电平转换器制造技术

一种电平转换器可实现大幅度的电平转换，包括锁存电路、箝位电路、保护电路与输入电路。该锁存电路耦接于高电压端与一对信号输出端之间；该对信号输出端输出一对输出信号，其电压介于该高电压端的高电压与中电压端的中电压之间。该箝位电路耦接于该对信号输出端与该中电压端之间，用来限制该对输出信号的电压下限为该中电压。该保护电路设置于该锁存电路与该输入电路之间，用来避免该对信号输出端与该输入电路之间存在过高的电压差。该输入电路包括输入晶体管对。该输入晶体管对耦接于该保护电路与低电压端之间，用来接收一对输入信号并据以运作。该对输入信号的电压介于该中电压与该低电压端的低电压之间。该低电压端的低电压之间。该低电压端的低电压之间。

【技术实现步骤摘要】
电平转换器


[0001]本专利技术是关于电平转换器(level shifter)，尤其是能够实现大幅度的电平转换的电平转换器。

技术介绍

[0002]图1显示传统的电平转换器100，包括锁存电路110与输入晶体管对120。输入晶体管对120耦接于一对信号输出端与接地端之间，用来依据一对输入信号(INB、INBB)以选择性地导通，其中该对输入信号是依据核心电源域(core power domain)的信号而产生，因此具有较小的电压范围(例如：0.9V～0V)，且输入晶体管对120可以是耐压较低的核心电路组件(core device)。锁存电路110耦接于中电压端与该对信号输出端之间，用来依据输入晶体管对120的导通状态，决定该对信号输出端的一对输出信号(OUT、OUTB)，其中该对输出信号输出给另一电源域的电路，因此具有较大的电压范围(例如：1.8V～0V)，且锁存电路110的晶体管可以是耐压较高的输入/输出组件(I/O device)。然而，当上述另一电源域的电路要求该对输出信号的电压上限更高(例如：3.3V)，且锁存电路110的晶体管(例如：以先进制程制作的鳍式场效晶体管(FinFET))的耐压不够高时，在图1的架构下，锁存电路110的晶体管无法承受该更高的电压上限。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于提供一种电平转换器，以避免先前技术的问题。
[0004]本公开的电平转换器的一实施例包括锁存电路、箝位电路、保护电路以及输入电路。该锁存电路耦接于高电压端与一对信号输出端之间。该高电压端的电压为高电压。该对信号输出端包括第一输出端与第二输出端，其分别用来输出第一输出信号与第二输出信号。该第一输出信号与该第二输出信号的每一个的电压落于输出电压范围内；该输出电压范围介于该高电压与中电压之间。该箝位电路耦接于该对信号输出端与中电压端之间，用来依据该第一输出信号与该第二输出信号以选择性地导通，以限制该输出电压范围的下限为该中电压端的电压，其中该中电压端的电压为该中电压。该保护电路包括第一保护晶体管对与第二保护晶体管对，用来依据该中电压来造成电压降。该第一保护晶体管对设置于该锁存电路与该第二保护晶体管对之间；该第二保护晶体管对耦接于该第一保护晶体管对与该输入电路之间。该输入电路包括输入晶体管对。该输入晶体管对耦接于该第二保护晶体管对与低电压端之间，用来依据一对输入信号以选择性地导通。该低电压端的电压为低电压。该对输入信号包括第一输入信号与第二输入信号；该第一输入信号与该第二输入信号的每一个的电压落于输入电压范围内；该输入电压范围介于该中电压与该低电压之间。
[0005]本公开的电平转换器的另一实施例包括锁存电路、保护电路以及输入电路。该锁存电路耦接于高电压端与该保护电路之间。该高电压端的电压为高电压。该保护电路包括第一保护晶体管对与第二保护晶体管对，用来依据中电压端的电压来造成电压降。该第一保护晶体管对设置于该锁存电路与一对信号输出端之间；该第二保护晶体管对设置于该对
信号输出端与该输入电路之间。该对信号输出端包括第一输出端与第二输出端。于操作模式下，该中电压端的电压为中电压；该第一输出端与该第二输出端分别用来输出第一输出信号与第二输出信号；该第一输出信号与该第二输出信号的每一个的电压落于输出电压范围内；该输出电压范围介于该高电压与低电压之间，该低电压大于接地电压。该输入电路包括输入晶体管对。该输入晶体管对耦接于该第二保护晶体管对与低电压端之间，用来依据该对输入信号以选择性地导通。于该操作模式下，该低电压端的电压为该低电压；该对输入信号包括第一输入信号与第二输入信号；该第一输入信号与该第二输入信号的每一个的电压落于输入电压范围内；该输入电压范围介于该中电压与该低电压之间。
[0006]本公开的电平转换器的又一实施例包括锁存电路、保护电路以及输入电路。该锁存电路耦接于高电压端与该保护电路之间。该高电压端的电压为高电压。该保护电路包括第一保护晶体管对与第二保护晶体管对，用来依据中电压端的电压来造成电压降。该第一保护晶体管对设置于该锁存电路与一对信号输出端之间；该第二保护晶体管对设置于该对信号输出端与该输入电路之间。该对信号输出端包括第一输出端与第二输出端。于操作模式下，该中电压端的电压为中电压；该第一输出端与该第二输出端分别用来输出第一输出信号与第二输出信号；该第一输出信号与该第二输出信号的每一个的电压落于输出电压范围内；该输出电压范围介于该高电压与接地电压之间。该输入电路包括输入晶体管对。该输入晶体管对耦接于该第二保护晶体管对与低电压端之间，用来依据一对输入信号以选择性地导通。于该操作模式下，该低电压端的电压为该接地电压；该对输入信号包括第一输入信号与第二输入信号；该第一输入信号与该第二输入信号的每一个的电压落于输入电压范围内；该输入电压范围介于该中电压与该接地电压之间。
[0007]有关本专利技术的特征、实作与功效，现配合图式作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
[0008]图1显示传统的电平转换器；
[0009]图2显示本公开的电平转换器的一实施例；
[0010]图3显示本公开的电平转换器的另一实施例；
[0011]图4显示本公开的电平转换器的另一实施例；
[0012]图5a显示本公开的电平转换器的另一实施例；
[0013]图5b显示图5a的电平转换器处于节电模式；
[0014]图6显示本公开的电平转换器的另一实施例；
[0015]图7a显示本公开的电平转换器的另一实施例；以及
[0016]图7b显示图7a的电平转换器处于节电模式。
具体实施方式
[0017]本公开包括一种电平转换器，能够实现大幅度的电平转换。该电平转换的幅度可大于该电平转换器的一个或多个晶体管的耐压(例如：1.8V)；举例而言，该一个或多个晶体管的耐压上限小于该电平转换器的输出电压范围的上限。
[0018]图2显示本公开的电平转换器的一实施例。图2的电平转换器200用来将中电压(VDDH1)(例如：1.8V)转换为高电压(VDDH2_3.3)(例如：3.3V)。电平转换器200包括锁存电
路(latch circuit)210、箝位电路(clamping circuit)220、保护电路230以及输入电路240，该些电路分述于后。
[0019]请参阅图2。锁存电路210耦接于高电压端与一对信号输出端之间，包括晶体管对(M0、M1)。该高电压端的电压为前述高电压(VDDH2_3.3)。该对信号输出端包括第一输出端与第二输出端。该第一输出端与该第二输出端分别用来输出第一输出信号(OUT)与第二输出信号(OUTB)，这两个信号互为反相信号。该第一输出信号与该第二输出信号的每一个的电压落于输出电压范围内。该输出电压范围介于该高电压(VDDH2_3.3)与该中电压(VDDH1)之间。值得注意的是，该晶体管对(M0、M1)的基极可连接至该高电压端，以避免漏电流或过电压；然此并非本专利技术的实施限制。
[0020]请参阅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电平转换器，包括：锁存电路，耦接于高电压端与一对信号输出端之间，其中该高电压端的电压为高电压，该对信号输出端包括第一输出端与第二输出端，该第一输出端与该第二输出端分别用来输出第一输出信号与第二输出信号，该第一输出信号与该第二输出信号的每一个的电压落于输出电压范围内，该输出电压范围介于该高电压与中电压之间；箝位电路，耦接于该对信号输出端与中电压端之间，用来依据该第一输出信号与该第二输出信号选择性地耦接该对信号输出端与该中电压端，以限制该输出电压范围的下限为该中电压，其中该中电压端的电压为该中电压；保护电路，包括第一保护晶体管对与第二保护晶体管对，用来依据该中电压来运作，其中该第一保护晶体管对设置于该对信号输出端与该第二保护晶体管对之间；以及输入电路，包括：输入晶体管对，耦接于该第二保护晶体管对与低电压端之间，用来依据一对输入信号运作，其中该第二保护晶体管对耦接于该第一保护晶体管对与该输入晶体管对之间，该低电压端的电压为低电压，该对输入信号包括第一输入信号与第二输入信号，该第一输入信号与该第二输入信号的每一个的电压落于输入电压范围内，该输入电压范围介于该中电压与该低电压之间。2.根据权利要求1所述的电平转换器，其中该电平转换器包括多个晶体管，该多个晶体管的每一个的耐压上限小于该输出电压范围的上限。3.根据权利要求1所述的电平转换器，其中该输入电路进一步包括缓冲电路，该缓冲电路包括第一反相器与第二反相器；该第一反相器用来依据接收信号产生第一反相信号作为该第一输入信号，该第二反相器用来依据该第一反相信号产生第二反相信号作为该第二输入信号；该第一反相器与该第二反相器的每一个运作于操作电压范围内，该操作电压范围介于该中电压与该低电压之间。4.根据权利要求1所述的电平转换器，其中该箝位电路包括第一晶体管与第二晶体管；该第一晶体管耦接于该第二输出端与该中电压端之间，并依据该第一输出信号以导通或不导通；该第二晶体管耦接于该第一输出端与该中电压端之间，并依据该第二输出信号以导通或不导通。5.根据权利要求1所述的电平转换器，其中该第一保护晶体管对的晶体管类型为第一类型，该第二保护晶体管对的晶体管类型为第二类型，该第一类型不同于该第二类型。6.一种电平转换器，包括锁存电路、保护电路以及输入电路，其中：该锁存电路耦接于高电压端与该保护电路之间，其中该高电压端的电压为高电压；该保护电路包括第一保护晶体管对与第二保护晶体管对，用来依据中电压端的电压来运作，其中该第一保护晶体管对设置于该锁存电路与一对信号输出端之间，该第二保护晶体管对设置于该对信号输出端与该输入电路之间，该对信号输出端包括第一输出端与第二输出端；于操作模式下，该中电压端的电压为中电压，该第一输出端与该第二输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡千慧，朱宏镇，陈永泰，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：