CN209313819U - 电平转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电平转换电路，涉及集成电路技术领域。该电路包括信号输入端和信号输出端以及连接于所述信号输入端的第一反相器、连接于所述第一反相器的第二反相器，所述第二反相器还连接有第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管连接有第三场效应管和第四场效应管，所述第二场效应管连接于所述第四场效应管，所述第三场效应管连接有第五场效应管和第六场效应管，所述第六场效应管还连接有第七场效应管。本实用新型的电平转换电路在信号输入端输入低电压信号或高电压信号，通过第一反相器或第二反相器将电压信号发送至第二场效应管或第六场效应管，以将输入的电压信号进行转换。

Description

电平转换电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种电平转换电路。

背景技术

半导体存储器中通常具有电平转换电路，用于通过所述电平转换电路把逻辑信号转换为编程或擦除操作期间所必须的高电压。在一些情况中，要求提供可从具有较小上电压的域切换至具有较大上电压的域以及从具有较大上电压的域切换至具有较小上电压的域两者的电平转换电路。在SMIC55nm工艺中，在低温（-40℃）条件下，正常的5V器件（ph/nh）的阈值电压Vt会达到1.1V左右，此时，较小上电压VDDL在1.08V左右，这样就会导致电路无法正常导通，使得电平转换电路无法正常输出高电压，无法完成电平转换。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种电平转换电路，旨在使得电路在低温条件下完成正常输出高电压。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电平转换电路，包括信号输入端和信号输出端以及连接于所述信号输入端的第一反相器、连接于所述第一反相器的第二反相器，所述第二反相器还连接有第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管连接有第三场效应管和第四场效应管，所述第二场效应管连接于所述第四场效应管，所述第三场效应管连接有第五场效应管和第六场效应管，所述第六场效应管还连接有第七场效应管；

所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极相互连接、并同时连接于所述第二反相器，所述第一场效应管的漏极连接于所述第二场效应管的源极、并同时连接于所述第四场效应管的栅极；所述第一场效应管的源极连接于所述第三场效应管的漏极，所述第三场效应管的栅极连接于所述第五场效应管的漏极；所述第四场效应管的漏极连接于所述第五场效应管的源极，所述第五场效应管的漏极连接于所述第六场效应管和所述第七场效应管的源极；所述第五场效应管和所述第六场效应管的栅极相互连接、并连接于所述第一反相器；所述信号输出端连接于所述第七场效应管的源极。

优选地，所述第一反相器包括第八场效应管和第九场效应管，所述第八场效应管和所述第九场效应管的栅极相互连接并连接于信号输入端，所述第八场效应管的源极连接于正低压端，所述第九场效应管的源极连接于所述第八场效应管的漏极，所述第九场效应管的漏极接负低压端。

优选地，所述第二反相器包括第十场效应管和第十一场效应管，所述第十场效应管和所述第十一场效应管的栅极相互连接并连接于所述第八场效应管的漏极和所述第九场效应管的源极，所述第十场效应管的源极连接于所述正低压端，所述第十一场效应管的源极连接于所述第十场效应管的漏极，所述第十一场效应管的漏极连接于所述负低压端。

优选地，所述第十场效应管的漏极和所述第十一场效应管的源极同时连接于所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极。

优选地，所述电平转换电路还包括第三反相器，所述第三反相器的一端连接于所述第三场效应管和所述第四场效应管的源极，另一端连接于使能控制信号端。

优选地，所述第三反相器还包括第十二场效应管和第十三场效应管，所述第十二场效应管和所述第十三场效应管的栅极相互连接、并连接于所述使能控制信号端，所述第十二场效应管的源极连接于正高压端，所述第十二场效应管的漏极连接于所述第十三场效应管的源极、并同时连接于所述第三场效应管和所述第四场效应管的源极，所述第十三场效应管的漏极连接于负高压端。

优选地，所述第二场效应管、所述第六场效应管和所述第七场效应管的漏极分别连接于所述负高压端，所述第七场效应管的栅极连接于所述使能控制信号端。

优选地，所述第二场效应管和所述第六场效应管为5V的LDMOS。

本实用新型的电平转换电路在信号输入端输入低电压信号或高电压信号，通过第一反相器或第二反相器将电压信号发送至第二场效应管或第六场效应管，以将输入的电压信号进行转换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电平转换电路的电路原理图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本实用新型提出一种电平转换电路，用于将高电平电压转换为低电平电压，或者将低电平电压转换为高电平电压。

如图1所示，在本实用新型实施例中的电平转换电路包括信号输入端In和信号输出端Y以及连接于所述信号输入端In的第一反相器、连接于所述第一反相器的第二反相器，所述第二反相器还连接有第一场效应管M1和第二场效应管M2，所述第一场效应管M1连接有第三场效应管M3和第四场效应管M4，所述第二场效应管M2连接于所述第四场效应管M4，所述第三场效应管M3连接有第五场效应管M5和第六场效应管M6，所述第六场效应管M6还连接有第七场效应管M7；

所述第一场效应管M1和所述第二场效应管M2的栅极相互连接、并同时连接于所述第二反相器，所述第一场效应管M1的漏极连接于所述第二场效应管M2的源极、并同时连接于所述第四场效应管M4的栅极；所述第一场效应管M1的源极连接于所述第三场效应管M3的漏极，所述第三场效应管M3的栅极连接于所述第五场效应管M5的漏极；所述第四场效应管M4的漏极连接于所述第五场效应管M5的源极，所述第五场效应管M5的漏极连接于所述第六场效应管M6和所述第七场效应管M7的源极；所述第五场效应管M5和所述第六场效应管M6的栅极相互连接、并连接于所述第一反相器；所述信号输出端Y连接于所述第七场效应管M7的源极。

优选地，所述第一反相器包括第八场效应管M8和第九场效应管M9，所述第八场效应管M8和所述第九场效应管M9的栅极相互连接并连接于信号输入端In，所述第八场效应管M8的源极连接于正低压端VDDL，所述第九场效应管M9的源极连接于所述第八场效应管M8的漏极，所述第九场效应管M9的漏极接负低压端VSSL。

优选地，所述第二反相器包括第十场效应管M10和第十一场效应管M11，所述第十场效应管M10和所述第十一场效应管M11的栅极相互连接并连接于所述第八场效应管M8的漏极和所述第九场效应管M9的源极，所述第十场效应管M10的源极连接于所述正低压端VDDL，所述第十一场效应管M11的源极连接于所述第十场效应管M10的漏极，所述第十一场效应管M11的漏极连接于所述负低压端VSSL。

优选地，所述第十场效应管M10的漏极和所述第十一场效应管M11的源极同时连接于所述第一场效应管M1和所述第二场效应管M2的栅极。

优选地，所述电平转换电路还包括第三反相器，所述第三反相器的一端连接于所述第三场效应管M3和所述第四场效应管M4的源极，另一端连接于使能控制信号端ENN。

优选地，所述第三反相器还包括第十二场效应管M12和第十三场效应管M13，所述第十二场效应管M12和所述第十三场效应管M13的栅极相互连接、并连接于所述使能控制信号端ENN，所述第十二场效应管M12的源极连接于正高压端VDDH，所述第十二场效应管M12的漏极连接于所述第十三场效应管M13的源极、并同时连接于所述第三场效应管M3和所述第四场效应管M4的源极，所述第十三场效应管M13的漏极连接于负高压端VSSH。

优选地，所述第二场效应管M2、所述第六场效应管M6和所述第七场效应管M7的漏极分别连接于所述负高压端VSSH，所述第七场效应管M7的栅极连接于所述使能控制信号端ENN。

使能控制信号端ENN为电平转换电路输入使能信号，用于重置电平转换电路的初始值。具体地，当使能控制信号端ENN输入使能信号，即ENN=“1”时，经过第三反相器后，电平转换电路的正高电压值VDDH_temp为“0”，连接于使能控制信号端ENN的第七场效应管M7导通，电平转换电路的初始值为“0”。当使能控制信号端ENN输入0时，经过第三反相器电平转换电路的正高电压值为“1”，为电平转换电路提供高电平，电平转换电路正常工作。

优选地，所述第二场效应管M2和所述第六场效应管M6为5V的LDMOS。在SMIC55nm工艺中，在低温（-40℃）条件下，电路中5V器件的阈值电压会达到1.1V左右，此时VDDL=1.08V，由于第二场效应管M2为5 V的LDMOS，其耐压性好，且阈值电压比普通5V MOS要小，所以第二场效应管M2能正常导通，以使信号输出端Y正常输出高电压，以实现电平的转换。

在具体实施例中，第一场效应管M1、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第五场效应管M5和第十二场效应管M12的衬底连接于正高压端VDDH。第二场效应管M2、第六场效应管M6、第七场效应管M7和第十三场效应管M13的衬底连接于负高压端VSSH。第八场效应管M8和第十场效应管M10连接于正低压端VDDL。第九场效应管M9和第十一场效应管M11的衬底连接于负低压端VSSL。

本实用新型的工作原理是：

当信号输入端In输入一个高电压信号时，经过第一反相器将所述高电压信号转换为低电压信号，即A点的电压变为低电压；再经过第二反相器将该低电压转换为高电压，即B点的电压为高电压。此时，连接于第一反相器的第五场效应管M5和连接于第二反相器的第二场效应管M2导通，C点被拉低为0，进而使得第四场效应管M4导通，以使信号输出端Y输出低电压。

当信号输入端In输入一个低电压信号时，经过第一反相器和第二反相器之后，A点为高电压、B点为低电压。此时，连接于第一反相器的第五场效应管M5关断，连接于第二反相器的第一场效应管M1导通，第六场效应管M6导通以使得第三场效应管M3导通，进而C点被拉高到高电压，使第四场效应管M4关闭、第六场效应管M6导通、第五场效应管M5关闭，以使信号输出端Y输出高电压。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电平转换电路，其特征在于，包括信号输入端和信号输出端以及连接于所述信号输入端的第一反相器、连接于所述第一反相器的第二反相器，所述第二反相器还连接有第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管连接有第三场效应管和第四场效应管，所述第二场效应管连接于所述第四场效应管，所述第三场效应管连接有第五场效应管和第六场效应管，所述第六场效应管还连接有第七场效应管；

所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极相互连接、并同时连接于所述第二反相器，所述第一场效应管的漏极连接于所述第二场效应管的源极、并同时连接于所述第四场效应管的栅极；所述第一场效应管的源极连接于所述第三场效应管的漏极，所述第三场效应管的栅极连接于所述第五场效应管的漏极；所述第四场效应管的漏极连接于所述第五场效应管的源极，所述第五场效应管的漏极连接于所述第六场效应管和所述第七场效应管的源极；所述第五场效应管和所述第六场效应管的栅极相互连接、并连接于所述第一反相器；所述信号输出端连接于所述第七场效应管的源极。

2.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一反相器包括第八场效应管和第九场效应管，所述第八场效应管和所述第九场效应管的栅极相互连接并连接于信号输入端，所述第八场效应管的源极连接于正低压端，所述第九场效应管的源极连接于所述第八场效应管的漏极，所述第九场效应管的漏极接负低压端。

3.根据权利要求2所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二反相器包括第十场效应管和第十一场效应管，所述第十场效应管和所述第十一场效应管的栅极相互连接并连接于所述第八场效应管的漏极和所述第九场效应管的源极，所述第十场效应管的源极连接于所述正低压端，所述第十一场效应管的源极连接于所述第十场效应管的漏极，所述第十一场效应管的漏极连接于所述负低压端。

4.根据权利要求3所述的电平转换电路，其特征在于，所述第十场效应管的漏极和所述第十一场效应管的源极同时连接于所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极。

5.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述电平转换电路还包括第三反相器，所述第三反相器的一端连接于所述第三场效应管和所述第四场效应管的源极，另一端连接于使能控制信号端。

6.根据权利要求5所述的电平转换电路，其特征在于，所述第三反相器还包括第十二场效应管和第十三场效应管，所述第十二场效应管和所述第十三场效应管的栅极相互连接、并连接于所述使能控制信号端，所述第十二场效应管的源极连接于正高压端，所述第十二场效应管的漏极连接于所述第十三场效应管的源极、并同时连接于所述第三场效应管和所述第四场效应管的源极，所述第十三场效应管的漏极连接于负高压端。

7.根据权利要求6所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二场效应管、所述第六场效应管和所述第七场效应管的漏极分别连接于所述负高压端，所述第七场效应管的栅极连接于所述使能控制信号端。

8.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二场效应管和所述第六场效应管为5V的LDMOS。