專利名稱：一種低功耗usb高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CMOS集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
通常情況下，USB2.0的數(shù)據(jù)來源于數(shù)字電路模塊，數(shù)字電路模塊的輸出電平是
1.0V或1.2V，而USB2.0的總線驅(qū)動(dòng)電平是3.3V，這就需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路把低壓信號(hào)(1.0V或1.2V)轉(zhuǎn)換成高壓信號(hào)。在USB2.0的高速模式下，其數(shù)據(jù)頻率達(dá)到了 480MHz，所以不能用普通的低速電平轉(zhuǎn)換器。圖1是已有的高速電平轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸或空閑時(shí)均有較高的電流消耗，增加了 USB2.0的功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)功耗較低，降低電路功耗，提高了電路的使用性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，包括第一至第八場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極電性連接且形成第一節(jié)點(diǎn)，第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極電性連接且形成第二節(jié)點(diǎn)，第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接且形成第三節(jié)點(diǎn)，第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接且形成第四節(jié)點(diǎn)，所述電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包括斷開電路，所述斷開電路包括第九至第十五場(chǎng)效應(yīng)管，所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與第十至第十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極電性連接，第十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第三節(jié)點(diǎn)電性連接，第十場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極均與第四節(jié)點(diǎn)電性連接，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管連接在第一節(jié)點(diǎn)和地之間，第十三場(chǎng)效應(yīng)管連接在第二節(jié)點(diǎn)和地之間，第十四場(chǎng)效應(yīng)管連接在第二節(jié)點(diǎn)和第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間，第十五場(chǎng)效應(yīng)管連接在第一節(jié)點(diǎn)和第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第一至第四場(chǎng)效應(yīng)管和第九至第十一場(chǎng)效應(yīng)管均為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管和第十二至十五場(chǎng)效應(yīng)管均為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，漏極與第一節(jié)點(diǎn)電性連接；第十三場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，漏極與第二節(jié)點(diǎn)電性連接；第十四場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接，漏極與第二節(jié)點(diǎn)電性連接，第十五場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接，漏極與第一節(jié)點(diǎn)電性連接。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第一至第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第九場(chǎng)效應(yīng)管的源極均與電源連接。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極均接地。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第三節(jié)點(diǎn)和第四節(jié)點(diǎn)均為信號(hào)輸出端。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均為信號(hào)輸入端。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包括控制信號(hào)輸出電路，所述控制信號(hào)輸出電路包括輸出第一信號(hào)的第一輸出端和輸出第二信號(hào)的第二輸出端，所述第十二至第十三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第一輸出端電性連接，第十四至第十五場(chǎng)效應(yīng)管和第九場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第二輸出端電性連接。本發(fā)明的有益效果是:無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)功耗較低，降低電路功耗，提高了電路的使用性能。


圖1是現(xiàn)有的高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路的電路 圖2是本發(fā)明低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路的電路 圖3是本發(fā)明所述斷開電路不工作時(shí)的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖； 圖4是本發(fā)明所述斷開電路工作時(shí)的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖。附圖中各部件的標(biāo)記如下:M1、第一場(chǎng)效應(yīng)管；M2、第二場(chǎng)效應(yīng)管；M3、第三場(chǎng)效應(yīng)管；M4、第四場(chǎng)效應(yīng)管；M5、第五場(chǎng)效應(yīng)管；M6、第六場(chǎng)效應(yīng)管；M7、第七場(chǎng)效應(yīng)管；M8、第八場(chǎng)效應(yīng)管；M9、第九場(chǎng)效應(yīng)管；M10、第十場(chǎng)效應(yīng)管；M11、第i^一場(chǎng)效應(yīng)管；M12、第十二場(chǎng)效應(yīng)管；M13、第十三場(chǎng)效應(yīng)管；M14、第十四場(chǎng)效應(yīng)管；M15、第十五場(chǎng)效應(yīng)管；VCC、電源；INP、第一輸入信號(hào)；INN、第二輸入信號(hào)；0UTN、第一輸出信號(hào)；0UTP、第二輸出信號(hào)；PD、第一信號(hào)；TOB、第二信號(hào)；al、第一節(jié)點(diǎn)；a2、第二節(jié)點(diǎn)；a3、第三節(jié)點(diǎn)；a4、第四節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。請(qǐng)參閱圖1至圖4，本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，包括第一至第十五場(chǎng)效應(yīng)管，其中，第九至第十五場(chǎng)效應(yīng)管組成斷開電路。所述第一至第四場(chǎng)效應(yīng)管和第九至第十一場(chǎng)效應(yīng)管均為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。所述第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管和第十二至第十五場(chǎng)效應(yīng)管均為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。本發(fā)明所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極和柵極電性連接且形成第一節(jié)點(diǎn)al，第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極和柵極電性連接且形成第二節(jié)點(diǎn)a2，第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的漏極與第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極電性連接且形成第三節(jié)點(diǎn)a3，第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的漏極與第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極電性連接且形成第四節(jié)點(diǎn)a4。所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的柵極和第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的柵極均為信號(hào)輸入端，所述第三節(jié)點(diǎn)a3和第四節(jié)點(diǎn)a4均為信號(hào)輸出端。所述第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的漏極分別與第十至第十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極電性連接;第十場(chǎng)效應(yīng)管MlO的漏極和第^ 場(chǎng)效應(yīng)管MlI的柵極均與第三節(jié)點(diǎn)a3電性連接,第十場(chǎng)效應(yīng)管MlO的柵極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管MlI的漏極均與第四節(jié)點(diǎn)a4電性連接；所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管M12的源極接地，漏極與第一節(jié)點(diǎn)al電性連接；第十三場(chǎng)效應(yīng)管M13的源極接地，漏極與第二節(jié)點(diǎn)a2電性連接；第十四場(chǎng)效應(yīng)管M14的源極與第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的漏極電性連接，漏極與第二節(jié)點(diǎn)a2電性連接；第十五場(chǎng)效應(yīng)管M15的源極與第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的漏極電性連接，漏極與第一節(jié)點(diǎn)al電性連接。其中，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管M12和第十三場(chǎng)效應(yīng)管M13均為小尺寸的倒比管。本發(fā)明所述USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包括控制信號(hào)輸出電路，所述控制信號(hào)輸出電路包括輸出第一信號(hào)F1D的第一輸出端和輸出第二信號(hào)PDB的第二輸出端,所述第十二至第十三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第一輸出端電性連接，第十四至第十五場(chǎng)效應(yīng)管和第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的柵極均與第二輸出端電性連接。 在應(yīng)用本發(fā)明所述USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路時(shí)，所述第一至第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的源極和第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的源極均與電源VCC連接，所述第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的源極均接地，所述第一信號(hào)H)控制第十二場(chǎng)效應(yīng)管M12和第十三場(chǎng)效應(yīng)管M13斷開或閉合，所述第二信號(hào)PDB控制第九場(chǎng)效應(yīng)管M9、第十四場(chǎng)效應(yīng)管M14和第十五場(chǎng)效應(yīng)管M15斷開或閉合。其中，第十二至第十五場(chǎng)效應(yīng)管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)柵極輸入高電平時(shí)導(dǎo)通；第九場(chǎng)效應(yīng)管M9為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)柵極輸入低電平時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)本發(fā)明所述USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，所述信號(hào)輸入端輸入低壓信號(hào)，第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管M8導(dǎo)通，所述控制信號(hào)輸出電路輸出的第一信號(hào)ro為低電平，第二信號(hào)PDB為高電平，所述第九場(chǎng)效應(yīng)管M9、第十二場(chǎng)效應(yīng)管M12和第十三場(chǎng)效應(yīng)管M13斷開，所述第十四場(chǎng)效應(yīng)管M14和第十五場(chǎng)效應(yīng)管M15導(dǎo)通，因此，第十至第十一場(chǎng)效應(yīng)管均斷開，數(shù)據(jù)傳輸原理和過程與現(xiàn)有的電平轉(zhuǎn)換電路一致，所述信號(hào)輸出端輸出高壓信號(hào)。在本實(shí)施例中，所述USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用于USB2.0電路，所述低壓信號(hào)為1.2V,所述高壓信號(hào)為3.3V。當(dāng)本發(fā)明所述USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路不傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，所述控制信號(hào)輸出電路輸出的第一信號(hào)ro為高電平，第二信號(hào)PDB為低電平，所述第九場(chǎng)效應(yīng)管M9、第十二場(chǎng)效應(yīng)管M12和第十三場(chǎng)效應(yīng)管M13導(dǎo)通，所述第十四場(chǎng)效應(yīng)管M14和第十五場(chǎng)效應(yīng)管M15斷開，因此，所述第十和第十一 場(chǎng)效應(yīng)管均導(dǎo)通，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管M12和第十三場(chǎng)效應(yīng)管M13此時(shí)等同于電阻，流過的電流較小，所述USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)入低功耗狀態(tài)。另外，所述第一節(jié)點(diǎn)al和第二節(jié)點(diǎn)a2的電壓與傳輸數(shù)據(jù)時(shí)保持一致，這樣可以避免從不傳輸數(shù)據(jù)到傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程中第一比特?cái)?shù)據(jù)發(fā)生畸變。本發(fā)明無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)功耗較低，降低電路功耗，提高了電路的使用性能。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，包括第一至第八場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極電性連接且形成第一節(jié)點(diǎn)，第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極電性連接且形成第二節(jié)點(diǎn)，第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接且形成第三節(jié)點(diǎn)，第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接且形成第四節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包括斷開電路，所述斷開電路包括第九至第十五場(chǎng)效應(yīng)管，所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與第十至第十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極電性連接，第十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第三節(jié)點(diǎn)電性連接，第十場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極均與第四節(jié)點(diǎn)電性連接，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管連接在第一節(jié)點(diǎn)和地之間，第十三場(chǎng)效應(yīng)管連接在第二節(jié)點(diǎn)和地之間，第十四場(chǎng)效應(yīng)管連接在第二節(jié)點(diǎn)和第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間，第十五場(chǎng)效應(yīng)管連接在第一節(jié)點(diǎn)和第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一至第四場(chǎng)效應(yīng)管和第九至第十一場(chǎng)效應(yīng)管均為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
3.如權(quán)利要求2所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管和第十二至十五場(chǎng)效應(yīng)管均為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
4.如權(quán)利要求3所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，漏極與第一節(jié)點(diǎn)電性連接；第十三場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，漏極與第二節(jié)點(diǎn)電性連接；第十四場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第六場(chǎng)效應(yīng) 管的漏極電性連接，漏極與第二節(jié)點(diǎn)電性連接，第十五場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電性連接，漏極與第一節(jié)點(diǎn)電性連接。
5.如權(quán)利要求3所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一至第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第九場(chǎng)效應(yīng)管的源極均與電源連接。
6.如權(quán)利要求3所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第五至第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極均接地。
7.如權(quán)利要求1所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第三節(jié)點(diǎn)和第四節(jié)點(diǎn)均為信號(hào)輸出端。
8.如權(quán)利要求1所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均為信號(hào)輸入端。
9.如權(quán)利要求1所述的低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包括控制信號(hào)輸出電路，所述控制信號(hào)輸出電路包括輸出第一信號(hào)的第一輸出端和輸出第二信號(hào)的第二輸出端，所述第十二至第十三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第一輸出端電性連接，第十四至第十五場(chǎng)效應(yīng)管和第九場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第二輸出端電性連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種低功耗USB高速信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極連接形成第一節(jié)點(diǎn)，第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接形成第三節(jié)點(diǎn)，第三、第四和第七場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)于第一、第二和第五場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)稱連接并形成第二、第四節(jié)點(diǎn)，第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與第十至第十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接，第十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均與第三節(jié)點(diǎn)連接，第十場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第十一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極均與第四節(jié)點(diǎn)連接，所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管連接在第一節(jié)點(diǎn)和地之間，第十四場(chǎng)效應(yīng)管連接在第二節(jié)點(diǎn)和第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間，第十三、十五場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)于第十二、十四場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)稱連接。本發(fā)明能夠降低功耗。
文檔編號(hào)H03K19/0185GK103227634SQ20131017625
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者關(guān)健 申請(qǐng)人:蘇州文芯微電子科技有限公司