[发明专利]电平转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种电平转换电路。

背景技术

在现代集成电路系统中，为了获得高速，其核心逻辑（Core circuit）单元通常在1.0V电压等较低电压下工作，而其输入/输出（Intput/Output）单元基于稳定考虑，通常在3.3V、2.5V或1.8V等电压下工作。由于操作电压的不同，核心逻辑单元与输入/输出单元之间以及其他很多情况需设以电平转换电路，以使得电平绝对值较低的逻辑信号能转换成电平绝对值较高的逻辑信号，这种转换电路称为电平转换电路。

图1中给出了现有技术的电平转换电路，包括PMOS晶体管PG1和PG2，NMOS晶体管NG1和NG2，输入信号源INp和INn的高电平为核心逻辑单元的操作电压，此输入信号原INp和INn为一对相位相反的矩形波的调制脉冲信号，其高电压一般为1.9V~1.2V。电压源VDDM为输入/输出单元的操作电压，一般为2.5V~3.3V。以输入信号源INp的输入信号的高电平为1.2V，电压源VDDM电压为3.3V为例进行说明。

当输入信号INp为高电平时，NMOS晶体管NG1导通，NMOS晶体管NG2的栅极电压为低电平，NMOS晶体管NG2截止，此时，输出电压OUTn被下拉为低电平，PMOS晶体管PG2导通，输出端OUTp的电压成为VDDM电压， PMOS晶体管PG1截止。当输入信号INp为低电平时，NMOS晶体管NG1截止，NMOS晶体管NG2的栅极电压为高电平，NMOS晶体管NG2导通，此时，输出电压OUTp被下拉为低电平，PMOS晶体管PG1导通，输出端OUTn的电压成为VDDM， PMOS晶体管PG2截止。

现有技术中，NG1，NG2，PG1，PG2都是同一种器件类型，属于工作电压高、速度慢、工作在输出电源域的器件类型，并且电平转换电路中的NMOS晶体管NG1和NG2需要足够大的尺寸来保证各种电源、工艺、温度情况下都可以正常翻转，所以使得电平转换电路的面积较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电平转换电路，解决现有技术中电平转换电路面积大、翻转慢的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电平转换电路，包括：

上拉电路，连接至第一正电源；

下拉电路，连接至第二正电源及公共负电源或地端，所述第二正电源提供相位相反的两个输入信号至所述下拉电路；

限压电路，连接于所述上拉电路与所述下拉电路之间，并连接一偏置电压；

其中，所述下拉电路采用工作电压低、速度快、工作在输入电源域的器件类型，提高电平转换能力，减少面积；所述限压电路和所述上拉电路采用工作电压高、速度慢、工作在输出电源域的器件类型。

可选的，所述上拉电路包括：

第一PMOS晶体管，其源极连接所述第一正电源，漏极连接第一节点，栅极连接第二节点；

第二PMOS晶体管，其源极连接所述第一正电源，漏极连接第二节点，栅极连接第一节点；

所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管为工作电压高、速度慢、工作在输出电源域的器件类型。

可选的，所述限压电路保证所述下拉电路器件的漏极电压小于等于所述偏置电压。

可选的，还包括偏置电压产生电路，所述偏置电压产生电路输出所述偏置电压至所述限压电路。

可选的，所述限压电路包括：

第一NMOS晶体管，其漏极连接第一节点，栅极连接所述偏置电压产生电路；

第二NMOS晶体管，其漏极连接第二节点，栅极连接所述偏置电压产生电路；

所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管为工作电压高、速度慢、工作在输出电源域的器件类型。

可选的，所述下拉电路包括：

第三NMOS晶体管，其漏极连接所述第一NMOS晶体管的源极，源极连接公共负电源或地端，栅极连接一个输入信号；

第四NMOS晶体管，其漏极连接所述第二NMOS晶体管的源极，源极连接公共负电源或地端，栅极连接另一个输入信号；

所述第三NMOS晶体管和所述第四NMOS晶体管为工作电压低、速度快、工作在输入电源域的器件类型。

相应的，本发明另一方面还提供一种电平转换电路，包括：

下拉电路，连接至第一负电源；

上拉电路，连接至第二负电源及公共正电源或地端，所述第二负电源提供相位相反的两个输入信号至所述上拉电路；