CN202713266U

CN202713266U - 高电压兼容输入系统

Info

Publication number: CN202713266U
Application number: CN 201220302366
Authority: CN
Inventors: 谈向阳; 陈达华; 汪祥文
Original assignee: Shenzhen Weir Cohan Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Weir Cohan Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-06-26

Abstract

本实用新型涉及集成电路领域，公开了一种用于集成电路的高电压兼容输入系统。本实用新型所述的高电压兼容输入系统，包括降压模块，用于将输入端的电压降至兼容TTL的输入电压范围内；参考电压源，用于提供参考电压，并且具有电压钳制功能；模拟比较器，用于确定输入电压的逻辑状态；所述降压模块、参考电压源和模拟比较器相互电相连；电平转换器；所述电平转换器用于调整从所述模拟比较器输出的信号电压达到连接芯片的工作电压水平。本实用新型所述的高电压兼容输入系统，大大简化了高低不同电压的芯片之间的介面问题，使系统的元件数目减少，增加稳定性和可靠性。

Description

高电压兼容输入系统

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，尤其涉及一种用于集成电路的高电压兼容输入系统。

背景技术

集成电路，是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件，经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等制造工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等与器件及布线互连在一起，制作在一小块或者几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。在电路中用字母“IC”表示，具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好的特点，同时成本低，便于大规模生产，部件在工、民用电子设备等方面得到广泛的应用，同时也在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。但是在现今如此浩瀚的集成电路芯片中，都是为了满足各种各样电子设备的需求而制作的，目前在中、大功率输出的集成电路芯片中，工作电压往往高于一般兼容TTL和低压互补金属氧化物半导体晶体管制程CMOS逻辑电路的5V电压，即普遍在12V、15V或者18V，因此，对于此类工作电压高于5V、又需通过电压水平兼容TTL或者低压互补金属氧化物半导体晶体管制程CMOS逻辑电路进行逻辑通信的集成电路芯片而言，输出端则需要通过复杂的电路进行电压的转换，使得整个电路更大庞大，同时还容易出现故障。另外，对于某个电子设备而言，其内部的电路则肯定是由许许多多的不同芯片构成，同时，对于不同的芯片，肯定也存在多种工作电压，那么对于需要通过复杂外围电路进行电压的转换，则无疑是个棘手的问题，电路布局会更加复杂，使用的电子元器件也会更多，从而也就导致故障率和成本的提升。

发明内容

本实用新型实施例的目的是：提供一种高电压兼容输入系统，大大简化了高低不同电压的芯片之间的介面问题，使系统的元件数目减少，增加稳定性和可靠性。

本实用新型实施例提供的一种高电压兼容输入系统，包括降压模块，用于将输入端的电压降至兼容TTL的输入电压范围内；

参考电压源，用于提供参考电压，并且具有电压钳制功能；

模拟比较器，用于确定输入电压的逻辑状态；

所述降压模块、参考电压源和模拟比较器相互电相连。

可选的，还包括电平转换器；所述电平转换器用于调整从所述模拟比较器输出的信号电压达到连接芯片的工作电压水平。

可选的，所述降压模块采用电阻和PNP晶体管构成。

可选的，所述电阻为多晶电阻或者耐高压电阻。

可选的，所述参考电压源采用低交流阻抗的稳压器件。

可选的，所述稳压器件为NPN晶体管、MOS管和齐纳二极管中的任意一种。

由上可见，应用本实用新型实施例的技术方案，是利用参考电压源生成可修改的入门限值以及高输入电压的集成电路输入管脚的线路，此线路可以在任何双极BI-CMOS、双极-金属氧化物半导体BCD及一般的低压制程上实现。即通过所述降压模块对输入端的电压降至输入电压水平兼容TTL的电压范围内，在此降压过程中，也需要所述参考电压源作为参考电压，同时对电压起到钳制作用。经过降压的输入电压与所述参考电压源比较后，模拟比较器从而确定输入电压的逻辑状态。如果输入电压与被连接芯片的电压为同一电压，则无需电平转换器的接入；如果输入电压与被连接的芯片的电压不一致，需要提升或者下降，则才需要所述电平转换器的接入。本实用新型所述的高电压兼容输入系统可大大简化高低不同电压的芯片之间的介面问题，使系统的元件数目减少，增加稳定性和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型实施例1提供的一种高电压兼容输入系统的原理简图；

图2为本实用新型实施例1提供的一种高电压兼容输入系统的电路原理图;

图3为本实用新型实施例1提供的一种高电压兼容输入系统中的部分电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述的高电压兼容输入系统，包括降压模块1、参考电压源（Vref）2、模拟比较器（COMP）3和电平转换器（LS）4；所述降压模块1用于将输入端的电压降至兼容TTL的输入电压范围，采用电阻和PNP晶体管构成，其中所述电阻可以是多晶电阻，也可以是耐高压电阻，都能满足要求；所述参考电压源2用于提供参考电压，并且具有电压钳制功能，采用低交流阻抗的稳压器件，可以使NPN晶体管、MOS管，也可以是齐纳二极管；所述模拟比较器3用于确定输入电压的逻辑状态；所述电平转换器4用于调整从所述模拟比较器3输出的信号电压达到连接芯片的工作电压水平。

结合图2可以看出，引脚输入的信号经过电阻R和纵向PNP晶体管，钳制在Vref+Vbe的位置，其中Vbe是PN结的正向电压降，同时所述Vref设定为3Vbe。所述模拟比较器3是一个标准的差分放大器输入级，其输出连接在电流比较器的两个输入端，通过控制电流的流向来产生对应逻辑电平。不过，不管Vref的电压值是多少，所述模拟比较器3的所有输入电压都可以控制在5V以下，从而达到使用低压元件来处理高压输入信号的目的。

如图3所示，为图2的部分电路，其中可以看到BlockI、BlockII和BlockIII三个部分，其中BlockI对应于降压模块1，BlockII对应于模拟比较器3，BlockIII对应于参考电压源2。

BlockI中，高电压从管脚输入，与管脚连接的电阻则起到分压作用。

BlockII中，为一个标准的差分输入电路，两个输入端都给钳制在负电源之上的两个Vbe左右，起到一个模拟讯号比较器的功能，可以采用其他电路实现。此电路中

端的输入电压预设为2Vbe，

端的输入电压则由管脚的输入电压来决定：当管脚的输入电压小于2Vbe时，则

端的线路导通；当管脚的输入电压大于则2Vbe时，

端的线路导通，从而判别输入电压的高低；当管脚的输入电压高于3Vbe时，

端的输入电压只停留在3Vbe左右，使整个模拟比较器在低压情况下工作。目前的翻转门限电压值在1.4V左右，更好满足TTL输入的电压水平。

BlockIII作为参考电压源，由于整个电路对精准度和讯号噪声没有特别要求，则选取的最简单的方法，即由两个NPN晶体管连接成二极管，并且串联在一起实现。那么，对于精准度和讯号噪声有要求，则可以采用不同一次电路为基准进行改变的线路实现。

对于BlockI、BlockII和BlockIII，BlockII的

端连接有由BlockIII决定的参考电压，同时还连接有PNP输入管，从而使得电压增加Vbe。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种高电压兼容输入系统，其特征在于，包括：

降压模块，用于将输入端的电压降至兼容TTL的输入电压范围内；

参考电压源，用于提供参考电压，并且具有电压钳制功能；

模拟比较器，用于确定输入电压的逻辑状态；

所述降压模块、参考电压源和模拟比较器相互电相连。

2.根据权利要求1所述的高电压兼容输入系统，其特征在于：

还包括电平转换器；

所述电平转换器用于调整从所述模拟比较器输出的信号电压达到连接芯片的工作电压水平。

3.根据权利要求1所述的高电压兼容输入系统，其特征在于：

所述降压模块采用电阻和PNP晶体管构成。

4.根据权利要求3所述的高电压兼容输入系统，其特征在于：

所述电阻为多晶电阻或者耐高压电阻。

5.根据权利要求1所述的高电压兼容输入系统，其特征在于：

所述参考电压源采用低交流阻抗的稳压器件。

6.根据权利要求5所述的高电压兼容输入系统，其特征在于：

所述稳压器件为NPN晶体管、MOS管和齐纳二极管中的任意一种。