一种低漏电电平转换器及集成电路系统的制作方法

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种低漏电电平转换器及集成电路系统。

背景技术：

1、随着集成电路工艺的发展，漏电功耗逐渐变成集成电路功耗的一个重要组成部分；另一方面，多电压域技术的快速发展使得低功耗电平转换器的需求快速增长。但传统的电平转换器漏电功耗较大，导致其难以适用于低功耗的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低漏电电平转换器及集成电路系统，能够大幅度降低电平转换器的漏电功耗。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明实施例的一方面提供了一种低漏电电平转换器，所述电平转换器包括：电平转换电路和转换控制电路，所述转换控制电路的输出端连接所述电平转换电路的控制端，所述电平转换电路的输入端和所述转换控制电路的输入端均连接电源；第一开关和第二开关，所述第一开关的一端连接所述转换控制电路的第一控制端，所述第二开关的一端连接所述转换控制电路的第二控制端，所述第一开关的控制端和所述第二开关的另一端均接收第一控制信号，所述第一开关的另一端和所述第二开关的控制端均接收第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号的电平相反；所述第一开关用于在所述第一控制信号为高电平时开启，以用于将低电平的第二控制信号传输给所述转换控制电路的第一控制端，以及用于在所述第一控制信号为低电平时关闭；所述第二开关用于在所述第二控制信号为高电平时开启，以用于将低电平的第一控制信号传输给所述转换控制电路的第二控制端，以及用于在所述第二控制信号为低电平时关闭；所述转换控制电路用于在第一控制端接收到低电平时控制所述电平转换电路输出高电平的转换信号，以及用于在所述转换控制电路的第二控制端接收到低电平时控制所述电平转换电路输出低电平的转换信号。

4、在一些实施例中，所述第一开关采用第一nmos管，所述第二开关采用第二nmos管，所述第一nmos管漏极连接所述转换控制电路的第一控制端，所述第二nmos管的漏极连接所述转换控制电路的第二控制端，所述第一nmos管的栅极和所述第二nmos管的源极用于接收所述第一控制信号，所述第一nmos管的源极和所述第二nmos管的栅极用于接收所述第二控制信号。

5、在一些实施例中，所述电平转换器还包括反相器，所述反相器的输入端用于接收所述第一控制信号，所述反相器的输出端用于输出所述第二控制信号。

6、在一些实施例中，所述反相器包括第一pmos管和第三nmos管，所述第一pmos管的源极连接电源，所述第三nmos管的源极接地，所述第一pmos管的栅极和所述第三nmos管的栅极均接收所述第一控制信号，所述第一pmos管的漏极和所述第三nmos管的漏极连接，以用于输出所述第二控制信号。

7、在一些实施例中，所述转换控制电路包括第二pmos管和第三pmos管，所述第二pmos管和所述第三pmos管的源极连接电源，所述第二pmos管的漏极连接所述第一开关的一端、所述第三pmos管的栅极和所述电平转换电路的控制端，所述第三pmos管的漏极连接所述第二开关的一端和所述第二pmos管的栅极。

8、在一些实施例中，所述转换控制电路还包括第一单向导通元件和第二单向导通元件，所述第一单向导通元件的输入端连接所述第二pmos管的漏极和所述电平转换电路的控制端，所述第一单向导通元件的输出端连接所述第三pmos管的栅极和所述第一开关的一端，所述第二单向导通元件的输入端连接所述第三pmos管的漏极，所述第二单向导通元件的输出端连接所述第二pmos管的栅极和所述第二开关的一端。

9、在一些实施例中，所述第一单向导通元件采用第四pmos管，所述第二单向导通元件采用第五pmos管，所述第四pmos管的源极连接所述所述第二pmos管的漏极和所述电平转换电路的控制端，所述第四pmos管的栅极连接所述第四pmos管的漏极、所述第三pmos管的栅极和所述第一开关的一端，所述第五pmos管的源极连接所述第三pmos管的漏极，所述第五pmos管的栅极连接所述第五pmos管的漏极、所述第二pmos管的栅极和所述第二开关的一端。

10、在一些实施例中，所述电平转换电路包括第四nmos管和第六pmos管，所述第四nmos管的栅极连接所述第六pmos管的栅极、所述第四pmos管的源极和所述第二pmos管的漏极，所述第六pmos管的源极连接电源，所述第四nmos管的源极所述第一控制信号，所述第六pmos管的漏极连接所述第四nmos管的漏极，以用于输出转换信号。

11、本发明实施例的一方面提供了一种集成电路系统，所述集成电路系统包括如上所述的电平转换器。

12、根据本发明实施例的一种低漏电电平转换器及集成电路系统，至少具有如下有益效果：传统的电平转换器漏电功耗大，难以适应低功耗应用。针对这一问题，本申请通过将关断晶体管的源极电压设置为高于其栅极电压的特定电压值，能够使晶体管处于超截断状态，进而大幅度降低电平转换器的漏电功耗。

13、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

技术特征：

1.一种低漏电电平转换器，其特征在于，所述电平转换器包括：

2.根据权利要求1所述的电平转换器，其特征在于，所述第一开关采用第一nmos管，所述第二开关采用第二nmos管，所述第一nmos管漏极连接所述转换控制电路的第一控制端，所述第二nmos管的漏极连接所述转换控制电路的第二控制端，所述第一nmos管的栅极和所述第二nmos管的源极用于接收所述第一控制信号，所述第一nmos管的源极和所述第二nmos管的栅极用于接收所述第二控制信号。

3.根据权利要求1所述的电平转换器，其特征在于，所述电平转换器还包括反相器，所述反相器的输入端用于接收所述第一控制信号，所述反相器的输出端用于输出所述第二控制信号。

4.根据权利要求3所述的电平转换器，其特征在于，所述反相器包括第一pmos管和第三nmos管，所述第一pmos管的源极连接电源，所述第三nmos管的源极接地，所述第一pmos管的栅极和所述第三nmos管的栅极均接收所述第一控制信号，所述第一pmos管的漏极和所述第三nmos管的漏极连接，以用于输出所述第二控制信号。

5.根据权利要求1所述的电平转换器，其特征在于，所述转换控制电路包括第二pmos管和第三pmos管，所述第二pmos管和所述第三pmos管的源极连接电源，所述第二pmos管的漏极连接所述第一开关的一端、所述第三pmos管的栅极和所述电平转换电路的控制端，所述第三pmos管的漏极连接所述第二开关的一端和所述第二pmos管的栅极。

6.根据权利要求5所述的电平转换器，其特征在于，所述转换控制电路还包括第一单向导通元件和第二单向导通元件，所述第一单向导通元件的输入端连接所述第二pmos管的漏极和所述电平转换电路的控制端，所述第一单向导通元件的输出端连接所述第三pmos管的栅极和所述第一开关的一端，所述第二单向导通元件的输入端连接所述第三pmos管的漏极，所述第二单向导通元件的输出端连接所述第二pmos管的栅极和所述第二开关的一端。

7.根据权利要求7所述的电平转换器，其特征在于，所述第一单向导通元件采用第四pmos管，所述第二单向导通元件采用第五pmos管，所述第四pmos管的源极连接所述所述第二pmos管的漏极和所述电平转换电路的控制端，所述第四pmos管的栅极连接所述第四pmos管的漏极、所述第三pmos管的栅极和所述第一开关的一端，所述第五pmos管的源极连接所述第三pmos管的漏极，所述第五pmos管的栅极连接所述第五pmos管的漏极、所述第二pmos管的栅极和所述第二开关的一端。

8.根据权利要求7所述的电平转换器，其特征在于，所述电平转换电路包括第四nmos管和第六pmos管，所述第四nmos管的栅极连接所述第六pmos管的栅极、所述第四pmos管的源极和所述第二pmos管的漏极，所述第六pmos管的源极连接电源，所述第四nmos管的源极连接所述第一控制信号，所述第六pmos管的漏极连接所述第四nmos管的漏极，以用于输出转换信号。

9.一种集成电路系统，其特征在于，所述集成电路系统包括如权利要求1至8任一项所述的电平转换器。

技术总结
本发明公开了一种低漏电电平转换器及集成电路系统，涉及集成电路技术领域，当第一控制信号输入高电平时，第一NMOS管开启，转换控制电路的第一控制端接收到低电平后，转换控制电路控制电平转换电路输出高电平的转换信号。第二NMOS管的栅极接收到低电平信号截止，转换控制电路的输入端连接电源，为防止转换控制电路通过第二NMOS管漏电，在第二NMOS管的源极连接第一控制信号，第二NMOS管的栅极电压为0，源极电压为VDDL，栅源电压为‑VDDL，第二NMOS管处于超截断状态。能够大幅度降低电平转换器的漏电功耗。

技术研发人员：游恒,尚德龙,周玉梅
受保护的技术使用者：中科南京智能技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21