三模高速的電平向上轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電平向上轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在新一代電子電路設(shè)計(jì)中，隨著低電壓邏輯的引入，系統(tǒng)內(nèi)部常常出現(xiàn)輸入/輸出邏輯不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，從而提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。電平向上轉(zhuǎn)換電路可用于從核心電壓接口到輸入/輸出(I/o)電壓的電平轉(zhuǎn)換。
[0003]圖1是一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)輸入端IN的電壓為低電平時(shí)，IXB為高電平，使場(chǎng)效應(yīng)管Pl接通，拉低VA點(diǎn)的電平，從而接通場(chǎng)效應(yīng)管N2，繼而拉高VB點(diǎn)電平；當(dāng)輸入端IN的電壓為高電平時(shí)，IX為高電平，使場(chǎng)效應(yīng)管P2接通，拉低VB點(diǎn)的電平，從而接通場(chǎng)效應(yīng)管NI，繼而拉高VA點(diǎn)電平。經(jīng)過(guò)反相器101，輸出端OUT和VB點(diǎn)電平互補(bǔ)。因此，輸出端的電平和輸入端的電平基本同步變化，僅僅從輸入IN端的電平范圍(例如Iv)變化到例如3.3v。
[0004]然而，該電路存在著再生時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，尤其是VDD1比VDDC0RE高得多的時(shí)候，這是由于過(guò)渡開始時(shí)弱導(dǎo)通PMOS的速度拖累所致。
[0005]圖2是另一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路。該電路在圖1的基礎(chǔ)上增加了一些加速(boost)電路，以便提升電平向上轉(zhuǎn)換電路的反應(yīng)速度。但是，加速電路可能存在潛在被加壓，因?yàn)镹MOS柵電壓將拉高以至于高于VDD10。
[0006]圖3是再一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路。該電路增加了一級(jí)電平向上轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)存在VDDMID的情況下這是可取的。然而，如果不存在VDDMID的場(chǎng)合下，該電路將無(wú)法使用。
[0007]在上述電路中，在VDDC0RE不存在的情況下，節(jié)點(diǎn)VA和VB將呈現(xiàn)高阻抗或者未知。因此，存在電平向上轉(zhuǎn)換電路的輸出狀態(tài)未知的情況。在核心電壓未準(zhǔn)備好，或者核心電壓和1電壓存在較大的相位錯(cuò)位的情況下，均有可能出現(xiàn)輸出狀態(tài)未知的問(wèn)題。輸出狀態(tài)未知在某些應(yīng)用(比如hot插拔)的情況下是危險(xiǎn)的，這是因?yàn)閷?huì)有大的涌入電流進(jìn)入
/流出I/o管腳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服上述缺點(diǎn)的電路。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電平向上轉(zhuǎn)換電路，電平向上轉(zhuǎn)換電路包括輸入端，用于接收在第一電壓電平和第二電壓電平之間擺動(dòng)的第一電壓信號(hào)；輸出端，輸出在第一電壓電平和第三電壓電平直接擺動(dòng)的第二電壓信號(hào)，其中，第三電壓電平大于第二電壓電平；第一類型的第一場(chǎng)效應(yīng)管，第二類型的第二場(chǎng)效應(yīng)管，第二類型的第三場(chǎng)效應(yīng)管，第二類型的第四場(chǎng)效應(yīng)管，第一場(chǎng)效應(yīng)管和第三場(chǎng)效應(yīng)管串聯(lián)在第一電壓電平和第三電壓電平之間，第二場(chǎng)效應(yīng)管和第四場(chǎng)效應(yīng)管串聯(lián)在第一電壓電平和第三電壓電平之間，第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極耦合至第一電壓信號(hào)，第二場(chǎng)效應(yīng)管耦合至第三電壓信號(hào)，第三電壓信號(hào)通常和第一電壓信號(hào)互補(bǔ)，第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接至第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極，第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接至第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極，第三場(chǎng)效應(yīng)管和第四場(chǎng)效應(yīng)管中的一個(gè)的源極提供和第二電壓信號(hào)相應(yīng)的電壓信號(hào)；其中，還包括第五場(chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管和控制電路，第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接至第三電壓電平，第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別連接至第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，控制電路在第一電壓信號(hào)與第三電壓信號(hào)同時(shí)為零的時(shí)候?qū)ǎ谄渌闆r下關(guān)斷。
[0010]優(yōu)選地，控制電路包括串聯(lián)的第二類型的第七場(chǎng)效應(yīng)管和第八場(chǎng)效應(yīng)管，第七和第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別耦合至第一電壓信號(hào)和第三電壓信號(hào)，第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極耦合至第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極；還包括串聯(lián)的第二類型的第九場(chǎng)效應(yīng)管和第十場(chǎng)效應(yīng)管，第九和第十場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別耦合至第一電壓信號(hào)和第三電壓信號(hào)，第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極耦合至第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。
[0011]優(yōu)選地，控制電路包括串聯(lián)的第二類型的第七場(chǎng)效應(yīng)管和第八場(chǎng)效應(yīng)管，第七和第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別耦合至第一電壓信號(hào)和第三電壓信號(hào)，第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極耦合至第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極并且耦合至第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。
[0012]優(yōu)選地，電平向上轉(zhuǎn)換電路包括第十一場(chǎng)效應(yīng)管和第十二場(chǎng)效應(yīng)管，第十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極耦合至第一電壓信號(hào)，源極連接至第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，漏極耦合至第三電壓電平；第十二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極耦合至第三電壓信號(hào)，源極連接至第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，漏極耦合至第三電壓電平。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路可有效解決輸出狀態(tài)未知的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0015]圖2是另一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0016]圖3是再一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路的示意圖；
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路的示意圖；
[0020]圖7示意了電平向上轉(zhuǎn)換電路的真值表；
[0021]圖8是用于LVDS I/O的熱插拔控制電路。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)、清楚、完整的說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路。如圖4所示，電平向上轉(zhuǎn)換電路包括一個(gè)常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換部分，一個(gè)加速轉(zhuǎn)換部分；還有三態(tài)控制部分。
[0024]常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換部分可包括至少一個(gè)輸入端IN (例如，輸入端IXB和IX)，用于接收在第一功率域的第一電壓電平VSS1 (例如，約Ov)和第二電壓電平VDDC0RE (例如約Iv)之間擺動(dòng)的輸入信號(hào)，IXB和IX可分別由輸入信號(hào)IN經(jīng)過(guò)I或2個(gè)反相器獲得；可包括至少一個(gè)輸出端OUT (例如,輸出端VA和VB),用于輸出在第二功率域的第一電壓電平和第三電壓電平VDD1 (例如，約3.3v)之間擺動(dòng)的輸出信號(hào)，其中OUT可由VA或VB通過(guò)反相器反相獲得。
[0025]在一個(gè)例子中，常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換部分可包括第一類型的場(chǎng)效應(yīng)管，例如PMOS管PI, P2 ;以及第二類型的場(chǎng)效應(yīng)管，例如NMOS管NI和N2。Pl和NI串聯(lián)在VDD1和VSS1之間，Pl的柵極連接至IXB, NI的柵極連接至VB ；P2和N2串聯(lián)在VDD1和VSS1之間，P2的柵極連接至IX，N2的柵極連接至VA。
[0026]當(dāng)輸入信號(hào)IN為I時(shí)，IXB為0，IX為I。Pl關(guān)斷，P2接通，從而拉低VB。繼而，VB接通NI，拉高VA ；VA繼而關(guān)斷N2。相反，當(dāng)輸入信號(hào)為O時(shí)，Pl接通，拉低VA，繼而接通N2，拉高VB。
[0027]因此，輸出OUT呈現(xiàn)和輸入信號(hào)IN相對(duì)應(yīng)、但是電平范圍在VDD1和VSS1之間的輸出信號(hào)。
[0028]加速轉(zhuǎn)換部分提升輸出信號(hào)狀態(tài)變換的速度。在一個(gè)例子中，該加速轉(zhuǎn)換部分包括場(chǎng)效應(yīng)管P3和P4。P3的柵極連接至IXB，源極連接至VB，漏極連接至VDD1 ；P4的柵極連接至IX，源極連接至VA，漏極連接至VDD10。當(dāng)輸入信號(hào)IN為I時(shí)，IX為1，接通P4，從而拉高N2的柵極電平至VDD10，進(jìn)而關(guān)斷N2 ;當(dāng)輸入信號(hào)IN為O時(shí)，IXB為1，接通？3，從而拉高NI的柵極電平至VDD10，進(jìn)而關(guān)斷NI。由此，可以加速電平轉(zhuǎn)換的過(guò)程。
[0029]該三態(tài)控制部分提供第三狀態(tài)下的電路操作。在一個(gè)例子中，該三態(tài)控制部分包括第二類型的場(chǎng)效應(yīng)管(例如NMOS管)MN1-6，以及