[發(fā)明專利]一種帶使能檢測和掉電保護的高壓差電平轉移電路

有效

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• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115037292B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 鄒永成
• 申請（專利權）人: 成都市安比科技有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185;H03K19/007;H03K19/003
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所(有限合伙) 51213
• 代理人: 張秀敏

本發(fā)明公開了一種帶使能檢測和掉電保護的高壓差電平轉移電路，涉及集成電路技術領域，使能檢測和掉電檢測輸出控制信號至MOS管P0和N0的柵極，P0的源極連接AVD，漏極連接P1和P2的源極，P1的柵極連接P2和N6的漏極，P2的柵極連接P1和N5的漏極；兩個反相器差分輸入MOS管N1和N2的柵極，N1和N2源極接地，N1漏極與N5源極連接，N2漏極與N6源極連接；M1源極連接AVD，漏極連接N5和N6的柵極，M1柵極連接M2的柵極和漏極，M2的源極接地；N6的漏極連接緩沖器后輸出電平轉移后的電壓信號。本發(fā)明添加了耐壓隔離器件，節(jié)省中間電平轉換，完成了高壓差的電平轉移，節(jié)省功耗和面積。

技術領域

本發(fā)明涉及集成電路技術領域，具體的說，是一種帶使能檢測和掉電保護的高壓差電平轉移電路。

背景技術

隨著集成電路工藝的發(fā)展，晶體管尺寸越來越小，為滿足低壓、低功耗設計的要求，數字電路的電源電壓越來越低，在某些工藝下已經接近傳統(tǒng)3.3VMOS器件的一個閾值導通電壓，這使得傳統(tǒng)的電平轉換電路在某些高壓差工藝角（數字電壓變小10%，模擬電壓變大10%）中難以正常轉換。

現有技術中往往通過增加一個中間電壓域做一個過渡以完成低電壓向高電壓的轉移。如圖1所示的電平轉移電路，當需要從低電壓域（如數字電壓VDD）轉換到高電壓域（如模擬電壓AVD）時得需要一個額外的中間電平（LAVD）。輸入信號VIN_lv（VDD電壓域）需要先經過模塊L2H_OLD_1（低電壓到中間電平電壓轉移模塊）轉換成VOUT_mv(LAVD電壓域)，圖2為圖1中的模塊L2H_OLD_1的具體電路，再經過模塊L2H_OLD_2（中間電平電壓到高電壓轉移模塊）模塊將信號轉換成VOUT_hv(AVD電壓域)，才能完成轉換，圖3為圖1中的模塊L2H_OLD_2的具體電路。例如數字電壓VDD=0.8V±10%，模擬電壓AVD=3.3V±10%，則需要額外提供一個中間電壓域用于過渡，例如LAVD=2.5V±10%，此電壓域可由內部或者外部提供。圖1-圖3中器件名稱后綴lv表示VDD電壓域，mv表示LAVD電壓域，hv表示AVD電壓域。

現有方案存在以下缺點：

一、多引入一個電壓域給設計上帶來了不必要的功耗以及浪費大量的面積，例如內部模擬電路產生該中間電平所需的基準電壓和低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）都需要額外預留面積和功耗，以及需要由外部提供則需要額外的電源端口，給系統(tǒng)集成帶來額外的復雜度；

二、當數字電壓（VDD）掉電以后，圖2中的NMOS管N1_mv、NMOS管N2_mv的柵極電位為浮空或0，兩個NMOS管關閉，則B點變?yōu)榱烁】拯c（不定態(tài)電壓），結果可能導致由PMOS管P3_mv和PMOS管N3_mv組成的反相器漏電。圖3中的E點原理同圖2中B點，也可能導致后級反相器漏電。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種帶使能檢測和掉電保護的高壓差電平轉移電路，用于解決現有技術中采用兩個電壓域實現電平轉移造成面積增加和功耗增加的問題以及掉電后造成后級反相器漏電的問題。

本發(fā)明通過下述技術方案解決上述問題：