專(zhuān)利名稱：電平轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電平轉(zhuǎn)換電路。
尤其是在集成電路中經(jīng)常需要將各電路部分彼此連接，這些電路部分彼此相對(duì)地需要及輸出不同的信號(hào)電平。為了使不同的信號(hào)電平彼此相匹配通常接入電平轉(zhuǎn)換電路。在此情況下該電平轉(zhuǎn)換電路不應(yīng)該比其余的電路部分速度慢。
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種具有高開(kāi)關(guān)速度的電平轉(zhuǎn)換電路。
本發(fā)明的任務(wù)將通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的電平轉(zhuǎn)換電路來(lái)解決。本發(fā)明構(gòu)思的結(jié)構(gòu)及進(jìn)一步構(gòu)型是從屬權(quán)利要求的主題。
根據(jù)本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)換電路尤其包括一個(gè)第一晶體管及一個(gè)第二晶體管，這兩個(gè)晶體管為第一導(dǎo)電類(lèi)型的。這兩個(gè)晶體管中一個(gè)晶體管的控制端子各通過(guò)另一晶體管的負(fù)載段連接到第一電源電位上。在第一晶體管的控制端子及參考電位之間連接了一個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的第三晶體管的負(fù)載段。第三晶體管的控制端子與電位轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接。在此情況下第二及第三晶體管的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端。在第二晶體管的控制端子和第三晶體管的控制端子之間連接了第二導(dǎo)電類(lèi)型的第四晶體管的負(fù)載段。在此情況下在第三及第四晶體管的控制端子之間設(shè)置一個(gè)電容。最后在第四晶體管的控制端子前面連接了一個(gè)箝位電路。
該電容起自舉電容的作用，它短時(shí)地提高第二晶體管控制端子上的控制信號(hào)。第四晶體管用于使第一電源電位與第一晶體管受控制段的參考電位彼此電隔離。這就是說(shuō)，在第一晶體管導(dǎo)通的情況下能阻止電流從第一電源電位流向參考電位。但是由此，為使第二晶體管關(guān)斷僅能用減去第四晶體管上壓降的電壓來(lái)控制。因此它將會(huì)相對(duì)慢地關(guān)斷。自舉電容將短時(shí)地提高電壓并由此加速其關(guān)斷。
箝位電路是這樣構(gòu)成的，即它允許第二晶體管的控制電壓短時(shí)地提高到一確定值，并以此使該電壓箝在確定值上。由此可避免在第二和第四晶體管上出現(xiàn)不允許的高電壓。該箝位電路僅在電平轉(zhuǎn)換電路“有問(wèn)題的區(qū)域”中有效，而對(duì)電平轉(zhuǎn)換電路的其余性能沒(méi)有影響。
該箝位電路最好包括一個(gè)第五晶體管，它的控制端子與參考電位相連接，而它的受控制段連接在第四晶體管的控制端子和第二電源電位之間。另外設(shè)有一個(gè)二極管，它并聯(lián)在第五晶體管的受控制段上。
此外，在第五晶體管的受控制段上還并聯(lián)了一個(gè)第六晶體管的受控制段，該第六晶體管的控制端子與輸出端相連接。
第六晶體管控制端子與輸出端的連接最好是借助于一個(gè)緩沖器，它例如可由兩個(gè)串聯(lián)的反相器組成。
此外，在參考電位及第四晶體管的控制報(bào)之間在阻斷方向上聯(lián)接了第二個(gè)二極管，以便抑制第四晶體管控制端子上出現(xiàn)不允許的電位。
最好，在第四晶體管控制輸入端的前面連接一個(gè)緩沖器，它被設(shè)置用于一方面對(duì)在輸入端上輸入的輸入信號(hào)建立一個(gè)確定的輸入關(guān)系，另一方面用于保證第四晶體管及自舉電容的低歐姆調(diào)節(jié)。
對(duì)于所使用的晶體管最好采用MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它的特點(diǎn)是所占位置小及很小的功率損耗。
在本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中，特別是第四晶體管采用MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。它的柵極-源極電容被相應(yīng)地構(gòu)型，以形成該自舉電容。該自舉電容僅需要很小的附加成本，因?yàn)閮H是確定第四晶體管柵級(jí)-源極電容的結(jié)構(gòu)必需相應(yīng)地改變，以便實(shí)現(xiàn)所需電容量的增大。
但是該自舉電容也可通過(guò)一個(gè)附加的電容器來(lái)形成，它例如由另一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極-源極電容來(lái)獲得。
以下將借助在附圖
中唯一示圖上所表示的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
在該實(shí)施例中，一個(gè)P溝道型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管1及一個(gè)P溝道型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管2彼此這樣地連接，即晶體管1的柵極端子與晶體管2的漏極端子相連接，及晶體管2的柵極端子與晶體管1的漏極端子相連接。這兩個(gè)晶體管1及2的源極端子在此情況下與第一電源電位V1的正極相連接。此外，晶體管2的漏極端子與電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端A以及一個(gè)n溝道型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管3的漏極端子相連接。晶體管3的柵極端子與一個(gè)n溝道型MOS場(chǎng)效慶晶體管4的源極端子相連接，晶體管3的源極端子與一個(gè)參考電位M相連接，及晶體管4的漏極端子與晶體管1的漏極端子相連接。
在晶體管4的柵極端子及晶體管3的柵極端子之間連接了一個(gè)通過(guò)一種導(dǎo)電類(lèi)型的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管相應(yīng)接線構(gòu)成的電容器5，在該電容器5上并聯(lián)了晶體管4的柵極源極電容。在此情況下，晶體管4的柵極-源極電容通過(guò)晶體管4的相應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的構(gòu)型被增大。也可以用相同方式僅使用這兩個(gè)電容器中的一個(gè)來(lái)取代這兩個(gè)電容器。
晶體管4的柵極端子的控制是一個(gè)箝位裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在該實(shí)施例中該箝位裝置是由一個(gè)P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管7構(gòu)成的，它的控制端子與參考電位M相連接，及它的漏極-源極段連接在晶體管4的柵極端子及正的第二電源電位V2之間。在晶體管7中，在此情況下其漏極端子與晶體管4的柵極端子相連接，及其源極端子源電位V2相連接。晶體管7的漏極-源極段上并聯(lián)了一個(gè)處于導(dǎo)通方向的二極管8。
此外設(shè)有一個(gè)晶體管9，它的柵極端子與輸出端子A相連接，它的受控制段與晶體管7的受控制段相并聯(lián)。晶體管9的柵極端子與輸出端A的連接是借助一個(gè)由兩個(gè)并聯(lián)的反相器組成的緩沖器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最后，在晶體管3的柵極端子前面連接了一個(gè)由一個(gè)反相器構(gòu)成的緩沖器。
這三個(gè)反相器中的每個(gè)在此情況下各包括兩個(gè)推挽式工作的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，一個(gè)晶體管為P溝道型晶體管11、或13或15；另一個(gè)晶體管為n溝道型晶體管12、或14或16。兩個(gè)晶體管的柵極端子及漏極端子總是彼此相連接，其中兩個(gè)相連接的漏極端子構(gòu)成反相電路的輸出端，而兩個(gè)相連接的柵極端子構(gòu)成反相電路的輸入端及一個(gè)輸入端。各源極端子相應(yīng)地連接在第二電源電位V2或參考電位M上。
最后二極管11以阻塞方向設(shè)在參考電位M和晶體管4的柵極端子之間。
權(quán)利要求
1．電平轉(zhuǎn)換電路，具有一個(gè)第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一晶體管(1)及一個(gè)第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二晶體管(2)，它們中一個(gè)晶體管的控制端子各通過(guò)另一晶體管的負(fù)載段連接到第一電源電位(V1)上，具有一個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的第三晶體管(3)，它的負(fù)載段連接在第一晶體管(1)的控制端子及參考電位(M)之間，及它的控制端子與電位轉(zhuǎn)換電路的輸入端(E)相連接，其中第二晶體管(2)及第三晶體管(3)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端(A)，具有一個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的第四晶體管(4)，它的負(fù)載段連接在第二晶體管(2)的控制端子和第三晶體管(3)的控制端子之間，具有一個(gè)電容(5,6)，它連接在第三及第四晶體管(3,4)的控制極之間，及具有一個(gè)箝位電路，它連接在第四晶體管(4)的控制端子的前面。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電平轉(zhuǎn)換電路，其中箝位電路具有一個(gè)第五晶體管(7)，它的控制端子與參考電位(M)相連接，及它的受控制段連接在第四晶體管(4)的控制端子和第二電源電位(V2)之間，及第一個(gè)二極管(8)，它以導(dǎo)通方向并聯(lián)在第五晶體管(7)的受控制段上。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電平轉(zhuǎn)換電路，具有一個(gè)第六晶體管(9)，它的控制端子與輸出端(A)相連接及它的受控制段與第五晶體管(7)的受控制段相并聯(lián)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的電平轉(zhuǎn)換電路，其中第六晶體管(9)的控制端子與輸出端(A)的連接是借助一個(gè)第一緩沖器(13至16)實(shí)現(xiàn)的。
5．根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)的電平轉(zhuǎn)換電路，具有第二個(gè)二極管(10)，它以阻斷方向連接在參考電位(M)及第四晶體管(4)的控制端子之間。
6．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的電平轉(zhuǎn)換電路，其中第四晶體管(4)的控制輸入端前面連接了一個(gè)第二緩沖器(11、12)。
7．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的電平轉(zhuǎn)換電路，其中各個(gè)晶體管(1、2、3、4、7、9)中有一部分是MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
8．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的電平轉(zhuǎn)換電路，其中第四晶體管(4)是一個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，及電容(5、6)通過(guò)一個(gè)相應(yīng)構(gòu)型的第四晶體管(4)的柵極-源極電容構(gòu)成。
9．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的電平轉(zhuǎn)換電路，其中電容(5、6)通過(guò)一個(gè)電容器(5)構(gòu)成。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的電平轉(zhuǎn)換電路，其中電容(5)通過(guò)另一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極-源極電容構(gòu)成。
全文摘要
電平轉(zhuǎn)換電路,具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一晶體管(1)及第二晶體管(2),具有一個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的第三晶體管(3),其中第二晶體管(2)及第三晶體管(3)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端(A)。具有一個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的第四晶體管(4),具有一個(gè)電容(5、6),它連接在第三及第四晶體管(3、4)的控制端子之間,及具有一個(gè)箝位電路,它連接在第四晶體管(4)的控制端子前面。
文檔編號(hào)H03K19/0185GK1212518SQ98119208
公開(kāi)日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1998年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月10日
發(fā)明者Z·馬尼奧基 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司