CN101807911A

CN101807911A - 电平转换电路和电平转换方法

Info

Publication number: CN101807911A
Application number: CN 201010135708
Authority: CN
Inventors: 刘玉华
Original assignee: Huawei Device Co Ltd
Current assignee: Huawei Device Co Ltd
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2010-08-18

Abstract

本发明公开了一种电平转换电路和电平转换方法。该电平转换电路包括低电压域电路和高电压域电路，高电压域电路包括电平转换模块、输出控制模块和第二电源；低电压域电路，用于接收输入信号和逻辑控制信号，根据输入信号和逻辑控制信号生成第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号输出给电平转换模块；电平转换模块，用于根据第一控制信号和第二控制信号生成第三控制信号，并将第三控制信号输出给输出控制模块；输出控制模块，用于接收逻辑控制信号，并根据第三控制信号和逻辑控制信号生成输出信号。本实施例提供的电平转换电路实现了输出电平状态确定的输出信号以及避免低电压域电路中产生漏电流。

Description

电平转换电路和电平转换方法

技术领域

本发明实施例涉及数字电路技术领域，特别涉及一种电平转换电路和电平转换方法。

背景技术

在数字模拟混合芯片的电路中，通常存在多个电压域。当数字信号在不同的电压域传送时，需要通过电平转换电路(Level Shift Circuit)实现数字信号的电平转换。电平转换电路可包括低电压域电路和高电压域电路，在电平转换电路的实际工作过程中，会出现低电压域电路中的电源不供电或者高电压域电路中的电源不供电的情况。为防止由于低电压域电路中的电源不供电或者高电压域电路中的电源不供电而导致电平转换电路无法正常工作，通常电平转换电路中会增加逻辑控制信号。

图5为现有技术中电平转换电路的结构示意图，如图5所示，该电平转换电路可包括低电压域电路101和高电压域电路102，低电压域电路101包括或非门103、或非门104和电源VDD1，电源VDD1向或非门103和或非门104供电。高电压域电路102包括电平转换模块109、与非门105、反相器106、反相器107、反相器108和电源VDD2，电源VDD2向电平转换模块109、与非门105、反相器106、反相器107和反相器108供电，其中，反相器106的输入端接收逻辑控制信号，该逻辑控制信号为使能控制(Power Down，简称：PD)信号。

当高电压域电路中的电源不供电而低电压域电路中的电源供电时，需要将PD信号设置为高电平，并由反相器106接收该PD信号。反相器106向反相器107输出低电平信号，由于电源VDD2不能向反相器107供电而导致反相器107不能正常工作，因此反相器107会向低电压域电路中的或非门103和或非门104输出电平状态不定的信号，例如中间状态电平信号，这会导致低电压域电路中的或非门103和或非门104的栅极产生漏电流；反相器106还会向与非门105输出低电平信号，由于电源VDD2不能对与非门105供电而导致与非门105不能正常工作，而与非门105接收到的PD信号为低电平信号，因此与非门105会输出电平状态不定的信号，这导致输出信号OUT也为电平状态不定的信号。

综上所述，现有技术的电平转换电路中，当高电压域电路中的电源不供电时，会导致高电压域电路输出信号的电平状态不定以及低电压域中产生漏电流。

发明内容

本发明实施例提供一种电平转换电路和电平转换方法，用以实现高压域电路输出电平状态确定的输出信号以及避免低电压域中产生漏电流。

本发明实施例提供了一种电平转换电路，包括：低电压域电路和高电压域电路，所述高电压域电路包括电平转换模块、输出控制模块和用于向所述电平转换模块和所述输出控制模块供电的第二电源；

所述低电压域电路，用于接收输入信号和逻辑控制信号，根据所述输入信号和所述逻辑控制信号生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号和第二控制信号输出给所述电平转换模块；

所述电平转换模块，用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成第三控制信号，并将所述第三控制信号输出给所述输出控制模块；

所述输出控制模块，用于接收所述逻辑控制信号，并根据所述第三控制信号和所述逻辑控制信号生成输出信号。

本发明实施例还提供了一种电平转换方法，包括：

低电压域电路接收输入信号和逻辑控制信号，根据所述输入信号和所述逻辑控制信号生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号和第二控制信号输出给电平转换模块；

所述电平转换模块根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成第三控制信号，并将所述第三控制信号输出给输出控制模块；

所述输出控制模块接收所述逻辑控制信号，并根据所述第三控制信号和所述逻辑控制信号生成输出信号。

本发明实施例提供的电平转换电路和电平转换方法，高电压域电路中的输出控制模块可直接接收逻辑控制信号，因此该输出控制模块可在逻辑控制信号的控制下输出电平状态确定的输出信号，从而实现了高电压域电路输出电平状态确定的输出信号；低电压域电路可直接接收逻辑控制信号，由于直接接收的逻辑控制信号是电平状态确定的信号，因此低电压域电路不会产生漏电流，从而避免了低电压域中产生漏电流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种电平转换电路的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种电平转换电路的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种电平转换方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的一种电平转换方法的流程图；

图5为现有技术中电平转换电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的一种电平转换电路的结构示意图，如图1所示，该电平转换电路包括低电压域电路11和高电压域电路12。高电压域电路12包括电平转换模块24、输出控制模块23和第二电源VDD2，第二电源VDD2用于向电平转换模块24和输出控制模块23供电。

低电压域电路11接收输入信号和逻辑控制信号，根据输入信号和逻辑控制信号生成第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号输出给电平转换模块24；

电平转换模块24根据第一控制信号和第二控制信号生成第三控制信号，并将第三控制信号输出给输出控制模块23；

输出控制模块23接收逻辑控制信号，并根据第三控制信号和逻辑控制信号生成输出信号。

本实施例提供的电平转换电路中，高电压域电路中的输出控制模块可直接接收逻辑控制信号，因此该输出控制模块可在逻辑控制信号的控制下输出电平状态确定的输出信号，从而实现了高电压域电路输出电平状态确定的输出信号；低电压域电路可直接接收逻辑控制信号，由于直接接收的逻辑控制信号是电平状态确定的信号，因此低电压域电路不会产生漏电流，从而避免了低电压域中产生漏电流。

图2为本发明实施例二提供的一种电平转换电路的结构示意图，如图2所示，该电平转换电路包括低电压域电路11和高电压域电路12。低电压域电路11包括第一或非门21、第二或非门22和第一电源VDD1，第一电源VDD1用于向第一或非门21和第二或非门22供电；高电压域电路12包括电平转换模块24、第三或非门23和第二电源VDD2，第二电源VDD2用于向电平转换模块24和第三或非门23供电。

第一或非门21接收输入信号和逻辑控制信号，根据该输入信号和该逻辑控制信号生成第一控制信号，并将该第一控制信号输出给第二或非门22和电平转换模块24。本实施例中，逻辑控制信号可以为PD信号。

第二或非门22接收逻辑控制信号，根据第一控制信号和逻辑控制信号生成第二控制信号，并将第二控制信号输出给电平转换模块24。

电平转换模块24根据该第一控制信号和该第二控制信号生成第三控制信号，并将该第三控制信号输出给第三或非门23。具体地，该电平转换模块24可以包括PMOS管P1、PMPS管P2、NMOS管N1和NMOS管N2。

第三或非门23接收逻辑控制信号，并根据该第三控制信号和该逻辑控制信号生成输出信号。

下面对该电平转换电路的工作过程进行详细描述，本实施例中，逻辑控制信号为高电平信号。

当第一电源VDD1和第二电源VDD2均供电时，第一或非门21的一输入端接收逻辑控制信号，另一输入端接收输入信号，由于逻辑控制信号为高电平信号，也就是说，第一或非门21接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门21的栅极不会产生漏电流。进一步地，由于第一或非门21接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门21输出给NMOS管N2的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块24中的NMOS管N2的栅极不会产生漏电流。第二或非门22的一输入端接收逻辑控制信号，另一输入端接收第一或非门21生成的第一控制信号，由于逻辑控制信号为高电平信号，也就是说，第二或非门22接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第二或非门22的栅极不会产生漏电流。进一步地，由于第二或非门22接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第二或非门22输出给NMOS管N1的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块24中的NMOS管N1的栅极不会产生漏电流。第三或非门23的一输入端接收逻辑控制信号，由于该逻辑控制为高电平信号，因此第三或非门23输出的输出信号为低电平信号，也就是说，电平转换电路输出电平状态确定的信号。

当第一电源VDD1供电而第二电源VDD2不供电时，第一或非门21的一输入端接收逻辑控制信号，另一输入端接收输入信号，由于逻辑控制信号为高电平信号，也就是说，第一或非门21接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门21的栅极不会产生漏电流。进一步地，由于第一或非门21接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门21输出给NMOS管N2的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块24中的NMOS管N2的栅极不会产生漏电流。并且由于第一或非门21接收到的是高电平信号，因此即使第一电源VDD1供电不供电，第一或非门21也可输出低电平信号。第二或非门22的一输入端接收逻辑控制信号，另一输入端接收第一或非门21生成的第一控制信号，由于逻辑控制信号为高电平信号，也就是说，第二或非门22接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第二或非门22的栅极不会产生漏电流。进一步地，由于第二或非门22接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第二或非门22输出给NMOS管N1的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块24中的NMOS管N1的栅极不会产生漏电流。并且由于第二或非门22接收到的是高电平信号，因此即使第一电源VDD1供电不供电，第二或非门22也可输出低电平信号。第三或非门23的一输入端接收逻辑控制信号，由于该逻辑控制为高电平信号，因此第三或非门23输出的输出信号为低电平信号，也就是说，电平转换电路输出电平状态确定的信号。

当第一电源VDD1供电而第二电源VDD2不供电时，第一或非门21的一输入端接收逻辑控制信号，另一输入端接收输入信号，由于逻辑控制信号为高电平信号，也就是说，第一或非门21接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门21的栅极不会产生漏电流。进一步地，由于第一或非门21接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门21输出给NMOS管N2的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块24中的NMOS管N2的栅极不会产生漏电流。第二或非门22的一输入端接收逻辑控制信号，另一输入端接收第一或非门21生成的第一控制信号，由于逻辑控制信号为高电平信号，也就是说，第二或非门22接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第二或非门22的栅极不会产生漏电流。进一步地，由于第二或非门22接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第二或非门22输出给NMOS管N1的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块24中的NMOS管N1的栅极不会产生漏电流。第三或非门23的一输入端接收逻辑控制信号，由于该逻辑控制为高电平信号，因此即使第二电源VDD2不对第三或非门23供电，第三或非门23输出的输出信号也为低电平信号，也就是说，电平转换电路输出电平状态确定的信号。

本实施例提供的电平转换电路中，高电压域电路中设置第三或非门，由于该第三或非门可直接接收逻辑控制信号，因此该第三或非门可在逻辑控制信号的控制下输出电平状态确定的输出信号；低电压域电路中的第一或非门和第二或非门均可直接接收逻辑控制信号，由于直接接收的逻辑控制信号是电平状态确定的信号，因此第一或非门的栅极和第二或非门的栅极均不会产生漏电流。从而本实施例的技术方案实现了输出电平状态确定的输出信号以及避免低电压域中的或非门的栅极产生漏电流。由于低电压域电路中第一或非门和第二或非门接收到的逻辑控制信号为电平状态确定的信号，因此第一或非门和第二或非门输出给电平转换模块中的NMOS管的信号为电平状态确定的信号，从而使电平转换模块中的NMOS管的栅极不会产生漏电流。与现有技术中相比，本实施例的电平转换电路无需设置反相器，从而简化了电路结构，减少了电路面积。

图3为本发明实施例三提供的一种电平转换方法的流程图，如图3所示，本实施例的方法基于电平转换电路，该电平转换电路包括低电压域电路和高电压域电路，该高电压域电路包括电平转换模块、输出控制模块和用于向该电平转换模块和该输出控制模块供电的第二电源，则该方法包括：

步骤301、低电压域电路接收输入信号和逻辑控制信号，根据输入信号和逻辑控制信号生成第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号输出给高电压域电路中的电平转换模块。

步骤302、电平转换模块根据第一控制信号和第二控制信号生成第三控制信号，并将第三控制信号输出给高电压域电路中的输出控制模块。

步骤303、输出控制模块接收所述逻辑控制信号，并根据第三控制信号和逻辑控制信号生成输出信号。

本实施例提供的电平转换方法可以采用上述实施例一提供的电平转换电路执行。

本实施例提供的电平转换方法中，高电压域电路中的输出控制模块可直接接收逻辑控制信号，因此该输出控制模块可在逻辑控制信号的控制下输出电平状态确定的输出信号，从而实现了高电压域电路输出电平状态确定的输出信号；低电压域电路可直接接收逻辑控制信号，由于直接接收的逻辑控制信号是电平状态确定的信号，因此低电压域电路不会产生漏电流，从而避免了低电压域中产生漏电流。

图4为本发明实施例四提供的一种电平转换方法的流程图，如图4所示，本实施例的方法基于电平转换电路，该电平转换电路包括低电压域电路和高电压域电路，该低电压域电路包括第一或非门、第二或非门和用于向第一或非门和第二或非门供电的第一电源，该高电压域电路包括电平转换模块、第三或非门和用于向该电平转换模块和该第三或非门供电的第二电源，则该方法包括：

步骤401、第一或非门接收输入信号和逻辑控制信号，根据输入信号和逻辑控制信号生成第一控制信号，并将第一控制信号输出给第二或非门和电平转换模块；

步骤402、第二或非门接收逻辑控制信号，根据第一控制信号和逻辑控制信号生成第二控制信号，并将第二控制信号输出给所述电平转换模块；

步骤403、电平转换模块根据第一控制信号和第二控制信号生成第三控制信号，并将第三控制信号输出给第三或非门；

步骤404、第三或非门接收逻辑控制信号，并根据第三控制信号和逻辑控制信号生成输出信号。

本实施例中当逻辑控制信号为高电平信号时，则输出信号为低电平信号。

采用本实施例的电平转换方法的电平转换电路的工作过程可参见实施例二中的描述，此处不再赘述。

本实施例提供的电平转换方法可以采用上述实施例二提供的电平转换电路执行。

本实施例提供的电平转换方法中，第三或非门可直接接收逻辑控制信号，因此该第三或非门可在逻辑控制信号的控制下输出电平状态确定的输出信号；低电压域电路中的第一或非门和第二或非门均可直接接收逻辑控制信号，由于直接接收的逻辑控制信号是电平状态确定的信号，因此第一或非门的栅极和第二或非门的栅极均不会产生漏电流。从而本实施例的技术方案实现了输出电平状态确定的输出信号以及避免低电压域中的或非门的栅极产生漏电流。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种电平转换电路，其特征在于，包括：低电压域电路和高电压域电路，所述高电压域电路包括电平转换模块、输出控制模块和用于向所述电平转换模块和所述输出控制模块供电的第二电源；

2.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述低电压域电路包括第一或非门、第二或非门和用于向所述第一或非门和所述第二或非门供电的第一电源；

所述第一或非门，用于接收所述输入信号和所述逻辑控制信号，根据所述输入信号和所述逻辑控制信号生成所述第一控制信号，并将所述第一控制信号输出给所述第二或非门和所述电平转换模块；

所述第二或非门，用于接收所述逻辑控制信号，根据所述第一控制信号和所述逻辑控制信号生成第二控制信号，并将所述第二控制信号输出给所述电平转换模块。

3.根据权利要求1或2所述的电平转换电路，其特征在于，所述输出控制模块包括第三或非门；

所述第三或非门，用于接收所述逻辑控制信号，并根据所述电平转换模块输出的第三控制信号和所述逻辑控制信号生成所述输出信号。

4.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述逻辑控制信号为高电平信号。

5.根据权利要求4所述的电平转换电路，其特征在于，所述输出信号为低电平信号。

6.一种电平转换方法，其特征在于，基于电平转换电路，所述电平转换电路包括低电压域电路和高电压域电路，所述高电压域电路包括电平转换模块、输出控制模块和用于向所述电平转换模块和所述输出控制模块供电的第二电源，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的电平转换方法，其特征在于，所述低电压域电路包括第一或非门、第二或非门和用于向所述第一或非门和所述第二或非门供电的第一电源；

所述低电压域电路接收输入信号和逻辑控制信号，根据所述输入信号和所述逻辑控制信号生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号和第二控制信号输出给电平转换模块包括：

所述第一或非门接收所述输入信号和所述逻辑控制信号，根据所述输入信号和所述逻辑控制信号生成所述第一控制信号，并将所述第一控制信号输出给所述第二或非门和所述电平转换模块；

所述第二或非门接收所述逻辑控制信号，根据所述第一控制信号和所述逻辑控制信号生成第二控制信号，并将所述第二控制信号输出给所述电平转换模块。

8.根据权利要求6或7所述的电平转换方法，其特征在于，所述输出控制模块包括第三或非门；

所述输出控制模块接收所述逻辑控制信号，并根据所述第三控制信号和所述逻辑控制信号生成输出信号包括：

所述第三或非门接收所述逻辑控制信号，并根据所述第三控制信号和所述逻辑控制信号生成输出信号。

9.根据权利要求6所述的电平转换方法，其特征在于，所述逻辑控制信号为高电平信号。

10.根据权利要求9所述的电平转换方法，其特征在于，所述输出信号为低电平信号。