專利名稱：功耗小并可阻塞錯誤傳輸?shù)臄?shù)字電平轉(zhuǎn)換器的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種數(shù)字電平轉(zhuǎn)換器電路，其具有可減少功耗或阻塞由于偏移電壓的快速改變而產(chǎn)生的錯誤傳輸?shù)碾娐贰?br> 2.相關(guān)技術(shù)描述數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路通常將在低電壓輸入電源VDD產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為可從低輸入電壓偏移到快速改變的相對高的電壓的數(shù)字信號。該數(shù)字電平轉(zhuǎn)換器的功能在

圖1A和圖1B被示出，其中未轉(zhuǎn)換電路10(圖1A)可與被轉(zhuǎn)換電路12(圖1B)相比較。
如圖1A所示，在未轉(zhuǎn)換電路10中，電壓電源20為數(shù)字電路22提供相對于“地”的低電壓VDD。例如，VDD可以是1V和15V之間任何適當(dāng)?shù)墓潭妷骸Ｈ绶娇?4所示，數(shù)字電路22則在其輸出端(I/O)上提供在0V和VDD之間切換的數(shù)字信號。
如圖1B所示，在被轉(zhuǎn)換電路12中，電壓電源30類似地為數(shù)字電路32提供數(shù)字變化的電壓VDDH，但是該電壓被從“地”偏移了由連接在來自電壓電源30的“地電壓”和“地”之間的偏移電壓電源34所確定的電平。偏移電壓電源34是快速的、高的電壓源，其提供VOFFSET。結(jié)果，數(shù)字電路32在I/O處提供經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，如方框36所示，該信號在VOFFSET和VOFFSET+VDDH之間切換。
集成數(shù)字電平轉(zhuǎn)換器通常由高電壓N-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件實現(xiàn)，用以將信號從低端(low side)轉(zhuǎn)換到高端(high side)。要在另一方向轉(zhuǎn)換，則需要P-溝道器件。
集成數(shù)字電平轉(zhuǎn)換器存在兩個主要問題功率損耗和由于VOFFSET的快速改變而產(chǎn)生的錯誤傳輸(也被稱作“dv/dt問題”)。
在集成電路(IC)中，VOFFSET可高達(dá)1200V。因此，在導(dǎo)通時，即使高電壓電平轉(zhuǎn)換晶體管僅僅降低相對較小的1mA的電流，功率損耗就可達(dá)到1.2W，這是IC中將耗損的非常大的功率。過去是通過在信號轉(zhuǎn)換時只傳輸短脈沖、對這些脈沖進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、并隨后使用這些處于轉(zhuǎn)換了的電壓電平的脈沖來重建信號從而解決功耗問題的。通過圖2可理解dv/dt問題，圖2示出了高電壓電平轉(zhuǎn)換N溝道晶體管50，其通過阻值為R的電阻52連接到輸出信號線。晶體管50帶有值為C的寄生電容54。因此，在VOFFSET的快速上升沿期間，晶體管50通過的電流為I＝C*dv/dt。結(jié)果，類似脈沖的電壓VT＝R*C*dv/dt將短暫地出現(xiàn)在電阻54上。如果VT超過了閾值電壓(所傳輸?shù)男盘栐诖穗妷荷媳桓袦y到)，就會發(fā)生錯誤。
為解決該dv/dt問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了三種解決方案。第一種解決方案是在傳輸期間使用大于dv/dt電流的電流脈沖。然而，對于非?？焖俚膁v/dt，(例如10V/nS)，所需的電流將非常高以至于功耗變得不切實際。
第二種解決方案使用了過濾器，該過濾器可消除所有延續(xù)時間小于設(shè)定值的轉(zhuǎn)換脈沖。該解決方案根據(jù)這樣的事實如果VOFFSET的派生物(derivative)小于某一特定的值，則錯誤電流受到限制并且不會發(fā)生錯誤。如果派生物大于該值，則錯誤可能發(fā)生，但是派生物的持續(xù)時間卻小于時間周期(dv/dt)*(VOFFSET(max)-VOFFSET(min))。例如，過濾器可消除持續(xù)時間小于該時間周期加上保護(hù)性遞增時間的所有脈沖。該解決方案有三個主要缺點首先，傳輸脈沖的持續(xù)時間太長以至于功耗很大；第二，即使信號是好的，錯誤過濾器也會引入延遲；第三，如果保護(hù)性遞增時間不夠大，錯誤可能在慢dv/dt上傳輸。
dv/dt問題的第三種解決方案使用了差動傳輸(differential transmission)。在該解決方案中，dv/dt錯誤電流作為兩個相同電平轉(zhuǎn)換晶體管漏極上的“公共模式”信號而被消除，同時好的信號只通過一個晶體管提供電流，因而是一個“差動的”信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種減輕功耗問題的新的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路。該新電路包括反饋電路，其可獲得反饋或“確認(rèn)”信號，并可響應(yīng)該信號而關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換器件，以限制它的導(dǎo)通時間。該確認(rèn)信號指出該器件已進(jìn)行了輸出轉(zhuǎn)換。因為電平轉(zhuǎn)換器件的“導(dǎo)通”時間可顯著縮短，作為該技術(shù)的結(jié)果，功耗可被大大減少。
所述反饋電路可由反饋器件實現(xiàn)，在電平轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行了它的輸出轉(zhuǎn)換時，反饋器件可通過導(dǎo)通而提供確認(rèn)信號。兩個器件中的一個可以是n溝道器件而另一個可以是p溝道器件。例如，這些器件可以是高電壓NMOS和PMOS晶體管。
除減少功耗外，根據(jù)傳輸速度的改變(例如來自過程或溫度的改變)，該確認(rèn)信號的時序可以按照自適應(yīng)的方式改變。
另外，所述新電路可在沒有過濾器的情況下實現(xiàn)，從而克服了過濾器延遲的問題。
為緩解dv/dt問題，本發(fā)明的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路使用差動電路，其采用了兩個p溝道器件和兩個n溝道器件以及避免兩個相同溝道類型的晶體管同時傳輸?shù)膫鬏攨f(xié)議。該新電路包括感測/防止電路，所述感測/防止電路可感測出大于閾值的電流何時流過同一溝道類型的兩個器件(如在dv/dt導(dǎo)致電流流過兩個器件的寄生電容時將發(fā)生的那樣)，作為響應(yīng)，該感測/防止電路可以防止傳輸。例如，該感測/防止電路能防止另一溝道類型的器件接收到它們的導(dǎo)通信號。
所述感測/防止電路可包括感測邏輯部分，其能夠在僅當(dāng)電流流過同一種溝道類型的兩個器件的串連電阻時提供防止傳輸信號。該感測/防止電路包括防止傳輸邏輯部分，其接收防止傳輸信號，并根據(jù)防止傳輸信號抑制其他溝道類型的器件接收導(dǎo)通信號。
本發(fā)明的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路帶有兩個N溝道和兩個P溝道器件，它優(yōu)選地進(jìn)一步包括控制電路，用以控制各個器件何時接收其導(dǎo)通信號。該控制電路可包括上述的反饋電路和感測/防止電路。
在另一方面，本發(fā)明避免了可由導(dǎo)通信號引起的時序問題。
如果一個器件的導(dǎo)通信號被接收，同時感測/防止電路因為dv/dt超過閾值而禁止傳輸，則可能發(fā)生一種時序問題。為避免該問題，感測/防止電路可以為每個器件包含一個存儲單元，該存儲單元保存導(dǎo)通信號或傳輸脈沖，直到防止信號結(jié)束并接到該器件的確認(rèn)信號為止。直到電流由于dv/dt而再次降到閾值以下之前，這種情況都不會發(fā)生。
如果一個n溝道器件和一個p溝道器件同時開始傳輸，則可能發(fā)生第二種時序問題。為避免該問題，反饋電路可提供這樣一種方案，其中，用于同一溝道類型的每個器件的確認(rèn)信號來自其他溝道類型的器件之一，但沒有器件從由它提供確認(rèn)信號的器件接收確認(rèn)信號。例如，如果第一和第二n溝道器件是n1和n3，第一和第二p溝道器件是p1和p3，那么n1能為p1提供確認(rèn)信號，p1為n3提供確認(rèn)信號，n3能為p3提供確認(rèn)信號，p3能為n1提供確認(rèn)信號。
在這種方案中，兩個同時傳輸?shù)钠骷械囊粋€將停止傳輸。因為它將從其他器件接收高信號，但該信號是傳輸信號，而不是確認(rèn)信號。為解決該更進(jìn)一步的問題，控制電路還可包括反饋檢測電路，用于從傳輸信號中區(qū)分出確認(rèn)信號。這使得停止傳輸?shù)钠骷憫?yīng)傳輸而重新啟動成為可能。
在下面結(jié)合附圖的描述中，本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點將變成顯顯而易見。
附圖的簡要說明圖1A示出了未轉(zhuǎn)換數(shù)字電路，圖1B則示出了電平被轉(zhuǎn)換的數(shù)字電路；圖2示出了通過晶體管的電流如何因偏移電壓的改變而產(chǎn)生錯誤傳輸?shù)氖疽怆娐穲D；圖3示出了帶有可獲得確認(rèn)信號由此關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換晶體管的電路的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路的示意電路圖；圖4示出了帶有可感測出大于閾值的電流何時流過兩個p溝道電平轉(zhuǎn)換晶體管，并可由此防止兩個n溝道電平轉(zhuǎn)換晶體管導(dǎo)通的電路的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路的示意電路圖；圖5示出了在帶有兩個p溝道和兩個n溝道器件的交叉確認(rèn)方案中如何提供確認(rèn)信號；圖6示出了包括圖3-5所示特性的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路的局部的電路圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述圖3示出了本發(fā)明的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路70的有關(guān)部件，其中反饋信號(本文稱作″確認(rèn)″信號)被用于顯著減少電平轉(zhuǎn)換器件(例如高電壓MOSFET或其他適當(dāng)器件)的功耗。器件被導(dǎo)通并保持導(dǎo)通狀態(tài)直到它接收到確認(rèn)信號為止，此時器件被截止。
在圖3中，電路70在線路72上提供電平轉(zhuǎn)換輸出信號，如圖1所示，線路72可提供從VOFFSET到VOFFSET+VDDH變化的信號。電路70包括在線路72和地面之間的兩條電流通路在一條電流通路中，電平轉(zhuǎn)換n溝道晶體管82與電阻84串連在節(jié)點80和“地”之間；在另一電流路徑中，p溝道晶體管92與電阻94串連在節(jié)點90和“地”之間。晶體管92的柵極連接在晶體管82和電阻84之間以接收節(jié)點96的電壓。舉例來說，晶體管82和92通常為高電壓(HV)MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)，但可使用任何合適的其他器件來實現(xiàn)電路70。
如圖所示，晶體管82是將信號從低向高轉(zhuǎn)換的電路70的一部分；晶體管92是將信號從高向低轉(zhuǎn)換的電路的一部分。因而，為將信號從低向高轉(zhuǎn)換，晶體管82導(dǎo)通。如將看到的，在晶體管82導(dǎo)通時，它將維持導(dǎo)通直到接收到確認(rèn)信號為止。
電路70還包括獲得確認(rèn)(ACK)信號以為晶體管82提供反饋的電路。ACK信號在晶體管92和電阻94之間的節(jié)點100處獲得，并提供給SR觸發(fā)器102的R輸入引線。觸發(fā)器102的S輸入引線被連接以接收由傳輸脈沖104所示出的使晶體管82導(dǎo)通的信號，Q輸出引線與晶體管82的柵極連接。
可從電路70的工作中了解ACK信號截止晶體管82的方式當(dāng)傳輸脈沖104對觸發(fā)器102置位(set)時，它的Q輸出變高以導(dǎo)通晶體管82，從而使電流能從線路72通過電阻84和晶體管82到流到“地”。作為該電流的結(jié)果，電阻84上的電壓升高。如轉(zhuǎn)換脈沖106所示，這將導(dǎo)致在線路72上的輸出信號的轉(zhuǎn)變，同時節(jié)點96上的電壓相對于線路72下降。因此，晶體管92的柵極的電壓比線路72的電壓低，從而導(dǎo)通了晶體管92。晶體管92因而檢測到輸出轉(zhuǎn)變已被接收。
當(dāng)晶體管92導(dǎo)通時，電流可從線路72通過晶體管92和電阻器94流入地。作為該電流的結(jié)果，電阻94上的電壓升高。因此，先前為“地”的節(jié)點100的電壓升高以提供ACK信號。該ACK信號使觸發(fā)器102復(fù)位(reset)，Q引線因此變低，使晶體管82截止，阻止了通過電阻84的電流，并因而截止了晶體管92。這樣結(jié)束了功耗。
因此晶體管82只在稍稍多于在兩個方向傳輸所需要的最小時間(即將輸出信號從低端傳輸?shù)礁叨怂璧臅r間加上將ACK信號從高端傳回低端所需的時間)加上控制晶體管82和92的快速低電壓邏輯部分的開關(guān)時間之和的時間內(nèi)“導(dǎo)通”。晶體管92的導(dǎo)通時間可被減少到少于晶體管82的導(dǎo)通時間。結(jié)果，在傳輸周期期間內(nèi)消耗的能量比常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行傳輸所需的最少能量減少了3到4倍。
圖3中的實施方案的有利之處在于，它是自適應(yīng)的如果因素(例如過程或溫度)改變了電路70中的傳輸速度，ACK信號的時序相應(yīng)改變。功耗可能波動，但是它將保持為最小必需值的最小倍數(shù)。本發(fā)明的實施方案可有利地獲得這種結(jié)果而在傳輸?shù)拈_始和信號的接收之間沒有過濾器延遲；唯一不可避免的延遲是固有的電平-轉(zhuǎn)換器延遲。
圖4示出了本發(fā)明的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路120的有關(guān)部件，該數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路120通過感測指明了“嘈雜的”dv/dt的狀態(tài)并據(jù)此防止傳輸，從而減輕了dv/dt問題。
在圖4中，電路120在線路122上提供輸出信號，如波形124所示，由于VOFFSET的改變，線路122上的電壓升高。電路120包括在線路122和“地”之間的由兩個p溝道通路和兩個n溝道通路形成的差動電路。該p溝道通路包括分別與電阻134和136串連的p溝道晶體管130和132(P1和P3)。n溝道通路包括分別與電阻144和146相串連的n-道晶體管140和142(N1和N3)。在相同溝道類型的兩個晶體管的柵極處的輸入信號遵守一種協(xié)議，即，兩個晶體管從不同時導(dǎo)通。
電路120還包括強(qiáng)化傳輸協(xié)議的電路，用以防止相同溝道類型的兩個器件同時錯誤傳輸。圖4只示出了在電路120的低端工作并感測P溝道通路的電路--類似電路也可感測n溝道通路并為p溝道晶體管130和132提供導(dǎo)通信號(適當(dāng)時也可相反)。
晶體管130和132分別帶有寄生電容150和152，所以在線路122上的非零dv/dt期間，電流流過晶體管130和132，并在電阻134和136上產(chǎn)生電壓。與門(AND)160被連接以接收節(jié)點162和164上的電壓。如果線路122上的dv/dt足夠高，則節(jié)點162和164的電壓都將超過閾值，以對與門160輸入“高”，與門160的輸出也將變高，從而指示出與門160感測到了有超過閾值的電流通過晶體管130和132。
非門161翻轉(zhuǎn)與門160的輸出，與門163和166分別接收該反相輸出。與門166還接收用于晶體管140的柵極的輸入信號，而與門163則接收用于晶體管142的柵極的輸入信號。這些輸入信號可以是任何適當(dāng)?shù)男盘枺灰麄兎纳鲜鰠f(xié)議并且不會使兩個晶體管同時導(dǎo)通即可。
當(dāng)與門160的輸出變高時，與門163和166都從非門161收到了低信號，由此防止了晶體管140和142接收導(dǎo)通信號。因此，參考圖3的描述，晶體管140和142不能提供輸出轉(zhuǎn)換，并且也不能提供ACK信號。與參考標(biāo)號170所指出的虛線內(nèi)的邏輯電路相似的邏輯電路被配置于高端(但在圖4中未示出)，用以感測通過晶體管140和142的超過閾值的電流，并據(jù)此防止晶體管130和132進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換和提供ACK信號。
因此，在嘈雜的dv/dt狀態(tài)期間，所有的傳輸都是被禁止的，并且也不發(fā)生功率損耗。如下面將更充分的描述的那樣，將被電平轉(zhuǎn)換的輸入信息被存儲直到嘈雜的dv/dt事件結(jié)束為止。
電路120的低端和高端的電流感測閾值之間可能發(fā)生失配。例如，高端可能檢測到高dv/dt，而低端沒有。這是因為p溝道器件的寄生漏極電容比n溝道器件的小，或因為其他原因而使低端電流感應(yīng)閾值更高。但這將不會導(dǎo)致輸入信號到輸出信號的轉(zhuǎn)換錯誤，因為要繼續(xù)傳輸，兩端都必須是開啟的。作為替代，更進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換被簡單地延遲。如果當(dāng)非傳輸端檢測到了高dv/dt時，而當(dāng)前的傳輸端未檢測到它，傳輸端的HV MOS晶體管中的一個導(dǎo)通，但不接收來自非傳輸端的ACK信號。電路120正確操作，但是一些功率會被損耗在一個晶體管中，直到高dv/dt事件結(jié)束并收到了ACK信號為止。
圖4的技術(shù)采用四個HV MOS晶體管并因此占用了大量的硅。然而，這四個晶體管一起可傳輸由低到高和由高到低的四種不同的信號轉(zhuǎn)換。
圖5示出了用于在圖4所示P1、P3、N1和N3之間提供ACK信號以避免互抵(standoff)的一種方式。如果晶體管向另一晶體管提供ACK信號并從該晶體管接收ACK信號，則可能出現(xiàn)互抵的情況。例如，如果P1和N1交換ACK信號，兩者可能同時收到導(dǎo)通信號并因此他們也將同時相互提供ACK信號。這是可能的，因為在上述協(xié)議下，電路120的高低端可能不是同步的，同時導(dǎo)通的信號只在一邊被禁止，即P1和P3不能同時導(dǎo)通，N1和N3也不能。至于P1和N1之間，在轉(zhuǎn)換進(jìn)行之前，每一個都能提供ACK信號以截止對方，結(jié)果導(dǎo)致了其中不能完成傳輸?shù)幕サ?。不進(jìn)行調(diào)整，電路120將不能檢測丟失的傳輸。
在圖5的交叉確認(rèn)方案中，可以避免互抵，因為每個晶體管從不由它提供ACK信號的晶體管接收ACK信號。因此，電路120能檢測由于同時的導(dǎo)通信號導(dǎo)致的傳輸錯誤。例如，如果P1和N1同時導(dǎo)通，P1很快截止，因為它從N1收到ACK信號，而N1則繼續(xù)導(dǎo)通直到它在當(dāng)P3由于N1的輸出轉(zhuǎn)換而導(dǎo)通時從P3收到ACK信號為止。同時，高端的附加電路能檢測到P1的輸出轉(zhuǎn)換沒有進(jìn)行。在P3為N1提供ACK信號時，電路能夠響應(yīng)該ACK信號而導(dǎo)通P1以開始新的輸出轉(zhuǎn)換。這樣，雖然在時間上有一延遲，但它卻可使P1正確傳輸。
圖5所示的交叉確認(rèn)方案僅僅是避免互抵的一種可能方案。另一等效的簡單方案是簡單地將圖5所示的每個箭頭反向。
上述技術(shù)可從圖6更充分地理解，圖6示出了包括了圖3-5所示特征的電平轉(zhuǎn)換電路180的局部。
圖6中的電路為在圖5中標(biāo)識為N3的n溝道晶體管182的柵極提供導(dǎo)通信號。進(jìn)行了輕微調(diào)整(例如為了p-溝道器件)的類似電路可以為圖5所示方案中的N1、P1和P3提供導(dǎo)通信號。
如圖4中對門160和163的描述，與非門184感測到通過P1和P3的超過閾值的電流，與門186防止N3傳輸和提供ACK信號。與圖4的非門161的輸出相對應(yīng)，與非門184的輸出是與門186的一個輸入，并只在高dv/dt期間為低，以禁止N3工作。與門186的其他輸入因而可被稱作N3的導(dǎo)通信號，并且圖6中的其余電路確定是否導(dǎo)通N3，并做出響應(yīng)以傳輸脈沖或為P3提供ACK信號。
首先，觸發(fā)器190(FFN3)與相關(guān)電路一起應(yīng)用涉及到圖3中的ACK信號和圖4中的電流感測的相對復(fù)雜的條件。來自P1的信號(根據(jù)圖5，它可能是ACK信號)是與門的一個輸入，與門的另一輸入是在高dv/dt期間為低的與非門184的輸出。因此，當(dāng)P1提供高輸出而dv/dt為低時，F(xiàn)FN3復(fù)位。在dv/dt為高或P1提供低輸出時，F(xiàn)FN3可被或門194的高輸出所置位(set)。當(dāng)N3收到如脈沖196所示的傳輸脈沖時，這種情況可能發(fā)生。
如果與門200的輸出為高，即使在沒有收到傳輸脈沖時，或門194輸出也將變高。沿上文所提及的路線，觸發(fā)器202存儲信息以避免與接收來自N1的ACK信號的P1互抵。在P1提供高信號并且dv/dt為低時，根據(jù)門192的高輸出，F(xiàn)FN3被復(fù)位。然而，由于通過FFN3的傳播延遲，與門204的兩個輸入可保持瞬時的高，所以如果FFN3在復(fù)位之前被置位，則觸發(fā)器202被置位以指明N3的傳輸被來自P1的高信號停止，該高信號既可以是ACK信號或經(jīng)由P1的傳輸信號。觸發(fā)器202保持置位直到來自P1的高信號結(jié)束為止。此時，當(dāng)非門206的輸出變高時，觸發(fā)器202復(fù)位。
當(dāng)觸發(fā)器202被置位，它的Q引線為與門200提供高信號，門200另一輸入是N1的柵極信號，當(dāng)N1提供高輸出信號時，該柵極信號為高。在上述的協(xié)議下，當(dāng)N3傳輸時，N1將不傳輸，所以在觸發(fā)器202被置位時，來自N1的高信號必然是ACK信號。進(jìn)一步，如果N1為P1提供ACK信號，那么來自P1的高信號不是ACK信號而是根據(jù)輸入傳輸脈沖的傳輸信號。如果與門200檢測到來自P1的高信號是傳輸信號，它提供高輸出。由于通過觸發(fā)器202的傳播延遲，當(dāng)來自P1的高信號結(jié)束時，與門200繼續(xù)短暫地提供高輸出，從而置位FFN3，所以N3又可以進(jìn)行傳輸直到從P1收到ACK信號為止。換句話說，與門200利用P1在傳輸信號中識別出ACK信號，并且如果來自P1的高信號是傳輸信號而不是ACK信號時，則重新開始由N3傳輸。
第二，與門210與相關(guān)的電路一起適用一種條件以保證N3為P3提供合適的ACK信號。除非N1正在傳輸，當(dāng)P3提供高輸出時，該條件被滿足。如果N1正在傳輸，來自P3的高輸出必然是用于N1的ACK信號。由N1的傳輸在觸發(fā)器212(FFN1)被置位之后開始，其中FFN1是用于N1的FFN3的對應(yīng)物(counterpart)。但是如果FFN1按照上述方式快速復(fù)位(reset)以避免與P3互抵，緩慢降落快速上升的非反相延遲(noninverting delay)214不提供高輸出，因而非門216不提供低輸入到與門210。除了當(dāng)非門216提供低輸入時之外，與門210簡單地提供P3的輸出(來自與門210的輸出)，指明N3應(yīng)為P3提供ACK信號。
最后，如果FFN3被置位或與門210提供了高輸出，則或門220向與門186提供N3的導(dǎo)通信號。
圖6中的電路與用于N1、P1和P3的對應(yīng)電路一同起到了控制電路的作用，用以控制各個器件何時接收其導(dǎo)通信號?？刂齐娐返囊恍┎考鸬搅巳缟纤龅姆答侂娐返淖饔?。一些部件起到上述的感測/防止電路的功能；并且由于每個器件還從進(jìn)行傳輸?shù)钠骷邮辗答佇盘枺缟厦骊P(guān)于與門200和相關(guān)部件的描述，控制電路可包括從傳輸中識別反饋信號的部件。
雖然本發(fā)明是結(jié)合其特定實施例描寫的，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多其他的變化和調(diào)整和其他的應(yīng)用將是顯而易見的。因此聲明，本發(fā)明不限于本文的特定說明，而只受所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于提供電平轉(zhuǎn)換輸出信號的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，所述電路包括電平轉(zhuǎn)換器件，其被導(dǎo)通以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；以及反饋電路，其獲得指示所述電平轉(zhuǎn)換器件已進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換的反饋信號并根據(jù)所述反饋信號使所述電平轉(zhuǎn)換器件截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述電平轉(zhuǎn)換器件接收用于導(dǎo)通所述器件的導(dǎo)通信號以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中輸出信號電壓范圍從偏移電壓擴(kuò)充到上部電壓，所述上部電壓為所述偏移電壓和固定電壓之和；所述偏移電壓改變迅速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述反饋電路包括反饋器件，所述反饋器件通過在所述電平轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換時導(dǎo)通以提供所述反饋信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述電平轉(zhuǎn)換器件和所述反饋器件之一為n溝道器件而另一器件為p溝道器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述n溝道和p溝道器件為高壓金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
7.一種用于提供電平轉(zhuǎn)換輸出信號的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，所述電路包括第一和第二n溝道器件，其根據(jù)導(dǎo)通信號進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；每個所述導(dǎo)通信號使所述n溝道器件中的一個導(dǎo)通以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；所述第一和第二n溝道器件不同時接收導(dǎo)通信號；第一和第二p溝道器件，其根據(jù)導(dǎo)通信號進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；每個所述導(dǎo)通信號使所述p溝道器件中的一個導(dǎo)通以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；所述第一和第二p溝道器件不同時接收導(dǎo)通信號；以及感測/防止電路，其感測出大于閾值的電流何時流過同一溝道類型的所述第一和第二器件，并據(jù)此防止輸出轉(zhuǎn)換的執(zhí)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述n溝道和p溝道器件為高電壓金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述感測/防止電路通過防止所述另一種類型的所述第一和第二器件接收導(dǎo)通信號以防止輸出轉(zhuǎn)換。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述每個同一種溝道類型的器件帶有與其串連的電阻，每個器件和它的串連電阻串連在輸出信號線和公共電壓之間；所述感測/防止電路包括感測邏輯部分，其從第一和第二節(jié)點接收電壓，并提供防止信號以防止進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；所述第一節(jié)點在所述第一器件和它的串連電阻之間，所述第二節(jié)點在所述第二器件和它的串連電阻之間，所述感測邏輯部分僅在當(dāng)所述第一和第二節(jié)點的電壓指明電流正在流經(jīng)所述第一和第二器件兩者的串連電阻時才提供防止信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述感測/防止電路進(jìn)一步包括防止邏輯部分，其接收所述防止信號并據(jù)此防止所述另一種溝道類型的所述第一和第二器件接收導(dǎo)通信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述感測邏輯部分包括被連接以接收所述第一和第二節(jié)點的電壓的與門和在所述與門的輸出端上的非門，并且所述防止邏輯部分包括第一和第二與門，每個所述與門被連接以接收來自所述非門的防止信號，所述第一與門還接收用于另一溝道類型的所述第一器件的導(dǎo)通信號，所述第二與門還接收用于另一溝道類型的所述第二器件的導(dǎo)通信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述感測邏輯部分包括被連接用以接收所述第一和第二節(jié)點的電壓的與非門以及被連接用以從所述與非門接收防止信號的與門，所述與門還接收用于另一溝道類型的所述第一器件的導(dǎo)通信號。
14.一種用于提供電平轉(zhuǎn)換輸出信號的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，所述電路包括第一和第二n溝道器件，其根據(jù)導(dǎo)通信號進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；每個導(dǎo)通信號導(dǎo)通所述n溝道器件中的一個以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；所述第一和第二n溝道器件不同時接收導(dǎo)通信號；第一和第二p溝道器件，其根據(jù)導(dǎo)通信號進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；每個導(dǎo)通信號導(dǎo)通所述p溝道器件中的一個以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換；所述第一和第二p溝道器件不同時接收導(dǎo)通信號；以及控制電路，它用于控制每個器件何時接收其導(dǎo)通信號；所述控制電路包括反饋電路，它為每個器件獲得指示所述器件已進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換的反饋信號并根據(jù)所述反饋信號停止所述器件的導(dǎo)通信號；以及感測/防止電路，其用于感測大于閾值的電流何時流過同一溝道類型的所述第一和第二器件，并據(jù)此防止輸出轉(zhuǎn)換。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述n溝道和p溝道器件為高電壓金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述感測/防止電路通過使另一種溝道類型的所述第一和第二器件延遲接收導(dǎo)通信號來防止輸出轉(zhuǎn)換；所述感測/防止電路還為每一個器件進(jìn)一步包括存儲單元，所述存儲單元保存所述器件的導(dǎo)通信號直到所述防止信號結(jié)束并且所述器件的反饋信號被接收到為止。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述感測/防止電路還為每一個器件進(jìn)一步包括存儲單元，所述存儲單元保存所述器件的傳輸脈沖直到所述防止信號結(jié)束并且所述器件的反饋信號被接收到為止。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述反饋電路為同一種溝道類型的各個器件獲得來自另一種溝道類型的器件之一的反饋信號，而不會使器件從由它提供反饋信號的器件接收反饋信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述第一n溝道器件提供所述第一p溝道器件的反饋信號，所述第一p溝道器件提供所述第二n溝道器件的反饋信號，所述第二n溝道器件提供所述第二p溝道器件的反饋信號，所述第二p溝道器件提供所述第一n溝道器件的反饋信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述控制電路進(jìn)一步包括反饋檢測電路，其為每個器件從傳輸信號中識別出反饋信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，其中用于器件的所述反饋檢測電路包括與門，在其它器件響應(yīng)傳輸而接收反饋信號時，所述與門確定來自所述另一器件的信號是否被接收到。
全文摘要
一種數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，包括電平轉(zhuǎn)換器件諸如高壓MOS器件，以及反饋電路。所述電平轉(zhuǎn)換器件被導(dǎo)通以進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換，所述反饋電路獲得指示已進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換的反饋信號或確認(rèn)信號并根據(jù)反饋信號截止所述電平轉(zhuǎn)換器件，從而減少功耗。一種數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路，包括兩個n溝道器件和兩個p溝道器件，還可包括感應(yīng)/防止電路，感應(yīng)何時大于閾值的電流流過同一溝道類型的所述第一和第二器件兩者，并防止輸出轉(zhuǎn)換。能夠避免由于偏移電壓的快速改變引起的錯誤傳輸。數(shù)字電平轉(zhuǎn)換電路中的控制電路可包括反饋電路和感應(yīng)－防止電路。另外，所述電平轉(zhuǎn)換器件可被連接為交叉確認(rèn)方案，其中器件不從由它提供確認(rèn)信號的器件接收確認(rèn)信號，這可以避免兩個器件的互抵。對于每一個器件，所述控制電路可包括反饋檢測電路，為每個器件識別反饋信號，使響應(yīng)來自于另一器件的非確認(rèn)信號而停止傳輸?shù)钠骷匦聠映蔀榭赡堋?br> 文檔編號H03K5/125GK1650521SQ02820408
公開日2005年8月3日 申請日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月15日
發(fā)明者塞爾希奧·莫里尼, 馬西莫·格拉索 申請人:國際整流器公司