专利名称：电平转换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电平转换电路。
尤其是在集成电路中经常需要将各电路部分彼此连接，这些电路部分彼此相对地需要及输出不同的信号电平。为了使不同的信号电平彼此相匹配通常接入电平转换电路。在此情况下该电平转换电路不应该比其余的电路部分速度慢。
因此本发明的任务在于，给出一种具有高开关速度的电平转换电路。
本发明的任务将通过根据权利要求1的电平转换电路来解决。本发明构思的结构及进一步构型是从属权利要求的主题。
根据本发明的电平转换电路尤其包括一个第一晶体管及一个第二晶体管，这两个晶体管为第一导电类型的。这两个晶体管中一个晶体管的控制端子各通过另一晶体管的负载段连接到第一电源电位上。在第一晶体管的控制端子及参考电位之间连接了一个第二导电类型的第三晶体管的负载段。第三晶体管的控制端子与电位转换电路的输入端相连接。在此情况下第二及第三晶体管的节点构成了电平转换电路的输出端。在第二晶体管的控制端子和第三晶体管的控制端子之间连接了第二导电类型的第四晶体管的负载段。在此情况下在第三及第四晶体管的控制端子之间设置一个电容。最后在第四晶体管的控制端子前面连接了一个箝位电路。
该电容起自举电容的作用，它短时地提高第二晶体管控制端子上的控制信号。第四晶体管用于使第一电源电位与第一晶体管受控制段的参考电位彼此电隔离。这就是说，在第一晶体管导通的情况下能阻止电流从第一电源电位流向参考电位。但是由此，为使第二晶体管关断仅能用减去第四晶体管上压降的电压来控制。因此它将会相对慢地关断。自举电容将短时地提高电压并由此加速其关断。
箝位电路是这样构成的，即它允许第二晶体管的控制电压短时地提高到一确定值，并以此使该电压箝在确定值上。由此可避免在第二和第四晶体管上出现不允许的高电压。该箝位电路仅在电平转换电路“有问题的区域”中有效，而对电平转换电路的其余性能没有影响。
该箝位电路最好包括一个第五晶体管，它的控制端子与参考电位相连接，而它的受控制段连接在第四晶体管的控制端子和第二电源电位之间。另外设有一个二极管，它并联在第五晶体管的受控制段上。
此外，在第五晶体管的受控制段上还并联了一个第六晶体管的受控制段，该第六晶体管的控制端子与输出端相连接。
第六晶体管控制端子与输出端的连接最好是借助于一个缓冲器，它例如可由两个串联的反相器组成。
此外，在参考电位及第四晶体管的控制报之间在阻断方向上联接了第二个二极管，以便抑制第四晶体管控制端子上出现不允许的电位。
最好，在第四晶体管控制输入端的前面连接一个缓冲器，它被设置用于一方面对在输入端上输入的输入信号建立一个确定的输入关系，另一方面用于保证第四晶体管及自举电容的低欧姆调节。
对于所使用的晶体管最好采用MOS场效应晶体管，它的特点是所占位置小及很小的功率损耗。
在本发明的一个进一步构型中，特别是第四晶体管采用MOS场效应晶体管。它的栅极-源极电容被相应地构型，以形成该自举电容。该自举电容仅需要很小的附加成本，因为仅是确定第四晶体管栅级-源极电容的结构必需相应地改变，以便实现所需电容量的增大。
但是该自举电容也可通过一个附加的电容器来形成，它例如由另一场效应晶体管的栅极-源极电容来获得。
以下将借助在附图
中唯一示图上所表示的实施例来详细地说明本发明。
在该实施例中，一个P沟道型MOS场效应晶体管1及一个P沟道型MOS场效应晶体管2彼此这样地连接，即晶体管1的栅极端子与晶体管2的漏极端子相连接，及晶体管2的栅极端子与晶体管1的漏极端子相连接。这两个晶体管1及2的源极端子在此情况下与第一电源电位V1的正极相连接。此外，晶体管2的漏极端子与电平转换电路的输出端A以及一个n沟道型MOS场效应晶体管3的漏极端子相连接。晶体管3的栅极端子与一个n沟道型MOS场效庆晶体管4的源极端子相连接，晶体管3的源极端子与一个参考电位M相连接，及晶体管4的漏极端子与晶体管1的漏极端子相连接。
在晶体管4的栅极端子及晶体管3的栅极端子之间连接了一个通过一种导电类型的MOS场效应晶体管相应接线构成的电容器5，在该电容器5上并联了晶体管4的栅极源极电容。在此情况下，晶体管4的栅极-源极电容通过晶体管4的相应晶体管结构的构型被增大。也可以用相同方式仅使用这两个电容器中的一个来取代这两个电容器。
晶体管4的栅极端子的控制是一个箝位装置来实现的，在该实施例中该箝位装置是由一个P沟道MOS场效应晶体管7构成的，它的控制端子与参考电位M相连接，及它的漏极-源极段连接在晶体管4的栅极端子及正的第二电源电位V2之间。在晶体管7中，在此情况下其漏极端子与晶体管4的栅极端子相连接，及其源极端子源电位V2相连接。晶体管7的漏极-源极段上并联了一个处于导通方向的二极管8。
此外设有一个晶体管9，它的栅极端子与输出端子A相连接，它的受控制段与晶体管7的受控制段相并联。晶体管9的栅极端子与输出端A的连接是借助一个由两个并联的反相器组成的缓冲器来实现的。最后，在晶体管3的栅极端子前面连接了一个由一个反相器构成的缓冲器。
这三个反相器中的每个在此情况下各包括两个推挽式工作的MOS场效应晶体管，一个晶体管为P沟道型晶体管11、或13或15；另一个晶体管为n沟道型晶体管12、或14或16。两个晶体管的栅极端子及漏极端子总是彼此相连接，其中两个相连接的漏极端子构成反相电路的输出端，而两个相连接的栅极端子构成反相电路的输入端及一个输入端。各源极端子相应地连接在第二电源电位V2或参考电位M上。
最后二极管11以阻塞方向设在参考电位M和晶体管4的栅极端子之间。
权利要求
1．电平转换电路，具有一个第一导电类型的第一晶体管(1)及一个第一导电类型的第二晶体管(2)，它们中一个晶体管的控制端子各通过另一晶体管的负载段连接到第一电源电位(V1)上，具有一个第二导电类型的第三晶体管(3)，它的负载段连接在第一晶体管(1)的控制端子及参考电位(M)之间，及它的控制端子与电位转换电路的输入端(E)相连接，其中第二晶体管(2)及第三晶体管(3)的节点构成了电平转换电路的输出端(A)，具有一个第二导电类型的第四晶体管(4)，它的负载段连接在第二晶体管(2)的控制端子和第三晶体管(3)的控制端子之间，具有一个电容(5,6)，它连接在第三及第四晶体管(3,4)的控制极之间，及具有一个箝位电路，它连接在第四晶体管(4)的控制端子的前面。
2．根据权利要求1的电平转换电路，其中箝位电路具有一个第五晶体管(7)，它的控制端子与参考电位(M)相连接，及它的受控制段连接在第四晶体管(4)的控制端子和第二电源电位(V2)之间，及第一个二极管(8)，它以导通方向并联在第五晶体管(7)的受控制段上。
3．根据权利要求2的电平转换电路，具有一个第六晶体管(9)，它的控制端子与输出端(A)相连接及它的受控制段与第五晶体管(7)的受控制段相并联。
4．根据权利要求3的电平转换电路，其中第六晶体管(9)的控制端子与输出端(A)的连接是借助一个第一缓冲器(13至16)实现的。
5．根据权利要求2至4中任一项的电平转换电路，具有第二个二极管(10)，它以阻断方向连接在参考电位(M)及第四晶体管(4)的控制端子之间。
6．根据上述权利要求中任一项的电平转换电路，其中第四晶体管(4)的控制输入端前面连接了一个第二缓冲器(11、12)。
7．根据以上权利要求中任一项的电平转换电路，其中各个晶体管(1、2、3、4、7、9)中有一部分是MOS场效应晶体管。
8．根据以上权利要求中任一项的电平转换电路，其中第四晶体管(4)是一个MOS场效应晶体管，及电容(5、6)通过一个相应构型的第四晶体管(4)的栅极-源极电容构成。
9．根据以上权利要求中任一项的电平转换电路，其中电容(5、6)通过一个电容器(5)构成。
10．根据权利要求9的电平转换电路，其中电容(5)通过另一场效应晶体管的栅极-源极电容构成。
全文摘要
电平转换电路,具有第一导电类型的第一晶体管(1)及第二晶体管(2),具有一个第二导电类型的第三晶体管(3),其中第二晶体管(2)及第三晶体管(3)的节点构成了电平转换电路的输出端(A)。具有一个第二导电类型的第四晶体管(4),具有一个电容(5、6),它连接在第三及第四晶体管(3、4)的控制端子之间,及具有一个箝位电路,它连接在第四晶体管(4)的控制端子前面。
文档编号H03K19/0185GK1212518SQ98119208
公开日1999年3月31日 申请日期1998年9月10日 优先权日1997年9月10日
发明者Z·马尼奥基 申请人:西门子公司