶體管M20及晶體管M21為N型通道晶體管。但不以本實(shí)施例為限。
[0110] 接著要說明的是，關(guān)于輸出級電路940在晶體管層次的電路拓?fù)?。輸出級電?40包括晶體管M22及晶體管M23。晶體管M22的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n7，晶體管M22的源極耦接第一電壓(也即電源電壓VDD)，而晶體管M22的漏極耦接節(jié)點(diǎn)n12。晶體管M23的柵極耦接節(jié)點(diǎn)n9，用以接收響應(yīng)信號RS，而晶體管M23的源極耦接節(jié)點(diǎn)n12，用以輸出上述的輸出信號OS。晶體管M23的源極耦接第二電壓(也即接地電壓VSS)。請注意，本實(shí)施例中的晶體管M22為P型通道晶體管，晶體管M23為N型通道晶體管。但不以本實(shí)施例為限。在介紹完本實(shí)施例中所有構(gòu)件與其耦接關(guān)系后，下面將進(jìn)一步教示此輸出緩沖器900的電路詳細(xì)動作。
[0111] 在大信號操作時，當(dāng)檢測電路410一旦檢測到輸入級電路902的正極輸入信號VS1的電壓大于負(fù)極輸入信號VS2的電壓時，會輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來開啟開關(guān)SW1、開關(guān)SW2、開關(guān)SW5及開關(guān)SW6，并同時關(guān)閉開關(guān)SW3、開關(guān)SW4、開關(guān)SW7及開關(guān)SW8。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會通過開關(guān)SW1耦接至節(jié)點(diǎn)n6，而補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW2耦接至輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)。補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4會通過開關(guān)SW5耦接至節(jié)點(diǎn)n11，而補(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3會通過開關(guān)SW6耦接至輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)。接著要說明的是，輸出緩沖器900在這樣的補(bǔ)償電路930的拓?fù)浣M態(tài)下的暫態(tài)動作。
[0112] 先就N型差分放大器923這部分來看，由于此時的晶體管M20為開啟狀態(tài)，晶體管M19為關(guān)閉狀態(tài)，故N型差分放大器923的差分偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M20，并開始會通過開關(guān)SW1對補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1放電。由于軌對軌電流鏡電路910所產(chǎn)生的映射電流IM3大部分都會流經(jīng)晶體管M20，所以會使得晶體管M11幾乎為關(guān)閉狀態(tài)。而這有助于將輸出級電路940中的晶體管M22開啟，使得輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)輸出一個高態(tài)的電壓準(zhǔn)位。而且，因?yàn)檠a(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2耦接于輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)，當(dāng)輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)輸出一個高態(tài)的電壓準(zhǔn)位時，會將補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2電壓提升。此時，輸入級電路902的差分偏壓電流IBD會持續(xù)通過開關(guān)SW1對補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1進(jìn)行放電，直到補(bǔ)償電容Cc1放電至低存儲電荷的狀態(tài)。
[0113] 同理，就P型差分放大器925這部分來看，當(dāng)輸入級電路902的正極輸入信號VS1的電壓大于負(fù)極輸入信號VS2的電壓時，會使得晶體管M16為開啟狀態(tài)，晶體管M17為關(guān)閉狀態(tài)。故P型差分放大器925的差分偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M16，通過軌對軌電流鏡電路910的轉(zhuǎn)換(即通過晶體管M14、晶體管M15)，會將晶體管M16的電流依寬長比的比值，送至晶體管M15，通過開關(guān)SW5對補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4進(jìn)行充電。且由于晶體管M17為關(guān)閉狀態(tài)，所以軌對軌電流鏡電路910的映射電流IM3、映射電流IM4大部分會流經(jīng)晶體管M13。而這有助于將輸出級電路940中的晶體管M23開啟，故會更提升輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)往高態(tài)電壓準(zhǔn)位穩(wěn)定的速度。并且，因?yàn)檠a(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3耦接于輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)，故當(dāng)輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)為高態(tài)的電壓準(zhǔn)位時，會通過流經(jīng)輸出級電路940中的晶體管M22的電流，通過開關(guān)SW6對補(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3向高態(tài)的電壓準(zhǔn)位充電。最后，直到補(bǔ)償電容Cc2被充電至高存儲電荷的狀態(tài)。
[0114] 另一方面，同樣在大信號操作時，在大信號操作時，當(dāng)檢測電路410一旦檢測到輸入級電路902的正極輸入信號VS1的電壓小于負(fù)極輸入信號VS2的電壓時，會輸出開關(guān)控制信號SWA、開關(guān)控制信號SWB來關(guān)閉開關(guān)SW1、開關(guān)SW2、開關(guān)SW5及開關(guān)SW6，且同時開啟開關(guān)SW3、開關(guān)SW4、開關(guān)SW7及開關(guān)SW8。此時，補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2會通過開關(guān)SW3耦接至節(jié)點(diǎn)n11，而補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1會通過開關(guān)SW4耦接至輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)。補(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3會通過開關(guān)SW7耦接至節(jié)點(diǎn)n6，而補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4會通過開關(guān)SW8耦接至輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)。接著要說明的是，輸出緩沖器900在這樣的補(bǔ)償電路930的拓?fù)浣M態(tài)下的暫態(tài)動作。
[0115] 先就N型差分放大器923這部分來看，由于此時的晶體管M19為開啟狀態(tài)，晶體管M20為關(guān)閉狀態(tài)，故N型差分放大器923的差分偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M19，通過軌對軌電流鏡電路910(通過晶體管M8、M9)的轉(zhuǎn)換，會通過開關(guān)SW7對補(bǔ)償電容Cc2的第一端CT3持續(xù)充電。并且，軌對軌電流鏡電路910中的映射電流IM3會流至晶體管M11，會使得晶體管M22關(guān)閉，進(jìn)而使得輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)向低態(tài)的電壓準(zhǔn)位移動。注意，此時補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4是耦接至輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)，故會通過開關(guān)SW8持續(xù)對補(bǔ)償電容Cc2的第二端CT4進(jìn)行放電。
[0116] 同理，就P型差分放大器925這部分來看，當(dāng)輸入級電路902的正極輸入信號VS1的電壓小于負(fù)極輸入信號VS2的電壓時，會使得晶體管M16為關(guān)閉狀態(tài)，晶體管M17為開啟狀態(tài)。故P型差分放大器925的差分偏壓電流IBD會全部流經(jīng)晶體管M17，由于流經(jīng)晶體管17大部分的差分偏壓電流IBD都會流經(jīng)晶體管15，所以晶體管13幾乎會關(guān)閉。進(jìn)而會使得輸出級電路940的晶體管23開啟，使得輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)輸出一個低態(tài)的電壓準(zhǔn)位。此時處于低存儲電荷狀態(tài)的補(bǔ)償電容Cc1的第一端CT1，通過開關(guān)SW4與輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)電性連接。故當(dāng)輸出級電路940的輸出端(即
節(jié)點(diǎn)n12)為低態(tài)的電壓準(zhǔn)位時，會將補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2電壓往下拉。此時，輸入級電路902的差分偏壓電流IBD會通過軌對軌電流鏡電路910的電流，通過開關(guān)SW3和SW4對處于低電荷存儲狀態(tài)的補(bǔ)償電容Cc1持續(xù)放電。
節(jié)點(diǎn)n12)為低態(tài)的電壓準(zhǔn)位時，會將補(bǔ)償電容Cc1的第二端CT2電壓往下拉。此時，輸入級電路902的差分偏壓電流IBD會通過軌對軌電流鏡電路910的電流，通過開關(guān)SW3和SW4對處于低電荷存儲狀態(tài)的補(bǔ)償電容Cc1持續(xù)放電。
[0117] 因此，在本實(shí)施例中(也即圖9的實(shí)施例)，當(dāng)輸出緩沖器900所接收的差分輸入信號Vid的輸入狀態(tài)交互變化時，其輸出級電路940的輸出端(即節(jié)點(diǎn)n12)的電壓也會跟著改變。此時，輸出緩沖器900的內(nèi)部補(bǔ)償電路930的開關(guān)切換裝置，會因應(yīng)輸出緩沖器900的輸入與輸出狀態(tài)的變化，而改變補(bǔ)償電容Cc1及補(bǔ)償電容Cc2的電路連接拓?fù)浣M態(tài)，以維持補(bǔ)償電容Cc1及補(bǔ)償電容Cc2上電荷的存儲狀態(tài)。并且，由于輸入級電路902的偏壓電流不用再對補(bǔ)償電容Cc1及補(bǔ)償電容Cc2交互的充放電。故利用補(bǔ)償電路930中開關(guān)切換的技術(shù)，不但能夠提升輸出緩沖器900整體電路的反應(yīng)速度，更能夠降低輸出緩沖器900整體電路的功率消耗。簡言的，通過補(bǔ)償電路930內(nèi)開關(guān)切換的技術(shù)，在大信號的操作下能有效得加快輸出緩沖器900的速度，并且在小信號的操作下，也能夠維持原有頻率響應(yīng)的優(yōu)質(zhì)特性。
[0118] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的輸出緩沖器可具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0119] 1.當(dāng)輸出緩沖器的輸入狀態(tài)交互變換時，通過補(bǔ)償電路中開關(guān)切換的技術(shù)，能夠使輸出緩沖器整體電路快速進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，不需要通過輸入級電路的偏壓電流來對補(bǔ)償電容緩慢充放電。
[0120] 2.當(dāng)輸出緩沖器的輸入狀態(tài)交互變換時，通過補(bǔ)償電路中開關(guān)切換的技術(shù)，可以維持補(bǔ)償電容的電荷狀態(tài)，不需要重新地對補(bǔ)償電容充放電，故能夠降低動態(tài)耗電。
[0121] 最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
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