[發明專利]用于I/O接口的兩級升壓轉換電路

在審

• 申請號: 201310567420.3
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104638919A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 杭金華;王俊;郭之光;馬瑩;程惠娟;倪昊
• 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: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 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接口的兩級升壓轉換電路。?

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接口可以接收一低電源信號（core?power?supply）作為內部電平信號，而實際電路卻需要一高壓電源VDDIO作為I/O電源，當所述低電源信號<<高壓電源VDDIO時，所述低電源信號將會在傳輸這些低電壓的升壓轉換電路上施加應力。這種升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升壓轉換電路10，其包括一用低壓管制成的CMOS反相器INV和分別用一高壓管制成的NM1、NM2、PM3、PM4，NM1和PM3的漏極相連接至PM4的柵極，NM1的柵極和反相器INV的正極相連接至輸入端IN，NM2和PM4的漏極相連接至PM3的柵極且作為輸出端OUT，NM2的柵極和反相器INV的負極相連接，NM1和NM2的源極相連至?電源地V_SS，PM3和PM4的源極相連接并與高壓電源VDDIO相連，NM1的閾值電壓為V_th1，NM2的閾值電壓為V_th2，V_th1和V_th2均大于低電源信號。當輸入端IN接入的低電源信號從“0->1”進行切換時，NM1的閾值電壓V_th1大于其柵極所連接的低電源信號而導致NM1無法開啟，致使NM1的漏極電壓不能由高壓電源VDDIO下拉至0，由此PM4關斷，輸出端OUT不能將高壓電源VDDIO輸出，故輸出端OUT無法拉升至1，所以NM2的柵極接受經過反相器INV的低電源信號而關斷；當輸入端IN接入的低電源信號從“1->0”進行切換時，NM2的閾值電壓V_th2大于其柵極所連接的反相的低電源信號而導致NM2無法開啟，致使輸出端OUT不能由高壓電源VDDIO下拉至0。?

因此，所述升壓轉換電路以一頻率持續接收直流信號作為低電源信號時，若所述低電源信號<<高壓電源VDDIO，而NM1的V_th1和NM2的V_th2均大于所述低電源信號，則會導致輸入端IN的低電源信號從“0->1”進行切換時，所述升壓轉換電路無法正確地在輸出端OUT將高壓電源VDDIO輸出而拉升至1，或會導致輸入端IN的低電源信號從“1->0”進行切換時，所述升壓轉換電路無法正確地在輸出端OUT將高壓電源VDDIO下拉至0以供使用。因此，當I/O接口接收到的低電源信號遠遠小于實際電路需要的高壓電源VDDIO時，需要提供一種新的升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接口的兩級升壓轉換電路，以解決當?I/O接口接收到的低電源信號遠遠小于實際電路需要的高壓電源時，無法正確地根據接收到的低電源信號輸出拉升電源或下拉電源以供實際電路使用的問題。?

為了解決上述問題，本發明提供一種用于I/O接口的兩級升壓轉換電路，包括：?

第一級升壓轉換器，所述第一級升壓轉換器位于一中間電源和一電源地之間，且所述第一級升壓轉換器根據接收到的一低電源信號輸出所述中間電源；?

第二級升壓轉換器，所述第二級升壓轉換器位于一高壓電源和所述電源地之間，且所述第二級升壓轉換器根據接收到的所述中間電源輸出所述高壓電源；?

其中，所述低電源信號遠低于所述高壓電源，所述中間電源位于所述低電源信號和高壓電源之間，所述低電源信號在所述電源地和中間電源之間的電壓擺動。?

進一步的，所述第一級升壓轉換器包括：低壓CMOS反相器、第一中間電源NMOS晶體管和第二中間電源NMOS晶體管、以及第一中間電源PMOS晶體管和第二中間電源PMOS晶體管；?