电压转换电路制造技术

电压转换电路，包括前级电压转换电路和与之耦接的后级电压转换电路。前级电压转换电路包括：第一电压保护模块，耦接至供电电压并提供内部转换电压；第一电压转换模块，耦接至第一电压保护模块，根据内部转换电压将输入信号转换为前级输出信号。后级电压转换电路包括：第二电压保护模块，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号，其中，前级电压转换电路和后级电压转换电路具有多个晶体管，当供电电压的电压值大于晶体管的击穿电压时，电压转换电路保护晶体管的压差小于击穿电压，当供电电压的电压值小于击穿电压时，电压转换电路全幅输出第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】电压转换电路，包括前级电压转换电路和与之耦接的后级电压转换电路。前级电压转换电路包括：第一电压保护模块，耦接至供电电压并提供内部转换电压；第一电压转换模块，耦接至第一电压保护模块，根据内部转换电压将输入信号转换为前级输出信号。后级电压转换电路包括：第二电压保护模块，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号，其中，前级电压转换电路和后级电压转换电路具有多个晶体管，当供电电压的电压值大于晶体管的击穿电压时，电压转换电路保护晶体管的压差小于击穿电压，当供电电压的电压值小于击穿电压时，电压转换电路全幅输出第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号。【专利说明】电压转换电路
本专利技术涉及一种供电电压高于晶体管操作电压的电压转换电路，特别涉及一种兼容多电压输出输入的高速电压转换电路。
技术介绍
在半导体集成电路中，为了减少功率损耗，供电电压值必须尽可能的降至最低。因此，促进了半导体集成电路中供电电压值不断的降低。另一方面，使用高供电电压值的传统集成电路依然使用，为达到此目的，必须在相同的系统中准备好各种不同的供电电压值以供系统切换使用。当连接具有不同供电电压值的集成电路时，必须利用电压转换电路转换信号电压。例如，在芯片中，从数字信号的0.9V电压转换为接口信号的1.2V到3.3V电压。电压转换电路中最为人所熟知的就是互补金属氧化物半导体电压转换电路(CMOSlevel shift circuit),然而每个P型半导体以及N型半导体组件由于制造工艺的不同而具有不同程度的击穿电压。当连接至一集成电路时，该集成电路的供电电压要在两个供电电压值间切换，且其中一个供电电压值高于每个P型半导体以及N型半导体组件的击穿电压，这对电压转换电路的设计而言是个很大的挑战。例如，在40nm或者特征尺寸更大的半导体工艺里，实现从0.9V转换到3.3V的电压转换电路是较容易实现的，但是这类结构需要的MOS管需要耐压大于3.3V，而在28nm及更先进的工艺里，MOS管最高的耐压一般为2.4V左右。在这种情况下，如果需要实现0.9V的芯片数字信号向3.3V的接口信号的转换，则由于供电电压通常为3.3V，所以MOS管会被击穿，从而以往的电压转换电路设计无法工作。所以，本领域需要一种新的电压转换电路以克服上述问题，实现压差超过MOS管击穿电压的电压转换电路设计。
技术实现思路
—种电压转换电路，接收供电电压、输入信号，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号。该电压转换电路包括前级电压转换电路和后级电压转换电路。前级电压转换电路包括:第一电压保护模块，耦接至供电电压并提供内部转换电压；以及第一电压转换模块，耦接至第一电压保护模块，接收输入信号，根据内部转换电压将输入信号转换为前级输出信号。后级电压转换电路，与前级电压转换电路相f禹合。后级电压转换电路包括:第二电压保护模块，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号，其中，前级电压转换电路和后级电压转换电路具有多个晶体管，晶体管具有击穿电压，当供电电压的电压值大于击穿电压时，电压转换电路保护晶体管的压差小于击穿电压，当供电电压的电压值小于击穿电压时，电压转换电路不改变电压幅度地输出第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号。本专利技术的电压转换电路能够兼容高供电电压和低供电电压的电路设计，并兼容多种输出电压的设计要求。当供电电压的电压值大于MOS管的击穿电压时，能够保护晶体管的压差小于击穿电压。当供电电压节点的电压值小于击穿电压时，该电压转换电路保持对输出电压的不改变电压幅度地输出。从而，对后续电路的驱动能力增强。同时该电路的设计使数据传输速度提高。【专利附图】【附图说明】图1是显示根据本专利技术一实施例所述的电压转换电路的方块图；图2是显示根据本专利技术一实施例所述的前级电压转换电路110的电路图；图3是显示根据本专利技术一实施例所述的逻辑模块120的电路图；图4是显示根据本专利技术一实施例所述的后级电压转换电路130的电路图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特例举优选实施例，并配合附图，来作详细说明如下:以下将介绍根据本专利技术所述的优选实施例。必须要说明的是，本专利技术提供了许多可应用的专利技术概念，在此所公开的特定实施例，仅是用于说明达成与运用本专利技术的特定方式，而不可用以局限本专利技术的范围。图1是根据本专利技术实施例所述的电压转换电路的方块图。如图1所示，电压转换电路100包括前级电压转换电路110、逻辑模块120以及后级电压转换电路130。前级电压转换电路110包括第一电压保护模块111以及第一电压转换模块112,第一电压保护模块111接收供电电压Vpp并将其转换成内部转换电压Vx，施加内部转换电压Vx至逻辑模块120。第一电压转换模块112接收输入信号Sa，并将输入信号Sa转换成高逻辑电压，作为内部转换电压Vx的前级输出信号Samdci输出到逻辑模块120。逻辑模块120接收前级电压转换电路110输出的内部转换电压Vx，并根据前级输出信号Sabxi产生逻辑输出信号Samd1、逻辑反相输出信号Samb1、第一逻辑信号Samd2以及第二逻辑信号Samb2 ,其中前级输出信号Sabxi与逻辑输出信号Samdi相同,且逻辑反相输出信号Sambi与前级输出信号SA_反相，其原因将在后文详细描述。后级电压转换电路130根据逻辑模块120所输出的逻辑输出信号Sato、逻辑反相输出信号Samb1、第一逻辑信号Samd2以及第二逻辑信号Samb2,输出第一输出信号SAU)、第一反相输出信号SAU3、第二输出信号Sahd以及第二反相输出信号S—。图2是根据本专利技术实施例所述的前级电压转换电路110的电路图。如图2所示，前级电压转换电路110包括第一保护模块111以及第一电压转换模块112，第一保护模块111包括N型晶体管201以及P型晶体管202。N型晶体管201的栅极接收第一电压转换信号Vmidn的控制而漏极连接于供电电压Vpp以及源极连接于内部转换电压VX，P型晶体管202栅极接收电压选择信号Vseui的控制而源极连结于供电电压Vpp以及漏极连接于内部转换电压Vx。根据本专利技术的实施例，供电电压Vpp为1.8V或3.3V，如前说述，在28nm及更先进的工艺里，晶体管的击穿电压为2.4V。当供电电压Vpp为3.3V时，第一电压转换信号Vmidn为1.65V，也就是，供电电压Vpp的一半，而电压选择信号Vseui为3.3V，使得N型晶体管201导通而P型晶体管202断路。由于N型晶体管201的特性以及N型晶体管201的栅极电压为供电电压Vpp的一半，使得内部转换电压Vx为供电电压Vpp的一半减去N型晶体管201的阈值电压。根据本专利技术的实施例，N型晶体管201的阈值电压为0.2V，而第一电压转换信号Vmidn为1.65V,因此内部转换电压Vx为1.45V。当供电电压Vpp为1.8V时，第一电压转换信号Vmidn为1.8V而电压选择信号Vseui为0V,使得N型晶体管201导通且P型晶体管202导通。由于N型晶体管以及P型晶体管的特性，若仅导通N型晶体管201则使得内部转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压转换电路，接收供电电压、输入信号，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号，该电压转换电路包括：前级电压转换电路，包括：第一电压保护模块，耦接至所述供电电压并提供内部转换电压；以及第一电压转换模块，耦接至上述第一电压保护模块，接收所述输入信号，根据上述内部转换电压将上述输入信号转换为前级输出信号；以及后级电压转换电路，与上述前级电压转换电路相耦合，所述后级电压转换电路包括：第二电压保护模块，产生所述第一反相输出信号、所述第一输出信号、所述第二反相输出信号与所述第二输出信号，其中，所述前级电压转换电路和所述后级电压转换电路具有多个晶体管，上述晶体管具有击穿电压，当上述供电电压的电压值大于上述击穿电压时，上述电压转换电路使得上述晶体管的压差小于上述击穿电压，当上述供电电压的电压值小于上述击穿电压时，上述电压转换电路不改变电压幅度地输出上述第一反相输出信号、上述第一输出信号、上述第二反相输出信号与上述第二输出信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司强，刘惩，
申请(专利权)人：上海兆芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：