緩沖器中減小短路電流的系統及方法技術方案

一種于反相器中減小轉移短路電流的系統，包括第一反相器及一可變電阻組。第一反相器中包括第一輸出點、第一ＰＭＯＳ晶體管及第一ＮＭＯＳ晶體管。可變電阻組提供偏置電壓給第一反相器，使第一ＰＭＯＳ晶體管在第一時間點開關及第一ＮＭＯＳ晶體管得以在第二時間點開關，因此可減小轉移短路電流。減小轉移短路電流的方法及緩沖器亦有敘述。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術有關于一種反相器，且特別是有關于一種在狀態轉移時減少反相器的電流的系統及方法。
技術介紹
緩沖器用于在傳輸或處理數據時將數據寄存，如應用于計算機中。緩沖器通常包括反相器以反相輸入的數據位或信號。請參照圖1A，其表示為傳統反相器電路圖。反相器100包括輸入端102及輸出端104。輸入端102用以接收輸入信號INa，輸出端104用以輸出一輸出信號OUTa。反相器100還包括金屬氧化物半導體晶體管(MOS晶體管)110、MOS晶體管112及輸出電容108。MOS晶體管110及MOS晶體管112為數值相同但極性相反的晶體管，即MOS晶體管110為P型金屬氧化物半導體晶體管(PMOS晶體管)，MOS晶體管112為N型金屬氧化物半導體晶體管(NMOS晶體管)。正極性的輸入信號INa反相后產生負極性的輸出信號OUTa。相反地，負極性的輸入信號INa反相后產生正極性的輸出信號OUTa。當輸出信號OUTa為低電平時，晶體管112為導通。相反地，而當輸出信號OUTa為高電平時，則晶體管110為導通。請參照圖1B，其表示為傳統反相器100操作過程中的時序圖。反相器100并非在一瞬間轉換狀態，而是漸漸的轉換狀態(或改變電平)，當輸入信號INa漸漸的自低電平改變至高電平時，則對應的輸出信號OUTa漸漸的自高電平改變至低電平。如圖1B中，可看出輸入信號INa于時間點T1至時間點T5的轉變，從低電平提升至高電平。輸出信號OUTa則對應輸入信號INa的轉換狀態而改變，于時間點T2至時間點T4，自高電平降至低電平。如上所述，當輸出信號OUTa為低電平時，晶體管112導通。當輸出信號OUTa為高電平時，晶體管110導通。因此，在轉變時段即時間點T2至時間點T4時，晶體管110及晶體管112約在時間點T3時同時導通。因為晶體管110及晶體管112同時導通，會使“轉移短路電流”(transition short circuitcurrent flow)Is自主電壓VDD經晶體管110及晶體管112流至接地端。舉例來說，轉移短路電流Is的大小在時間點T3時達到最大值220mA。220mA的轉移短路電流Is實際上比起反相器100將輸入信號Ina反相所需的電流大很多。因此，此多出來的電流只是浪費電能而已。依上所述，需要一種顯著減少轉移短路電流的技術，以降低損耗的電能。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的就是在提供一種可減少反相器或緩沖器中的轉移短路電流的大小的系統及方法。值得注意的是，本專利技術可以多種方式實現，例如是程序步驟、系統、儀器、計算機可讀取媒介或裝置。根據本專利技術的目的，提出一種包含于反相器電路中的顯著減少轉移短路電流的系統。此系統包括第一反相器及可變電阻組。第一反相器包括第一輸出端、第一PMOS晶體管及第一NMOS晶體管。可變電阻組偏置第一反相器，使第一PMOS晶體管于第一時間點開關，第一NMOS晶體管于一第二時間點開關，進而使轉移短路電流減少。一實施例，第一PMOS晶體管的源極連接至主電壓，其漏極與第一輸出端連接。一實施例，第一NMOS晶體管的源極連接至地，第一NMOS晶體管的漏極與第一輸出端連接。一實施例，可變電阻組包括第二PMOS晶體管、第二NMOS晶體管、第三PMOS晶體管及第三NMOS晶體管。第二PMOS晶體管的源極連接至主電壓，其漏極與第一PMOS晶體管的柵極連接。第二NMOS晶體管的漏極與第二PMOS晶體管的漏極連接，其柵極與第二PMOS晶體管的柵極連接。第三PMOS晶體管的源極與第二NMOS晶體管的源極連接，其漏極與第一NMOS晶體管的柵極連接。第三NMOS晶體管的源極連接至地，其漏極與第三PMOS晶體管的漏極連接。一實施例，系統也包括第二反相器。第二反相器包括第二輸出端及第二輸入端，第二輸出端與第一反相器的第一輸入端連接。第二反相器也包括第四PMOS晶體管及第四NMOS晶體管。第四PMOS晶體管的源極連接至主電壓，其漏極與第二NMOS晶體管的源極連接。第四NMOS晶體管的源極連接至地，其漏極與該第四PMOS晶體管的漏極連接。第二輸入端與第二PMOS晶體管的柵極、第二NMOS晶體管的柵極、第三PMOS晶體管的柵極、第三NMOS晶體管的柵極、第四PMOS晶體管的柵極及第四NMOS晶體管的柵極連接。根據本專利技術的另一目的，提出一種顯著減少轉移短路電流的方法。首先以第一反相器的第一輸入端接收反相輸入信號，第一反相器包括第一PMOS晶體管及第一NMOS晶體管。接著第一反相器接收偏置電壓，使第一PMOS晶體管于第一時間點開關，第一NMOS晶體管于第二時間點開關，進而使轉移短路電流減小。一實施例中，由一可變電阻組提供偏置電壓至第一反相器。一實施例，顯著減少轉移短路電流的方法還包括下列步驟。首先，以第二反相器的第二輸入端接收輸入信號，接著自第二反相器的輸出端輸出反相輸入信號。第二反相器的輸出端與第一輸入端連接。根據本專利技術的另一目的，提出一種緩沖器電路。此緩沖器電路包括第一反相器、可變電阻組及第二反相器。第一反相器包括第一輸出端及第一輸出端。可變電阻組偏置該第一反相器，使轉移短路電流于減少。第二反相器包括一第二輸入端及一第二輸出端，第二輸出端與第一反相器的第一輸入端連接。本專利技術有利于顯著減少轉移短路電流，以便在反相器中于提高功率使用效率，如緩沖器電路中的反相器。且在反相器電路中顯著減少轉移短路電流，可減少反相器電路中功率損耗，及其冷卻裝置的熱能損耗。為讓本專利技術的上述目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。附圖說明圖1A為傳統反相器的電路圖。圖1B為傳統反相器的時序圖。圖2為依照本專利技術一較佳實施例提出的電阻式反相器的電路圖。圖3A為依照本專利技術一較佳實施例提出的緩沖器電路的示意圖。圖3B為依照本專利技術一較佳實施例提出的緩沖器電路的時序圖。主要組件符號說明100傳統反相器102輸入端104輸出端 108輸出電容110、210、310、316、318、330PMOS晶體管112、212、312、314、320、332NMOS晶體管200電阻式反相器214、216、218、220電阻300緩沖器電路301、302反相器303可變電阻組具體實施方式下列將提出的多個較佳的實施例，可于反相器電路或緩沖器電路中顯著減少轉移短路電流。下列的實施例對本領域技術人員明顯易懂，且不需其中的部分或所有的特定細節即可施行。轉移短路電流產生于反相器轉變狀態時，其無法有效地利用現有的電能。減少電子裝置的功率消耗是設計時的必要的考慮重點。而減少便攜式電子裝置的功率消耗更是設計時所考慮的重點，因其僅具有有限的電源容量，例如是電池之類的電源。在較大型的電子產品，如個人計算機，服務器及其它的電子產品，其裝設的散熱裝置導致多余的功率損耗亦是一待為解決的問題。請參照圖2，其表示依照本專利技術一較佳實施例的電阻式反相器的電路圖。電阻214、216、218及220組成分壓裝置。晶體管210及晶體管212的柵極電壓，因電阻214及電阻216的緣故，而分別地與輸入端102接收的輸入信號INa的電壓值不同。如此一來，晶體管210及晶體管212的開關的時間點會有所變動，以避免晶體管210及晶體管212在同時導通，因而減小轉移短路電流。然而本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種顯著減少轉移短路電流的系統，該系統包含于一反相器電路中，該系統包括：一第一反相器，包括一第一輸出端、一第一Ｐ型金屬氧化物半導體晶體管（ＰＭＯＳ晶體管）及一第一Ｎ型金屬氧化物半導體晶體管（ＮＭＯＳ晶體管）；以及一可變電阻組 ，該可變電阻組偏置該第一反相器，使該第一ＰＭＯＳ晶體管于一第一時間點切換狀態，并使該第一ＮＭＯＳ晶體管于一第二時間點切換狀態，進而使該轉移短路電流減小。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林曉銘，
申請(專利權)人：旺宏電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]