专利名称：：双极归零信号发生电路的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种双极归零信号产生电路，特别是涉用一种CMOS工艺制作的双极归零信号产生电路。它直接应用的领域是通信专用电路中一种很有用的单元电路。(二)
背景技术：
双极归零信号是通讯中的常用信号，该信号具有三个状态或电平，即约等于正电源电压的正电平、约等于负电源电压的负电平和接近OV的零电平。用CMOS集成电路来产生双极归零信号还未见国内外的报道。(三)
发明内容本发明所要解决的技术问题在于发明一种采用CMOS门电路实现的双极归零信号产生电路。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案在于，它包括两个与非门andNotl和andNot2，它们的公用输入端为控制信号control,与非门andNotl的另一输入端为时钟信号clk，与非门andNot2的另一输入端为数据信号Data，此三路信号都分别通过输入保护电路protl、prot2、prot3、再经三组两级倒相器invlainvlf后，分别加到两与非门andNotl和andNot2的输入端上；禾口驱动电路drivel，其一端接andNotl的输出，另一端接倒相器inv2a，产生一相双极性的时钟信号，其高电平接近正电源电压，低电平接近负电源电压，其信号通过倒相器hw2a后，产生两相互补的双极性的时钟信号；和驱动电路drive2，其一端接andNot2的输出，另一端分别接倒相器irw2b和hw2c，产生两相互补的双极性的数据信号，其高电平接近正电源电压，低电平接近负电源电压；和二个开关SW1、SW2，开关SW1的输入端与倒相器inv2b的输出端相连，开关SW1的输出端与开关SW2的输出端相连接于双极归零信号的一个输出端outN，开关SW2的输入端接地，开关SW1的N控制端和开关SW2的P控制端与倒相器inv2a的输出相连；和二个开关SW3、SW4，开关SW3的输入端与倒相器inv2c的输出端相连，开关SW3的输出端与开关SW4的输出端相连接于双极归零信号的另一个输出端outP，开关SW4的输入端接地，开关SW3的N控制端和开关SW4的P控制端与倒相器inv2a的输入端相连，其中，四个开关的其余控制端与倒相器inv2a的输出相连。所述驱动电路drivel包括作一级倒相的PMOS管Ml、NMOS管M2，作二级倒相的PMOS管M3、NMOS管M4,作第一支路的PMOS管M5、NMOS管M6，作第二支路的PMOS管M7、NMOS管M8，其中，Ml、M2的栅极与驱动电路drivel的输入端in相接，M2、M4的源极接地，Ml、M2的漏极相连并与M5的栅极相连，M3、M4的漏极相连并与M7的栅极相连，M6、M8的源极接负电源Vss，Ml、M3、M5、M7的源极接正电源Vdd，M5、M6漏极相连并与M8的柵极连接，M7、M8的漏极相连并与M6的柵极连接，且作为驱动电路drivel的输出端out。所述驱动电路drive2包括作一级倒相的PMOS管M9、NMOS管MIO，作二级倒相的PMOS管Mil、NMOS管M12,作第一支路的PMOS管M13、NMOS管M14，作第二支路的PMOS管M15、NMOS管M16，其中，M:9、M10的栅极与驱动电路drive2的输入端in相接，MIO、M12的源极接地，M9、M10的漏极相连并与M13的栅极相连，Mll、M12的漏极相连并与M15的栅极相连，M14、M16的源极接负电源Vss，M9、Mll、M13、M15的源极接正电源Vdd，M13、M14漏极相连并与M16的柵极连接，且作为驱动电路drive2的一个输出端outP，M15、M16的漏极相连并与M14的柵极连接，且作为驱动电路drive2的一个输出端outN。所述开关电路SW1、SW2、SW3、SW4均为相同结构，包括一个PMOS管M17和一个NMOS管M18，其中，M17的源极与M18的漏极相连，构成开关电路的输入端in，M17的漏极与M18的源极相连，构成开关电路的输出端out，M17的柵极接开关电路的P控制端P—gate,M18的柵极接开关电路的N控制端N一gate，M17的衬底接正电源Vdd，M18的衬底接负电源Vss。所述倒相器inv2a、inv2b、inv2c均为相同的结构，包括一个PMOS管M19和一个NMOS管M20，其中，M19的源极和衬底相连并接正电源Vdd，M20的源极和衬底相连并接负电源Vss，M19、M20的柵极相连，构成倒相器的输入端in，M19、M20的漏极相连，构成倒相器输出端out。所述倒相器invlainvlf具有相同的结构，包括一个PMOS管M23和一个NMOS管M24,其中，M23的源极和衬底相连并接正电源Vdd，M24的源极和衬底相连并接地，M23、M24的柵极相连，构成倒相器的输入端in，M23、M24的漏极相连，构成倒相器输出端out。所述保护电路protl、prot2、prot3具有相同的结构，且为常规电路。所述与非门andNotlandNot2具有相同的结构，且为常规电路。有益效果本发明是通过CMOS电路设计，并采用CMOS工艺制造，实现了一种产生双极归零信号的电路。本电路利用基于P阱的NMOS管和PMOS管构成的开关，切换接近正、负电源的信号和地电平信号；利用基于P阱的NMOS管的衬底和源极接负电源后，与PMOS管构成的电平转换驱动电路，将0正电源之间的"0"、"1"信号转换成负电源正电源之间的"0"、"l"信号，从而实现一种利用CMOS电路设计并制造出的双极归零信号的产生。(四)图1是本发明的双极归零信号产生电路的原理图；图2是本发明电路的输入/输出信号图，其中，(a)是输出反相波形图，(b)是输出正相波形图，(c)是数据信号图，(d)是时钟信号图，(e)是控制信号图；图3是本发明电路中的驱动电路drivel的电路图；图4是本发明电路中的驱动电路drive2的电路图；图5是本发明电路中的开关SW1-SW4的电路图；图6是本发明电路中的倒相器inv2a、inv2b、inv2c的电路图；图7是本发明电路中的保护电路protlprot3的电路图；图8是本发明电路中的倒相器invlaiiwlf的电路图；图9是本发明电路中的与非门andNotl和andNot2的电路图。具体实施方式本发明具体实施的双极归零信号产生电路的电路图如图1所示。它主要由两个与非门andNotl禾tlandNot2、两个驱动电路drivel、drive2和四个开关SW1-4组成。它的具体结构和连接关系、作用关系与本说明书的
发明内容部分相同，此处不再重复。本发明的具体实施方式不仅限于下面的描述，现结合附图加以进一步说明。本发明一实施例的CMOS双极归零信号产生电路图如图1所示。图1中，andNotl是第一个与非门，其输入是时钟信号dk和控制信号control,其输出通过驱动电路drivel产生正、负电平的脉冲信号，再通过倒相器inv2a倒相，形成两相互补的正、负电平的时钟脉冲信号，控制两组开关SWl4。andNot2是第二个与非门，其输入是数据信号Data和控制信号control,其输出通过驱动电路drive2产生两相互补的正、负电平的脉冲信号，其中一路信号通过倒相器hw2b倒相驱动，作为开关SW1的输入，另一路信号通过倒相器iiw2c倒相驱动，作为开关SW3的输入。图1中，开关SW1和SW2相串联相接，构成一个二选一开关，中间的连接点是输出端outN,此两个开关的一个输入来自倒相器inv2b，是一相正、负电平的数据脉冲信号，另一个输入端与地连接，在时钟脉冲的控制下，通过此两个开关对以上两个信号进行切换，产生出一相双极归零信号。开关SW3和SW4相串接，也构成一个二选一开关，中间的连接点是输出端outP，一个输入来自倒相器irw2c，是一相正、负电平的数据脉冲信号，另一个输入端与地连接，在时钟脉冲的控制下，通过此两个开关对以上两个信号进行切换，产生出另一相双极归零信号。本发明电路的输入/输出信号图如图2所示。其中，图2(a)是输出反相波形图，是两相互补的双极归零信号。图2(b)是输出正相波形图，图2(c)是数据信号图，图2(d)是时钟信号图，图2(e)是控制信号图。图2所示的输入/输出的对应关系与真值表l中的对应关系完全一致。表l双极归零信号产生电路的输入、输出信号真值表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本发明电路中的驱动电路drivel的电路图如图3所示。此驱动电路的作用是将0Vdd之间的单极性电平转换为VssVdd之间的双极性电平，它只有一个输出端。本发明电路中的驱动电路drive2的电路图如图4所示。此驱动器的作用是将05V数字信号转换为正负电源之间的数字信号，它与drivel不同之处是它有两个互补对称的输出端。本发明电路中的开关SW1-SW4的电路图如图5所示。由于开关中的NM0S管M18的衬底接负电源Vss，PMOS管M17的衬底接正电源Vdd，因此它可传输VssVdd之间的双极性电平脉冲信号。本发明电路中的倒相器inv2a、inv2b、inv2c的电路图如图6所示。它们驱动VssVdd之间的双极性电平脉冲信号，对双极性电平脉冲起缓冲驱动作用。本发明电路中的倒相器invlainvlf的电路图如图8所示。此倒相器的作用是将通常的05V数字信号进行缓冲输入。本发明电路中的保护电路protlprot3的电路图如图7所示。它们是常规输入保护电路，由反向二极管Q1、Q2及电阻R1、穿通击穿保护MOS管M21、M22构成，数字信号通过电阻R1进入到内部输入柵。其中，二极管Q1、Q2的正极分别与电阻R1的两端相接，负极接正电源Vdd，两个MOS管M21、M22的漏端与电阻R1的两端相接，它们的源端和柵极均接地，电阻Rl的两端还与输入in、输出out相连。本发明电路中的与非门andNotl禾tlandNot2的电路图如图9所示，由M25、M26、M27、M28构成常规的二输入与非门电路。本发明的制造工艺为通用的硅栅P阱的3pmCMOS工艺。本发明电路中的PMOS、NMOS管的基本参数为增强型NMOS管的阈值电压VT:0.81.2V，源漏间电压VDS>10V;增强型PMOS管的阈值电压VT:-1.2-1.6V，源漏间电压VDS》10V;增强型NMOS管、PMOS管的栅氧厚度55nm65nm。权利要求1.一种双极归零信号产生电路，其特征在于包括两个与非门andNot1和andNot2，它们的公用输入端为控制信号control，与非门andNot1的另一输入端为时钟信号clk，与非门andNot2的另一输入端为数据信号Data，此三路信号都分别通过输入保护电路prot1、prot2、prot3、再经三组两级倒相器inv1a～inv1f后，分别加到两与非门andNot1和andNot2的输入端上；和驱动电路drive1，其一端接andNot1的输出，另一端接倒相器inv2a，产生一相双极性的时钟信号，其高电平接近正电源电压，低电平接近负电源电压，其信号通过倒相器inv2a后，产生两相互补的双极性的时钟信号；和驱动电路drive2，其一端接andNot2的输出，另一端分别接倒相器inv2b和inv2c，产生两相互补的双极性的数据信号，其高电平接近正电源电压，低电平接近负电源电压；和二个开关SW1、SW2，开关SW1的输入端与倒相器inv2b的输出端相连，开关SW1的输出端与开关SW2的输出端相连接于双极归零信号的一个输出端outN，开关SW2的输入端接地，开关SW1的N控制端和开关SW2的P控制端与倒相器inv2a的输出相连；和二个开关SW3、SW4，开关SW3的输入端与倒相器inv2c的输出端相连，开关SW3的输出端与开关SW4的输出端相连接于双极归零信号的另一个输出端outP，开关SW4的输入端接地，开关SW3的N控制端和开关SW4的P控制端与倒相器inv2a的输入端相连，其中，四个开关的其余控制端与倒相器inv2a的输出相连。2.根据权利要求1所述的双极归零信号产生电路，其特征在于所述驱动电路drivel包括作一级倒相的PMOS管Ml、NMOS管M2，作二级倒相的PMOS管M3、NMOS管M4，作第一支路的PMOS管M5、NMOS管M6,作第二支路的PMOS管M7、NMOS管M8，其中，Ml、M2的栅极与驱动电路drivel的输入端in相接，M2、M4的源极接地，Ml、M2的漏极相连并与M5的栅极相连，M3、M4的漏极相连并与M7的栅极相连，M6、M8的源极接负电源Vss，Ml、M3、M5、M7的源极接正电源Vdd，M5、M6漏极相连并与M8的柵极连接，M7、M8的漏极相连并与M6的柵极连接，且作为驱动电路drivel的输出端out。3.根据权利要求1所述的双极归零信号产生电路，其特征在于所述驱动电路drive2包括作一级倒相的PMOS管M9、NMOS管MIO，作二级倒相的PMOS管M1KNMOS管M12，作第一支路的PMOS管M13、NMOS管M14,作第二支路的PMOS管M15、权利要求书第2/2页NMOS管M16，其中，M9、M10的栅极与驱动电路drive2的输入端in相接，MIO、M12的源极接地，M9、M.0的漏极相连并与M13的栅极相连，Mll、M12的漏极相连并与M15的栅极相连，M14、M16的源极接负电源Vss，M9、Mll、M13、M15的源极接正电源Vdd，M13、M14漏极相连并与M16的柵极连接，且作为驱动电路drive2的个输出端outP，M15、M16的漏极相连并与M14的柵极连接，且作为驱动电路drive2的一个输出端outN。4.根据权利要求1所述的双极归零信号产生电路，其特征在于所述开关电路SW1、SW2、SW3、SW4均为相同结构，包括一个PMOS管M17和一个NMOS管M18，其中，M17的源极与M18的漏极相连，构成开关电路的输入端in，M17的漏极与M18的源极相连，构成开关电路的输出端out，M17的柵极接开关电路的P控制端P—gate,Ml8的柵极接开关电路的N控制端N_gate，M17的衬底接正电源Vdd，Ml8的衬底接负电源Vss。5.根据权利要求1所述的的双极归零信号产生电路，其特征在于所述倒相器inv2a、inv2b、inv2c均为相同的结构，包括一个PMOS管M19和一个NMOS管M20，其中，M19的源极和衬底相连并接正电源Vdd，M20的源极和衬底相连并接负电源Vss,M19、M20的柵极相连，构成倒相器的输入端in，M19、M20的漏极相连，构成倒相器输出端out。6.根据权利要求l所述的的双极归零信号产生电路，其特征在于所述倒相器invlaiiwlf具有相同的结构，包括一个PMOS管M23和一个NMOS管M24，其中，M23的源极和衬底相连并接正电源Vdd，M24的源极和衬底相连并接地，M23、M24的柵极相连，构成倒相器的输入端in，M23、M24的漏极相连，构成倒相器输出端out。7.根据权利要求1所述的的双极归零信号产生电路，其特征在于所述保护电路protl、prot2、prot3具有相同的结构，且为常规电路。8.根据权利要求1所述的的双极归零信号产生电路，其特征在于所述与非门andNotlandNot2具有相同的结构，且为常规电路。全文摘要本发明公开了一种双极归零信号产生电路。它主要由两个与非门andNot1和andNot2、两个驱动电路drive1、drive2和四个开关SW1-SW4组成。本发明电路利用基于P阱的NMOS管和PMOS管构成的开关，切换接近正、负电源的信号和地电平信号；利用基于P阱的NMOS管的衬底和源极接负电源后，与PMOS管构成的电平转换驱动电路，将0～正电源之间的“0”、“1”信号转换成负电源～正电源之间的“0”、“1”信号。本发明结构新颖，电路简单合理，通过CMOS电路设计，并采用硅栅P阱CMOS工艺制造，实现了一种产生双极归零信号的电路。它可广泛应用于通信专用电路中。文档编号H03K19/0948GK101217275SQ200810069219公开日2008年7月9日申请日期2008年1月9日优先权日2008年1月9日发明者张加斌,张正璠,李儒章,舒辉然申请人:中国电子科技集团公司第二十四研究所