双向电压电平转换器制造技术

电压电平转换器在第一和第二电压域之间转换信号。用于其通道的输出缓冲器(100)包括经耦合以提供输出信号(VOUT)交错的第一多个PFET(MP1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双向电压电平转换器


[0001]本专利技术总体涉及电压电平转换器领域。更具体地，并且不作为任何限制，该说明书涉及双向电压电平转换器，其具有由电压供应差控制的输出驱动器交错(staggering)。

技术实现思路

[0002]一些实施例提供双向电压电平转换器，其能够以在3.6伏和0.65伏之间变化的电压输入工作。用于电压电平转换器的输出缓冲器结合输出信号的输出边沿控制，也称为交错，其主要用于在电压供应差很大时进行低到高电压转换。电压电平转换器感测输入和输出供应电压的差异，并在从低电压转换为高电压时为了较大电压差而接通交错电路，并且或在从高电压转换为低电压时为了低电压差而切断交错电路。
[0003]一些实施例包括双向电压电平转换器芯片，其包括用于耦合以接收用于第一电压域的第一供应电压的第一供应电压引脚；用于耦合以接收用于第二电压域的第二供应电压的第二供应电压引脚；用于耦合到接地平面以提供下轨的第三供应电压引脚；和电压电平转换器通道，其经耦合以在第一数据引脚上接收在第一电压域中工作的输入信号并在第二数据引脚上提供在第二电压域中工作的输出信号，电压电平转换器通道包括经耦合以提供输出信号的输出缓冲器，输出缓冲器包括：并联耦合在第二供应电压和输出信号之间的第一多个P型场效应晶体管(PFET)，第一多个PFET具有标准阈值电压Vt，第一多个PFET中的每个PEET的栅极耦合到多个第一电阻器中的相应电阻器，多个第一电阻器中的相应电阻器串联耦合并经耦合以接收第一栅极控制信号；第一多个开关，第一多个开关中的每个开关与多个第一电阻器中的相应电阻器并联耦合；第一多个N型场效应晶体管(NFET)，其并联耦合在输出信号和下轨之间，第一多个NFET具有标准Vt，第一多个NFET中的每个NFET的栅极耦合到多个第二电阻器中的相应电阻器，多个第二电阻器中的相应电阻器串联耦合且经耦合以接收第二栅极控制信号；以及第二多个开关，第二多个开关中的每个开关与多个第二电阻器中的相应电阻器并联耦合，其中第一多个开关和第二多个开关经耦合以在第一供应电压大于或等于用于第二供应电压的相应VCCI触发电压(trigger)时闭合，并且在第一供应电压小于相应VCCI触发电压时断开。
[0004]一些实施例包括用于电压电平转换器的输出缓冲器，该电压电平转换器经耦合以将在具有第一供应电压的第一电压域中工作的输入信号转换成在具有第二供应电压的第二电压域中工作的输出信号。输出缓冲器包括并联耦合在第二供应电压和输出信号之间的第一多个P型场效应晶体管(PFET)，第一多个PFET具有标准阈值电压(Vt)，第一多个PFET中的每个PFET的栅极耦合到多个第一电阻器中的相应电阻器，多个第一电阻器中的相应电阻器串联耦合并经耦合以接收第一栅极控制信号；第一多个开关，第一多个开关中的每个开关与多个第一电阻器中的相应电阻器并联耦合；第一多个N型场效应晶体管(NFET)，其并联耦合在输出信号和下轨之间，第一多个NFET具有标准Vt，第一多个NFET中的每个NFET的栅极耦合到多个第二电阻器中的相应电阻器，多个第二电阻器中的相应电阻器串联耦合并且经耦合以接收第二栅极控制信号；以及第二多个开关，第二多个开关中的每个开关与多个
第二电阻器中的相应电阻器并联耦合，其中第一多个开关和第二多个开关经耦合以在第一供应电压大于或等于用于第二供应电压的相应VCCI触发电压时闭合并且在第一供应电压小于相应VCCI触发电压时断开。
[0005]一些实施例包括操作电压电平转换器的方法，该方法包括提供体现在集成电路(IC)芯片上的电压电平转换器，电压电平转换器的每个输出缓冲器包括经耦合以提供输出信号交错的多个场效应晶体管和多个电阻器；将用于第一电压域的第一供应电压耦合到第一供应电压引脚；将用于第二电压域的第二供应电压耦合到第二供应电压引脚；耦合用于第一通道的第一数据引脚以接收在第一电压域中工作的第一信号；耦合用于第一通道的第二数据引脚以提供在第二电压域中工作的经转换的第一信号，其中电压电平转换器经耦合以确定第一供应电压是否大于或等于用于第二供应电压的第一VCCI触发电压并且进一步经耦合以响应于确定第一供应电压大于或等于第一VCCI触发电压而禁用第一通道的第一输出缓冲器中的交错。
附图说明
[0006]在附图的图中通过示例而非限制的方式示出描述的实施例，其中相同的附图标记指示相同的元件。对“一”或“一个”实施例的引用不一定是指相同的实施例，并且此类引用可意指“至少一个”。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，此类特征、结构或特性可以结合其他实施例来实现，无论是否明确描述。如本文所用，术语“耦合(couple/couples)”是指间接或直接电连接，除非在可包括无线连接的“可通信耦合”中限定。因此，如果第一设备耦合到第二设备，则该连接可以是通过直接电连接，或通过经由其他设备和连接的间接电连接。
[0007]附图示出此描述的示例。各种优点和特征从以下具体实施方式和所附权利要求并参考附图得出，其中：
[0008]图1描绘根据实施例的输出缓冲器的示例；
[0009]图1A描绘根据实施例的用于禁用不必要交错的供应差感测电路的示例；
[0010]图1B描绘根据实施例的输出供应电压与输入供应电压的触发电压之间的关系图；
[0011]图2A描绘曲线图，其描绘具有和不具有供应差感测电路和相关联开关的电路的数据速率模拟；
[0012]图2B和图2C描绘根据实施例的在由图1的输出缓冲器处理的最大差下从第一电压域到第二电压域以及从第二电压域到第一电压域的信号的上升沿和下降沿；
[0013]图2D描绘根据实施例的由输出缓冲器提供的示例输出波形；
[0014]图3描绘根据实施例的操作电压转换器的方法；
[0015]图4示出其中可以利用根据描述的实施例的系统；
[0016]图5A和图5B分别描绘其中噪声在输出信号中引起非单调行为的波形的上升沿和波形的下降沿；和
[0017]图6描绘可以将实施例并入其中的双向电压电平转换器的一个通道中的电路的示例。
具体实施方式
[0018]现在将参考附图详细描述具体实施例。在权利要求的范围内，在所描述的实施例中的修改是可能的，并且其他实施例也是可能的。
[0019]图4描绘系统400，其中双向电压电平转换器芯片404经耦合以转换在控制器402和系统406之间传递的信号的电压电平。第一供应电压引脚VCC1用于耦合到第一电压域，其使用由控制器402使用的第一供应电压VCCA；第二供应电压引脚VCC2用于耦合到第二电压域，其使用由系统406使用的第二供应电压VCCB；并且第三供应电压引脚GND用于耦合第三供应电压(其可以是接地平面)，以便提供下轨。在所示的实施例中，双向电压电平转换器芯片404还具有用于转换的四个通道，但是双向电压电平转换器芯片404也可以具有八个、十六个或任何数量的通道。数据引脚A1和数据引脚B1耦合到第一通道；数据引脚A2和数据引脚B2耦合到第二通道；数据引脚A3和数据引脚B3耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双向电压电平转换器芯片，其包括：第一供应电压引脚，其用于耦合以接收用于第一电压域的第一供应电压；第二供应电压引脚，其用于耦合以接收用于第二电压域的第二供应电压；第三供应电压引脚，其用于耦合到接地平面以提供下轨；和电压电平转换器通道，其经耦合以在第一数据引脚上接收在所述第一电压域中工作的输入信号并且在第二数据引脚上提供在所述第二电压域中工作的输出信号，所述电压电平转换器通道包括经耦合以提供所述输出信号的输出缓冲器，所述输出缓冲器包括：第一多个P型场效应晶体管即第一多个PFET，其并联耦合在所述第二供应电压和所述输出信号之间，所述第一多个PFET具有标准电压阈值Vt，所述第一多个PFET中的每个PFET的栅极耦合至多个第一电阻器中的相应电阻器，所述多个第一电阻器中的所述相应电阻器串联耦合且经耦合以接收所述第一栅极控制信号；第一多个开关，所述第一多个开关中的每个开关与所述多个第一电阻器中的相应电阻器并联耦合；第一多个N型场效应晶体管即第一多个NFET，其并联耦合在所述输出信号和所述下轨之间，所述第一多个NFET具有标准Vt，所述第一多个NFET中的每个NFET的栅极耦合到多个第二电阻器中的相应电阻器，所述多个第二电阻器中的所述相应电阻器串联耦合且经耦合以接收所述第二栅极控制信号；和第二多个开关，所述第二多个开关中的每个开关与所述多个第二电阻器中的相应电阻器并联耦合，其中所述第一多个开关和所述第二多个开关经耦合以在所述第一供应电压大于或等于用于所述第二供应电压的相应VCCI触发电压时闭合并且在所述第一供应电压小于所述相应VCCI触发电压时断开。2.根据权利要求1所述的双向电压电平转换器芯片，其中，所述输出缓冲器还包括：第二多个PFET，其耦合在所述第二供应电压和所述第一多个PFET的相应PFET的栅极之间，所述第二多个PFET中的每个PEET经耦合以由所述第一栅极控制信号的反相控制；和第二多个NFET，其耦合在所述第一多个NFET的相应NFET的所述栅极与所述下轨之间，所述第二多个NFET中的每个NFET经耦合以由所述第二栅极控制信号的反相控制。3.根据权利要求2所述的双向电压电平转换器芯片，其还包括：低Vt PFET，其耦合在所述第二供应电压和所述输出信号之间，所述低Vt PFET的栅极经耦合以由所述第一栅极控制信号控制；和低Vt NFET，其耦合在所述输出信号和所述下轨之间，所述低Vt NFET的栅极经耦合以由所述第二栅极控制信号控制。4.根据权利要求3所述的双向电压电平转换器芯片，其中，所述输出缓冲器还包括：第三电阻器，其在所述第二供应电压和所述输出信号之间与第一升压器NFET串联耦合，所述第一升压器NFET在栅极上接收第一升压器控制信号；和第二升压器NFET，其耦合在所述输出信号和所述下轨之间，所述第二升压器NFET在栅极上接收第二升压器控制信号，所述第一升压器控制信号和所述第二升压器控制信号在所述第一电压域中工作。5.根据权利要求1所述的双向电压电平转换器芯片，其还包括供应差感测电路，所述供应差感测电路包括：
第一多个堆叠P型金属氧化物硅晶体管即第一多个堆叠PMOS晶体管，其串联耦合在所述第二供应电压和禁用交错条信号之间，所述第一多个堆叠PMOS晶体管中的每个PMOS晶体管具有标准Vt；第一多个堆叠N型金属氧化物硅晶体管即第一多个堆叠NMOS晶体管，其串联耦合在所述禁用交错条信号和所述下轨之间，所述第一多个堆叠NMOS晶体管中的每个NMOS晶体管具有低Vt，所述第一多个堆叠PMOS晶体管与所述第一多个堆叠NMOS晶体管的相应栅极经耦合以接收所述第一供应电压；第二多个堆叠PMOS晶体管，其串联耦合在所述第二供应电压和禁用交错信号之间，所述第二多个堆叠PMOS晶体管中的每个PMOS晶体管具有标准Vt；和第二多个堆叠NMOS晶体管，其串联耦合在所述禁用交错信号和所述下轨之间，所述第二多个堆叠NMOS晶体管中的每个NMOS晶体管具有低Vt，所述第二多个堆叠PMOS晶体管和所述第二多个堆叠NMOS晶体管的相应栅极耦合到所述禁用交错条信号。6.根据权利要求5所述的双向电压电平转换器芯片，其中，所述电压电平转换器通道还包括：输入缓冲电路，其经耦合以接收所述输入信号并提供第一控制信号和第二控制信号，所述输入缓冲电路在所述第一电压域中工作；电压转换器电路，其经耦合以接收所述第一控制信号和所述第二控制信号并提供输出控制信号；和栅极控制电路，其经耦合以接收所述第一控制信号和所述第二控制信号以及所述输出控制信号并提供所述第一栅极控制信号和所述第二栅极控制信号，所述电压转换器电路和所述栅极控制电路在所述第二电压域中工作。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：