三模高速的電平向上轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電平向上轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在新一代電子電路設(shè)計中，隨著低電壓邏輯的引入，系統(tǒng)內(nèi)部常常出現(xiàn)輸入/輸出邏輯不協(xié)調(diào)的問題，從而提高了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性。電平向上轉(zhuǎn)換電路可用于從核心電壓接口到輸入/輸出(I/o)電壓的電平轉(zhuǎn)換。
[0003]圖1是一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)輸入端IN的電壓為低電平時，IXB為高電平，使場效應(yīng)管Pl接通，拉低VA點的電平，從而接通場效應(yīng)管N2，繼而拉高VB點電平；當(dāng)輸入端IN的電壓為高電平時，IX為高電平，使場效應(yīng)管P2接通，拉低VB點的電平，從而接通場效應(yīng)管NI，繼而拉高VA點電平。經(jīng)過反相器101，輸出端OUT和VB點電平互補。因此，輸出端的電平和輸入端的電平基本同步變化，僅僅從輸入IN端的電平范圍(例如Iv)變化到例如3.3v。
[0004]然而，該電路存在著再生時間長的問題，尤其是VDD1比VDDC0RE高得多的時候，這是由于過渡開始時弱導(dǎo)通PMOS的速度拖累所致。
[0005]圖2是另一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路。該電路在圖1的基礎(chǔ)上增加了一些加速(boost)電路，以便提升電平向上轉(zhuǎn)換電路的反應(yīng)速度。但是，加速電路可能存在潛在被加壓，因為NMOS柵電壓將拉高以至于高于VDD10。
[0006]圖3是再一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路。該電路增加了一級電平向上轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)存在VDDMID的情況下這是可取的。然而，如果不存在VDDMID的場合下，該電路將無法使用。
[0007]在上述電路中，在VDDC0RE不存在的情況下，節(jié)點VA和VB將呈現(xiàn)高阻抗或者未知。因此，存在電平向上轉(zhuǎn)換電路的輸出狀態(tài)未知的情況。在核心電壓未準(zhǔn)備好，或者核心電壓和1電壓存在較大的相位錯位的情況下，均有可能出現(xiàn)輸出狀態(tài)未知的問題。輸出狀態(tài)未知在某些應(yīng)用(比如hot插拔)的情況下是危險的，這是因為將會有大的涌入電流進(jìn)入
/流出I/o管腳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服上述缺點的電路。
[0009]本發(fā)明實施例提供一種電平向上轉(zhuǎn)換電路，電平向上轉(zhuǎn)換電路包括輸入端，用于接收在第一電壓電平和第二電壓電平之間擺動的第一電壓信號；輸出端，輸出在第一電壓電平和第三電壓電平直接擺動的第二電壓信號，其中，第三電壓電平大于第二電壓電平；第一類型的第一場效應(yīng)管，第二類型的第二場效應(yīng)管，第二類型的第三場效應(yīng)管，第二類型的第四場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管和第三場效應(yīng)管串聯(lián)在第一電壓電平和第三電壓電平之間，第二場效應(yīng)管和第四場效應(yīng)管串聯(lián)在第一電壓電平和第三電壓電平之間，第一場效應(yīng)管的柵極耦合至第一電壓信號，第二場效應(yīng)管耦合至第三電壓信號，第三電壓信號通常和第一電壓信號互補，第三場效應(yīng)管的柵極連接至第四場效應(yīng)管的源極，第四場效應(yīng)管的柵極連接至第三場效應(yīng)管的源極，第三場效應(yīng)管和第四場效應(yīng)管中的一個的源極提供和第二電壓信號相應(yīng)的電壓信號；其中，還包括第五場效應(yīng)管和第六場效應(yīng)管和控制電路，第五場效應(yīng)管的漏極和第六場效應(yīng)管的漏極連接至第三電壓電平，第五場效應(yīng)管的源極和第六場效應(yīng)管的源極分別連接至第一場效應(yīng)管的漏極和第二場效應(yīng)管的漏極，控制電路在第一電壓信號與第三電壓信號同時為零的時候?qū)?，在其它情況下關(guān)斷。
[0010]優(yōu)選地，控制電路包括串聯(lián)的第二類型的第七場效應(yīng)管和第八場效應(yīng)管，第七和第八場效應(yīng)管的柵極分別耦合至第一電壓信號和第三電壓信號，第七場效應(yīng)管的漏極耦合至第五場效應(yīng)管的柵極；還包括串聯(lián)的第二類型的第九場效應(yīng)管和第十場效應(yīng)管，第九和第十場效應(yīng)管的柵極分別耦合至第一電壓信號和第三電壓信號，第九場效應(yīng)管的漏極耦合至第六場效應(yīng)管的柵極。
[0011]優(yōu)選地，控制電路包括串聯(lián)的第二類型的第七場效應(yīng)管和第八場效應(yīng)管，第七和第八場效應(yīng)管的柵極分別耦合至第一電壓信號和第三電壓信號，第七場效應(yīng)管的漏極耦合至第五場效應(yīng)管的柵極并且耦合至第六場效應(yīng)管的柵極。
[0012]優(yōu)選地，電平向上轉(zhuǎn)換電路包括第十一場效應(yīng)管和第十二場效應(yīng)管，第十一場效應(yīng)管的柵極耦合至第一電壓信號，源極連接至第三場效應(yīng)管的柵極，漏極耦合至第三電壓電平；第十二場效應(yīng)管的柵極耦合至第三電壓信號，源極連接至第四場效應(yīng)管的柵極，漏極耦合至第三電壓電平。
[0013]本發(fā)明實施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路可有效解決輸出狀態(tài)未知的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0015]圖2是另一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0016]圖3是再一種常規(guī)的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路；
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路的示意圖；
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路的示意圖；
[0020]圖7示意了電平向上轉(zhuǎn)換電路的真值表；
[0021]圖8是用于LVDS I/O的熱插拔控制電路。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)、清楚、完整的說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電平向上轉(zhuǎn)換電路。如圖4所示，電平向上轉(zhuǎn)換電路包括一個常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換部分，一個加速轉(zhuǎn)換部分；還有三態(tài)控制部分。
[0024]常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換部分可包括至少一個輸入端IN (例如，輸入端IXB和IX)，用于接收在第一功率域的第一電壓電平VSS1 (例如，約Ov)和第二電壓電平VDDC0RE (例如約Iv)之間擺動的輸入信號，IXB和IX可分別由輸入信號IN經(jīng)過I或2個反相器獲得；可包括至少一個輸出端OUT (例如,輸出端VA和VB),用于輸出在第二功率域的第一電壓電平和第三電壓電平VDD1 (例如，約3.3v)之間擺動的輸出信號，其中OUT可由VA或VB通過反相器反相獲得。
[0025]在一個例子中，常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換部分可包括第一類型的場效應(yīng)管，例如PMOS管PI, P2 ;以及第二類型的場效應(yīng)管，例如NMOS管NI和N2。Pl和NI串聯(lián)在VDD1和VSS1之間，Pl的柵極連接至IXB, NI的柵極連接至VB ；P2和N2串聯(lián)在VDD1和VSS1之間，P2的柵極連接至IX，N2的柵極連接至VA。
[0026]當(dāng)輸入信號IN為I時，IXB為0，IX為I。Pl關(guān)斷，P2接通，從而拉低VB。繼而，VB接通NI，拉高VA ；VA繼而關(guān)斷N2。相反，當(dāng)輸入信號為O時，Pl接通，拉低VA，繼而接通N2，拉高VB。
[0027]因此，輸出OUT呈現(xiàn)和輸入信號IN相對應(yīng)、但是電平范圍在VDD1和VSS1之間的輸出信號。
[0028]加速轉(zhuǎn)換部分提升輸出信號狀態(tài)變換的速度。在一個例子中，該加速轉(zhuǎn)換部分包括場效應(yīng)管P3和P4。P3的柵極連接至IXB，源極連接至VB，漏極連接至VDD1 ；P4的柵極連接至IX，源極連接至VA，漏極連接至VDD10。當(dāng)輸入信號IN為I時，IX為1，接通P4，從而拉高N2的柵極電平至VDD10，進(jìn)而關(guān)斷N2 ;當(dāng)輸入信號IN為O時，IXB為1，接通？3，從而拉高NI的柵極電平至VDD10，進(jìn)而關(guān)斷NI。由此，可以加速電平轉(zhuǎn)換的過程。
[0029]該三態(tài)控制部分提供第三狀態(tài)下的電路操作。在一個例子中，該三態(tài)控制部分包括第二類型的場效應(yīng)管(例如NMOS管)MN1-6，以及