PECL驱动器
先进的通信
问题1.2
应用说明
AN-SETS-5
PECL驱动器
应用说明
概观
本应用笔记解释了为什么PECL驱动器的CMOS工艺的输出电平不符合原
双极性规范，并提出了一些可能的解决方法，允许接口标准的PECL输入级。
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章节列表
页面
1引言。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3
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3
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5
在PECL标准。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3
Semtech公司的CMOS驱动器。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3
可能的解决方案。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.4
接口建议。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.5
图列表
图4.1电压在了155MHz /时间曲线（最坏情况） ， 100欧姆端接在VDD - 1.4V 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.4
图5.1电压/时间积在了155MHz ， 100欧姆到VDD - 1.65V终止，典型条件。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.6
表格清单
表2.1
表3.1
表5.1
表5.2
PECL输入和输出电平。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3
Semtech公司的CMOS驱动程序级别。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3
输入电平为特定设备。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.5
输出电平范围为拟终止计划。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.5
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1引言
本应用笔记的目的是澄清一些围绕在CMOS工艺PECL驱动程序的问题。有有
了一些关注，因为输出电平不符合原始双极规格。该说明会
解释原因，并提出了一些可能的解决方法，允许接口标准PECL输入
阶段。
2 PECL标准
以下是标准的PECL输入和输出电平。
表2.1
驱动器高
驱动器低
接收高
接收低
PECL输入和输出电平
符号
VOH
VOL
VIH
VIL
VDD-1.02
VDD-1.81
VDD-1.16
VDD-1.81
民
VDD-0.88
VDD-1.62
VDD-0.88
VDD-1.48
最大
V
V
V
V
单位
参数
3 Semtech公司的CMOS驱动器
这些是引述的驱动电平为在集芯片使用的PECL输出级。的最大电平设定为
相同的数字作为PECL标准，但应当注意的是，在实践中的实际最大水平将低于
这些科幻居雷什。
假设终端是50欧姆到VDD - 2V的标称VDD = 3.3V 。然而，这意味着， VDD = 3.6V的
终止电压为VDD - 2.2V因此可以得到的VDD - 2.1V的分卷水平
表3.1
驱动器高
驱动器低
Semtech公司的CMOS驱动程序级别
符号
VOH
VOL
VDD-1.25
VDD-2.1
民
VDD-0.88
VDD-1.62
最大
V
V
单位
参数
如可以看到的那样，输出电平通常比作为配制用于原始的PECL驱动的PECL标准低
在双极型工艺实现的设计。
这样做的原因是，高电平是通过切换一个NMOS源极跟随器为VDD的栅极来实现的。该
输出高电平，然后由NMOS晶体管的阈值下降决定。由于这些通常是在高
值比双极晶体管这的阈值下降意味着所得的高电平为一个CMOS驱动器将
比一个双极驱动器的下部。由于驱动电平标准的最初设定，以适应变化
范围内见到双极型晶体管，这就是为什么标准不轻松容纳CMOS工艺的原因。
由于低电平由NMOS驱动栅极切换到电平小于VDD的设置，这将有可能使
这些符合优惠标准，但由于这样会导致信号幅度被减小，
它被决定，以保持振幅处于同一水平，因此，输出低电平也比原来低
标准。
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4可能的解决方案
自从上套芯片PECL输出差分，这个水平位移的影响应该很小，只要
作为接收阶段能容纳比标准的共模输入电压稍低。例如在
SETS PECL接收器可以具有介于0V和VDD的任何位置以及输入共模范围，只要
差分输入摆幅大于200mV的信号将被正确地接收。
然而，如果有必要，接收阶段看到更高的通用模式的切换点那么这可以是
牺牲或者降低信号的幅度或降低带宽虽然取得
正常的PECL终端是50欧姆至VDD -2V 。如果阻抗增大则由于的Voh水平将增加
有较少的下拉电流在NMOS输出晶体管。然而，为了实现一个显著更高的Voh会
需要围绕500欧姆的负载阻抗这将极大地降低带宽尽管信号摆幅
将基本保持不变。
一种可能的妥协是一个较小的因素，以增加负载阻抗也增加有效
终止电压为比VDD -2V更高。
下图显示了在155MHz的具有100欧姆端接至VDD - 1.4V操作。对于VDD = 3.3V这可能是
从VDD一个180ohm电阻的输出和输出对地240ohm电阻来实现的。
图4.1
电压/时间积在了155MHz （最差情况下） ， 100欧姆端接在VDD - 1.4V
如可以看到的，所述的Voh级别已经从VDD - 1.25V提高到VDD - 1.05V和带宽已
维持，但信号幅度已经下降，从各地在600mV至250mV的。对于不同的接收器
和操作速度将会有不同的最佳终端和这些可以通过壳体的情况来确定
的基础。
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5接口的建议
下面的表给出了输入电平的规格可能需要由被驱动的一些接口芯片
CMOS PECL输出级。
表5.1
输入电平为特定设备
符号
民
最大
单位
设备
SK1500
SK1900
SK100LVE111
ACS8941
VIH
VIL
VIH
VIL
VIH
VIL
VIH
VIL
VDD-1.25
(1)
0
VDD-1.25
(1)
0
VDD-1.165
VDD-1.81
1.6
0
VDD
VDD-0.2
VDD
VDD-0.2
VDD-0.88
VDD-1.475
VDD
VDD
V
V
V
V
V
V
V
V
注：（ ⅰ）这是由VDD -1V的原始图的规范松弛。
使用标准的50欧姆端接至VDD - 2V的CMOS PECL驱动器将只符合输入规格
的除了SK100E111上述所有的芯片。
为了具有能满足所有四个芯片的通用解决方案，以下终止方案，提出了：
100欧姆到VDD - 1.65V （在VDD = 3.3V ） 。这可以用一个200ohm电阻器来实现从输出到VDD加
200ohm从输出到地面。
这将提供以下的输出电平范围，在整个过程和温度范围内，并为电源电压
3V和3.6V之间
提议终止计划表5.2输出电平范围
参数
驱动器高
驱动器低
VOH
VOL
符号
VDD-1.8
民
VDD-1.15
VDD-1.1
VDD-1.65
典型值
VDD-1.5
最大
VDD-0.85
V
V
单位
另外，由于终端电阻现在的100欧姆的任何长的连接运行应与实施
100欧姆的带状线的印刷电路板而不是通常的50欧姆上。
下图显示了在155MHz的上述典型的终止条件下操作。
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