[實用新型]用于寬范圍電壓轉(zhuǎn)換的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920990094.X
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN210093192U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·埃坎巴拉姆;M·戈埃爾;H·B·杜貝
• 申請（專利權(quán)）人: 賽靈思公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 北京市君合律師事務(wù)所 11517
• 代理人: 毛健;杜小鋒

本申請涉及一種用于將信號的電壓電平從數(shù)字系統(tǒng)的第一電壓域移位到所述數(shù)字系統(tǒng)的第二電壓域的電路。所述電路包括偏置生成部分和電壓轉(zhuǎn)換器，用于將信號的電壓電平從數(shù)字系統(tǒng)的第一電壓域移位到數(shù)字系統(tǒng)的第二電壓域。偏置生成部分被配置為檢測第二電壓域的電壓范圍，并且根據(jù)電壓范圍配置電壓轉(zhuǎn)換器。電壓轉(zhuǎn)換器被配置為將信號的電壓電平直接移位到第二電壓域。第二電壓域具有高于數(shù)字系統(tǒng)中晶體管可容許的最大電壓的電壓電平。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請總體上涉及數(shù)字電路領(lǐng)域，并且具體地涉及電壓電平轉(zhuǎn)換。

背景技術(shù)

數(shù)字系統(tǒng)，諸如高速通用輸入/輸出(GPIO)，的不同部分(例如，不同的裝置)用不同的電源電壓運行并不罕見。在這種情況下，當(dāng)信號從數(shù)字系統(tǒng)的第一電壓域跨越到數(shù)字系統(tǒng)的第二電壓域(例如，從較低電壓裝置到較高電壓裝置)時，可能要使用電壓電平移位器來移位(或轉(zhuǎn)換)信號的電壓電平，以便在沒有電源競爭的情況下實現(xiàn)可靠的信號轉(zhuǎn)換。

實用新型內(nèi)容

公開了通過使用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器反饋進行寬范圍電壓轉(zhuǎn)換的方法、非瞬變計算機可讀介質(zhì)、以及電路。

在本申請的一個方面，提供了一種用于將信號的電壓電平從數(shù)字系統(tǒng)的第一電壓域移位到所述數(shù)字系統(tǒng)的第二電壓域的電路，其特征在于，所述電路包括：偏置生成部分，所述偏置生成部分用于檢測所述第二電壓域的電壓范圍，以及用于響應(yīng)于所述電壓范圍配置電壓轉(zhuǎn)換器；和電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器將所述信號的電壓電平直接移位到所述第二電壓域，其中所述第二電壓域的電壓電平高于所述數(shù)字系統(tǒng)中晶體管能夠容忍的最大電壓。

在本申請的某些實施方式中，所述電壓轉(zhuǎn)換器將所述電壓電平直接從所述第一電壓域移位到所述第二電壓域而不用移位到在所述第一電壓域與所述第二電壓域之間的中間電壓域。

在本申請的某些實施方式中，當(dāng)檢測到所述第二電壓域大于晶體管能夠容忍的最大電壓時，所述偏置生成部分生成偏置電壓，所述偏置電壓將所述電壓轉(zhuǎn)換器的任何一個晶體管的任何兩個節(jié)點之間的電壓差限制為小于所述晶體管所允許的最大電壓。

在本申請的某些實施方式中，所述電壓轉(zhuǎn)換器包括：輸入接收子部分，用于接收所述信號；連接到所述輸入接收子部分的應(yīng)力最小化子部分，用于使得在切換期間所述電壓轉(zhuǎn)換器的晶體管上的應(yīng)力最小化；和耦合到所述輸入接收子部分的競爭最小化子部分，用于使得在切換期間所述電壓轉(zhuǎn)換器的晶體管之間的競爭最小化。

在本申請的某些實施方式中，所述輸入接收子部分、所述應(yīng)力最小化子部分、和所述競爭最小化子部分被共同布置成形成：第一支路；和與所述第一支路平行的第二支路。

在本申請的某些實施方式中，所述競爭最小化子部分包括：位于所述第一支路中的第一晶體管和第二晶體管；以及位于所述第二支路中的第三晶體管和第四晶體管，其中所述第三晶體管比所述第一晶體管弱，所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管和所述第四晶體管被布置成在切換期間共同提供再生反饋。

在本申請的某些實施方式中，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括：反饋生成子部分，所述反饋生成子部分被連接到所述競爭最小化子部分，以便將多個反饋信號提供到所述第二支路。

在本申請的某些實施方式中，所述反饋生成子部分包括多個輸入/輸出晶體管，所述多個輸入/輸出晶體管被布置形成反相器。

在本申請的某些實施方式中，所述多個反饋信號使得當(dāng)所述信號的電壓電平轉(zhuǎn)變時所述第二支路作為單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器運行。

在本申請的某些實施方式中，所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個準穩(wěn)定狀態(tài)。

在本申請的某些實施方式中，所述電路還包括：傳輸門，當(dāng)所述第二電壓域的電壓電平小于或等于所述數(shù)字系統(tǒng)中的晶體管能夠容忍的最大電壓時，所述傳輸門用于短路所述電壓轉(zhuǎn)換器的節(jié)點。

在本申請的某些實施方式中，所述電路是通用輸入/輸出的一部分。