[發明專利]一種電平轉換電路

在審

• 申請號: 201710030675.4
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN108322210A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 楊家奇;郭俊濤;黃正乙
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張振軍;吳敏

一種電平轉換電路，包括：鎖存單元，接收來自第一電源域的第一數字信號，對所述第一數字信號進行鎖存以得到鎖存信號，所述鎖存單元由第二電源域的電源電壓供電；電平轉換單元，接收所述鎖存信號，適于對所述鎖存信號進行電平轉換以輸出第二電源域的第二數字信號，所述電平轉換單元由所述第二電源域的電源電壓供電。本發明方案可以抑制漏電流，降低電路功耗，且具有較高的可靠性和實用性。

技術領域

本發明涉及電子電路設計領域，特別涉及一種電平轉換電路。

背景技術

在電子電路設計中，隨著低電壓邏輯的引入，系統內部常常出現輸入邏輯和輸出邏輯不協調的問題，從而提高了系統設計的復雜性。例如，當1.8V的數字電路與工作在3.3V的模擬電路進行通信時，需要首先解決兩種電平的轉換問題，這時就需要電平轉換電路。針對不同的電平標準(例如TTL電平和CMOS電平)的數字電路在進行通信時，電平轉換電路也是必不可少的。電平轉換電路同樣應用于低功耗設備中，例如物聯網(Internet ofThings，簡稱IOT)設備、可穿戴設備等。由于低功耗設備對電路功耗敏感，因此，對電平轉換電路的功耗要求也很嚴格。

參照圖1所示，現有技術中存在一種常用的電平轉換電路100，所述電平轉換電路100可以包括：第一反相器(圖中未標示，參見PMOS管P1和NMOS管N1)、NMOS管N2、第二反相器(圖中未標示，參見PMOS管P3和NMOS管N3)、NMOS管N5，以及交叉耦合的PMOS管P2和PMOS管P3。其中，所述第一反相器的輸入端接收第一數字信號In，所述第一反相器和第二反相器采用第一電源域的電源電壓(例如1.2V)供電，所述電平轉換電路100適于對來自第一電源域的所述第一數字信號In進行電平轉換以輸出第二電源域(例如，供電電壓為2.5V)的第二數字信號Out，所述第二數字信號Out經由所述PMOS管P2的漏極輸出。

當所述第一電源域的電源電壓關閉(Power off)時，所述第一反相器和第二反相器的供電電壓關閉，那么二者的輸出端處于浮空態(Floating)，也即其輸出的邏輯電平不確定。與所述第一反相器和第二反相器級聯的NMOS管N2和NMOS管N5可能同時受控導通，所述PMOS管P2和PMOS管P3因柵極的電壓均為地線電壓而同時導通，因此，所述第二電源域可以經由所述PMOS管P2和NMOS管N2對地產生漏電流(Current Leakage)，還可以經由所述PMOS管P3和NMOS管N5對地產生漏電流(Current Leakage)。

上述漏電流的產生使得所述電平轉換電路100產生額外的功耗，尤其是對于低功耗設備而言是無法接受的。

發明內容

本發明解決的一個技術問題是如何降低電平轉換電路的功耗，并保證電路可靠性。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種電平轉換電路，包括：鎖存單元，接收來自第一電源域的第一數字信號，對所述第一數字信號進行鎖存以得到鎖存信號，所述鎖存單元由第二電源域的電源電壓供電；電平轉換單元，接收所述鎖存信號，適于對所述鎖存信號進行電平轉換以輸出第二電源域的第二數字信號，所述電平轉換單元由所述第二電源域的電源電壓供電。

可選地，所述第二電源域的電源電壓高于所述第一電源域的電源電壓。

可選地，所述鎖存單元包括：第一反相器，其輸入端接收所述第一數字信號，其輸出端輸出所述鎖存信號；第二反相器，其輸入端耦接所述第一反相器的輸出端，其輸出端耦接所述第一反相器的輸入端；其中，所述第一反相器和第二反相器由所述第二電源域的電源電壓供電。

可選地，所述鎖存單元還包括：第一壓降單元，適于對所述第二電源域的電源電壓進行降壓以得到第一降壓電源電壓，所述第一降壓電源電壓用于對所述第一反相器和第二反相器供電。