电平位移装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及电子电路领域，更具体地，涉及电平位移装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]电平位移器(level shifter，也称为电平转换器)用于将输入/输出(I/O)器件电压之间的信号电压电平(例如，3.3V)改变为核心器件电压(例如，0.9V)。在一些方法中，使用I/O器件形成电平位移器。与核心器件相比，I/O器件具有较厚的栅极介电层以耐受较高的电压。
[0003]在一些方法中，电平位移器将逻辑高电压的电压电平从第一电平增大至第二较高电平。在一些方法中，这些电平位移器不增大逻辑低电压的电压电平。保持相同逻辑低电压电平的电平位移器增大输出信号的电压摆动(与输入信号相比)。在一些方法中，电平位移器包括偏置电路以增大逻辑低电压电平。
[0004]在一些方法中，使用类似于核心器件的器件形成电平位移器。核心器件具有比1/0器件更薄的栅极电介质。结果，相对于I/o器件，能够损坏核心器件的电压摆动具有较小的范围。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种电平位移装置，包括:第一电容器，第一电容器的第一侧被配置为接收第一电压；边沿检测器，被配置为接收第一电压；输出反相器，连接至第一电容器的第二侧，输出反相器被配置为输出电平位移装置的输出信号；锁存器回路，锁存器回路被配置为将输出信号反馈至输出反相器的输入端，其中，边沿检测器被配置为选择性地中断输出信号至输出反相器的输入端的反馈。
[0006]优选地，锁存器回路包括:反馈反相器，反馈反相器的输入端连接至输出反相器的输出端；以及传输门，连接在反馈反相器的输出端和输出反相器的输入端之间。
[0007]优选地，边沿检测器连接至传输门。
[0008]优选地，该电平位移装置还包括:输入反相器，输入反相器被配置为接收输入信号，输入反相器的输出端连接至第一电容器的第一侧。
[0009]优选地，边沿检测器连接至第一电容器的第一侧。
[0010]优选地，第一电容器的电容大于布局依赖寄生电容。
[0011 ] 优选地，第一电容器的电容在数十毫微微法拉(fF)的范围内。
[0012]优选地，边沿检测器被配置为将输出信号的反馈中断一段持续时间，持续时间在约05皮秒(ps)至约几皮秒(ps)的范围内。
[0013]优选地，边沿检测器包括:第一输入电容器，被配置为在第一输入电容器的第一侧处接收第一边沿输入；第一晶体管，连接在逻辑低电压和第一输入电容器的第二侧之间；第二晶体管，连接在逻辑低电压和边沿检测器的第一输出端之间，其中，第二晶体管的栅极连接至第一输入电容器的第二侧；第三晶体管，连接在逻辑高电压和边沿检测器的第一输出端之间；第二输入电容器，被配置为在第二输入电容器的第一侧处接收第二边沿输入；第四晶体管，连接在逻辑低电压和边沿检测器的第一输出端之间，其中，第四晶体管的栅极连接至第二输入电容器的第二侧；以及第五晶体管，连接在逻辑低电压和第二输入电容器的第二侧之间。
[0014]优选地，边沿检测器还包括:边沿反相器，边沿反相器连接至边沿检测器的第一输出端并且被配置为输出边沿检测器的第二输出。
[0015]优选地，第一晶体管、第三晶体管和第五晶体管均被配置为在运行的整个周期期间是导电的。
[0016]优选地，该电平位移装置还包括:第二电容器，其中，第二电容器的第一侧连接至逻辑高电压，而第二电容器的第二侧连接至第一电容器的第二侧。
[0017]优选地，第二电容器的电容大于布局依赖寄生电容。
[0018]优选地，第二电容器的电容在数十毫微微法拉(fF)的范围内。
[0019]根据本发明的另一方面，提供了一种电平位移装置，包括:泄露分压器，连接至上移逻辑高电压；偏斜反相器，连接至上移逻辑高电压；输入区，连接至泄露分压器和偏斜反相器，其中，输入区还连接至非上移逻辑低电压和上移逻辑低电压；以及缓冲元件，连接至偏斜反相器的输出端，其中，电平位移装置没有电容器。
[0020]优选地，泄露分压器包括:第一晶体管，其中，第一晶体管被配置为在运行的整个周期期间是非导电的，并且第一晶体管的端子连接至上移逻辑高电压；以及第二晶体管，与第一晶体管串联连接，其中，第二晶体管的端子连接至输入区。
[0021]优选地，偏斜反相器包括:第一晶体管，其中，第一晶体管的栅极连接至泄漏分压器的输出端，第一晶体管的端子连接至上移逻辑高电压；第二晶体管，与第一晶体管串联连接，其中，第二晶体管的栅极连接至泄漏分压器的输出端；第三晶体管，与第二晶体管串联连接，其中，第三晶体管的栅极连接至泄漏分压器的输出端；以及第四晶体管，与第三晶体管串联连接，其中，第四晶体管的栅极连接至泄漏分压器的输出端，并且第四晶体管的端子连接至输入区。
[0022]优选地，输入区包括:第一晶体管，其中，第一晶体管的栅极被配置为接收输入信号，第一晶体管的第一端子连接至非上移逻辑低电压，并且第一晶体管的第二端子连接至泄漏分压器；以及第二晶体管，其中，第二晶体管的栅极被配置为接收输入信号，第二晶体管的第一端子连接至泄漏分压器，并且第二晶体管的第二端子连接至偏斜反相器和上移逻辑低电压。
[0023]优选地，上移逻辑高电压等于上移逻辑低电压的两倍。
[0024]根据本发明的又一方面，提供了一种使用电平位移装置的方法，该方法包括:响应于输入信号输出上移输出信号，其中，输出信号的电压摆动基本上等于输入信号的电压摆动；将输出信号反馈至电平位移装置；响应于输入信号的转换而中断输出信号的反馈；以及在一定中断持续时间之后，恢复将输出信号反馈至电平位移装置。
【附图说明】
[0025]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0026]图1是根据一些实施例的电平位移装置的示意图。
[0027]图2是根据一些实施例的电平位移装置的示意图。
[0028]图3是根据一些实施例的边沿检测器的示意图。
[0029]图4是根据一些实施例的电平位移装置的眼图的图形。
[0030]图5是根据一些实施例的电平位移装置的示意图。
[0031]图6是根据一些实施例使用电平位移装置的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0033]图1是根据一些实施例的电平位移装置(level shifting apparatus，也称为电平转换装置)100的示意图。电平位移装置100包括被配置为接收输入信号IN的反相器INVlo第一电容器C1的第一侧连接至反相器INV1的输出端。边沿检测器110也连接至反相器INV1的输出端。第一电容器C1的第二侧连接至反相器INV2的输入端。反相器INV2被配置为输出输出信号OUT。锁存器回路120被配置为将输出信号OUT反馈至反相器INV2的输入端。锁存器回路120包括被配置为接收输出信号OUT的反相器INV3。锁存器回路120还包括连接至反相器INV3的输出端的传输门125。边沿检测器110被配置为选择性地激活传输门125以中断输出信号OUT至反相器INV2的反馈。
[0034]输入信