[發明專利]用于I/O接口的降壓轉換電路

有效

• 申請號: 201310178635.6
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN104158534B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 杭金華;王俊;郭之光;馬瑩;程惠娟
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本發明屬于邏輯電路領域，尤其涉及一種用于I/O接口的降壓轉換電路。

背景技術

通常把介于內部芯片與外部芯片之間的接口稱為I/O接口，通過I/O接口可以實現外部芯片與內部芯片之間的信號轉換，完成相應的控制功能。如I/O接口可以接收一高壓電源V_DDIO作為I/O電源，而實際電路卻需要一低電源V_DD，當所述V_DDIO＞＞V_DD時，所述V_DDIO將會在傳輸這些高電壓的降壓轉換電路上施加應力。這種降壓轉換電路最常用互補金屬氧化物半導體(CMOS)反相器。

圖1示出了傳統的接收簡單的數字信號的降壓轉換電路10，其包括串聯的CMOS反相器INV1和CMOS反相器INV2，CMOS反相器INV1由高壓PMOS晶體管PM1和高壓NMOS晶體管NM1組成，PM1和NM1的柵極相連接至輸入端A，PM1和NM1的漏極相連接至輸出端B，PM1的源極與V_DDIO相連，NM1的源極與電源地V_SS相連；CMOS反相器INV2由高壓PMOS晶體管PM2和高壓NMOS晶體管NM1組成，PM2和NM2的柵極相連接至輸出端B，PM2和NM2的漏極相連接至輸出端C，PM2的源極接V_DD，NM2的源極與電源地V_SS相連，PM1的開啟電壓為V_TP，PM2的開啟電壓為V_TN，|V_TP|和V_TN均小于V_DDIO而大于V_DD。當輸入端A接入V_SS時，PM1將被開啟以將輸出端B端上拉至V_DDIO，且NM1將被關閉，當所述輸出端B接入V_DDIO時，PM2將被關閉，而NM1將被開啟以將輸出端C下拉至V_SS；當輸入端A接入V_DDIO時，NM1將被開啟將輸出端B下拉至V_SS，且PM1將被關閉，當所述輸出端B接入V_SS時，NM1將被關閉，由于PM2的V_GS＝|V_SS-V_DD|＜|V_TP|，PM2也將被關閉，所述輸出端C一直為V_SS。

因此，所述降壓轉換電路以一頻率持續接收直流信號，當所述輸入端A的電壓從“0-＞1”進行切換時，所述輸出端B的電壓則從“1-＞0”進行切換，由于PM2此時被關閉，導致所述輸出端C的電壓一致保持在V_SS，所述降壓轉換電路無法正確地將所述I/O電源降壓轉換成低電源以供使用。因此，當I/O接口接收到的高壓電源V_DDIO遠遠大于實際電路需要的低電源V_DD時，需要提供一種新的降壓轉換電路解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于I/O接口的降壓轉換電路，以將I/O接口接收到的高壓電源降低轉換成實際電路所需的低壓電源。

為了解決上述問題，本發明提供一種用于I/O接口的降壓轉換電路，包括：

高壓反相器，所述高壓反相器包括高壓PMOS管和高壓NMOS管，所述高壓PMOS管的源極和漏極分別與高壓電源和第一輸出端相連，所述高壓PMOS管的柵極由一輸入信號控制，所述高壓NMOS管的源極和漏極分別與電源地和所述第一輸出端相連，所述高壓NMOS管的柵極與所述高壓PMOS管的柵極相連；

鉗位電路，所述鉗位電路的供電端與低壓電源相連，所述鉗位電路的輸入端與所述第一輸出端相連，所述鉗位電路的輸出端與第二輸出端相連；和

低壓反相器，所述低壓反相器包括低壓PMOS管和低壓NMOS管，所述低壓PMOS管的源極和漏極分別與所述低壓電源和第三輸出端相連，所述低壓PMOS管的柵極與所述第二輸出端相連，所述低壓NMOS管的源極和漏極分別與所述電源地和所述第三輸出端相連，所述低壓NMOS管的柵極與所述低壓PMOS管的柵極相連，

其中，所述電源地低于所述低壓電源，所述低壓電源低于所述高壓電源，所述輸入信號在所述電源地和所述高壓電源之間的電壓擺動。

進一步的，所述高壓PMOS管和高壓NMOS管分別具有第一閾值電壓和第二閾值電壓，所述第一閾值電壓的絕對值和所述第二閾值電壓均低于所述高壓電源且高于所述低壓電源。