三模高速的電平向上轉換電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電平向上轉換電路。
【背景技術】
[0002]在新一代電子電路設計中，隨著低電壓邏輯的引入，系統內部常常出現輸入/輸出邏輯不協調的問題，從而提高了系統設計的復雜性。電平向上轉換電路可用于從核心電壓接口到輸入/輸出(I/o)電壓的電平轉換。
[0003]圖1是一種常規的電平向上轉換電路。當輸入端IN的電壓為低電平時，IXB為高電平，使場效應管Pl接通，拉低VA點的電平，從而接通場效應管N2，繼而拉高VB點電平；當輸入端IN的電壓為高電平時，IX為高電平，使場效應管P2接通，拉低VB點的電平，從而接通場效應管NI，繼而拉高VA點電平。經過反相器101，輸出端OUT和VB點電平互補。因此，輸出端的電平和輸入端的電平基本同步變化，僅僅從輸入IN端的電平范圍(例如Iv)變化到例如3.3v。
[0004]然而，該電路存在著再生時間長的問題，尤其是VDD1比VDDC0RE高得多的時候，這是由于過渡開始時弱導通PMOS的速度拖累所致。
[0005]圖2是另一種常規的電平向上轉換電路。該電路在圖1的基礎上增加了一些加速(boost)電路，以便提升電平向上轉換電路的反應速度。但是，加速電路可能存在潛在被加壓，因為NMOS柵電壓將拉高以至于高于VDD10。
[0006]圖3是再一種常規的電平向上轉換電路。該電路增加了一級電平向上轉換電路，當存在VDDMID的情況下這是可取的。然而，如果不存在VDDMID的場合下，該電路將無法使用。
[0007]在上述電路中，在VDDC0RE不存在的情況下，節點VA和VB將呈現高阻抗或者未知。因此，存在電平向上轉換電路的輸出狀態未知的情況。在核心電壓未準備好，或者核心電壓和1電壓存在較大的相位錯位的情況下，均有可能出現輸出狀態未知的問題。輸出狀態未知在某些應用(比如hot插拔)的情況下是危險的，這是因為將會有大的涌入電流進入
/流出I/o管腳。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種能夠克服上述缺點的電路。
[0009]本發明實施例提供一種電平向上轉換電路，電平向上轉換電路包括輸入端，用于接收在第一電壓電平和第二電壓電平之間擺動的第一電壓信號；輸出端，輸出在第一電壓電平和第三電壓電平直接擺動的第二電壓信號，其中，第三電壓電平大于第二電壓電平；第一類型的第一場效應管，第二類型的第二場效應管，第二類型的第三場效應管，第二類型的第四場效應管，第一場效應管和第三場效應管串聯在第一電壓電平和第三電壓電平之間，第二場效應管和第四場效應管串聯在第一電壓電平和第三電壓電平之間，第一場效應管的柵極耦合至第一電壓信號，第二場效應管耦合至第三電壓信號，第三電壓信號通常和第一電壓信號互補，第三場效應管的柵極連接至第四場效應管的源極，第四場效應管的柵極連接至第三場效應管的源極，第三場效應管和第四場效應管中的一個的源極提供和第二電壓信號相應的電壓信號；其中，還包括第五場效應管和第六場效應管和控制電路，第五場效應管的漏極和第六場效應管的漏極連接至第三電壓電平，第五場效應管的源極和第六場效應管的源極分別連接至第一場效應管的漏極和第二場效應管的漏極，控制電路在第一電壓信號與第三電壓信號同時為零的時候導通，在其它情況下關斷。
[0010]優選地，控制電路包括串聯的第二類型的第七場效應管和第八場效應管，第七和第八場效應管的柵極分別耦合至第一電壓信號和第三電壓信號，第七場效應管的漏極耦合至第五場效應管的柵極；還包括串聯的第二類型的第九場效應管和第十場效應管，第九和第十場效應管的柵極分別耦合至第一電壓信號和第三電壓信號，第九場效應管的漏極耦合至第六場效應管的柵極。
[0011]優選地，控制電路包括串聯的第二類型的第七場效應管和第八場效應管，第七和第八場效應管的柵極分別耦合至第一電壓信號和第三電壓信號，第七場效應管的漏極耦合至第五場效應管的柵極并且耦合至第六場效應管的柵極。
[0012]優選地，電平向上轉換電路包括第十一場效應管和第十二場效應管，第十一場效應管的柵極耦合至第一電壓信號，源極連接至第三場效應管的柵極，漏極耦合至第三電壓電平；第十二場效應管的柵極耦合至第三電壓信號，源極連接至第四場效應管的柵極，漏極耦合至第三電壓電平。
[0013]本發明實施例的電平向上轉換電路可有效解決輸出狀態未知的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是一種常規的電平向上轉換電路；
[0015]圖2是另一種常規的電平向上轉換電路；
[0016]圖3是再一種常規的電平向上轉換電路；
[0017]圖4是根據本發明一個實施例的電平向上轉換電路；
[0018]圖5是根據本發明另一實施例的電平向上轉換電路的示意圖；
[0019]圖6是根據本發明第三實施例的電平向上轉換電路的示意圖；
[0020]圖7示意了電平向上轉換電路的真值表；
[0021]圖8是用于LVDS I/O的熱插拔控制電路。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細、清楚、完整的說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0023]圖4是根據本發明一個實施例的電平向上轉換電路。如圖4所示，電平向上轉換電路包括一個常規的電平轉換部分，一個加速轉換部分；還有三態控制部分。
[0024]常規的電平轉換部分可包括至少一個輸入端IN (例如，輸入端IXB和IX)，用于接收在第一功率域的第一電壓電平VSS1 (例如，約Ov)和第二電壓電平VDDC0RE (例如約Iv)之間擺動的輸入信號，IXB和IX可分別由輸入信號IN經過I或2個反相器獲得；可包括至少一個輸出端OUT (例如,輸出端VA和VB),用于輸出在第二功率域的第一電壓電平和第三電壓電平VDD1 (例如，約3.3v)之間擺動的輸出信號，其中OUT可由VA或VB通過反相器反相獲得。
[0025]在一個例子中，常規的電平轉換部分可包括第一類型的場效應管，例如PMOS管PI, P2 ;以及第二類型的場效應管，例如NMOS管NI和N2。Pl和NI串聯在VDD1和VSS1之間，Pl的柵極連接至IXB, NI的柵極連接至VB ；P2和N2串聯在VDD1和VSS1之間，P2的柵極連接至IX，N2的柵極連接至VA。
[0026]當輸入信號IN為I時，IXB為0，IX為I。Pl關斷，P2接通，從而拉低VB。繼而，VB接通NI，拉高VA ；VA繼而關斷N2。相反，當輸入信號為O時，Pl接通，拉低VA，繼而接通N2，拉高VB。
[0027]因此，輸出OUT呈現和輸入信號IN相對應、但是電平范圍在VDD1和VSS1之間的輸出信號。
[0028]加速轉換部分提升輸出信號狀態變換的速度。在一個例子中，該加速轉換部分包括場效應管P3和P4。P3的柵極連接至IXB，源極連接至VB，漏極連接至VDD1 ；P4的柵極連接至IX，源極連接至VA，漏極連接至VDD10。當輸入信號IN為I時，IX為1，接通P4，從而拉高N2的柵極電平至VDD10，進而關斷N2 ;當輸入信號IN為O時，IXB為1，接通？3，從而拉高NI的柵極電平至VDD10，進而關斷NI。由此，可以加速電平轉換的過程。
[0029]該三態控制部分提供第三狀態下的電路操作。在一個例子中，該三態控制部分包括第二類型的場效應管(例如NMOS管)MN1-6，以及