[發(fā)明專利]電壓電平移位器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210047612.7
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN103297034B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文忠;郭胤;章沙雁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/0185
• 分類號(hào): H03K19/0185
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 劉倜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓電平移位器，并且更具體地，涉及用于將信號(hào)電平從低電壓電平移位到高電壓電平的電壓電平移位器。

背景技術(shù)

集成電路典型地具有外圍或輸入/輸出(I/O)電路和內(nèi)部核心電路。內(nèi)部核心電路通常盡可能快地以最少功耗執(zhí)行各種針對(duì)處理的功能。結(jié)果，用于對(duì)核心電路供電的電源電壓已經(jīng)在變小。I/O電路以規(guī)定的信號(hào)功率和電壓電平驅(qū)動(dòng)或提供來自核心的信號(hào)到外部電路。也經(jīng)常需要I/O電路來以各種接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接口連接。

考慮到上述，在較低的電源電壓芯片級(jí)核心電路信號(hào)(例如，大約1伏(V)或更低)與以較高的電壓電平(例如，2.5V、3.3V、或更高)操作的外部電路之間需要高速的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口通信。此外，許多系統(tǒng)，并且甚至內(nèi)部核心電路，是以在多個(gè)電壓電平操作的多種技術(shù)設(shè)計(jì)的。此外還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，提供接口連接多個(gè)電壓電平的電平移位電路和輸出緩沖器電路同時(shí)在I/O速度和功耗的期望的限制下操作是非常有挑戰(zhàn)性的。因此，如果電平移位電路可以被實(shí)現(xiàn)為可以提供相對(duì)高速的電壓輸出轉(zhuǎn)換而不需要相對(duì)高的功耗水平，這將期望的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供了一種電壓電平移位器，包括：輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)；輸入電路，其具有耦接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入反相器，其中所述輸入電路具有下拉晶體管和上拉控制晶體管，所述下拉晶體管具有耦接到所述反相器的第一節(jié)點(diǎn)的柵電極，所述上拉控制晶體管具有耦接到所述反相器的相反的第二節(jié)點(diǎn)的柵電極，并且其中所述下拉晶體管和上拉控制晶體管的源電極耦接到低參考電壓；瞬態(tài)路徑連通性限制器，其具有下拉瞬態(tài)連通性限制晶體管和上拉瞬態(tài)連通性限制晶體管，其中所述下拉瞬態(tài)連通性限制晶體管具有通過第一電容器耦接到所述反相器的第一節(jié)點(diǎn)的柵電極，并且所述下拉瞬態(tài)連通性限制晶體管的源電極耦接到所述下拉晶體管的漏電極，并且其中所述上拉瞬態(tài)連通性限制晶體管具有通過第二電容器耦接到所述反相器的第二節(jié)點(diǎn)的柵電極，并且所述上拉瞬態(tài)連通性限制晶體管的源電極耦接到上拉控制晶體管的漏電極；以及輸出電路，其具有上拉晶體管，所述上拉晶體管具有耦接在主電壓源節(jié)點(diǎn)和所述下拉瞬態(tài)連通性限制晶體管的漏電極之間的源電極和漏電極，其中所述上拉晶體管的漏電極耦接到所述輸出節(jié)點(diǎn)，并且所述上拉晶體管的柵電極耦接到所述上拉瞬態(tài)連通性限制晶體管的漏電極，并且其中所述輸出電路還包括上拉控制晶體管，所述上拉控制晶體管具有耦接在所述主電壓源和所述上拉瞬態(tài)連通性限制晶體管的漏電極之間的源電極和漏電極，并且所述上拉控制晶體管的柵電極耦接到所述下拉瞬態(tài)連通性限制晶體管的漏電極。

附圖說明

通過參考以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明以及附圖可以最佳地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，對(duì)于相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電壓電平移位器的示意電路圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的電壓電平移位器的示意電路圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的電壓電平移位器的示意電路圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的電壓電平移位器的示意電路圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的電壓電平移位器的示意電路圖；以及

圖6是根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例的電壓電平移位器的示意電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)說明意圖作為對(duì)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例的說明，而并不意圖表示可以實(shí)踐本發(fā)明的僅有的形式。應(yīng)當(dāng)理解，可以通過不同實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)相同或等同的功能，這也被包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。術(shù)語“包括”或其任意其它變型意圖覆蓋非排他性的包含，從而包括一系列要素的模塊、電路、器件部件和結(jié)構(gòu)并不僅僅包括這些要素，而是可以包括未明確列出的或?qū)τ谠撃K、電路或器件部件固有的其它要素。由“包括”(或“包括一”)所引導(dǎo)的要素在沒有更多約束的情況下，并不排除包括該要素或步驟的另外的相同的要素的存在。此外，在本申請(qǐng)文件中，術(shù)語柵極、源極和漏極可以分別與術(shù)語基極、發(fā)射極和集電極互換。

還應(yīng)理解，如在本申請(qǐng)文件中討論的晶體管的狀態(tài)包括亞閾值操作區(qū)和飽和操作區(qū)。這些操作區(qū)是本領(lǐng)域中公知的，并因此其即為短語非導(dǎo)通狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)，其中導(dǎo)通狀態(tài)可以與飽和操作區(qū)或者短語“接通”或“導(dǎo)通”互換。類同地，非導(dǎo)通狀態(tài)可以與短語“切斷”或“關(guān)斷”互換。