一种宽范围输入输出接口电路制造技术

一种宽范围输入输出接口电路，属于集成电路领域；作为输出接口的情况下，利用辅助电压产生单元(103)的开启与关闭，通过双模式电平转换单元，使输出驱动单元(101)中PMOS晶体管栅源电压等于内核工作电源电压；作为输入接口的情况下，利用辅助电压产生单元(103)的开启与关闭，通过耐压输入缓冲器单元(104)和耐压输入缓冲器单元(105)的开启与关闭，使耐压输入缓冲器单元(104)中PMOS晶体管栅源电压等于输入输出接口电源电压。

【技术实现步骤摘要】
一种宽范围输入输出接口电路
本专利技术涉及一种宽范围输入输出接口电路，特别是一种针对可编程逻辑器件应用需求而优化设计的能够适应多种电源电压的输入输出接口电路，属于集成电路领域。
技术介绍
可编程逻辑器件具有灵活性高、成本低、周期短等优点，能够大大缩短产品的研制周期和最大化降低风险，已经成为集成电路产业中的核心元器件。可编程逻辑器件包括两种电源，一种是内核工作电源，为了整体电路性能和功耗，内核工作电源工作一个固定的电源电压下，另一种是输入输出接口电源，起到可编程逻辑器件与其它器件通信功能，需要根据外围器件的电压要求进行选择。为了保证与多种外围器件的直接连接，可编程逻辑器件的输入输出接口电源需要工作在很宽的电压范围上，输入输出接口电源电压可能比内核工作电源电压高，也可能比内核工作电源电压低。因此需要为可编程逻辑器件设计专用的宽范围输入输出接口电路来满足各种协议和接口电源电压的需求。传统的输入输出接口电路都是针对特定电源电压进行设计的，对输入输出接口电源电压高于内核工作电压的结构，当工作在输入输出接口电源电压低于内核工作电压的情况下，由于晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽范围输入输出接口电路，其特征在于，包括输出驱动单元(101)、双模式电平转换单元、辅助电压产生单元(103)、耐压输入缓冲器单元(104和105)；/n宽范围输入输出接口电路作为输出接口的情况下，当输入输出接口电源电压高于内核工作电源电压时，辅助电压产生单元(103)开启，产生一个等于输入输出接口电源电压减去内核工作电源电压的辅助电压，通过双模式电平转换单元，使输出驱动单元(101)中PMOS晶体管栅源电压等于内核工作电源电压；当输入输出接口电源电压低于或等于内核工作电源电压时，辅助电压产生单元(103)关闭，通过双模式电平转换单元，使输出驱动单元(101)中PMOS晶体管栅源电压等...

【技术特征摘要】
1.一种宽范围输入输出接口电路，其特征在于，包括输出驱动单元(101)、双模式电平转换单元、辅助电压产生单元(103)、耐压输入缓冲器单元(104和105)；
宽范围输入输出接口电路作为输出接口的情况下，当输入输出接口电源电压高于内核工作电源电压时，辅助电压产生单元(103)开启，产生一个等于输入输出接口电源电压减去内核工作电源电压的辅助电压，通过双模式电平转换单元，使输出驱动单元(101)中PMOS晶体管栅源电压等于内核工作电源电压；当输入输出接口电源电压低于或等于内核工作电源电压时，辅助电压产生单元(103)关闭，通过双模式电平转换单元，使输出驱动单元(101)中PMOS晶体管栅源电压等于输入输出接口电源电压；
宽范围输入输出接口电路作为输入接口的情况下，当输入输出接口电源电压高于内核工作电源电压时，辅助电压产生单元(103)开启，产生一个等于输入输出接口电源电压减去内核工作电源电压的辅助电压，耐压输入缓冲器单元(104)关闭，耐压输入缓冲器单元(105)开启，使耐压输入缓冲器单元(105)中PMOS晶体管栅源电压等于内核工作电源电压；当输入输出接口电源电压低于或等于内核工作电源电压时，辅助电压产生单元(103)关闭，耐压输入缓冲器单元(104)开启，耐压输入缓冲器单元(105)关闭，使耐压输入缓冲器单元(104)中PMOS晶体管栅源电压等于输入输出接口电源电压。


2.根据权利要求1所述的一种宽范围输入输出接口电路，其特征在于，输出驱动单元(101)包括4个P沟道MOS管(P1、P2、P3、P4)和3个N沟道MOS管(N1、N2、N3)，
P沟道MOS管P1(207)的源极和P沟道MOS管P2(211)的源极与输入输出接口电源VCCO相连，P沟道MOS管P1(207)的栅极和P沟道MOS管P2(211)的栅极与输出驱动单元(101)的输入端口PG1(201)相连，P沟道MOS管P1(207)的漏极和P沟道MOS管P2(211)的漏极与输出驱动单元(101)的输出端口PIP(204)相连，P沟道MOS管P3(208)的源极和P沟道MOS管P4(212)的源极与输出驱动单元(101)的输出端口PIP(204)相连，P沟道MOS管P3(208)的栅极和P沟道MOS管P4(212)的栅极与输出驱动单元(101)的输入端口PG2(202)相连，P沟道MOS管P3(208)的漏极和P沟道MOS管P4(212)的漏极与输出驱动单元(101)的双向端口PAD(205)相连，N沟道MOS管N1(209)的漏极与输出驱动单元(101)的双向端口PAD(205)相连，N沟道MOS管N1(209)的栅极与内核工作电源VCCI相连，N沟道MOS管N1(209)的源极与输出驱动单元(101)的输出端口PIN(206)相连，N沟道MOS管N2(210)的漏极和N沟道MOS管N3(213)的漏极与输出驱动单元(101)的输出端口PIN(206)相连，N沟道MOS管N2(210)的栅极和N沟道MOS管N3(213)的栅极与输出驱动单元(101)的输入接口NG1(203)相连，N沟道MOS管N2(210)的源极和N沟道MOS管N3(213)的源极与地相连。


3.根据权利要求1所述的一种宽范围输入输出接口电路，其特征在于，双模式电平转换单元包括8个P沟道MOS管(P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12)、10个N沟道MOS管(N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10、N11、N12、N13)和2个反相器(I3、I4)，P沟道MOS管P5(306)的源极和P沟道MOS管P6(320)的源极与输入输出接口电源VCCO相连，P沟道MOS管P5(306)的栅极与P沟道MOS管P10(316)的漏极和N沟道MOS管N8(317)的漏极相连，P沟道MOS管P6(320)的栅极与P沟道MOS管P9(311)的漏极和N沟道MOS管N7(310)的漏极相连，P沟道MOS管P5(306)的漏极与P沟道MOS管P7(307)的源极相连，P沟道MOS管P6(320)的漏极与P沟道MOS管P8(312)的源极相连，P沟道MOS管P7(307)的栅极、P沟道MOS管P9(311)的栅极、P沟道MOS管P10(316)的栅极和P沟道MOS管P8(321)的栅极与双模式电平转换单元的输入端口VA(301)相连，P沟道MOS管P7(307)的漏极与P沟道MOS管P9(311)的源极、P沟道MOS管P11(308)的源极和N沟道MOS管N4(309)的栅极相连，P沟道MOS管P8(321)的漏极、P沟道MOS管P10(316)的源极、P沟道MOS管P12(322)的源极和N沟道MOS管N5(323)的栅极与输出端口Z(304)相连，P沟道MOS管P11(308)的栅极与N沟道MOS管N4(309)的源极和N沟道MOS管N6(310)的漏极相连，P沟道MOS管P12(322)的栅极与N沟道MOS管N5(323)的源极和N沟道MOS管N9(324)的漏极相连，P沟道MOS管P11(308)的漏极与N沟道MOS管N4(309)的漏极相连，P沟道MOS管P12(302)的漏极与N沟道MOS管N5(323)的漏极相连，N沟道MOS管N6(310)的栅极、N沟道MOS管N7(312)的栅极、N沟道MOS管N8(317)的栅极和N沟道MOS管N9(324)的栅极与内核工作电源VCCI相连，N沟道MOS管N6(310)的源极与N沟道MOS管N10(313)的源极和N沟道MOS管N12(314)的漏极相连，N沟道MOS管N9(324)的源极与N沟道MOS管N11(318)的源极和N沟道MOS管N13(319)的漏极相连，N沟道MOS管N7(312)的源极与N沟道MOS管N10(313)的漏极相连，N沟道MOS管N8(317)的源极与N沟道MOS管N11(318)的漏极相连，反相器I3(305)的输入端与双模式电平转换单元的输入端口VS(302)相连，反相器I3(305)的输出端与N沟道MOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，倪劼，李学武，孙华波，王文锋，郭琨，孙健爽，刘亚泽，赫彩，甄淑琦，张玉，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11