一种VDD耐压CMOS的2VDD电平转换电路制造技术

电平转换电路被广泛应用于多电压阈的电路中，在一些设计中需要用VDD耐压的CMOS器件设计工作于2倍VDD电压的电平转换电路；本发明专利技术公布了一种VDD耐压的COMS器件工作2倍VDD电压的电平转换电路，可以将VDD电压阈的数字信号转换为2倍VDD电压阈的数字信号；本发明专利技术的电路由输出级、锁存器、复位电路、逻辑电路、脉冲产生电路构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路设计领域，可以将VDD耐压的COMS器件工作于2倍VDD电压电路，实现将VDD电压阈的数字信号转换为2倍VDD电压阈的数字信号。
技术介绍
在集成电路设计中，由于工艺的限制或者出于成本的考虑，需要将VDD耐压的CMOS器件工作于2倍VDD电压电路，在保证电路性能的同时还需要保证MOS管不会超过耐压值VDD。附图1是一种VDD耐压的CMOS器件工作于2倍VDD电压电路的反相器电路；具体电路形式包含输出级和电平转换级两个部分；输出级(a)由3个NMOS管和3个PMOS管构成，NMOS管Ml的源极连接到地，栅极连接电平转换级的输出IN2，漏极连接到PMOS管M2的源极和NMOS管M3的源极；PM0S管M2的源极连接到NMOS管Ml的漏极和NMOS管M3源极，栅极连接电平转换级的输出IN2，漏极连接到电源VDD ;^0S管M3的源极连接到NMOS管Ml的漏极和PMOS管M2的源极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到PMOS管M4的漏极作为电路的输出OUT ；PM0S管M4的源极连接到PMOS管M5的漏极和NMOS管M6的源极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到NMOS管M3的漏极作为电路的输出OUT ；PM0S管M5的源极连接到电源2VDD，栅极连接电平转换级的输出IN1，漏极连接到PMOS管M4的源极和NMOS管M6的源极；NM0S管M6的源极连接到PMOS管M4的源极和PMOS管M5的漏极，栅极连接电平转换级的输出INl，漏极连接到电源VDD ；电平转换级(b)由2个NMOS管和2个PMOS管构成；NM0S管M7的源极连接到反相器的输入端IN，栅极连接到电源VDD，漏极连接到NMOS管M8的源极作为电平转换级的输出IN2 ;NM0S管M8的源极连接到NMOS管M7的漏极作为电平转换级的输出IN2，栅极连接到反相器的输入端IN，漏极连接到电源VDD ；PM0S管M9的源极连接到反相器的输入端IN，栅极连接到电源VDD，漏极连接到PMOS管MlO的源极作为电平转换级的输出INI ;PM0S管MlO的源极连接到PMOS管M9的漏极作为电平转换级的输出IN1，栅极连接到反相器的输入端IN，漏极连接到电源VDD。电源VDD的电压为VDD，电源2VDD的电压为2倍VDD，该反相器的输入高电平为2倍VDD，低电平为O ;当反相器输入为高电平时，IN电压为2倍VDD，电平转换级的M9导通、MlO断开、INl电压为2倍VDD，M7断开、M8导通、IN2电压为VDD ;则输出级Ml导通、M2断开、M3导通、M5断开、M6开启、M4断开、OUT输出为O ;当反相器输入为低电平时，IN电压为0，电平转换级的M9断开、MlO导通、INl电压为VDD，M7导通开、M8断开、IN2电压为O ;则输出级Ml断开、M2导通、M3断开、M5导通、M6断开、M4导通、OUT输出为2倍VDD ;附图2是反相器各主要结点的波形图；通过上面的分析电平转换级的作用是将输入O到2倍VDD电压阈的数字信号转换为O到VDD电压阈的数字信号IN2和VDD到2倍VDD电压阈的数字信号INl。
技术实现思路
根据之前分析的反相器电路，反相器的输出级，则需要两个信号来驱动；一个为O到VDD电压阈的数字信号和一个为VDD到2倍VDD电压阈的数字信号；对于将VDD电压阈到2倍VDD电压阈的电平转换，输入已经能提供一个O到VDD电压与的数字信号，所以需要设计一个可以将O到VDD电压阈的数字信号转换为VDD到2倍VDD电压阈的数字信号的电路。基于上述思想，本专利技术设计一种VDD耐压的CMOS器件工作于2倍VDD电压，可以将VDD电压阈的数字信号转换为2倍VDD电压阈的数字信号的电平转换电路；主要的技术点有四个方面: 1.采用锁存器结构，通过复位电路修改锁存器的存储值； 2.采用脉冲产生电路，在输入信号发生翻转的同时产生复位或置位信号，修改锁存器的存储值； 3.无静态功耗； 4.采用VDD耐压的器件工作在2倍VDD电压。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1 一种VDD耐压的CMOS器件工作于2倍VDD电压电路的反相器电路； 图2反相器各主要结点波形； 图3本专利技术的电平转换电路； 图4脉冲产生电路波形图； 图5本专利技术的电平转换电路主要结点波形图。【具体实施方式】以下结合附图，详细说明专利技术公开的一种VDD耐压CMOS的2VDD电平转换电路的结构和工作过程。如图3所示，一种VDD耐压的CMOS器件用于2倍VDD电压，可以将VDD电压阈的数字信号转换为2倍VDD电压阈的数字信号的电平转换电路；具体电路形式包含输出级、锁存器、复位电路、逻辑电路、脉冲产生电路五个部分；输出级(a)由3个NMOS管和3个PMOS管构成，NMOS管Ml的源极连接到地，栅极连接到反相器Xl的输出INB，漏极连接到PMOS管M2的源极和NMOS管M3源极；PM0S管M2的源极连接到NMOS管Ml的漏极和NMOS管M3源极，栅极连接到反相器Xl的输出INB，漏极连接到电源VDD ；NM0S管M3的源极连接到NMOS管Ml的漏极和PMOS管M2的源极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到M4的漏极作为电路的输出OUT ；PM0S管M4的源极连接到PMOS管M5的漏极和NMOS管M6的源极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到M3的漏极作为电路的输出OUT ;PM0S管M5的源极连接到电源2VDD，栅极连接到锁存器的输出B端，漏极连接到PMOS管M4的源极和NMOS管M6的源极；NM0S管M6的源极连接到PMOS管M4的源极和PMOS管M5的漏极，栅极连接到锁存器的输出B端，漏极连接到电源VDD ;锁存器(b)由2个NMOS管和2个PMOS管构成；NM0S管Mll的源极连接到电源VDD，栅极连接到锁存器的输出结点B，漏极连接到锁存器的结点A ；PM0S管M12的源极连接到电源2VDD，栅极连接到锁存器的输出结点B，漏极连接到锁存器的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路结构，包括：一种VDD耐压的CMOS器件工作于2倍VDD电压，可以将VDD电压阈的数字信号转换为2倍VDD电压阈的数字信号的电平转换电路；具体电路形式包含输出级、锁存器、复位电路、逻辑电路、脉冲产生电路五个部分；输出级（a）由3个NMOS管和3个PMOS管构成，NMOS管M1的源极连接到地，栅极连接到反相器X1的输出INB，漏极连接到PMOS管M2的源极和NMOS管M3源极；PMOS管M2的源极连接到NMOS管M1的漏极和NMOS管M3源极，栅极连接到反相器X1的输出INB，漏极连接到电源VDD；NMOS管M3的源极连接到NMOS管M1的漏极和PMOS管M2的源极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到M4的漏极作为电路的输出OUT；PMOS管M4的源极连接到PMOS管M5的漏极和NMOS管M6的源极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到M3的漏极作为电路的输出OUT；PMOS管M5的源极连接到电源2VDD，栅极连接到锁存器的输出B端，漏极连接到PMOS管M4的源极和NMOS管M6的源极；NMOS管M6的源极连接到PMOS管M4的源极和PMOS管M5的漏极，栅极连接到锁存器的输出B端，漏极连接到电源VDD；锁存器（b）由2个NMOS管和2个PMOS管构成；NMOS管M11的源极连接到电源VDD，栅极连接到锁存器的输出结点B，漏极连接到锁存器的结点A；PMOS管M12的源极连接到电源2VDD，栅极连接到锁存器的输出结点B，漏极连接到锁存器的结点A；NMOS管M13的源极连接到电源VDD，栅极连接到锁存器的结点A，漏极连接到锁存器的输出结点B；PMOS管M14的源极连接到电源2VDD，栅极连接到锁存器的结点A，漏极连接到锁存器的输出结点B；复位电路（c）由4个NMOS构成；NMOS管M7的源极连接到地，栅极连接到与门X3的输出端RB，漏极连接到NMOS管M9的源极；NMOS管M8的源极连接到地，栅极连接到与门X4的输出端RBB，漏极连接到NMOS管M10的源极；NMOS管M9的源极连接到NMOS管M7的漏极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到锁存器的结点A；NMOS管M10的源极连接到NMOS管M8的漏极，栅极连接到电源VDD，漏极连接到锁存器的结点B；逻辑电路（d）由2个反相器、2个与门和一个脉冲产生电路构成；逻辑电路均由VDD电源供电；反相器X1的输入连接到电平转换电路的输入IN，输出结点INB连接到反相器X2的输入；反相器X2的输入连接到反相器X1的输出结点INB，反相器X2的输出结点为INBB；与门X3的一个输入连接到反相器X1的输出结点INB，另一个输入连接到脉冲产生电路的输出结点IN_CK，输出结点RB连接到复位电路M7的栅极；与门X4的一个输入连接到反相器X2的输出结点INBB，另一个输入连接到脉冲产生电路的输出结点IN_CK，输出结点RBB连接到复位电路M8的栅极；脉冲产生电路的输入连接到电平转换电路的输入IN，输出结点IN_CK连接到与门X3和X4的输入。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚，
申请(专利权)人：长沙景嘉微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43