电平转换电路的制作方法

文档序号:11929126阅读:331来源:国知局

本发明涉及一种转换电路,特别是涉及一种低压到高压的电平转换电路。



背景技术:

现有技术实现的电平转换电路有多种,但不同程度的存在如下缺陷:

一,电路复杂、所需晶体管数目较多,大都分三大级来实现。

二,信号传输延迟大,信号从输入到输出的传输延迟太大,对于频率高,可以分给电平转换电路延迟用时小的地方会遇到很大的瓶颈。

三,所需电路成本高,由于现有电路使用的晶体管数目较多,导致其所占用的硅片面积较大。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种电平转换电路,其电路简单,所需晶体管数目较少,降低成本。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种电平转换电路,其特征在于,其包括低压NMOS晶体管、第一高压PMOS晶体管、第二高压PMOS晶体管、第三高压PMOS晶体管、第一高压NMOS管、第二高压NMOS管,低压NMOS晶体管的栅极接低的电源电压,第一高压NMOS晶体管的栅极和低压NMOS晶体管的源极连接,第一高压PMOS晶体管的漏极、第二高压PMOS晶体管的栅极都与低压NMOS晶体管的漏极连接,第一高压NMOS管的源极、第二高压NMOS管的源极都接地,第一高压PMOS晶体管的栅极、第二高压PMOS晶体管的漏极、第三高压PMOS晶体管的栅极、第二高压NMOS管的栅极都与第一高压NMOS管的漏极连接,第一高压PMOS晶体管的源极、第二高压PMOS晶体管的源极都与第三高压PMOS晶体管源极连接并连接至较高的电源。

优选地,所述低压NMOS晶体管作为传输门,低压NMOS晶体管始终是导通的。

优选地,所述第一高压PMOS晶体管作为上拉晶体管。

本发明的积极进步效果在于:

一,本发电路简单,所需晶体管数目较少,通过削减晶体管数目来实现,本电路信号通路只用了六个晶体管,降低成本。

二,信号传输延迟小,通过消减电路前后逻辑级数来实现,本电路总共二级反相器和一级传输门。

三,达到了降低晶体管数目的目的,最终实现了电平转换电路所占用的硅片面积的缩减。

附图说明

图1为本发明电平转换电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例,以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示,本发明电平转换电路包括低压NMOS晶体管M0、第一高压PMOS晶体管MP0、第二高压PMOS晶体管MP1、第三高压PMOS晶体管MP2、第一高压NMOS管MN1、第二高压NMOS管MN2,低压NMOS晶体管的栅极接低的电源电压VDD_L,第一高压NMOS晶体管MN1的栅极和低压NMOS晶体管的源极连接,第一高压PMOS晶体管MP0的漏极、第二高压PMOS晶体管MP1的栅极都与低压NMOS晶体管的漏极连接,第一高压NMOS管MN1的源极、第二高压NMOS管MN2的源极都接地,第一高压PMOS晶体管MP0的栅极、第二高压PMOS晶体管MP1的漏极、第三高压PMOS晶体管MP2的栅极、第二高压NMOS管MN2的栅极都与第一高压NMOS管MN1的漏极连接,第一高压PMOS晶体管MP0的源极、第二高压PMOS晶体管MP1的源极都与第三高压PMOS晶体管MP2连接。

低压NMOS晶体管M0作为传输门,低压NMOS晶体管的栅极接低的电源电压VDD_L,低压NMOS晶体管始终是导通的。第一高压PMOS晶体管MP0作为上拉晶体管。

如图1所示,其中,VDD_L是低的电源电压;VDD_H是高的电源电压;VSS是共用的地(Ground或gnd)。

输入信号IN是低电压的逻辑信号,经一直处于打开状态的低压NMOS晶体管M0后到节点IN1,此节点通过第一高压PMOS晶体管MP0与VDD_H相连接,第一高压PMOS晶体管MP0的栅极与节点OUT_b相连接,节点IN1同时直接驱动第二高压PMOS晶体管MP1的栅极。输入信号IN同时直接驱动第一高压NMOS晶体管MN1的栅极。由第二高压PMOS晶体管MP1和第一高压NMOS管MN1的输出得到节点OUT_b,OUT_b经第三高压PMOS晶体管MP2和第二高压NMOS管MN2构成的反相器得到输出节点OUT。OUT是高电平摆幅的信号,与输入的低电平摆幅的IN对应,OUT比IN略有延迟。

本发明的电路工作过程如下:

重点放在节点IN从“0”到“1”和从“1”到“0”两个状态的转变过程:

一,IN从“0”到“1”:

由于IN是直接驱动MN1,不需要经过M0,这减少了信号的传输延迟;

由于IN的最高电压是VDD_L,高压晶体管MN1将处于弱导通状态;

由于IN是“0”时,IN1是“0”(0V),MP1是导通的,OUT_b是逻辑高电平“1”(VDD_H),此时MP0是截止的;当本过程IN从“0”到“1”时,透过M0,IN1的节点电压也会由此逐步被抬升,这会导致MP1会逐步关闭,从VDD_H经MP1流向OUT_b的电流在逐步缩小,同时由于MN1处于弱导通,会有经MN1流向VSS的电流,这个电电流会把OUT_b向VSS方向下拉,OUT_b的电压会逐步下降;下降的OUT_b会把MP0逐步打开,这会有一个逐步加大的电流从VDD_H经MP0流向IN1,节点IN1的电压会在这个电流的作用下逐步被抬升;这个电压被抬升的IN1又加速了上述的进程;

最终,节点IN1被MP0拉向VDD_H,OUT_b被MN1拉向VSS,经过MP2和MN2构成的反相器后OUT点被MP2拉向VDD_H,这就实现了IN从“0”到“1”(VDD_L),OUT从“0”到“1”(VDD_H)的转变。

本过程能够得以顺利实现,MP0栅极连接至OUT_b点构成的反馈发挥了作用。

二,IN从“1”到“0”:

MN1将很快截止(由于IN是直接驱动MN1,不需要经过M0,这减少了信号的传输延迟);

由于IN是“1”时,IN1是“1”,当本过程IN从“1”到“0”时,透过M0,节点IN1的电压也会由此逐步下拉,MP1逐渐打开,电流从VDD_H经MP1流向OUT_b,由此OUT_b的电位逐步被拉高;这个被逐步拉高的OUT_b逐步把MP0关闭,从VDD_H经MP0流向点IN1的电流在逐步减小;

随着IN从“1”到“0”的转变过程的进行,IN透过M0近一步把IN1向VSS方向下拉,这会促使上述过程加速进行。

最终IN1变成“0”,OUT_b变成了VDD_H;

OUT_b从“0”到“1”的过程时,经过MP2和MN2构成的反相器,节点OUT的状态会从“1”到“0”转换。

1.如图1所示,前一步所讲的(低电压摆幅的)IN从“0”到“1”和从“1”到“0”的2个过程完成了数字电路逻辑“0”和“1”的相互转换,对应的高电压区域的OUT点也会相应的完成高电压摆幅的数字电路逻辑“0”和“1”的相互转换。

这最终实现了低电源工作区低电压摆幅的IN到高电源工作区的高电压摆幅的OUT的电平转换。

以上所述的具体实施例,对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1