專利名稱：電壓電平轉(zhuǎn)換電路與電壓電平轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一電壓電平轉(zhuǎn)換電路與電壓電平轉(zhuǎn)換方法，尤指 一具有自動(dòng)初始化功能的電壓電平轉(zhuǎn)換電路與方法。
背景技術(shù)：
電壓電平轉(zhuǎn)換電贈(zèng)《level shifter)通常置于電路系統(tǒng)中用以 轉(zhuǎn)換電壓電平。請(qǐng)參閱圖1,其為 一 常用的電壓電平轉(zhuǎn)換電路10的功能方塊 示意圖。電壓電平轉(zhuǎn)換電路10包括輸入緩沖單元102(input buffer)、輸出緩沖單元(output buffer) 106以及電平處理單元104。 其中輸入緩沖單元102偏壓于第 一 電壓源VDD以及接地電壓源 GND之間，輸入緩沖單元102是用以接收輸入信號(hào)Vin,其中輸 入信號(hào)Vin的電壓電平范圍為VDD至GND之間。而輸出緩沖單 元106偏壓于第二電壓源VPP以及接地電壓源GND之間，輸出緩 沖單元106是用以輸出輸出信號(hào)Vout,其中輸出信號(hào)Vout的電壓 電平范圍為VPP至GND之間。至于電平處理單元104,電性連結(jié) 至輸入緩沖單元102與輸出緩沖單元106之間，偏壓于第二電壓 源VPP與接地電壓源GND,用以將輸入信號(hào)Vin的電壓電平由 VDD GND轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)Vout的電壓電平VPP GND 。其中 VPP大于VDD。如圖l所示，當(dāng) 一 電壓電平為VDD GND的輸入信號(hào)Vin輸 入至輸入緩沖單元102后，經(jīng)由電平處理單元104的處理，輸入 信號(hào)Vin將會(huì)被轉(zhuǎn)換至 一 電壓電平為VPP GND的輸出信號(hào) Vout,并經(jīng)由輸出緩沖單元106輸出，如此將可達(dá)成轉(zhuǎn)換一電壓 信號(hào)電平的目的。在上述電路系統(tǒng)中，由于第 一 電壓源VDD和第二電壓源 VPP為兩個(gè)獨(dú)立的電壓源，因此，并不能保證第一電壓源VDD 和第二電壓源VPP能同時(shí)開啟。當(dāng)?shù)诙妷涸碫PP已開啟而第 一電壓源VDD卻尚未開啟時(shí)，依靠第一電壓源VDD工作的輸入 緩沖單元102將無法正常運(yùn)作，因此輸入緩沖單元102輸出端的 電壓可能處于 一 未知狀態(tài)，連帶影響下 一 級(jí)輸出緩沖單元106 的輸出端(即該電壓電平轉(zhuǎn)換電路10的輸出端)輸出的電壓信號(hào) 不正常，而可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)作。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，用以將一輸入信號(hào)轉(zhuǎn) 換成一輸出信號(hào)。該電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括 一輸入緩沖單元、 一輸出緩沖單元、 一電平處理單元、 一初始電壓產(chǎn)生器以及一 隔離模塊。輸入緩沖單元連接于 一 第 一 電壓源以及一接地電壓 源之間，用以接收該輸入信號(hào)。輸出緩沖單元連接于一第二電 壓源以及該接地電壓源之間，用以輸出該輸出信號(hào)。電平處理 單元電性連接于該輸入緩沖單元與該輸出緩沖單元之間，接收 該第二電壓源以及該接地電壓源，其是用以將該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換 成該輸出信號(hào)。初始電壓產(chǎn)生器，電連接于該電平處理單元， 接收該第 一 電壓源以及該第二電壓源，其因應(yīng)該第 一 電壓源尚 未開啟^f旦該第二電壓源已開啟而輸出 一初始電壓至該電平處理 單元。隔離模塊電連接于至該輸入緩沖單元，接收該第一電壓 源以及該第二電壓源，其因應(yīng)該第 一 電壓源尚未開啟但該第二 電壓源已開啟而使該第 一 電壓源與該電平處理單元之間處于斷 開狀態(tài)。本發(fā)明另提供一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)用于一電路系統(tǒng) 上以將 一 輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成 一 輸出信號(hào)，該電路系統(tǒng)包括 一 第一電壓源、準(zhǔn)位大于該第 一 電壓源的 一 第二電壓源以及一接地電壓源。該電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括 一輸入緩沖單元、 一輸出緩沖單元、 一輸出緩沖單元、 一電平處理單元、 一偏置電3各、一 初始電壓產(chǎn)生器以及 一 隔離模塊。輸入緩沖單元連接于該第一 電壓源以及該接地電壓源之間，用以接收該輸入信號(hào)。輸出緩 沖單元連接于該第二電壓源以及該接地電壓源之間，用以輸出 該輸出信號(hào)。電平處理單元電性連接于該輸入緩沖單元與該輸 出緩沖單元之間，接收該第二電壓源以及該接地電壓源，其是 用以將該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成該輸出信號(hào)。偏置電路用以依據(jù)該第 二電壓源產(chǎn)生一偏置電壓。初始電壓產(chǎn)生器電連接于該電平處 理單元，接收該第一電壓源以及該偏置電壓，其因應(yīng)該第一電 壓源尚未開啟 <旦該第二電壓源已開啟而輸出 一 初始電壓至該電 平處理單元。隔離模塊電連接于至該輸入緩沖單元，接收該第 一電壓源以及該偏置電壓，其因應(yīng)該第一電壓源尚未開啟但該 第二電壓源已開啟而使該第 一電壓源與該電平處理單元之間處于斷開狀態(tài)。本發(fā)明又提供一種電壓電平轉(zhuǎn)換方法，用以利用一第一電 壓源以及一第二電壓源將一輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一輸出信號(hào)。當(dāng)該 第 一 電壓源以及該第二電壓源皆開啟時(shí)，利用該第 一 電壓源以 及該第二電壓源使得該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為該輸出信號(hào)。當(dāng)該第一 電壓源尚未開啟而第二電壓源已經(jīng)開啟時(shí)，提供一初始電壓使 得該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為該輸出信號(hào)，并斷開該初始電壓與該第一 電壓源的連4妻;洛徑以避免電荷倒流入第 一 電壓源。本發(fā)明以很小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)了可在大的電壓跨度下具有自動(dòng) 初始化功能的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，成功地提高了電壓電平轉(zhuǎn)換 電路的平衡性。


圖l,其為一常用的電壓電平轉(zhuǎn)換電路的功能方塊示意圖。圖2,其是本發(fā)明所發(fā)展出來的電壓電平轉(zhuǎn)換電路的功能方 塊示意圖。圖3，其是本發(fā)明電壓電平轉(zhuǎn)換電路的一電路示例圖。 圖4，其是本發(fā)明電壓電平轉(zhuǎn)換電路在第一電壓源VDD未啟動(dòng)，第二電壓源VPP啟動(dòng)過程中時(shí)各節(jié)點(diǎn)上的電壓/電流波形示意圖。圖5,其是本發(fā)明電壓電平轉(zhuǎn)換電路在第二電壓源VPP已啟 動(dòng)，第一電壓源VDD啟動(dòng)時(shí)各節(jié)點(diǎn)上的電壓/電流波形示意圖。圖6 ，其是本發(fā)明電壓電平轉(zhuǎn)換電路正常工作時(shí)各節(jié)點(diǎn)上的 電壓/電流波形示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)初始化 功能(auto-start"O")，并可在大的電壓跨度下正常運(yùn)作。請(qǐng)參見圖2，其是本發(fā)明所發(fā)展出來的電壓電平轉(zhuǎn)換電路的 功能方塊示意圖。其中同樣包括輸入緩沖單元402(input buffer)、輸出緩沖單元(output buffer)406以及電平處理單元404 。 其中.輸入緩沖單元4 02偏壓于第 一 電壓源V D D以及4妄地電壓源 GND之間，而輸出緩沖單元406以及電平處理單元404則偏壓于 第二電壓源VPP以及接地電壓源GND之間，其中第二電壓源 VPP的電壓電平大于第一電壓源VDD的電壓電平。而本發(fā)明于上述電路中再設(shè)置用以完成自動(dòng)初始化功能 (auto-start"O")的自動(dòng)初始^f匕電^各，而自動(dòng)#刀始4匕電3各由偏置電 路400、隔離模塊49以及初始電壓產(chǎn)生器408來共同組成。本發(fā) 明的基本原理主要為在第二電壓源VPP的偏壓下設(shè)計(jì)偏置電路400,用以生成一個(gè)等于第一電壓源VDD的偏置電壓Vbias (在 實(shí)際應(yīng)用中，因受物理等因素的影響，偏置電路400所產(chǎn)生的偏 置電壓Vbias接近或者略高于第一電壓源VDD )。初始電壓產(chǎn)生 器408接收第一電壓源VDD以及偏置電壓Vbias的偏壓。當(dāng)?shù)谝?電壓源VDD未開啟時(shí)，初始電壓產(chǎn)生器408可^f艮據(jù)偏置電壓 Vbias^是供一初始電壓至電平處理單元404, ^使得電平處理單元 404不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。在本發(fā)明中，初始電壓產(chǎn)生器408包括一 開關(guān)元件4081以及一 串接至開關(guān)元件4081的壓降元件4082。開 關(guān)元件4081接收偏置電壓Vbias以及第一電壓源VDD,當(dāng)?shù)谝浑?壓源VDD尚未開啟時(shí)，開關(guān)元件4081導(dǎo)通，^使得偏置電壓VbiasVDD開啟后，開關(guān)元件4081斷開，以使電平處理單元404依據(jù) 輸入緩沖單元402的輸出正常運(yùn)作。隔離才莫塊49接收偏置電壓 Vbias以及第一電壓源VDD的偏壓。在本發(fā)明中，隔離模塊49 由控制電壓產(chǎn)生單元409以及開關(guān)單元401組成?？刂齐妷寒a(chǎn)生 單元409依據(jù)接收的偏置電壓Vbias與第 一 電壓源VDD產(chǎn)生 一控 制電壓Cl,以控制開關(guān)單元401的狀態(tài)。在本發(fā)明中，當(dāng)?shù)谝?電壓源VDD尚未開啟時(shí)，控制電壓C1使開關(guān)單元401處于斷開 狀態(tài)，以阻止第二電壓源V P P的電荷倒灌入輸入緩沖單元4 0 2 。 當(dāng)?shù)谝浑妷涸碫DD已經(jīng)開啟后，隔離模塊49處于導(dǎo)通狀態(tài)，以 使本發(fā)明的電壓電平轉(zhuǎn)換電路正常工作。圖3為根據(jù)本發(fā)明電壓電平轉(zhuǎn)換電路的一電路實(shí)施例圖。如 圖3所示，輸入緩沖單元包括P型晶體管P1， P2,以及P3， N型 晶體管N1， N2, N3以及N11。其中P型晶體管P1， P2以及P3的 源極分別連接至第一電壓源VDD; N型晶體管Nl, N2, N3, Nil的源極分別連接至接地偏壓源GND。 P型晶體管P1以及P2 的漏極分別通過節(jié)點(diǎn)Dl 、 A2連接至N型晶體管Nl以及N2的漏極。P型晶體管P1和N型晶體管Nl的柵極分別接收輸入信號(hào)Vin。 P型晶體管P2和N型晶體管N2的柵極分別連接至節(jié)點(diǎn)D1。 P型晶 體管P3和N型晶體管N3的柵極分別連接至節(jié)點(diǎn)A2。 N型晶體管 Nll的柵極連接至節(jié)點(diǎn)Al,漏極則連接至節(jié)點(diǎn)A2。 N型晶體管 N3的漏極連接至節(jié)點(diǎn)A1。電平處理單元404通過節(jié)點(diǎn)A1與A2與輸入緩沖單元402連 接，其包括P型晶體管P4與P5，以及N型晶體管N4與N5。 P型 晶體管P4與P5的源極分別接收第二電壓源VPP。 N型晶體管N1 與N5的源極分別連接至接地偏壓源GND。 P型晶體管P4與P5的 漏極分別通過節(jié)點(diǎn)B2與B1與N型晶體管N4與N5的漏極相連接。 P型晶體管P4的柵極連接至節(jié)點(diǎn)B1， P型晶體管P5的柵極連接至 節(jié)點(diǎn)B2。 N型晶體管N4的柵極連接至節(jié)點(diǎn)A2，而N型晶體管N5 的柵極連4妄至節(jié)點(diǎn)A1。輸出緩沖單元406通過節(jié)點(diǎn)B1與電平處理單元404連接，其 包括P型晶體管P6以及P7， N型晶體管N6以及N7。其中P型晶 體管P 6以及P 7的源極分別連接至第二電壓源V P P; N型晶體管 N 6以及N 7的源極分別連接至接地偏壓源G N D 。 P型晶體管P 6以 及P7的漏極分別通過節(jié)點(diǎn)D2、 D3連接至N型晶體管N6以及N7 的漏極。P型晶體管P6與N型晶體管N6的柵極分別連接至節(jié)點(diǎn) B1 。 P型晶體管P 7和N型晶體管N 7的柵極分別連接至節(jié)點(diǎn)D 2 。于圖3中，利用第二電壓源VPP及晶體管P8/P9/N8/N9的組 合來完成的偏置電路400,其主要用以生成一個(gè)接近或者略高于 第一電壓源VDD的偏置電壓Vbias。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3，本發(fā)明的 初始電壓產(chǎn)生器408由P型晶體管P10與N型晶體管N10組成。其 中P型晶體管P10實(shí)現(xiàn)為圖2中初始電壓產(chǎn)生器408的開關(guān)元件 4081,其源極接收偏置電壓Vbias,柵極接收第二電壓源VDD,漏極與N型晶體管N10的漏極連接。N型晶體管N10實(shí)現(xiàn)為圖2 中初始電壓產(chǎn)生器408的壓降元件4082,其漏極與其柵極相連 接，即等效于一二極管。N型晶體管N10的源極連接至節(jié)點(diǎn)A1， 以對(duì)節(jié)點(diǎn)A1充電。因此，當(dāng)?shù)谝浑妷涸碫DD為高時(shí)，開關(guān)元件 4081 (即P型晶體管PIO )斷開，第一電壓源VDD為O時(shí)，開關(guān) 元件4081導(dǎo)通。利用這種開關(guān)的狀態(tài)和第 一 電壓源VDD相關(guān)聯(lián) 的特性，來生成所需的初始電位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)初始化功能 (auto國start "O，，)。如圖3所示，本發(fā)明的隔離模塊49的控制電壓產(chǎn)生單元409 包括P型晶體管P12以及N型晶體管N12與N13，隔離模塊49的開 關(guān)單元401則由P型晶體管P11實(shí)現(xiàn)。P型晶體管P12的源極接收 偏置電壓Vbias,柵極接收第一電壓源VDD，漏極連接至N型晶 體管N12的漏極。N型晶體管N12的柵極與其漏極連接，其源極 連接至節(jié)點(diǎn)Cl 。 N型晶體管N13的源極連接至接地偏壓源GND， 柵極連接至第一電壓源VDD，漏極連接至節(jié)點(diǎn)C1。用作開關(guān)單 元401的P型晶體管Pll的柵極連接至節(jié)點(diǎn)Cl,其源極連接至輸 入緩沖單元402的P型晶體管P3的漏極，其源極連接至輸入緩沖 單元402的N型晶體管N3的漏極，即連4妄至節(jié)點(diǎn)A1。顯然，當(dāng) 第一電壓源VDD未開啟時(shí)，N型晶體管N13斷開，P型晶體管P12 導(dǎo)通，因而節(jié)點(diǎn)C1的電壓(即控制電壓C1)電平為高，使得開 關(guān)單元401 (即P型晶體管Pll)處于斷開的狀態(tài)，以阻止接點(diǎn) Al的電荷灌入輸入緩沖單元402;當(dāng)?shù)?一 電壓源VDD已經(jīng)開啟 時(shí)，N型晶體管N13導(dǎo)通，P型晶體管P12斷開，因而節(jié)點(diǎn)C1的 電壓電平為O,使得開關(guān)單元401 (即P型晶體管Pll)處于導(dǎo)通 的狀態(tài)，以使輸入緩沖單元4 0 2的輸出能夠正常傳送到電平處理 單元404。以下結(jié)合圖3至圖6在就電路動(dòng)作進(jìn)行分析與說明。首先考慮第二電壓源VPP開啟，但第一電壓源VDD仍然為O的情況。假 設(shè)輸入信號(hào)Vin為高電平，如圖4的波形圖所示，當(dāng)?shù)谝浑妷涸?VDD為O時(shí)，而第二電壓源VPP從0上升到3.3V的電源啟動(dòng)過程 中，由于第一電壓源VDD保持為O,所以節(jié)點(diǎn)A2也為0，因此切 斷了節(jié)點(diǎn)B2到接地點(diǎn)GND的電流通路。當(dāng)?shù)诙妷涸碫PP的電 壓上升到能夠使得偏置電路開始導(dǎo)通的時(shí)候，偏置電路400中的 第四P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管P48、 P9以及N型晶體管 N8、 N9產(chǎn)生分壓作用，使偏置電路400產(chǎn)生的偏置電壓Vbias 為盡可能接近VDD的固定電位。又由于第一電壓源VDD為O， 因此P型晶體管P10處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得該輸入緩沖單元402的 輸出端節(jié)點(diǎn)A1被充電至Vbias-VT的電位，其中VT為N型晶體管 N10所提供的臨限電壓。至于節(jié)點(diǎn)A2則因節(jié)點(diǎn)A1上的電壓將N 型晶體管N11打開而被拉到電位O,如此便可確保其電位不會(huì)因 為電阻電容耦合(RC couple)的原因而產(chǎn)生波動(dòng)。在此同時(shí)，隔 離模塊49的N型晶體管N13也是斷開，使得節(jié)點(diǎn)C1處在與節(jié)點(diǎn) Al相同的電位上，因此P型晶體管P11斷開，以保證讓節(jié)點(diǎn)A1 能夠順利充電至電位Vbias-VT,且節(jié)點(diǎn)A1的電荷不會(huì)倒灌到輸 入緩沖單元402里去。因此，可以觀察到在第一電壓源VDD為O 的條件下，隨著第二電壓源VPP的啟動(dòng)，節(jié)點(diǎn)A1的電壓將抬升 到預(yù)設(shè)電位Vbias-VT以驅(qū)動(dòng)電平處理單元404的N型晶體管N5 導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)B1的電位隨之被驅(qū)動(dòng)至O,節(jié)點(diǎn)B2則最終通過導(dǎo)通 的P型晶體管P4上升至第二電壓源VPP的電位。也就是說，P型 晶體管P5被斷開，而節(jié)點(diǎn)B1的電位維持在低電平，進(jìn)而使得輸 出緩沖單元406的輸出信號(hào)Vout為低電平(例如GND)，即實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)初始化功能(auto-start"O")。需要說明的是，于本實(shí)施例 中，隔離模塊49與初始電壓產(chǎn)生器408也可以直接偏壓于第二電 壓源VPP與第 一 電壓源VDD之間而不會(huì)影響電壓電平轉(zhuǎn)換電路的正常運(yùn)作，即本發(fā)明的電壓電平轉(zhuǎn)換電路可不設(shè)置偏置電路400。事實(shí)上，如本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所知，偏壓電路400是用 以依據(jù)電位較高的第二電壓源VPP產(chǎn)生 一 電位4交^氐的偏置電壓 Vbias，以避免晶體管因?yàn)榻邮者^高的電壓而降低使用壽命。接著進(jìn)行當(dāng)?shù)诙妷涸碫PP已經(jīng)啟動(dòng)完成，第一電壓源 VDD啟動(dòng)時(shí)的電路分析。請(qǐng)參見圖5所示的波形圖，其是在VPP 為3.3V的條件下，VDD從O上升到1.2V時(shí)，電路中多個(gè)節(jié)點(diǎn)的 波形示意圖。同樣假設(shè)輸入信號(hào)Vin為高電平。由于偏置電壓 Vbias是一個(gè)4矣近第一電壓源VDD的固定電位，當(dāng)?shù)谝浑妷涸?VDD的電位上升到足以斷開初始電壓產(chǎn)生器408的P型晶體管 P10以及驅(qū)動(dòng)隔離模塊49的N型晶體管N13之前，初始電壓產(chǎn)生 器408將節(jié)點(diǎn)A1的電位充電至Vbias-VT，節(jié)點(diǎn)C1的電位也在P 型晶體管P12與N型晶體管N12的作用下抬升至電位Vbias-VT。 當(dāng)?shù)?一 電壓源VDD的電壓上升到能夠控制輸入緩沖單元402 時(shí)，P型晶體管P10與P12會(huì)被斷開，而N型晶體管N13會(huì)被導(dǎo)通。 因此，偏置電壓Vbias到節(jié)點(diǎn)Al的電流通路被斷開，節(jié)點(diǎn)C1的 電位因晶體管NIO導(dǎo)通而拉至O,使得P型晶體管P11完全導(dǎo)通。 因此當(dāng)VDD啟動(dòng)之后，自動(dòng)初始化電^各隔離才莫塊49以及初始電 壓產(chǎn)生器408將自動(dòng)關(guān)端而不再影響節(jié)點(diǎn)A1的電位。此外，由 于P型晶體管在傳導(dǎo)高電位時(shí)沒有V T損失的特性，因此P型晶體 管P11不會(huì)影響節(jié)點(diǎn)A1的輸出電壓準(zhǔn)位。至于圖6所示的波形圖則是當(dāng)VDD為1.2V、 VPP為3.3V條件 下，圖3所示電路中多個(gè)節(jié)點(diǎn)上的正常工作電壓/電流波形示意 圖。當(dāng)輸入信號(hào)Vin為高電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)A2的電位也為高電平(第 一電壓源VDD),使得P型晶體管P3斷開，N型晶體管N3導(dǎo)通， 進(jìn)而使得節(jié)點(diǎn)A1處于低電平。因此，N型晶體管N4導(dǎo)通，N5 斷開，使得P型晶體管P5導(dǎo)通，P4斷開，即節(jié)點(diǎn)B1處于高電平(第二電壓源VPP)。輸出緩沖單元406則依據(jù)節(jié)點(diǎn)B1的電平輸 出高電平的輸出信號(hào)Vout,從而完成從第一電壓源VDD到第二 電壓源VPP的電壓電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入信號(hào)Vin為低電平時(shí)，節(jié)點(diǎn) A2的電位也為低電平(接地電壓GND)，使得P型晶體管P3導(dǎo)通， N型晶體管N3斷開，進(jìn)而使得節(jié)點(diǎn)A1處于高電平(第一電壓源 VDD)。因此，N型晶體管N5導(dǎo)通，N4斷開，使得P型晶體管P4 導(dǎo)通，P5斷開，即節(jié)點(diǎn)B1處于低電平。輸出緩沖單元406則依 據(jù)節(jié)點(diǎn)B1的電平輸出低電平的輸出信號(hào)Vout。從中可以觀察到 本發(fā)明能夠在較大的電壓跨度下工作時(shí)，使得節(jié)點(diǎn)Al/A2和B1 和B2的上升/下降時(shí)間基本上是相等的，成功地提高了電壓電平 轉(zhuǎn)換電路的平衡性。綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為以很小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)了可在大的 電壓跨度下具有自動(dòng)初始化功能的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，而在不 影響動(dòng)態(tài)響應(yīng)平#f性的前4是下，偏置電^各400可以為多組電壓電 平轉(zhuǎn)換電路來提供偏置電流Vbias,而在實(shí)際應(yīng)用中增加的面積 和功耗的損失幾乎可以忽略不計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，用以將一輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一輸出信號(hào)，其特征在于，該電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括一輸入緩沖單元，連接于一第一電壓源以及一接地電壓源之間，用以接收該輸入信號(hào)；一輸出緩沖單元，連接于一第二電壓源以及該接地電壓源之間，用以輸出該輸出信號(hào)；一電平處理單元，電性連接于該輸入緩沖單元與該輸出緩沖單元之間，接收該第二電壓源以及該接地電壓源，其是用以將該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成該輸出信號(hào)；一初始電壓產(chǎn)生器，電連接于該電平處理單元，接收該第一電壓源以及該第二電壓源，其因應(yīng)該第一電壓源尚未開啟但該第二電壓源已開啟而輸出一初始電壓至該電平處理單元；以及一隔離模塊，電連接于至該輸入緩沖單元，接收該第一電壓源以及該第二電壓源，其因應(yīng)該第一電壓源尚未開啟但該第二電壓源已開啟而使該第一電壓源與該電平處理單元之間處于斷開狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 該隔離模塊包括一控制電壓產(chǎn)生單元，依據(jù)該第一電壓源以及該第二電壓 源，輸出一控制電壓；以及一開關(guān)單元，i殳于該第一電壓源與該電平處理單元之間， 其因應(yīng)該控制電壓而使該第 一 電壓源與該電平處理單元之間處 于斷開狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 該控制電壓產(chǎn)生單元包括一第一P型晶體管，其源極與柵極分別電連接該第二電壓源與該第 一 電壓源；一第一N型晶體管，其漏極與柵極電連接至該第一P型晶體 管的漏極，其源極輸出該控制電壓；以及一第二N型晶體管，其源極電連4妄至該^接地電壓源，漏極 與柵極分別電連接至該第一N型晶體管的源才及與該第 一 電壓 源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 該開關(guān)單元為一P型晶體管，其柵極與漏極分別電連接至該控 制電壓以及該第 一 電壓源與該電平處理單元的 一 電性連接路 徑，該開關(guān)單元因應(yīng)該控制電壓而使該電性連接路徑處于斷開 狀態(tài)。
5. —種電壓電平轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)用于一電^各系統(tǒng)上以將一輸 入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一輸出信號(hào)，其特征在于，該電路系統(tǒng)包括一第 一電壓源、準(zhǔn)位大于該第 一 電壓源的 一 第二電壓源以及一接地 電壓源，而該電壓電平轉(zhuǎn)換電路包括一輸入緩沖單元，連接于該第 一 電壓源以及該接地電壓源 之間，用以接收該輸入信號(hào)；一輸出緩沖單元，連接于該第二電壓源以及該接地電壓源 之間，用以#T出該Mr出信號(hào)；一電平處理單元，電性連接于該輸入緩沖單元與該輸出緩 沖單元之間，接收該第二電壓源以及該接地電壓源，其是用以 將該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成該輸出信號(hào)；一偏置電路，用以依據(jù)該第二電壓源產(chǎn)生一偏置電壓；一初始電壓產(chǎn)生器，電連接于該電平處理單元，接收該第 一電壓源以及該偏置電壓，其因應(yīng)該第 一 電壓源尚未開啟^f旦該 第二電壓源已開啟而輸出一初始電壓至該電平處理單元；以及一隔離模塊，電連接于至該輸入緩沖單元，接收該第一電壓源以及該偏置電壓，其因應(yīng)該第 一 電壓源尚未開啟但該第二 電壓源已開啟而使該第 一 電壓源與該電平處理單元之間處于斷 開狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 該隔離才莫塊包括一控制電壓產(chǎn)生單元，依據(jù)該第一電壓源以及該偏置電壓 輸出一控制電壓；以及一開關(guān)單元，設(shè)于該第一電壓源與該電平處理單元之間， 其因應(yīng)該控制電壓而^f吏該第 一 電壓源與該電平處理單元之間處 于斷開狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 該開關(guān)單元為一P型晶體管，其柵極與漏極分別電連接至該控 制電壓以及該第 一 電壓源與該電平處理單元的 一 電性連接路 徑，該開關(guān)單元因應(yīng)該控制電壓而使該電性連接路徑處于斷開 狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的電壓電平轉(zhuǎn)換電 路，其特征在于，該偏置電壓的電壓電平等于該第一電壓源的 電壓電平。
9. 一種電壓電平轉(zhuǎn)換方法，用以利用 一第一電壓源以及一 第二電壓源將一輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一輸出信號(hào)，其特征在于，該 電壓電平轉(zhuǎn)換方法包括當(dāng)該第 一 電壓源以及該第二電壓源皆開啟時(shí)，利用該第一 電壓源以及該第二電壓源使得該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為該輸出信號(hào)； 以及當(dāng)該第一電壓源尚未開啟而第二電壓源已經(jīng)開啟時(shí)，提供 一初始電壓使得該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為該輸出信號(hào)，并斷開該初始 電壓與該第 一 電壓源的連接路徑以避免電荷倒流入該第 一 電壓
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在于， 更包括使得該第二電壓源降壓形成該初始電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，更包括使得該第二電壓源降壓形成一控制電壓，以控制一設(shè)于 該第 一 電壓源以及該初始電壓之間的開關(guān)單元處于斷開狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在 于，更包括當(dāng)該第一電壓源以及該第二電壓源皆開啟時(shí)，始 終導(dǎo)通該開關(guān)單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在于， 更包括依據(jù)該第二電壓源提供 一 電位等于該第 一 電壓源的偏置 電壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在 于，更包括使得該偏置電壓降壓形成該初始電壓。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在 于，更包括使得該偏置電壓降壓形成一控制電壓，以控制一設(shè) 于該第 一 電壓源以及該初始電壓之間的開關(guān)單元處于斷開狀 態(tài)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11或15所述的電壓電平轉(zhuǎn)換方法，其特 征在于，該開關(guān)單元為一P型晶體管。
全文摘要
一種電壓電平轉(zhuǎn)換電路與電壓電平轉(zhuǎn)換方法，將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)。包括輸入及輸出緩沖單元、電平處理單元、初始電壓產(chǎn)生器及隔離模塊。輸入緩沖單元連接于第一電壓源及接地電壓源間以接收輸入信號(hào)。輸出緩沖單元連接于第二電壓源及接地電壓源間以輸出信號(hào)。電平處理單元電性連接于輸入與輸出緩沖單元間，接收第二電壓源及接地電壓源，以將輸入轉(zhuǎn)換成輸出。初始電壓產(chǎn)生器電連接于電平處理單元，接收第一及第二電壓源，因應(yīng)第一電壓源未開啟但第二電壓源已開啟而輸出初始電壓至電平處理單元。隔離模塊電連接于輸入緩沖單元，接收第一及第二電壓源，因應(yīng)第一電壓源未開啟但第二電壓源已開啟而使第一電壓源與電平處理單元間處于斷開狀態(tài)。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK101242180SQ200810084718
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
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