專(zhuān)利名稱：電位移轉(zhuǎn)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于集成電路(ingrated circuit)，特別是關(guān)于具有鎖存(latch)功能的電位移轉(zhuǎn)電路(level shifter)。
背景技術(shù)：
省電、更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間、以及更長(zhǎng)的電池壽命是目前市面上的電子裝置所不可或缺的特點(diǎn)。為達(dá)到此功能，在芯片設(shè)計(jì)上，尤其是系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)上，常具有不同的工作電壓區(qū)塊，并將沒(méi)有用到的區(qū)塊予以斷電處理，但斷電會(huì)使相連的輸入訊號(hào)浮動(dòng)(inputfloating)，會(huì)引起下一級(jí)的漏電。 圖l是一熟知的電位移轉(zhuǎn)電路的結(jié)構(gòu)電路圖。由圖l可知，電位移轉(zhuǎn)電路100具有一輸入單元11以及一電位移轉(zhuǎn)單元12的結(jié)構(gòu)。供應(yīng)輸入單元11的第一電源的電壓VDDB低于供應(yīng)電位移轉(zhuǎn)單元12的第二電源的電壓VDDA。輸入單元11接收前級(jí)輸入信號(hào)IN后，會(huì)產(chǎn)生反相輸入信號(hào)XIN。為達(dá)到省電的目的，經(jīng)常會(huì)將低電壓的第一電源關(guān)掉，之后，n通道晶體管M3與M4的柵極電壓會(huì)降至臨界電壓Vt以下，使得n通道晶體管M3與M4關(guān)閉以及互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'、輸出節(jié)點(diǎn)Q浮接(float)。最壞的情況是，若節(jié)點(diǎn)Q'、 Q的電壓剛好停在VDDA/2附近，將造成輸出處OUT下一級(jí)的漏電(static current drain)現(xiàn)象。
基于此，為了使得斷電區(qū)塊的下一級(jí)能夠正常工作，常需保存斷電之前輸入訊號(hào)的狀態(tài)。為達(dá)此功能，一般的做法是在上述電路中加入鎖存(latch)功能。
圖2是一熟知的鎖存電路的結(jié)構(gòu)電路圖。與圖1的不同之處在于，在鎖存電路200中，互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'同時(shí)連接于P通道晶體管Ml的柵極與n通道晶體管M3的柵極，且輸出節(jié)點(diǎn)Q同時(shí)連接于P通道晶體管M2的柵極與n通道晶體管M4的柵極。藉此，便可以將互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'、輸出節(jié)點(diǎn)Q的電壓鎖存住。 這種熟知的的方法還需要額外的隔離電路，因此在電路復(fù)雜度與制作成本上均不合乎業(yè)界的需求。 為了解決上述問(wèn)題，中國(guó)臺(tái)灣公開(kāi)號(hào)第200701640號(hào)專(zhuān)利提出了一種電壓轉(zhuǎn)換電路，但其所具有的電壓隔離效果仍然很有限，特別是在晶體管的臨界電壓越來(lái)越低的情況下，依舊很容易造成漏電。

發(fā)明內(nèi)容
申請(qǐng)人:鑒于熟知的技術(shù)的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)悉心試驗(yàn)與研究，并本著鍥而不舍的精神，終構(gòu)思出本發(fā)明_電位移轉(zhuǎn)電路，以下為對(duì)本發(fā)明的簡(jiǎn)要說(shuō)明。 這里，有必要構(gòu)思一種電位移轉(zhuǎn)電路，利用開(kāi)關(guān)的切換，使其同時(shí)具備隔離與鎖存的功能。 根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明提出一種電位移轉(zhuǎn)電路，是將以一第一電源作為動(dòng)作電源的一輸入信號(hào)與一反向輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為以一第二電源作為動(dòng)作電源的一輸出信號(hào)，該電位移轉(zhuǎn)電路包括一電位移轉(zhuǎn)單元，是以該第二電源作為動(dòng)作電源并接收該輸入信號(hào)與該反向輸入信號(hào)后產(chǎn)生該輸出信號(hào)，該電位移轉(zhuǎn)單元具有一輸入節(jié)點(diǎn)，接收該輸入信號(hào)；一互 補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)，接收該反向輸入信號(hào)；一輸出節(jié)點(diǎn)，輸出該輸出信號(hào)；及一互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)；以 及一切換單元，在該第一電源關(guān)閉時(shí)進(jìn)行切換，使得該輸入節(jié)點(diǎn)與該輸入信號(hào)之間斷路、該 互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)與該反向輸入信號(hào)之間斷路，同時(shí)使得該互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)與該輸入節(jié)點(diǎn)之間短 路、該輸出節(jié)點(diǎn)與該互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)之間短路，藉此將該輸出節(jié)點(diǎn)與該互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)的電壓 鎖存在該第一電源關(guān)閉前的狀態(tài)。 較佳地，其中該第一 電源的電壓低于該第二電源的電壓。 較佳地，其中該電位移轉(zhuǎn)電路還包括一輸入單元，是以該第一電源作為動(dòng)作電源，
用以將該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為該反向輸入信號(hào)。 較佳地，其中該輸入單元包括一第一反向器。 較佳地，其中該電位移轉(zhuǎn)單元包括一第一p通道晶體管，其源極連接于該第二電 源，漏極連接于該輸出節(jié)點(diǎn)，而柵極連接于該互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)；一第二P通道晶體管，其源極 連接于該第二電源，漏極連接于該互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)，而柵極連接于該輸出節(jié)點(diǎn)；一第一n通道 晶體管，其柵極接收該輸入信號(hào)，漏極連接于該輸出節(jié)點(diǎn)，而源極連接于地；以及一第二 n 通道晶體管，其柵極接收該反向輸入信號(hào)，漏極連接于該互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)，而源極連接于地。
較佳地，其中該切換單元包括一第一開(kāi)關(guān)，連接于該互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)與該輸入節(jié)點(diǎn) 之間，受一導(dǎo)通信號(hào)的控制；一第二開(kāi)關(guān)，連接于該輸出節(jié)點(diǎn)與該互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)之間，受該 導(dǎo)通信號(hào)的控制；一第三開(kāi)關(guān)，連接于該輸入節(jié)點(diǎn)與該輸入信號(hào)之間，受一斷開(kāi)信號(hào)的控 制；以及一第四開(kāi)關(guān)，連接于該互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)與該反向輸入信號(hào)之間，受該斷開(kāi)信號(hào)的控 制。 較佳地，其中該電位移轉(zhuǎn)電路還包括一控制單元，是以該第二電源作為動(dòng)作電源，
用以將該導(dǎo)通信號(hào)轉(zhuǎn)換為該斷開(kāi)信號(hào)。 較佳地，其中該輸入單元包括一第二反向器。 通過(guò)下面的圖示及詳細(xì)說(shuō)明，能對(duì)本發(fā)明得到更深入的了解


圖1是熟知的電位移轉(zhuǎn)電路的結(jié)構(gòu)電路圖。
圖2是熟知的鎖存電路的結(jié)構(gòu)電路圖。 圖3是本發(fā)明所提出的電位移轉(zhuǎn)電路的較佳實(shí)施例的方塊圖。
圖4是本發(fā)明所提出的電位移轉(zhuǎn)電路的較佳實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明所提出的電位移轉(zhuǎn)電路的較佳實(shí)施例的方塊圖。在圖3 中，電位移轉(zhuǎn)電路300包括輸入單元31 、電位移轉(zhuǎn)單元32、以及切換單元33。供應(yīng)輸入單元 31的第一電源的電壓VDDB低于供應(yīng)電位移轉(zhuǎn)單元32的第二電源的電壓VDDA。輸入單元 31接收前級(jí)輸入信號(hào)IN后，會(huì)產(chǎn)生反相輸入信號(hào)XIN。電位移轉(zhuǎn)電路300的主要功能是將 以第一電源作為動(dòng)作電源的輸入信號(hào)IN與其反向輸入信號(hào)XIN轉(zhuǎn)換為以第二電源作為動(dòng) 作電源的輸出信號(hào)0UT。 電位移轉(zhuǎn)單元32具有接收輸入信號(hào)IN的輸入節(jié)點(diǎn)P、接收反向輸入信號(hào)XIN的
4互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'、輸出信號(hào)OUT的輸出節(jié)點(diǎn)Q、以及互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q' 本發(fā)明的技術(shù)特征在于切換單元33的配置，將切換單元33耦合連接于輸入信號(hào) IN、反向輸入信號(hào)XIN、輸入節(jié)點(diǎn)P、互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'、輸出節(jié)點(diǎn)Q、以及互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'。藉 由控制切換單元33，使其在第一電源關(guān)閉時(shí)進(jìn)行切換，使得輸入節(jié)點(diǎn)P與輸入信號(hào)IN之間 斷路、互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'與反向輸入信號(hào)XIN之間斷路，同時(shí)使得互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'與輸入節(jié) 點(diǎn)P之間短路、輸出節(jié)點(diǎn)Q與互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)Q'之間短路，此時(shí)電位移轉(zhuǎn)電路300會(huì)變成一 個(gè)鎖存器，便能夠藉此將輸出節(jié)點(diǎn)Q與互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'的電壓鎖存在該第一電源關(guān)閉前的 狀態(tài)。 在這個(gè)較佳實(shí)施例中，輸入單元31是由以第一電源(電壓為VDDB)作為動(dòng)作電源 的反向器所構(gòu)成。 在這個(gè)較佳實(shí)施例中，電位移轉(zhuǎn)單元32是由第一 p通道晶體管Ml、第二 p通道晶 體管M2、第一 n通道晶體管M3、以及第二 n通道晶體管M4所構(gòu)成。 關(guān)于第一p通道晶體管Ml，其源極連接于第二電源(電壓為VDDA)，漏極連接于輸 出節(jié)點(diǎn)Q，而柵極連接于互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'。關(guān)于第二 p通道晶體管M2，其源極連接于第二電 源(電壓為VDDA)，漏極連接于互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'，而柵極連接于輸出節(jié)點(diǎn)Q。關(guān)于第一n通 道晶體管M3，其柵極接收輸入信號(hào)IN，漏極連接于輸出節(jié)點(diǎn)Q，而源極連接于地。關(guān)于第二 n通道晶體管M4，其柵極接收反向輸入信號(hào)XIN，漏極連接于互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'，而源極連接 于地。 為了達(dá)到切換單元33在輸入信號(hào)IN、反向輸入信號(hào)XIN、輸入節(jié)點(diǎn)P、互補(bǔ)輸入節(jié) 點(diǎn)P'、輸出節(jié)點(diǎn)Q、以及互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'之間的導(dǎo)通或關(guān)斷，在本實(shí)施例中，是利用四個(gè)開(kāi) 關(guān)331 334來(lái)達(dá)成。第一開(kāi)關(guān)331連接于互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'與輸入節(jié)點(diǎn)P之間，第二開(kāi)關(guān) 332連接于輸出節(jié)點(diǎn)Q與互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'之間，第三開(kāi)關(guān)333連接于輸入節(jié)點(diǎn)P與輸入信 號(hào)IN之間，第四開(kāi)關(guān)334連接于互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'與反向輸入信號(hào)XIN之間。
配合前述的四個(gè)開(kāi)關(guān)331 334，在這個(gè)較佳實(shí)施例中，是利用兩個(gè)互補(bǔ)的控制信 號(hào)來(lái)控制四個(gè)開(kāi)關(guān)331 334的切換；亦即，當(dāng)利用諸如四個(gè)n通道晶體管M5 M8來(lái)實(shí)現(xiàn) 四個(gè)開(kāi)關(guān)331 334的實(shí)施例中，如圖4的本發(fā)明所提出電位移轉(zhuǎn)電路的較佳實(shí)施例的電 路圖所示，利用控制單元44所耦合的兩個(gè)互補(bǔ)信號(hào)-一 導(dǎo)通信號(hào)IS0_0N與關(guān)斷信號(hào)IS0_ OFF-—來(lái)控制四個(gè)開(kāi)關(guān)331 334的切換。 更詳細(xì)地說(shuō)，控制單元44是以第二電源(電壓為VDDA)作為動(dòng)作電源，用以將導(dǎo) 通信號(hào)IS0J)N轉(zhuǎn)換為斷開(kāi)信號(hào)IS0J)FF。當(dāng)?shù)谝浑娫?電壓為VDDB)關(guān)閉時(shí)，導(dǎo)通信號(hào) IS0_0N會(huì)將n通道晶體管M5與M6導(dǎo)通，使得互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'與輸入節(jié)點(diǎn)P之間短路，也 使得輸出節(jié)點(diǎn)Q與互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'之間短路。另外，關(guān)斷信號(hào)ISOJ)FF也同時(shí)將n通道晶 體管M7與M8關(guān)斷，使得輸入節(jié)點(diǎn)P與輸入信號(hào)IN之間斷路，也使得互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)P'與反 向輸入信號(hào)XIN之間斷路。此時(shí)電位移轉(zhuǎn)電路400會(huì)變成一個(gè)鎖存器，便能夠藉此將輸出 節(jié)點(diǎn)Q與互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)Q'的電壓鎖存在該第一電源關(guān)閉前的狀態(tài)。 需要特別說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，雖然是利用四個(gè)n通道晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)圖3的切 換電路33，但對(duì)于熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人來(lái)說(shuō)并不僅限于此，而可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同種 類(lèi)的電路組件來(lái)制作，只要能夠達(dá)成利用切換電路33使得電位移轉(zhuǎn)電路具有鎖存器的功 能即可。
綜上所述，本發(fā)明所提出的電位移轉(zhuǎn)電路主要包括一電位移轉(zhuǎn)單元以及一切換單
元，當(dāng)欲移轉(zhuǎn)電位的訊號(hào)所屬的電源關(guān)閉時(shí)，該切換單元將隔離欲移轉(zhuǎn)電位的訊號(hào)并將電
位移轉(zhuǎn)電路轉(zhuǎn)換為鎖存電路，并將電源關(guān)閉之前的狀態(tài)存在鎖存電路內(nèi)。在輸入端電源關(guān)
閉時(shí)可隔離輸入端訊號(hào)的不確定性，并確保不會(huì)漏電，并儲(chǔ)存電源關(guān)閉之前的狀態(tài)，同時(shí)具
有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單與成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
100 、200 、300 、400電位移轉(zhuǎn)電路
11、31輸入單元33切換單元44控制單元Ml M8晶體管VDDB第一電源XIN反向輸入信號(hào)IS0_0N導(dǎo)通信號(hào)P輸入節(jié)點(diǎn)Q輸出節(jié)點(diǎn)
12、32電位移轉(zhuǎn)單元331 334開(kāi)關(guān)
VDDA第二電源IN輸入信號(hào)0UT輸出信號(hào)IS0_0FF關(guān)斷信號(hào)P'互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)Q'互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)
本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所作的任何修飾和變更，均不脫離本發(fā)明所附屬的
權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種電位移轉(zhuǎn)電路，是將以一第一電源作為動(dòng)作電源的一輸入信號(hào)與一反向輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為以一第二電源作為動(dòng)作電源的一輸出信號(hào)，所述電位移轉(zhuǎn)電路包括一電位移轉(zhuǎn)單元，是以所述第二電源作為動(dòng)作電源并接收所述輸入信號(hào)與所述反向輸入信號(hào)后產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，所述電位移轉(zhuǎn)單元具有一輸入節(jié)點(diǎn)，接收所述輸入信號(hào)；一互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)，接收所述反向輸入信號(hào)；一輸出節(jié)點(diǎn)，輸出所述輸出信號(hào)；及一互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)；以及一切換單元，在所述第一電源關(guān)閉時(shí)進(jìn)行切換，使得所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸入信號(hào)之間斷路、所述互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)與所述反向輸入信號(hào)之間斷路，同時(shí)使得所述互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)與所述輸入節(jié)點(diǎn)之間短路、所述輸出節(jié)點(diǎn)與所述互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)之間短路，藉此將所述輸出節(jié)點(diǎn)與所述互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)的電壓鎖存在所述第一電源關(guān)閉前的狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電位移轉(zhuǎn)電路，其中所述第一電源的電壓低于所述第二電源的 電壓。
3. 如權(quán)利要求l所述的電位移轉(zhuǎn)電路，還包括一輸入單元，是以所述第一電源作為動(dòng)作電源，用以將所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述反向 輸入信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述的電位移轉(zhuǎn)電路，其中所述輸入單元包括一第一反向器。
5. 如權(quán)利要求1所述的電位移轉(zhuǎn)電路，其中所述電位移轉(zhuǎn)單元包括 一第一P通道晶體管，其源極連接于所述第二電源，漏極連接于所述輸出節(jié)點(diǎn)，而柵極連接于所述互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)；一第二p通道晶體管，其源極連接于所述第二電源，漏極連接于所述互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)，而 柵極連接于所述輸出節(jié)點(diǎn)；一第一n通道晶體管，其柵極接收所述輸入信號(hào)，漏極連接于所述輸出節(jié)點(diǎn)，而源極連 接于地；以及一第二n通道晶體管，其柵極接收所述反向輸入信號(hào)，漏極連接于所述互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)， 而源極連接于地。
6. 如權(quán)利要求1所述的電位移轉(zhuǎn)電路，其中所述切換單元包括 一第一開(kāi)關(guān)，連接于所述互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)與所述輸入節(jié)點(diǎn)之間，受一導(dǎo)通信號(hào)的控制； 一第二開(kāi)關(guān)，連接于所述輸出節(jié)點(diǎn)與所述互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)之間，受所述導(dǎo)通信號(hào)的控制；一第三開(kāi)關(guān)，連接于所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸入信號(hào)之間，受一斷開(kāi)信號(hào)的控制；以及 一第四開(kāi)關(guān)，連接于所述互補(bǔ)輸入節(jié)點(diǎn)與所述反向輸入信號(hào)之間，受所述斷開(kāi)信號(hào)的 控制。
7. 如權(quán)利要求6所述的電位移轉(zhuǎn)電路，還包括一控制單元，是以所述第二電源作為動(dòng)作電源，用以將所述導(dǎo)通信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述斷開(kāi)信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求7所述的電位移轉(zhuǎn)電路，其中所述輸入單元包括一第二反向器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電位移轉(zhuǎn)電路，其包括一電位移轉(zhuǎn)單元以及一切換單元，當(dāng)欲移轉(zhuǎn)電位的訊號(hào)所屬的電源關(guān)閉時(shí)，該切換單元將隔離欲移轉(zhuǎn)電位的訊號(hào)并將電位移轉(zhuǎn)電路轉(zhuǎn)換為鎖存電路，并將電源關(guān)閉之前的狀態(tài)存在鎖存電路內(nèi)。
文檔編號(hào)H03K19/00GK101753122SQ200810173509
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者盧俊銘 申請(qǐng)人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司