[发明专利]一种电平转换电路及电平转换方法

说明书

本发明公开一种电平转换电路及电平转换方法，包括：电流镜、第一、第二NMOS管；第一、第二NMOS管的栅极共接于同一个偏置电压；第一NMOS管的漏极连接电流镜的一侧，第二NMOS管的漏极连接电流镜的另一侧；第一NMOS管的源极接输入电压，第二NMOS管的源极接阈值电压；第一、第二NMOS管分别将输入电压和阈值电压转换成对应的电流，输入到电流镜的两侧；电流镜将从第一、第二NMOS管输入的两个电流比较，并转换成对应的电压从电流镜的另一侧输出；迟滞反相器的第一输入端接入电流镜输出的电压，第二输入端接入电源电压；输入电压大于阈值电压时，电流镜输出的电压为零，迟滞反相器的输出电压为电源电压。本发明降低了对输入信号的要求，实现电平转换。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路技术领域，更具体地，涉及一种电平转换电路及电平转换方法。

背景技术

随着集成电路集成度越来越高，越来越多不同功能的电路模块会被集成到一块芯片上去。然而由于芯片内不同的电路模块有着不同的电源要求，如低功耗电路一般伴随着低电源电压的需求、高速通信芯片则需要较高的电源电压以提高其电压转换速率，而且不同的芯片也会有着不同的电压域。因此，需要使用电平转换电路以使得信号能够在不同的电压域间相互传递。而这之中需要值得注意的是，当信号由低电压域转高电压域时，如果电平转换电路无法正确识别低电压域传来的逻辑高电平信号，则会导致信号转换出现错误。

图1所示为一种常见的电平转换电路，包括：反相器INV、PMOS管P1和P2、NMOS管N1和N2。在该电平转换电路的逻辑中，输入信号Vin的电平需要高于NMOS管N1的阈值电压才能使Vout输出高电平。其中，NMOS管的阈值电压约为0.7V，也就是说对低于0.7V的低电平，现有的电平转换电路无法将其转换成高电平。因此，对于电压域低于NMOS管N1的阈值电压的电路模块或芯片来说，其信号无法通过该电平转换电路转换。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决电压域低于NMOS管阈值电压的低电平信号无法通过现有电平转换电路转换成高电平的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种电平转换电路，包括：差分共栅放大器、阈值电压产生单元以及迟滞反相器；

所述差分共栅放大器包括：电流镜、第一NMOS管以及第二NMOS管；所述第一NMOS管和第二NMOS管的栅极共接于同一个偏置电压；所述第一NMOS管的漏极连接电流镜的一侧，所述第二NMOS管的漏极连接电流镜的另一侧；所述第一NMOS管的源极接入输入电压，第二NMOS管的源极接入阈值电压；所述第一NMOS管和第二NMOS管分别将输入电压和阈值电压转换成对应的电流，输入到电流镜的两侧；所述电流镜将从第一NMOS管和第二NMOS管输入的两个电流比较，并转换成对应的电压从电流镜的另一侧输出；

所述阈值电压产生单元，用于产生所述阈值电压；

所述迟滞反相器的第一输入端接入所述电流镜另一侧输出的电压，第二输入端接入电源电压；所述迟滞反相器的输出电压为电平转换电路的输出电压；

当所述输入电压大于阈值电压时，所述电流镜输出的电压为零，此时，所述迟滞反相器的输出电压为所述电源电压，即当输入电压大于阈值电压时，电平转换电路的输出电压为电源电压，实现了输入电压到电源电压的转换。

可选地，该电路还包括：偏置电压产生单元；

所述偏置电压产生单元包括：第三NMOS管和第一电流源；

所述第三NMOS管的源级接地，第三NMOS管的栅极与漏极短接并连接到第一电流源的输出端，第一电流源的输入端接所述电源电压；所述第三NMOS管的栅极输出所述偏置电压。

可选地，所述阈值电压产生单元包括：第四NMOS管；

所述第四NMOS管的栅极连接电源电压，第四NMOS管的源极接地，第四NMOS管的漏极连接所述第二NMOS管的源极；