一种电平移位电路、芯片和电子设备的制作方法

本技术涉及集成电路，具体涉及一种电平移位电路、芯片和电子设备。

背景技术：

1、电平移位电路可以用于在两个不同的电压域下的电路系统之间提供接口，以实现信号可以在芯片输入/输出(input/output)接口处的两个电压域之间进行电平转换。例如电平移位电路可以用于车规级芯片中，实现对车规级芯片中不同电压域之间的电平转换。

2、车规级芯片的数字逻辑电路部分一般工作在浮动电压域下；其中，浮动电压域是指基于电源电压对应的固定电位上下浮动同一固定差值的电压范围，例如，固定电位为vf，固定差值为δ，则浮动电压域下电路的工作电压为(vf+δ)-(vf-δ)＝2δ；车规级芯片的内部模拟电路部分工作在共地源电压域下；其中，在共地源电压域下电路的工作电压一般为vcc-0＝vcc。

3、一些方案中，只能实现通过电平移位电路将共地源电压域下的电平转换成浮动电压域下的电平，无法实现浮动电压域的电平转换成共地源电压域的电平。

技术实现思路

1、为了实现将浮动电压域的电平转换成共地源电压域的电平，本技术实施例提供了一种电平移位电路、芯片和电子设备。

2、第一方面，本技术提供了一种电平移位电路，电平移位电路包括第一电压域单元和第二电压域单元；第二电压域单元与第一电压域单元连接；第二电压域单元用于接收第一电压域单元流出的第一电压信号，并将第一电压信号转换为第二电压信号后输出，其中，第一电压信号为浮动电压信号，第二电压信号为共地源电压信号，第一电压域单元的工作电压不随电源电压变化而变化。

3、基于上述方案，可以通过电平移位电路实现将浮动电压域下的电平转换成共地源电压域下的电平。并且当浮动电压域的浮动电压源(即vf)随电源电压变化而变化时，基于浮动电压域的最高电位和最低电位的差值固定(例如为2δ)，即随电源电压变化的vf不会影响浮动电压域下系统的工作电压。

4、此外，电平移位电路中只使用的第一场效应晶体管m1和第二场效应晶体管m2，简化了电平移位电路的电路结构。

5、在上述第一方面的一种可能实现中，第一电压域单元包括第一场效应晶体管、第一电阻；第一场效应晶体管的源极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第一浮动高压端连接，第一场效应晶体管的栅极与输入信号端连接，第一场效应晶体管的漏极与第二电压域单元连接。

6、可以理解，第一场效应晶体管m1可以为p型mos晶体管。

7、在上述第一方面的一种可能实现中，第二电压域单元包括第二场效应晶体管、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第二电阻；第二场效应晶体管的源极分别与第一场效应晶体管的漏极、第二电阻的一端、第一反相器的输入端连接，第一反相器的输出端分别与第二场效应晶体管的栅极、第二反相器的输入端连接，第二反相器的输出端与第三反相器的输入端连接，第三反相器的输出端与输出信号端连接；第二场效应晶体管的栅极分别与第一反相器的输出端、第二反相器的输入端连接；第二场效应晶体管的漏极分别与第二电阻的另一端、接地端连接。

8、可以理解，第二场效应晶体管m2可以为p型mos晶体管。

9、在上述第一方面的一种可能实现中，第一场效应晶体管基于输入信号端获取第一电压信号，第一电压信号为第一浮动高压信号，第一场效应晶体管截止，第二场效应晶体管的源极电位为零并经过第一反相器、第二反相器、第三反相器后输出第二电压信号，第二电压信号为第二共地源高电位信号；第一场效应晶体管基于输入信号端获取第一电压信号，第一电压信号为第一浮动低压信号，第一场效应晶体管导通，通过设置第一电阻和第二电阻的阻值，使得第二场效应晶体管的源极电位达到第一反相器的翻转阈值，并经过第一反相器、第二反相器、第三反相器后输出第二电压信号，第二电压信号为第二共地源低电位信号。

10、基于上述方案可以实现将浮动电压域下的电平转换成共地源电压域下的电平。

11、在上述第一方面的一种可能实现中，第二电压域单元还包括第三场效应晶体管；第三场效应晶体管的源极分别与第一场效应晶体管的漏极、第一电阻的一端、第二场效应晶体管的源极、第一反相器的输入端连接；第三场效应晶体管的栅极分别与第二场效应晶体管的栅极、第一反相器的输出端、第二反相器的输入端连接；第三场效应晶体管的漏极与电源端连接。

12、可以理解，第三场效应晶体管m3为n型mos晶体管。

13、在上述第一方面的一种可能实现中，第一场效应晶体管基于输入信号端获取第一电压信号，在第一电压信号从第一浮动高压信号向第一浮动低压信号过程中，第一场效应晶体管从截止状态逐渐转换为导通状态，使得第二场效应晶体管的源极电位达到第一反相器的翻转阈值的时间小于等于第一时间阈值，第二场效应晶体管的源极电位经过第一反相器、第二反相器、第三反相器后输出第二电压信号，第二电压信号为第二共地源低电位信号；第一场效应晶体管基于输入信号端获取第一电压信号，在第一电压信号从第一浮动低压信号向第一浮动高压信号过程中，第一场效应晶体管从导通状态逐渐转换为截止状态，使得第二场效应晶体管的源极电位达到第一反相器的翻转阈值的时间小于等于第一时间阈值，第二场效应晶体管的源极电位经过第一反相器、第二反相器、第三反相器后输出第二电压信号，第二电压信号为第二共地源高电位信号。

14、基于上述方案，通过在第二电压域单元增加了第三场效应晶体管m3，第二场效应晶体管m2、第三场效应晶体管m3和第一反相器inv1共同组成加速部分，使得第二场效应晶体管m2可以在输入信号由第一浮动低压信号向第一浮动高压信号变化的过程中起到加速作用，第三场效应晶体管m3可以在输入信号由第一浮动高压信号向第一浮动低压信号变化的过程中起到加速作用，提高转换效率。

15、在上述第一方面的一种可能实现中，第一电压域单元还包括第一反相器、第四场效应晶体管、第二反相器、第三电阻；第一场效应晶体管的栅极通过第一反相器与输入信号端连接，第一场效应晶体管的栅极与第一反相器的输出端连接，第一反相器的输入端与输入信号端连接；第四场效应晶体管的栅极分别与第二反相器的输出端连接，第二反相器的输入端分别与第一场效应晶体管的栅极、第一反相器的输出端连接，第四场效应晶体管的源极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端分别与第一电阻、第一浮动高压端连接，第四场效应晶体管的漏极与第二电压域单元连接。

16、在上述第一方面的一种可能实现中，第二电压域单元包括还第二场效应晶体管、第五场效应晶体管、第六场效应晶体管、第七场效应晶体管、第八场效应晶体管、第九场效应晶体管、第三反相器、第四电阻；第二场效应晶体管的源极分别与第一场效应晶体管的漏极、第五场效应晶体管的栅极、第二电阻的一端连接，第二场效应晶体管的栅极分别与第五场效应晶体管的漏极、第八场效应晶体管的漏极、第九场效应晶体管的栅极、第三反相器的输入端连接，第三反相器的输出端与输出信号端连接，第二场效应晶体管的漏极与接地端连接；第五场效应晶体管的源极与接地端连接，第五场效应晶体管的栅极分别与第一场效应晶体管的漏极、第二场效应晶体管的源极、第二电阻的一端连接，第五场效应晶体管的漏极分别与第二场效应晶体管的栅极、第八场效应晶体管的漏极、第九场效应晶体管的栅极、第三反相器的输入端连接；第六场效应晶体管的源极分别与第四场效应晶体管的漏极、第四电阻的一端、第七场效应晶体管的栅极连接，第六场效应晶体管的栅极分别与第七场效应晶体管的漏极、第八场效应晶体管的栅极、第九场效应晶体管的漏极连接，第六场效应晶体管的漏极与接地端连接；第七场效应晶体管的源极与接地端连接，第七场效应晶体管的栅极分别与第四场效应晶体管的漏极、第六场效应晶体管的源极、第四电阻的一端连接，第七场效应晶体管的漏极分别与第六场效应晶体管的栅极、第八场效应晶体管的栅极、第九场效应晶体管的漏极连；第八场效应晶体管的源极分别与第九场效应晶体管的源极、电源端连接，第七场效应晶体管的栅极分别与第四场效应晶体管的漏极、第六场效应晶体管的源极、第四电阻的一端连接，第七场效应晶体管的漏极分别与第六场效应晶体管的栅极、第八场效应晶体管的栅极、第九场效应晶体管的漏极连；第九场效应晶体管的源极分别与第八场效应晶体管的源极、电源端连接，第九场效应晶体管的栅极分别与第二场效应晶体管的栅极、第五场效应晶体管的漏极、第三反相器的输入端连接，第九场效应晶体管的漏极分别与第六场效应晶体管的栅极、第八场效应晶体管的栅极、第七场效应晶体管的漏极连接。

17、在上述第一方面的一种可能实现中，第一反相器基于输入信号端获取第一浮动高压信号并输出第一浮动低压信号至第一场效应晶体管的栅极，第二反相器接收第一浮动低压信号并输出第一浮动高压信号至第四场效应晶体管的栅极；第五场效应晶体管导通，第七场效应晶体管截止，第五场效应晶体管的漏极电位经过第三反相器输出第二共地源高电位信号；第九场效应晶体管导通，第八场效应晶体管截止，防止第五场效应晶体管和第八场效应晶体管同时导通。

18、在上述第一方面的一种可能实现中，第一反相器基于输入信号端获取第一浮动低压信号并输出第一浮动高压信号至第一场效应晶体管的栅极，第二反相器接收第一浮动高压信号并输出第一浮动低压信号至第四场效应晶体管的栅极；第五场效应晶体管截止，第八场效应晶体管导通，第八场效应晶体管的漏极电位经过第三反相器输出第二共地源低电位信号；第七场效应晶体管导通，第五场效应晶体管截止，防止第五场效应晶体管和第八场效应晶体管同时导通。

19、基于上述方案，可以实现通过采用差分形式的电路结构来降低电路噪声。

20、在上述第一方面的一种可能实现中，第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第四场效应晶体管、第六场效应晶体管、第八场效应晶体管、第九场效应晶体管为pmos管；第三场效应晶体管、第五场效应晶体管、第七场效应晶体管为nmos管。

21、第二方面，本技术提供了一种芯片，该芯片包括上述第一方面或第一方面的任一种电平移位电路。

22、第三方面，本技术提供了一种电子设备，该电子设备包括上述第一方面或第一方面的任一种电平移位电路。