专利名称：适用于省电操作模式的电平移位器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电平移位器，特别是涉及一种适用于省电操作模式的电平移位 器。
背景技术：
为降低电子电路的功率消耗，研究降低电源供应电压的技术一直是主要的发展重 点。先进电子技术已发展出使用1.8伏特的电源供应电压的低功率高速集成电路，但是，如 何耦合使用低电源供应电压的集成电路与使用高电源供应电压的集成电路，或如何使具有 低电压操作范围的集成电路的输出讯号可以驱动具有高电压操作范围的集成电路，为另一 重要课题。所以，当具有低电压操作范围的集成电路要耦合至具有高电压操作范围的集成 电路时，就必需利用电压转换接口以提供具有高电压操作范围的输出讯号。
请参考图1，图1是显示现有电平移位器的电路示意图。如图1所示，电平移位 器100包含第一晶体管112、第二晶体管114、第三晶体管116、第四晶体管118、第五晶体 管120及反相器190。电平移位器100用以将第一电路单元181所产生具有第一电压操作 范围的输入讯号Vin，转换为具有第二电压操作范围的第一输出讯号Vout及第二输出讯号 Voutb馈送至第二电路单元182，第二输出讯号Voutb反相于第一输出讯号Vout。
在电平移位器100的电路运作中，必需同时使用第一供应电压Vddl及第二供应电 压Vdd2以执行电压操作范围转换处理。然而在刚开始开机时，由于电源供应延迟时间的不 同，所以不是第一供应电压Vddl比第二供应电压Vdd2先供应至电平移位器100，就是第二 供应电压Vdd2比第一供应电压Vddl先供应至电平移位器100。举例而言，在先供应第二供 应电压Vdd2，而第一供应电压Vddl尚未供应的暂态过程中，第三晶体管116及第四晶体管 118是在截止状态，而第一晶体管112是在导通状态，此时，第二供应电压Vdd2可经由第一 晶体管112传送至节点A，并据以导通第五晶体管120，进而将节点B的电压下拉至低电压 电平。因此，在上述开机状况下，第二输出讯号Voutb是先被设定为具有电压Vdd2的高电 平讯号，而第一输出讯号Vout是先被设定为具有接地电压的低电平讯号，亦即，在第一供 应电压Vddl尚未供应前，电平移位器100就可将第一输出讯号Vout与第二输出讯号Voutb 设定成互为反相的讯号。但若省略第五晶体管120，则在第一供应电压Vddl尚未供应前，节 点B会处在浮接状态，因而造成电路误动作。所以电平移位器100可在电路开机时，避免电 路误动作。 然而，在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器100正常运作 后，若于第一输出讯号Vout为高电压电平且第二输出讯号Voutb为低电压电平时，为执行省 电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl使第三晶体管116进入截止状态，则节点A会处在 浮接状态，因而造成电路误动作。所以电平移位器100并不适用于执行省电模式操作。
发明内容
根据本发明的实施例，其揭示一种适用于省电操作模式的电平移位器，用以耦合使用第一供应电压的第一电路单元与使用第二供应电压的第二电路单元。此种电平移位器 包含前置电平移位电路以及输出辅助电路。前置电平移位电路耦接于第一 电路单元以接收 具有第一 电压操作范围的输入讯号，前置电平移位电路是用来根据第一供应电压及第二供 应电压将输入讯号转换为具有第二电压操作范围的第一输出讯号及反相于第一输出讯号 的第二输出讯号。输出辅助电路耦接于前置电平移位电路与第二电路单元之间，用来根据 第二供应电压维持第一输出讯号的电压电平。
图1是显示现有电平移位器的电路示意图。
图2为本发明第-一实施例的电平移位器的示意图。图3为本发明第—二实施例的电平移位器的电路示意图。图4为本发明第—三实施例的电平移位器的电路示意图。图5为本发明第四实施例的电平移位器的电路示意图。
图6为本发明第五实施例的电平移位器的电路示意图。
附图符号说明100、200、300、电平移位器400、500、600112、312第一晶体管114、314第二晶体管116、322第三晶体管118、324第四晶体管120、316第五晶体管181、281第一电路单元182、282第二电路单元190、390反相器210、310、410、前置电平移位电路510、610270、370、470、输出辅助电路570、670271、471缓冲器273、473第一辅助晶体管274、276、474、传输门476275、475第二辅助晶体管318第六晶体管332第七晶体管334第八晶体管361运算放大器A、B、X1、X2节点
6
Vddl Vdd2 Vin Vout、Voutl Vout2、Voutb Vout3 VX3
第一供应电压
第二供应电压
输入讯号 第一输出讯号 第二输出讯号
第三输出讯号 内部讯号
具体实施例方式
为使本发明更显而易懂，下文依本发明适用于省电操作模式的电平移位器，特举 实施例结合附图详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。
图2为本发明第一实施例的电平移位器的示意图。如图2所示，电平移位器200 包含前置电平移位电路210以及输出辅助电路270。电平移位器200用以耦合使用第一供 应电压Vddl的第一电路单元281与使用第二供应电压Vdd2的第二电路单元282。前置电 平移位电路210耦接于第一电路单元281以接收具有第一电压操作范围的输入讯号Vin，前 置电平移位电路210用来根据第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2将输入讯号Vin转 换为具有第二电压操作范围的第一输出讯号Voutl及第二输出讯号Vout2，其中第二输出 讯号Vout2反相于第一输出讯号Voutl。输出辅助电路270耦接于前置电平移位电路210 以接收第一输出讯号Voutl与第二输出讯号Vout2。输出辅助电路270是由第二供应电压 Vdd2供电，并用以根据第一输出讯号Voutl产生第三输出讯号Vout3，其中第三输出讯号 Vout3的电压电平实质上是同于第一输出讯号Voutl的电压电平。 输出辅助电路270包含缓冲器271、第一辅助晶体管273及第二辅助晶体管 275。第一辅助晶体管273及第二辅助晶体管275为N型金属氧化物半导体场效应晶体 管(N-type Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor) 、 N型结型场效应晶 体管(N-type Junction Field EffectTransistor, N-JFET)、或薄膜晶体管(Thin Film Transistor)。缓冲器271包含输入端、输出端及电源端，其中输入端耦接于前置电平移位 电路210以接收第一输出讯号Voutl，输出端用以输出第三输出讯号Vout3至第二电路单 元282，电源端用以接收第二供应电压Vdd2。第一辅助晶体管273包含第一端、第二端及栅 极，其中第一端耦接于缓冲器271的输入端，第二端耦接于接地端，栅极耦接于前置电平移 位电路210以接收第二输出讯号Vout2。第二辅助晶体管275包含第一端、第二端及栅极， 其中第一端耦接于第一辅助晶体管273的栅极，第二端耦接于接地端，栅极耦接于缓冲器 271的输出端。输出辅助电路270的电路工作原理详述如下。 在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器200正常运作后， 若于第一输出讯号Voutl为高电压电平Vdd2而第二输出讯号Vout2为低电压电平时，为 执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl，则由于第二供应电压Vdd2仍供应至缓 冲器271，且第一输出讯号Voutl的高电压电平Vdd2是由第二供应电压Vdd2所提供，所以 第一输出讯号Voutl仍保持高电压电平Vdd2，而缓冲器271则可根据第一输出讯号Voutl 以保持第三输出讯号Vout3的高电压电平Vdd2。此时，第三输出讯号Vout3的高电压电平 Vdd2会使第二辅助晶体管275导通，进而将第二输出讯号Vout2下拉至接地电压。换句话说，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl后，仍可保持第二输出讯号Vout2 的低电压电平及第三输出讯号Vout3的高电压电平Vdd2，因此不会造成电路误动作。
此外，在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器200正常运 作后，若于第一输出讯号Voutl为低电压电平而第二输出讯号Vout2为高电压电平Vdd2 时，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl，则由于第二供应电压Vdd2仍供应 至缓冲器271，且第二输出讯号Vout2的高电压电平Vdd2是由第二供应电压Vdd2所提供， 所以第二输出讯号Vout2仍保持高电压电平Vdd2。此时，第二输出讯号Vout2的高电压电 平Vdd2会使第一辅助晶体管273导通，进而将第一输出讯号Voutl下拉至接地电压，再由 缓冲器271根据第一输出讯号Voutl以保持第三输出讯号Vout3的低电压电平。换句话说， 为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl后，仍可保持第二输出讯号Vout2的高 电压电平Vdd2及第三输出讯号Vout3的低电压电平，因此不会造成电路误动作。
图3为本发明第二实施例的电平移位器的电路示意图。如图3所示，电平移位器 300包含前置电平移位电路310以及输出辅助电路370。前置电平移位电路310及输出辅 助电路370的电路功能是同于图2所示的前置电平移位电路210及输出辅助电路270。基 本上，输出辅助电路370的内部电路结构是同于输出辅助电路270。输出辅助电路370的 缓冲器271包含运算放大器361。运算放大器361包含正输入端、负输入端、输出端及电源 端，其中正输入端耦接于前置电平移位电路310以接收第一输出讯号Voutl，负输入端耦接 于输出端，输出端用以输出第三输出讯号Vout3至第二电路单元282，电源端用以接收第二 供应电压Vdd2。 前置电平移位电路310包含第一晶体管312、第二晶体管314、第三晶体管322、第 四晶体管324、第五晶体管316、第六晶体管318、以及反相器390。第一晶体管312包含第 一端、第二端及栅极，其中第一端用以接收第二供应电压Vdd2。第二晶体管314包含第一 端、第二端及栅极，其中第一端用以接收第二供应电压Vdd2。第三晶体管322包含第一端、 第二端及栅极，其中第一端耦接于第一晶体管312的第二端，栅极耦接于第一电路单元281 以接收输入讯号Vin，第二端耦接于第二晶体管314的栅极。第二输出讯号Vout2是从第三 晶体管322的第二端撷取出来。第四晶体管324包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦 接于第二晶体管314的第二端，第二端耦接于第一晶体管312的栅极。第一输出讯号Voutl 是从第四晶体管324的第二端撷取出来。第一晶体管312、第二晶体管314、第三晶体管322 及第四晶体管324为P型金属氧化物半导体场效应晶体管、P型结型场效应晶体管、或薄膜 晶体管。 第五晶体管316包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦接于第三晶体管322的 第二端，第二端耦接于接地端，栅极耦接于第一电路单元281以接收输入讯号Vin。第六晶 体管318包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦接于第四晶体管324的第二端，第二端 耦接于接地端，栅极耦接于第四晶体管324的栅极。第五晶体管316及第六晶体管318为 N型金属氧化物半导体场效应晶体管、N型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。反相器390 包含输入端、输出端及电源端，其中输入端耦接于第一电路单元281以接收输入讯号Vin， 输出端耦接于第六晶体管318的栅极，电源端用以接收第一供应电压Vddl。
在一实施例中，反相器390包含第七晶体管332及第八晶体管334。第七晶体管 332包含第一端、第二端及栅极，其中第一端用以接收第一供应电压Vddl，栅极耦接于第一电路单元281以接收输入讯号Vin，第二端耦接于第六晶体管318的栅极。第八晶体管334 包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦接于第七晶体管332的第二端，栅极耦接于第七 晶体管332的栅极，第二端耦接于接地端。第七晶体管332为P型金属氧化物半导体场效 应晶体管、P型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。第八晶体管334为N型金属氧化物半导 体场效应晶体管、N型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。电平移位器300的电路工作原理 详述如下。 刚开机时，在先供应第二供应电压Vdd2，而第一供应电压Vddl尚未供应的暂态过 程中，第五晶体管316及第六晶体管318均在截止状态，此时虽然节点XI及节点X2的电压 几乎同时上拉至第二供应电压Vdd2，但由于缓冲器271的延迟作用，所以节点X2的电压可 先使第一辅助晶体管273导通，进而将节点XI的电压下拉至接地电压。亦即，在上述开机 过程中，第一输出讯号Voutl及第三输出讯号Vout3先被设定为具有接地电压的低电平讯 号，而第二输出讯号Vout2先被设定为具有电压Vdd2的高电平讯号。 在提供第一供应电压Vddl与第二供应电压Vdd2后，当输入讯号Vin为高电压电 平Vddl时，输入讯号Vin会使第三晶体管322截止，并使第五晶体管316导通，用以产生 具有低电压电平的第二输出讯号Vout2，进而使第二晶体管314导通，并使第一辅助晶体管 273截止。此时反相器390输出具有低电压电平的内部讯号VX3，使第四晶体管324导通， 并使第六晶体管318截止，用以产生具有高电压电平Vdd2的第一输出讯号Voutl，进而使 第一晶体管312截止。缓冲器271接收第一输出讯号Voutl，并输出具有高电压电平Vdd2 的第三输出讯号Vout3至第二电路单元282。具有高电压电平Vdd2的第三输出讯号Vout3 还可导通第二辅助晶体管275以保持第二输出讯号Vout2于低电压电平。
在提供第一供应电压Vddl与第二供应电压Vdd2后，当输入讯号Vin为低电压电 平时，输入讯号Vin会使第三晶体管322导通，并使第五晶体管316截止。此时反相器390 输出具有高电压电平Vddl的内部讯号VX3，使第四晶体管324截止，并使第六晶体管318 导通，用以产生具有低电压电平的第一输出讯号Voutl，进而使第一晶体管312导通。当第 一晶体管312及第三晶体管322导通时，就可产生具有高电压电平Vdd2的第二输出讯号 Vout2，进而使第二晶体管314截止，并使第一辅助晶体管273导通，用以保持第一输出讯号 Voutl于低电压电平。缓冲器271接收第一输出讯号Voutl，并输出具有低电压电平的第三 输出讯号Vout3至第二电路单元282。具有低电压电平的第三输出讯号Vout3还可使第二 辅助晶体管275截止。 在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器300正常运作后， 若于第一输出讯号Voutl为高电压电平Vdd2而第二输出讯号Vout2为低电压电平时，为执 行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl，则由于第二供应电压Vdd2仍供应至缓冲 器271，且第一输出讯号Voutl的高电压电平Vdd2是由第二供应电压Vdd2经由第二晶体管 314及第四晶体管324所提供，所以第一输出讯号Voutl仍保持高电压电平Vdd2，而缓冲器 271则可根据第一输出讯号Voutl以保持第三输出讯号Vout3的高电压电平Vdd2。此时， 第三输出讯号Vout3的高电压电平Vdd2会使第二辅助晶体管275导通，进而将第二输出讯 号Vout2下拉至接地电压。换句话说，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl 后，虽然会使第五晶体管316截止，但第五晶体管316的第一端可经由第二辅助晶体管275 而导通至接地端。亦即，省电模式操作并不会导致节点X2的浮接状态，而且可保持第二输出讯号Vout2及第三输出讯号Vout3的电压电平，因此不会造成电路误动作。
此外，在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器300正常运 作后，若于第一输出讯号Voutl为低电压电平而第二输出讯号Vout2为高电压电平Vdd2 时，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl，则由于第二供应电压Vdd2仍供应 至缓冲器271，且第二输出讯号Vout2的高电压电平Vdd2是由第二供应电压Vdd2经由第一 晶体管312及第三晶体管322所提供，所以第二输出讯号Vout2仍保持高电压电平Vdd2。此 时，第二输出讯号Vout2的高电压电平Vdd2会使第一辅助晶体管273导通，进而将第一输 出讯号Voutl下拉至接地电压，再由缓冲器271根据第一输出讯号Voutl以保持第三输出 讯号Vout3的低电压电平。换句话说，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl 后，虽然会使第六晶体管318截止，但第六晶体管318的第一端可经由第一辅助晶体管273 而导通至接地端。亦即，省电模式操作并不会导致节点X1的浮接状态，而且可保持第二输 出讯号Vout2及第三输出讯号Vout3的电压电平，因此不会造成电路误动作。
在另一实施例中，第三晶体管322可省略，即第一晶体管312的第二端可直接耦接 于第五晶体管316的第一端。同理，第四晶体管324亦可省略，即第二晶体管314的第二端 可直接耦接于第六晶体管318的第一端。 图4为本发明第三实施例的电平移位器的电路示意图。如图4所示，电平移位器 400包含前置电平移位电路410以及输出辅助电路470。前置电平移位电路410的内部电 路结构同于图3所示的前置电平移位电路310的内部电路结构，所以不再赘述。
输出辅助电路470包含缓冲器471、第一辅助晶体管473及第二辅助晶体管475。 第一辅助晶体管473及第二辅助晶体管475为N型金属氧化物半导体场效应晶体管、N型 结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。缓冲器471包含输入端、输出端及电源端，其中输入端 耦接于前置电平移位电路410以接收第二输出讯号Vout2，输出端用以输出第三输出讯号 Vout3，电源端用以接收第二供应电压Vdd2 。缓冲器471的电路结构可同于图3所示包含运 算放大器361的缓冲器271。第一辅助晶体管473包含第一端、第二端及栅极，其中第一端 耦接于缓冲器471的输入端，第二端耦接于接地端，栅极耦接于前置电平移位电路410以接 收第一输出讯号Voutl。第二辅助晶体管475包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦接 于第一辅助晶体管473的栅极，第二端耦接于接地端，栅极耦接于缓冲器471的输出端以接 收第三输出讯号Vout3。电平移位器400的电路工作原理概述如下。 刚开机时，在先供应第二供应电压Vdd2，而第一供应电压Vddl尚未供应的暂态过 程中，第五晶体管316及第六晶体管318均在截止状态，此时虽然节点XI及节点X2的电压 几乎同时上拉至第二供应电压Vdd2，但由于缓冲器471的延迟作用，所以节点X1的电压可 先使第一辅助晶体管473导通，进而将节点X2的电压下拉至接地电压。亦即，在上述开机过 程中，第一输出讯号Voutl先被设定为具有电压Vdd2的高电平讯号，而第二输出讯号Vout2 及第三输出讯号Vout3先被设定为具有接地电压的低电平讯号。 在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器400正常运作后， 若于第一输出讯号Voutl为低电压电平而第二输出讯号Vout2为高电压电平Vdd2时，为执 行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl，则由于第二供应电压Vdd2仍供应至缓冲 器471，且第二输出讯号Vout2的高电压电平Vdd2是由第二供应电压Vdd2经由第一晶体 管312及第三晶体管322所提供，所以第二输出讯号Vout2仍保持高电压电平Vdd2，再由缓冲器471根据第二输出讯号Vout2以保持第三输出讯号Vout3的高电压电平Vdd2。此时， 第三输出讯号Vout3的高电压电平Vdd2会使第二辅助晶体管475导通，进而将第一输出讯 号Voutl下拉至接地电压。换句话说，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl 后，虽然会使第六晶体管318截止，但第六晶体管318的第一端可经由第二辅助晶体管475 而导通至接地端。亦即，省电模式操作并不会导致节点X1的浮接状态，而且可保持第一输 出讯号Voutl及第三输出讯号Vout3的电压电平，因此不会造成电路误动作。
此外，在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器300正常运 作后，若于第一输出讯号Voutl为高电压电平Vdd2而第二输出讯号Vout2为低电压电平 时，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl，则由于第二供应电压Vdd2仍供应 至缓冲器471 ，且第一输出讯号Vout 1的高电压电平Vdd2是由第二供应电压Vdd2经由第二 晶体管314及第四晶体管324所提供，所以第一输出讯号Voutl仍保持高电压电平Vdd2。此 时，第一输出讯号Voutl的高电压电平Vdd2会使第一辅助晶体管473导通，进而将第二输 出讯号Vout2下拉至接地电压，再由缓冲器471根据第二输出讯号Vout2以保持第三输出 讯号Vout3的低电压电平。换句话说，为执行省电模式操作而停止供应第一供应电压Vddl 后，虽然会使第五晶体管316截止，但第五晶体管316的第一端可经由第一辅助晶体管473 而导通至接地端。亦即，省电模式操作并不会导致节点X2的浮接状态，而且可保持第一输 出讯号Voutl及第三输出讯号Vout3的电压电平，因此不会造成电路误动作。
图5为本发明第四实施例的电平移位器的电路示意图。如图5所示，电平移位器 500包含前置电平移位电路510以及输出辅助电路570。前置电平移位电路510的内部电 路结构同于图3所示的前置电平移位电路310的内部电路结构，所以不再赘述。
相较于图3所示的输出辅助电路370，输出辅助电路570还包含传输门274及传 输门276。传输门274及传输门276为互补式金属氧化物半导体传输门(Complementary Metal Oxide Semiconductor Transmission Gate)。传输门274包含第一端、第二端及栅 极，其中第一端耦接于前置电平移位电路510以接收第二输出讯号Vout2，第二端耦接于第 一辅助晶体管273的栅极，栅极用以接收栅极讯号SG3。栅极讯号SG3为内部讯号VX3或 第一供应电压Vddl。传输门276包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦接于缓冲器271 的输出端，第二端耦接于第二辅助晶体管275的栅极，栅极用以接收栅极讯号SG4。栅极讯 号SG4为输入讯号Vin或第一供应电压Vddl。 在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器500正常运作中， 传输门274的运作功能用来使第一辅助晶体管273保持在截止状态，以降低功率耗损。同 理，传输门276的运作功能用来使第二辅助晶体管275保持在截止状态，以降低功率耗损。 亦即，只有在停止供应第一供应电压Vddl以进入省电操作模式后，第一辅助晶体管273及 第二辅助晶体管275才会运作以保持第二输出讯号Vout2及第三输出讯号Vout3的电压电 平，避免电路误动作。 图6为本发明第五实施例的电平移位器的电路示意图。如图6所示，电平移位器 600包含前置电平移位电路610以及输出辅助电路670。前置电平移位电路610的内部电 路结构同于图3所示的前置电平移位电路310的内部电路结构，所以不再赘述。
相较于图4所示的输出辅助电路470，输出辅助电路670还包含传输门474及传输 门476。传输门474及传输门476为互补式金属氧化物半导体传输门。传输门474包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦接于前置电平移位电路610以接收第一输出讯号Voutl， 第二端耦接于第一辅助晶体管473的栅极，栅极用以接收栅极讯号SGx3。栅极讯号SGx3为 输入讯号Vin或第一供应电压Vddl 。传输门476包含第一端、第二端及栅极，其中第一端耦 接于缓冲器471的输出端，第二端耦接于第二辅助晶体管475的栅极，栅极用以接收栅极讯 号SGx4。栅极讯号SGx4为内部讯号VX3或第一供应电压Vddl。 在提供第一供应电压Vddl及第二供应电压Vdd2使电平移位器600正常运作中， 传输门474的运作功能用来使第一辅助晶体管473保持在截止状态，以降低功率耗损。同 理，传输门476的运作功能用来使第二辅助晶体管475保持在截止状态，以降低功率耗损。 亦即，只有在停止供应第一供应电压Vddl以进入省电操作模式后，第一辅助晶体管473及 第二辅助晶体管475才会运作以保持第一输出讯号Voutl及第三输出讯号Vout3的电压电 平，避免电路误动作。 综上所述，本发明的电平移位器可在不理想的电源供应状况中，避免任何节点发 生浮接状态，用以确保电路正常工作。此外，若为执行省电模式操作而停止供应前级电路单 元的供应电压时，也可保持输出讯号的电压电平，亦即，本发明的电平移位器适用于可执行 省电工作模式的电路系统。 虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员 在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以本 发明的权利要求为准。
权利要求
一种适用于省电操作模式的电平移位器，其包含一前置电平移位电路，用以接收具有一第一电压操作范围的一输入讯号，并根据一第一供应电压及一第二供应电压将该输入讯号转换为具有一第二电压操作范围的一第一输出讯号及反相于该第一输出讯号的一第二输出讯号；以及一输出辅助电路，耦接于该前置电平移位电路，用来根据该第二供应电压维持该第一输出讯号的一电压电平。
2. 如权利要求1所述的电平移位器，其中该输出辅助电路包含一缓冲器，包含一输入端、一输出端及一电源端，其中该输入端耦接于该前置电平移位电路以接收该第一输出讯号，该输出端用以输出一第三输出讯号，该电源端用以接收该第二供应电压，该第三输出讯号的一电压电平实质上是同于该第一输出电压的该电压电平；一第一晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该缓冲器的输入端，该第二端耦接于一接地端，该栅极耦接于该前置电平移位电路以接收该第二输出讯号；以及一第二晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第一晶体管的栅极，该第二端耦接于该接地端，该栅极耦接于该缓冲器的输出端。
3. 如权利要求2所述的电平移位器，其中该第一晶体管及该第二晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管、N型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。
4. 如权利要求2所述的电平移位器，其中该输出辅助电路还包含一传输门，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该缓冲器的输出端，该第二端耦接于该第二晶体管的栅极，该栅极用以接收该输入讯号或该第一供应电压。
5. 如权利要求2所述的电平移位器，其中该输出辅助电路还包含一传输门，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第二晶体管的第一端，该第二端耦接于该第一晶体管的栅极，该栅极用以接收该第一供应电压或该输入讯号的一反相讯号。
6. 如权利要求2所述的电平移位器，其中该缓冲器包含一运算放大器，该运算放大器包含一正输入端，耦接于该前置电平移位电路以接收该第一输出讯号；一输出端，用以输出该第三输出讯号；一负输入端，耦接于该输出端；以及一电源端，用以接收该第二供应电压。
7. 如权利要求1所述的电平移位器，其中该输出辅助电路包含一第一晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该前置电平移位电路以接收该第二输出讯号，该第二端耦接于一接地端，该栅极耦接于该前置电平移位电路以接收该第一输出讯号；以及一第二晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第一晶体管的栅极，该第二端耦接于该接地端；以及一缓冲器，包含一输入端、一输出端及一电源端，其中该输入端耦接于该第一晶体管的第一端，该输出端耦接于该第二晶体管的栅极，该电源端用以接收该第二供应电压。
8. 如权利要求7所述的电平移位器，其中该第一晶体管及该第二晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管、N型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。
9. 如权利要求7所述的电平移位器，其中该输出辅助电路还包含一传输门，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该缓冲器的输出端，该第二端耦接于该第二晶体管的栅极，该栅极用以接收该第一供应电压或该输入讯号的一反相讯号。
10. 如权利要求7所述的电平移位器，其中该输出辅助电路还包含一传输门，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第二晶体管的第一端，该第二端耦接于该第一晶体管的栅极，该栅极用以接收该输入讯号或该第一供应电压。
11. 如权利要求7所述的电平移位器，其中该缓冲器包含一运算放大器，该运算放大器包含一正输入端，耦接于该第一晶体管的第一端；一输出端，耦接于该第二晶体管的栅极；一负输入端，耦接于该输出端；以及一电源端，用以接收该第二供应电压。
12. 如权利要求1所述的电平移位器，其中该前置电平移位电路包含一第一晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端用以接收该第二供应电压；一第二晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端用以接收该第二供应电压；一第三晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第一晶体管的第二端及该第二晶体管的栅极，该第二端耦接于一接地端，该栅极用以接收该输入讯号，该第一端用以输出该第二输出讯号；一第四晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第二晶体管的第二端及该第一晶体管的栅极，该第二端耦接于该接地端，该第一端用以输出该第一输出讯号；以及一反相器，包含一输入端、一输出端及一电源端，其中该输入端用以接收该输入讯号，该输出端耦接于该第四晶体管的栅极，该电源端用以接收该第一供应电压。
13. 如权利要求12所述的电平移位器，其中该第一晶体管及该第二晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管、P型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。
14. 如权利要求12所述的电平移位器，其中该第三晶体管及该第四晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管、N型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。
15. 如权利要求12所述的电平移位器，其中该反相器包含一第五晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端用以接收该第一供应电压，该栅极用以接收该输入讯号，该第二端耦接于该第四晶体管的栅极；以及一第六晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第五晶体管的第二端，该栅极耦接于该第五晶体管的栅极，该第二端耦接于该接地端。
16. 如权利要求15所述的电平移位器，其中该第五晶体管为一P型金属氧化物半导体场效应晶体管、一 P型结型场效应晶体管、或一薄膜晶体管。
17. 如权利要求15所述的电平移位器，其中该第六晶体管为一N型金属氧化物半导体 场效应晶体管、一 N型结型场效应晶体管、或一薄膜晶体管。
18. 如权利要求12所述的电平移位器，其中该前置电平移位电路还包含 一第五晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第一晶体管的第二端，该栅极用以接收该输入讯号，该第二端耦接于该第三晶体管的第一端；以及一第六晶体管，包含一第一端、一第二端及一栅极，其中该第一端耦接于该第二晶体管 的第二端，该第二端耦接于该第四晶体管的第一端，该栅极耦接于该反相器的输出端。
19. 如权利要求18所述的电平移位器，其中该第五晶体管及该第六晶体管为P型金属 氧化物半导体场效应晶体管、P型结型场效应晶体管、或薄膜晶体管。
20. 如权利要求1所述的电平移位器，其中该输出辅助电路还用来根据该第二供应电 压维持该第二输出讯号的一电压电平。
全文摘要
一种适用于省电操作模式的电平移位器，用以耦合分别使用第一供应电压及第二供应电压的二电路单元。此电平移位器包含前置电平移位电路及输出辅助电路。前置电平移位电路用以接收具有第一电压操作范围的输入讯号，并利用第一供应电压及第二供应电压将输入讯号转换为具有第二电压操作范围的第一输出讯号及反相于第一输出讯号的第二输出讯号。不论第一供应电压是否继续供电至此电平移位器，输出辅助电路均可用来根据第二供应电压维持第一输出讯号的电压电平。
文档编号H03K19/0175GK101753128SQ200810178010
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者李必扬 申请人:联华电子股份有限公司