**对比文件名称**：2006-05-09_发明授权_US07042289B2 Transconductance control circuit of rail-to-rail differential input stages
**目标专利名称**：用于校准差分电路中跨导或增益随工艺或条件变化的方法和设备CN107210716B
**本次调用模型名称**：DeepSeek-R1
### 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **A**：包括：校准电路，包括运算跨导放大器和运算放大器，并且所述校准电路被配置用于产生参考信号 | [0027] "Controller 200 includes a VGS equivalent current sensor 220, a current comparator 240, a reference current unit 260, and a VCCS (voltage controlled current source) 280."<br>[0050] "transistors M5 and M6 sense gate-source voltages VGS,n and VGS,p, respectively, and generate currents proportional to VGS,n+VGS,p. Therefore, transistors M5 and M6 perform the function of VGS sensors 222 and 224."<br>[0051] "Transistor M8 compares the current duplicated by the current mirror to reference current IREF by coupling the drain of transistor M8 to the source of reference current IREF. Therefore, transistor M8 functions as a current mirror and as a current comparator."<br>图5中M5、M6、M7、M8构成电流比较/控制电路。 | 对比文件的图5和说明书描述了控制器300（对应于校准电路），其包括由晶体管M5和M6组成的“VGS传感器”（其功能是将电压差转换为电流，相当于一个运算跨导放大器OTA），以及由晶体管M8等构成的电流比较器（其功能是比较电流，相当于一个运算放大器）。该控制器被配置用于产生控制信号（通过晶体管M9的栅极电压），该信号用于调节电流源110和120，从而控制差分对的尾电流。这个控制信号即相当于目标专利中的“参考信号”。因此，对比文件直接公开了包含OTA和运算放大器的校准电路，该电路被配置用于产生参考信号。 |
| **B**：以及至少一个差分电路，均被配置用于基于所述参考信号以相对于工艺或条件变化的经校准的跨导而操作， | [0006] "A differential pair, which has an input range extending from a negative supply rail to a positive supply rail is referred to as an RTR transconductor."<br>[0016] "It is an aspect of the present invention to provide a simple control circuit with an essentially constant transconductance over the entire range of a common mode input voltage."<br>[0052] "Transistor M9 functions as a floating VCCS... Transistor M9 controls current sources IP 110 and IN 120... As a result, transistors M1 to M4 are biased to satisfy Equation 9, thereby forming a differential input stage with an essentially constant Gm."<br>[0066] "As described, in order to maintain a steady transconductance of the RTR differential input stage, the gate-source voltages of the first and second differential pairs are sensed, they are compared with the reference current, and the current flowing to the differential pairs is controlled." | 对比文件公开了由晶体管M1-M4组成的轨到轨差分输入级（即差分电路），其基于控制器300产生的控制信号（通过M9调节IP和IN）来操作。发明目的明确在于提供在整个共模输入电压范围内保持基本恒定跨导（Gm）的控制电路。共模电压变化是“条件变化”的一种。虽然对比文件主要关注共模电压变化，但保持跨导恒定的目的本身就是为了克服因工艺、电压、温度（PVT）等变化引起的跨导波动，本领域技术人员能够直接且毫无疑义地认识到，该电路结构和方法同样适用于应对更广义的“工艺或条件变化”以校准跨导。因此，该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **C**：其中所述校准电路被进一步配置为独立于所述至少一个差分电路产生所述参考信号 | [0052] "Transistor M9 functions as a floating VCCS. The drain of transistor M8 and the gate of transistor M9 are coupled so that a drain current of transistor M9 may be controlled by transistor M8 in order to make the currents of transistors M5 and M6 and the reference current IREF essentially identical. Transistor M9 controls current sources IP 110 and IN 120..."<br>图5、6、7显示控制器300（校准电路）包含自身的参考电流源IREF（如260、420），其生成与控制环路比较的参考电流。控制环路的反馈来自传感器M5、M6（感知主差分对的VGS），但参考信号（IREF或控制电压）的生成不依赖于主差分电路（M1-M4）的输出信号（如OUT+, OUT-）。 | 对比文件中的控制器300（校准电路）包含独立的参考电流单元（IREF）。控制环路通过比较传感器（M5， M6）产生的电流与这个独立的参考电流IREF，来生成控制M9栅极的电压信号，进而调节主差分电路的尾电流。整个参考信号的产生过程（即IREF的设定与控制电压的生成）并不依赖于主差分电路（M1-M4）的输出信号或工作状态，而是依赖于一个独立的参考电流和传感器对主差分电路工作点（VGS）的监测。这符合目标专利中“独立于所述至少一个差分电路产生所述参考信号”的含义，即校准电路自身产生参考信号，而不需要从被校准的差分电路接收输出反馈。因此，该特征被直接公开。 |
| **D**：所述运算放大器被配置用于将基于所述运算跨导放大器的输出的电压与独立于所述运算跨导放大器的第二参考电压进行比较 | 对比文件中，晶体管M8作为电流比较器，比较的是来自M7/M8电流镜像的电流（该电流基于M5/M6的VGS传感器输出）与参考电流IREF（[0051]）。这是一个电流比较，而非电压比较。图6、7中的偏置电路420等生成IREF，但IREF是电流，并且其生成可能依赖于与M5/M6类似的晶体管（M14， M15， M12， M13），并非完全独立于所述运算跨导放大器（M5， M6）。 | 目标专利特征D限定了运算放大器进行“电压”比较，且第二参考电压“独立于所述运算跨导放大器”。对比文件中执行比较功能的是晶体管M8，其进行的是“电流”比较（比较镜像电流与IREF）。虽然电流比较和电压比较在功能上可能有相似之处，但作为具体的电路结构特征，两者并不相同。此外，对比文件中的参考电流IREF在图6、7的实施例中是通过包含晶体管M12-M15的偏置电路产生的，这些晶体管与作为OTA一部分的M5、M6在结构和/或偏置上可能存在关联（例如使用复制技术），并非完全独立。因此，对比文件既未直接公开也未隐含公开将基于OTA输出的电压与一个独立的第二参考电压进行比较这一具体技术特征。 |
| **E**：以及所述参考信号是基于所述比较的。 | [0051] "Transistor M8 compares the current duplicated by the current mirror to reference current IREF... Transistor M9 functions as a floating VCCS. The drain of transistor M8 and the gate of transistor M9 are coupled so that a drain current of transistor M9 may be controlled by transistor M8..." | 对比文件明确公开了晶体管M8进行比较（电流比较），并且其输出（M8的漏极电压）直接控制晶体管M9的栅极，而M9的栅极电压即作为控制电流源IP和IN的“参考信号”。因此，参考信号（M9的栅压）是基于比较器M8的比较结果而产生的。该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **F**：其中，所述至少一个差分电路中的每个差分电路包括晶体管的差分配对，以及其中所述至少一个差分电路中的每个差分电路被进一步配置为基于所述参考信号针对其相应的晶体管的差分配对产生尾电流。 | [0007] "FIG. 1 shows a configuration of a conventional RTR differential input stage, which includes a PMOS and an NMOS differential pair. The NMOS differential pair comprises NMOS transistor M1 10 and NMOS transistor M2 20... The PMOS differential pair comprises PMOS transistor M3 30 and PMOS transistor M4 40. Current source IP 50 and current source IN 60 power the differential input stage."<br>[0052] "Transistor M9 controls current sources IP 110 and IN 120 by respectively coupling the drain and the source of transistor M9 to the sources of PMOS transistors 130a and 130b and the sources of the NMOS transistors 140a and 140b." | 对比文件中的差分电路（轨到轨输入级）明确包括由M1、M2组成的NMOS差分配对和由M3、M4组成的PMOS差分配对（图1、图5等）。这些差分对由电流源IP和IN供电（提供尾电流）。控制器通过晶体管M9（其栅极接收基于比较产生的参考信号）来控制电流源IP和IN的大小（[0052]），从而基于该参考信号为相应的差分配对（PMOS对和NMOS对）产生或调节尾电流。因此，该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **G**：其中，所述校准电路被进一步配置为反馈所述参考信号并且基于所述反馈而调节所述参考信号。 | [0052] "Transistor M9 functions as a floating VCCS... Transistor M9 controls current sources IP 110 and IN 120..."<br>[0052] "transistors M9, M5, M7, and M8 form a negative feedback loop, and transistors M9, M6, M5, M7, and M8 form another negative feedback loop." | 对比文件明确描述了由晶体管M9、M5、M7、M8等构成的负反馈环路（negative feedback loop）。参考信号（体现为M9的栅极电压）控制尾电流IP和IN，而尾电流的变化会影响差分对晶体管的VGS，该VGS又被传感器M5、M6感知并反馈到比较器M8，进而调节M9的栅极电压（即参考信号）。这构成了一个完整的反馈调节环路。因此，该校准电路确实反馈了参考信号的作用结果（VGS），并基于此反馈来调节参考信号本身。该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **H**：其中，所述校准电路被进一步配置为基于第一参考电流和第二参考电流产生所述参考信号。 | [0051] "Transistor M8 compares the current duplicated by the current mirror to reference current IREF..."<br>图5、6、7中均显示有参考电流IREF。控制环路中，与IREF进行比较的电流是由M5、M6感知VGS后产生并经M7、M8镜像的电流。可以认为存在两个“参考”电流：一个是固定的参考电流IREF，另一个是基于差分对工作状态（VGS）产生的、反映当前跨导的电流。 | 对比文件公开的校准电路（控制器300）包含一个参考电流IREF（第二参考电流）。校准电路通过比较该IREF与一个由跨导传感器（M5， M6）产生的、与VGS之和相关的电流（可视为第一参考电流）来工作，并基于此比较产生控制信号（参考信号）。虽然说明书未明确使用“第一参考电流”和“第二参考电流”的表述，但本领域技术人员阅读图5及对应描述后，能够直接且毫无疑义地理解到校准电路的工作原理是基于两个电流（一个来自传感器，一个来自参考源）的比较。因此，该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **I**：其中，所述运算跨导放大器被配置用于基于所述反馈产生尾电流。 | [0052] "Transistor M9 functions as a floating VCCS. The drain of transistor M8 and the gate of transistor M9 are coupled so that a drain current of transistor M9 may be controlled by transistor M8 in order to make the currents of transistors M5 and M6 and the reference current IREF essentially identical. Transistor M9 controls current sources IP 110 and IN 120..."<br>反馈环路中，M8的输出（受M5、M6等OTA输出影响）控制M9，M9再控制尾电流IP和IN。 | 在对比文件中，运算跨导放大器由M5、M6、M7、M8等构成，其输出（体现为M8的漏极电流/电压）基于反馈（来自差分对VGS的感知）而变化。该输出直接控制晶体管M9，而M9作为一个压控电流源（VCCS），直接控制着为差分对（M1-M4）提供尾电流的电流源IP和IN。因此，运算跨导放大器（OTA）基于反馈，通过控制M9，实现了对尾电流的产生/调节。该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **J**：其中，所述校准电路进一步包括被配置用于将参考电流转换为参考电压的电路，以及其中所述运算跨导放大器被进一步配置为基于所述参考电压产生输出。 | 对比文件未描述将参考电流转换为参考电压的电路。其控制环路的核心是比较两个电流（传感器电流与IREF）。传感器M5、M6直接将VGS（电压）转换为电流，运算跨导放大器（由M5、M6等构成）是基于VGS电压（即差分对的栅源电压，这是电路工作状态参数，并非一个独立设置的“参考电压”）产生输出电流。参考信号IREF是电流，并非电压。 | 目标专利特征J限定了校准电路中包含一个特定的“将参考电流转换为参考电压的电路”，并且OTA是基于这个转换得到的“参考电压”产生输出。对比文件的方案完全不同：其OTA（VGS传感器）直接感应差分对晶体管上的电压（VGS）并转换为电流，没有涉及将一个独立的“参考电流”先转换为“参考电压”再提供给OTA的步骤。对比文件中的“参考电流”IREF是直接用于电流比较的。因此，对比文件既未直接公开也未隐含公开该技术特征。 |
| **K**：其中，所述校准电路被进一步配置为相对于所述工艺或条件变化保持所述参考电压恒定。 | 对比文件未提及“参考电压”，其关注的是保持跨导Gm恒定（[0016]， [0040]）。其控制环路通过调节尾电流来补偿共模电压变化对Gm的影响，但并未描述要产生或保持一个恒定的“参考电压”。图6、7中的偏置电路420生成IREF，但并未强调IREF或任何内部节点电压在工艺或条件变化下保持恒定。 | 目标专利特征K要求校准电路被配置为保持“参考电压”恒定。对比文件的发明目的和具体实施方式均围绕保持“跨导（Gm）”恒定，而非保持某个“参考电压”恒定。虽然为了实现恒定的Gm，其内部参考电流IREF可能具有一定的稳定性，但说明书并未将其描述或配置为“相对于工艺或条件变化保持恒定”的“参考电压”。该技术特征未被对比文件公开。 |
| **L**：其中，所述第二参考电压是基于第二参考电流的，以及其中所述第二参考电流相对于所述工艺或条件变化是恒定的。 | 对比文件未涉及基于参考电流的“第二参考电压”。其参考信号是电流IREF。虽然图6、7的实施例通过复制偏置技术（replica biasing）或动态偏置技术（dynamic biasing）生成IREF，旨在改善匹配和减少Gm变化，但说明书并未明确指出IREF被设计成“相对于工艺或条件变化是恒定的”。实际上，图7的动态偏置技术使IREF随Vcm变化以进一步补偿Gm（[0060]），这恰恰说明IREF不是恒定的。 | 目标专利特征L明确限定了“第二参考电压”及其来源（基于第二参考电流），并特别要求该第二参考电流是恒定的。对比文件完全不涉及“第二参考电压”的概念。其参考电流IREF在优选的动态偏置实施例（图7）中甚至是变化的，以达成更好的Gm恒定效果。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
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