[發(fā)明專利]電平轉(zhuǎn)換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210493160.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103856198A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鑫;馮國友
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種電平轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

電平轉(zhuǎn)換器(Level?shifter)主要是通過數(shù)字信號實現(xiàn)電壓域的轉(zhuǎn)換，輸出不同范圍的電壓。在轉(zhuǎn)換輸出正的高電壓時，傳統(tǒng)方法是利用nhv(高壓n型晶體管)來做下拉管，直接與上方的phv(高壓p型晶體管)的漏端相連。如圖1所示，晶體管M1及晶體管M2的源端相連接在vpos(外部高壓電源)上，晶體管M1的漏極、晶體管M2的柵極及晶體管M3的漏極相連于C點，晶體管M1的柵極、晶體管M2的漏極及晶體管M4的漏極相連于D點，并作為電路輸出端(out)，晶體管M3的柵極與反相器的輸入端相連于A點，反相器的輸出端與晶體管M4的柵極相連于B點，晶體管M3的源極與晶體管M4的源極相連接接地(vgnd)。其工作原理為：當(dāng)A點電位由低電位到高電位時，M3導(dǎo)通，M4關(guān)斷，C點電位降低，M2逐漸導(dǎo)通，D點電位升高，直到M1完全關(guān)斷，C點電位為低電位，M2完全導(dǎo)通，D點電位升高至高電壓，out輸出高電壓。當(dāng)A點電位由高電位到低電位時，M4導(dǎo)通，M3關(guān)斷，D點電位降低，M1逐漸導(dǎo)通，C點電位升高，直到M2完全關(guān)斷，D點電位為低電位，M1完全導(dǎo)通，C點電位升高至高電位，out輸出為0。其缺點在于：為了保證電平的正常翻轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)速度，會加大M3和M4管的尺寸，造成面積上的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電平轉(zhuǎn)換器，能減小電路版圖面積，提高電壓翻轉(zhuǎn)速度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種電平轉(zhuǎn)換器，包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第六晶體管及一反向器，其中第一晶體管及第二晶體管的源極相連接在外部高壓電源上，第一晶體管的漏極、第二晶體管的柵極、第三晶體管的漏極及第五晶體管的漏極相連，第一晶體管的柵極、第二晶體管的漏極、第四晶體管的漏極及第六晶體管的漏極相連，并作為電路輸出端，第三晶體管的柵極、第六晶體管的柵極與反相器的輸入端相連，反相器的輸出端與第四晶體管的柵極、第五晶體管的柵極相連，第三晶體管的源極與第四晶體管的源極相連接接地，第五晶體管及第六晶體管的源極相連接在外部電源電壓上，其中第一晶體管、第二晶體管為高壓N型晶體管，第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管及第六晶體管為高壓P型晶體管。

進一步的，所述第一晶體管及所述第二晶體管的尺寸相同。

進一步的，所述第三晶體管及所述第四晶體管的尺寸相同。

進一步的，所述第三晶體管及所述第四晶體管的尺寸與所述第一晶體管或所述第二晶體管的尺寸相同。

進一步的，所述第五晶體管及所述第六晶體管的尺寸與所述第一晶體管或所述第二晶體管的尺寸相同。

進一步的，所述第五晶體管及所述第六晶體管的尺寸相同。

本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)換器改進了電平轉(zhuǎn)換器電路，不僅提高了電壓的翻轉(zhuǎn)速度，而且減小了電路版圖的面積。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1是公知的電平轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明及公知的電平轉(zhuǎn)換器輸出翻轉(zhuǎn)速度仿真對比圖。

具體實施方式

為使貴審查員對本發(fā)明的目的、特征及功效能夠有更進一步的了解與認識，以下配合附圖詳述如后。

如圖2所示，第一晶體管M1及第二晶體管M2的源端相連接在外部高壓電源(vpos)上，第一晶體管M1的漏極、第二晶體管M2的柵極、第三晶體管M3的漏極及第五晶體管M5的漏極相連于C點，第一晶體管M1的柵極、第二晶體管M2的漏極、第四晶體管M4的漏極及第六晶體管M6的漏極相連于D點，并作為電路輸出端(out)，第三晶體管M3的柵極、第六晶體管M6的柵極與反相器的輸入端相連于A點，反相器的輸出端與第四晶體管M4的柵極、第五晶體管M5的柵極相連于B點，第三晶體管的源極與第四晶體管的源極相連接接地(vgnd)，第五晶體管M5及第六晶體管M6的源極相連接在外部電源電壓(vpwr)上。其中第一晶體管、第二晶體管為高壓N型晶體管，第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管及第六晶體管為高壓P型晶體管，優(yōu)選的第三晶體管M3及第四晶體管M4的尺寸相同，優(yōu)選的第一晶體管M1及第二晶體管M2的尺寸相同，優(yōu)選的第三晶體管M3及第四晶體管M4的尺寸與第一晶體管M1或第二晶體管M2的尺寸相同。優(yōu)選的第五晶體管及第六晶體管的尺寸與第一晶體管或第二晶體管相同或略大，優(yōu)選的第五晶體管及第六晶體管的尺寸相同。