專利名稱：用于拓寬脈沖寬度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在周期性脈沖中產(chǎn)生延遲的電路，使得脈沖寬度通過選擇倍增因子而得到拓寬。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體設(shè)備的組成部分受各個(gè)不同信號的控制。這些信號的脈沖寬度對于半導(dǎo)體設(shè)備和它的組成部分的正常工作經(jīng)常是很重要的。
例如在異步靜態(tài)存儲器設(shè)備中，邊沿轉(zhuǎn)換檢測(ETD)信號經(jīng)常作為設(shè)備的內(nèi)部計(jì)時(shí)器，以使設(shè)備能夠在內(nèi)部工作在同步方式。如果ETD信號的脈沖寬度太寬或者太窄，存儲元件將不能夠正確的工作。
地址轉(zhuǎn)換檢(ATD)電路用來檢測存儲設(shè)備里的用戶供應(yīng)地址位的變化。來自于ATD電路的脈沖經(jīng)常用來給數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇鎯Φ刂返臄?shù)據(jù)往來通道預(yù)充電。如果ATD信號的脈沖寬度太窄，則脈沖將不能有效的給數(shù)據(jù)通道充電。
因此需要對信號的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便使信號可以精確的用作設(shè)備的內(nèi)部計(jì)時(shí)器或者用來檢測地址轉(zhuǎn)換和給存儲器預(yù)充電。拓寬一個(gè)窄的脈沖寬度也可以用來測量窄脈沖寬度信號。
現(xiàn)有技術(shù)通過編址來控制脈沖寬度。例如McClure的美國專利No.5,995,444是討論通過改變存儲設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)控制信號的邏輯狀態(tài)，來控制存儲設(shè)備的ETD脈沖寬度。通過改變控制信號邏輯狀態(tài)的組成，ETD信號的脈沖寬度將變化直至產(chǎn)生一個(gè)最優(yōu)ETD脈沖寬度。
Choi等人的美國專利No.5,706,246是討論產(chǎn)生足夠脈沖寬度的ATD信號用來穩(wěn)定地運(yùn)行內(nèi)部電路。輸入信號得到延遲，直到使脈沖寬度達(dá)到足夠的防止儲存設(shè)備產(chǎn)生故障的持續(xù)時(shí)間為止。
在這里討論的現(xiàn)有技術(shù)是討論通過確定理想脈沖寬度來拓寬脈沖寬度，接著通過改變輸入信號來產(chǎn)生理想脈沖寬度。輸出脈沖寬度并不是由輸入脈沖寬度來決定。這里討論的現(xiàn)有技術(shù)并不提供一種機(jī)械裝置，其按一個(gè)已知因子來增加輸入信號的寬度。
本發(fā)明的目的是提供一方法和系統(tǒng)，其通過一個(gè)已知因子來拓寬輸入信號的脈沖寬度。

發(fā)明內(nèi)容
通過一個(gè)對相互異相的SHIFT和OUT信號產(chǎn)生等于輸入信號脈沖寬度的延遲的電路，我們就可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。當(dāng)電容器施加電壓給在SHIFT和OUT模塊內(nèi)的兩個(gè)控制晶體管時(shí)，產(chǎn)生延遲，減少這些晶體管的門控制并且在這些信號的下降沿產(chǎn)生延遲，將使SHIFT信號的脈沖寬度降低，OUT信號的脈沖寬度提高。電容器通過靠SHIFT信號啟動的晶體管充電。雙倍脈沖系統(tǒng)是自收斂的當(dāng)SHIFT信號的脈沖寬度為0，OUT信號的脈沖寬度為雙倍時(shí)，電容器因?yàn)椴辉儆墒躍HIFT信號控制的晶體管充電，所以其充電電壓電平將固定不變。電路可以通過修改來使脈沖寬度得到更大的拓寬。此電路可以在CMOS亞微米技術(shù)中得到應(yīng)用。
附圖簡要說明

圖1所示的是脈沖寬度雙系統(tǒng)的示意圖。
圖2所示的是SHIFT和OUT信號的脈沖寬度如何受圖1所示的脈沖寬度雙系統(tǒng)影響的時(shí)序圖。
圖3所示的是圖1所示脈沖寬度雙系統(tǒng)的電路圖。
圖4所示的是繪制有脈沖寬度雙系統(tǒng)特性的圖。
圖5所示的是的拓寬寬度發(fā)生器倍增器鏈的示意圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在圖1中，脈沖寬度雙系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例包括兩個(gè)部件或者模塊12、14。一個(gè)模塊12用來產(chǎn)生SHIFT信號52的位移模塊，另一個(gè)模塊14產(chǎn)生OUT信號20；SHIFT52和OUT20信號是響應(yīng)于在輸入信號產(chǎn)生的，這種情況下輸入信號是低位的。輸入信號18在達(dá)到輸出模塊14之前通過了一個(gè)倒相放大器24。
SHIFT信號控制給電容器16充電的晶體管22。電容器量值根據(jù)采用的技術(shù)不同在2pF到5pF之間變化。電容器(Vcd)16的充電電壓電平將在任何周期提高直到SHIFT信號52取得零脈沖寬度或者電容器放電(這些情況都將在下面作進(jìn)一步詳細(xì)敘述)。在每個(gè)周期中，電容器通過門26充電，Vcd，到每一個(gè)模塊12、14，以在每個(gè)模塊12、14的輸入信號18降沿產(chǎn)生一延遲。當(dāng)Vcd提高時(shí)，SHIFT信號5的下降沿越來越延遲直到在SHIFT上的低位脈沖消失。當(dāng)出現(xiàn)這些情況時(shí)，晶體管22將不再負(fù)載電容器16。除此之外，當(dāng)SHIFT信號52具有零脈沖寬度時(shí)，在模塊12、14中都產(chǎn)生了等于輸入信號18脈沖寬度的延遲，OUT脈沖20的寬度也將加倍。
在圖2中，輸入脈沖18、Vcd54、SHIFT信號52和OUT信號20將在幾個(gè)周期的整個(gè)過程都出現(xiàn)。在周期a中，當(dāng)接收到寬度位T56的低位輸入脈沖18時(shí)，Vcd54將得到提高。在周期b中，Vcd54將繼續(xù)提高，SHIFT信號52將在它的下降沿得到一延遲，OUT信號20也將在它的下降沿得到一個(gè)類似的延遲。在SHIFT信號52和OUT信號20上得到的延遲是由于Vcd54被施加到模塊上，這是產(chǎn)生信號52、20的原因。當(dāng)在周期c中提高Vcd54時(shí)，在SHIFT和OUT信號52、20的下降沿的延遲t58持續(xù)增加。這種模式也在周期d中繼續(xù)體現(xiàn)，隨著SHIFT信號52的脈沖寬度的降低，OUT信號20的脈沖寬度不斷增加。在周期e中，SHIFT52脈沖寬度是0；因此被SHIFT信號控制的晶體管不再負(fù)載電容器。在SHIFT和OUT信號52、20中都產(chǎn)生了等于輸入脈沖18寬度的延遲。如周期f中所示，當(dāng)SHIFT脈沖52產(chǎn)生的脈沖已經(jīng)足夠產(chǎn)生零脈沖寬度時(shí)，對于OUT脈沖20產(chǎn)生的延遲是OUT信號的脈沖寬度60的兩倍。
至于圖3，在脈沖寬度雙系統(tǒng)的本實(shí)施例中的SHIFT模塊12包括一個(gè)控制晶體管36、一個(gè)反相p-溝道晶體管38和一個(gè)反相n-溝道晶體管40。由這些晶體管36、38和40產(chǎn)生的信號通過一個(gè)反相放大器42。輸出模塊14也包括一個(gè)控制晶體管44、一個(gè)反相p-溝道晶體管46和一個(gè)反相n-溝道晶體管48。由這些晶體管44、46和48產(chǎn)生的信號通過一個(gè)反相放大器50。在每個(gè)模塊12、14的由電容器16充電的晶體管36和44應(yīng)該是同樣型號，以為了在每個(gè)周期產(chǎn)生同樣的延遲。
如上面所提到的那樣，由SHIFT模塊12產(chǎn)生的SHIFT信號52，用來啟動給電容器16充電的晶體管22(在一個(gè)實(shí)施例中，可以是PMOS晶體管)。從電容器16產(chǎn)生的電壓，Vcd54施加到SHIFT和輸出模塊12、14，用來在門30、28控制晶體管36、44。施加的電壓啟動模塊12、14來控制晶體管36、44。這影響到由每個(gè)模塊12、14的反相晶體管38、40、46、48產(chǎn)生的信號處理，導(dǎo)致由每個(gè)模塊12、14產(chǎn)生的延遲添加到SHIFT和OUT脈沖上。
如果脈沖寬度雙系統(tǒng)10接收了一個(gè)復(fù)位信號32，電容器16將通過晶體管34放電。當(dāng)電容器16放電完畢后，系統(tǒng)經(jīng)復(fù)位，因?yàn)殡娙萜?6已經(jīng)不在提供足夠的電源來影響由SHIFT和OUT模塊12、14產(chǎn)生的SHIFT和OUT信號。如上面所述，電容器16被SHIFT信號的每個(gè)脈沖持續(xù)充電，直到SHIFT信號的脈沖寬度達(dá)到0。
在圖4中，由脈沖寬度雙系統(tǒng)產(chǎn)生的OUT信號20表現(xiàn)為值58，等于輸入信號寬度的兩倍，輸入信號范圍為100ps到60ns。這些結(jié)果來自于在0.25μm過程中脈沖寬度雙系統(tǒng)的HSPICE仿真。脈沖寬度雙系統(tǒng)顯示了一個(gè)在脈沖低于40ns時(shí)低于1％的誤差和脈沖超過40ns時(shí)4％的誤差。
上面所描述的脈沖寬度雙系統(tǒng)，或者電路可以用來使用在2N倍的脈沖寬度倍增，使在輸出板上可以直接觀察感應(yīng)色度亮度干擾信號。為了得到2N倍的脈沖寬度乘法，必須提供2N倍的電容器。
如圖5所示，電路50做了一些修改，通過提供幾個(gè)延遲模塊62(增加一個(gè)等于輸入信號T寬度56的半雙寬度發(fā)生器)和上述圖1和圖3描述的雙寬度發(fā)生器的延遲模塊(SHIFT模塊12和OUT模塊14)的級聯(lián)。在這個(gè)配置中只有電容器16是必要的。該修改之后的電路產(chǎn)生了NT脈沖寬度倍增，其中N是使用的模塊的個(gè)數(shù)，T是脈沖周期。三延遲模塊62是使用在本系統(tǒng)的全部五個(gè)模塊除了SHIFT12和OUT14模塊之外的模塊。因此脈沖寬度60將是五倍。任何其它數(shù)目的模塊可以使用在其它的實(shí)施例中，以拓寬脈沖寬度到達(dá)期望的值。
權(quán)利要求
1.一種拓寬脈沖寬度的電路包括a)產(chǎn)生響應(yīng)輸入信號的脈沖型位移信號的第一裝置；b)產(chǎn)生響應(yīng)輸入信號的脈沖型輸出信號的第二裝置；和c)由位移信號啟動的晶體管充電的電容器，電容器與第一裝置和第二裝置電氣連接并且在第一裝置和第二裝置的每個(gè)周期施加電荷，所施加的電荷在位移信號的下降沿產(chǎn)生第一延遲并且在輸出信號的下降沿產(chǎn)生第二延遲，使得當(dāng)位移信號的脈沖寬度減少時(shí)，輸出信號的脈沖寬度增加。
2.權(quán)利要求1的電路，進(jìn)一步包括與電容器電連接的復(fù)位裝置，其中當(dāng)電路接收到復(fù)位信號時(shí)，復(fù)位裝置使得電容器放電。
3.權(quán)利要求1的電路，其中晶體管是PMOS晶體管。
4.權(quán)利要求1的電路，其中當(dāng)位移信號的脈沖寬度位為零時(shí)輸出信號的脈沖寬度達(dá)到兩倍。
5.權(quán)利要求1的電路，進(jìn)一步包括至少一個(gè)與電容器電連接的附加延遲模塊，其中對于每個(gè)附加延遲模塊，輸出信號的脈沖寬度都將增加。
6.權(quán)利要求5的電路，其中至少一個(gè)附加延遲模塊是具有增加一個(gè)等于輸入信號寬度的輸出信號延遲的裝置的半雙寬度發(fā)生器。
7.一種拓寬周期性脈沖的方法包括a)在產(chǎn)生位移信號的位移信號模塊和產(chǎn)生輸出信號的輸出信號模塊接收一個(gè)低位輸入脈沖；b)通過由位移信號啟動的晶體管給電容器充電；c)電容器施加電壓到位移信號模塊和輸出模塊，此時(shí)在位移信號和輸出信號的下降沿產(chǎn)生延遲；和d)在每個(gè)周期重復(fù)步驟a-c，此時(shí)電容器將不再供電，在位移信號上也將沒有脈沖。
8.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)接收到復(fù)位信號時(shí)使電容器放電。
9.權(quán)利要求7的方法，其中在位移信號中所產(chǎn)生的延遲等于輸入脈沖的初始寬度，從而導(dǎo)致位移信號的零脈沖寬度。
10.權(quán)利要求7的方法，其中當(dāng)位移信號上沒有脈沖時(shí)，輸出信號的脈沖達(dá)到兩倍。
11.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括從電容器上施加電荷到至少一個(gè)附加延遲模塊，對于每個(gè)從電容器上接收電荷的附加延遲模塊，其輸出信號都得到拓寬。
全文摘要
一種用于拓寬基于輸入信號(18)的脈沖寬度的信號(20)的脈沖寬度的電路(10)和方法。電路(10)在相互異相的SHIFT(52)和OUT(20)信號上產(chǎn)生等于輸入信號(18)脈沖寬度的延遲。當(dāng)電容器(16)施加電壓到SHIFT(12)和OUT(14)模塊上的兩個(gè)控制晶體管時(shí)，將產(chǎn)生延遲，減少在這些晶體管產(chǎn)生的門控制和在這些信號的下降沿產(chǎn)生延遲，以使SHIFT信號(52)的脈沖寬度減少并且使OUT信號(20)的脈沖寬度增加。電容器(16)由一個(gè)由SHIFT信號(52)啟動的晶體管(22)來充電。雙脈沖系統(tǒng)是自收斂的當(dāng)SHIFT信號(52)脈沖寬度為零的時(shí)候，OUT信號(20)的脈沖寬度將達(dá)到兩倍，因?yàn)槭躍HIFT信號控制的晶體管(22)不再給電容器充電，所以電容器(16)的電壓電平將保持不變。可以對電路(10)進(jìn)行修改，因此輸出信號(20)脈沖寬度將是輸入信號(18)的脈沖寬度乘上一個(gè)已知因子的寬度。
文檔編號G11C7/00GK101061549SQ200380104313
公開日2007年10月24日 申請日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者S·巴斯, F·皮科特, P·科爾 申請人:愛特梅爾股份有限公司