TW318913B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印策 318933 A7 ~" ---— _____B7 五、發明説明（i ) ---— 、本發明與-包含—匯流排導體和一連接至該s流排導體 <介面級t電路有關，該電路在一過壓狀態能夠將連接至 匯机排電位又匯流排導體拉至介面級之電源範圍之外，該 介面級包含： —輸出電晶體，具有一耦合於匯流排導體和—電源端之 間之主要電流通路用於電源範園之一電極； 配接裝置，用於配接在控制極上之控制電位，因此當電 路在過壓狀態中，輸出電晶體不會被開啓； 一控制電路； 一父換7L件，其控制電路之輸出透過該交換元件耦合至 輸出電晶體之控制電極。 本發明同時與一用於此電路之匯流排介面電路有關。此 種電路在PCT專利申請，申請號碼w〇 94/29961中爲大家所 熟知。 現在電路组件通常都以5V電位和3SV電位出現。—般來 説，更低電位之電路組件會漸漸被使用到。我們希望這此 不同類型之電路组件可組合在一個電路中。在此電路中， 所有具有不同電源之電路組件必需能以本身的介面級驅動 匯流排電位。因此，匯流排電位可能會被拉至—些電路組 件之電源範圍外。在一電路中，由於不同電源電路組件係 透過一匯流排導體溝通’因此在介面級中必需採取特殊步 驟〇 一介面級包含一輸出電晶體，例如一 PM〇s電晶體，其 包含一主要電流通路’將匯流排導體連接至相關電路組 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _---：---^ A — (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 丨線- 318313 A7 五、發明説明（2 之電源端，例如一 3.3 V之電源端。該介面級同時也包含— 控制輸出電晶體控制電極之控制電路。當介面級被啓動 時’孩控制電路可以驅動控制電極之方式使主要電流通路 成爲有傳導性的。接著匯流排電位即到達電源電位之層 次，例如3.3V。當介面級被切斷，具有較高供應電位之電 路組件可拉起匯流排電位，使得匯流排電位變成5 V。對於 電壓3.3 V之介面級則產生過壓狀態。 ά 訂 在過壓狀態中，在介面級中之具有一較低電源電位，如 3.3V之輸出電晶體可能會被接通。在申請專利w〇 號中所熟知之電路可預防該種接通，在此過壓狀態中，該 電路會將控制電位随匯流排電位一同拉高。此外，交換元 件位於輸出電晶體之控制電極與控制電路之輸出之間。當 介面_被切斷時，交換元件則關閉。因此，較高之控制電 位無法到達控制電路之輸出。 在申請專利W0 94/29961中之交換元件包括一 NM〇s接面 電w體，其主要電流通路係連接於控制電路之輸出與輸出 電晶體之控制電極閡。該交換元件也包含一反相器。控制 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 電路之輸出透過反相器控制NM〇s接面電晶體之閘極。因 此當控制電路之輸出爲邏輯高位，該電晶體即關閉。此情 況在切斷時皆是如此。 右介面級在啓動狀態而另一電路組件將匯流排電位拉至 較尚電源電位，則此較咼電源電位可達到控制電路之輸 出。在—般電路組件之介面級中此種現像不可能發生，因 爲一般來説一次只有一個電路組件被啓動。不過，若介面 本紙張尺歧财

_ „ ά------IT (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4_ 級形成部份匯流排保持電路則可能產生此種現象。此種匯 流排保持電路包括在_反平行連接之反相電路中。接著匯 流排導體（邏輯狀能即被取代，並且即使匯流排導體未被 進一步有效控制其邏輯狀態也會被保持。 此種電路〈問題在於其較高電源電位可到達控制電路之 輸出。 特別是本發明之目的是要提供-包括-Μ合至-匯 流排導體之介面級之電路，其中之介面級可在過壓狀態發 生時被有效驅動而沒有任何反效果。 本發明（另-項目的是要提供一耦合至一匯流排導體之 匯流㈣持電路’在匯流排導體上可能發生過壓狀態。 ，根據本發明之電路之特徵爲，其介面級包含靠匯流排電 “制過壓狀態之#測裝置，該彳貞測裝置轉合至交換元件 之控制輸入，以關閉該交換元件而回應該偵測。由於交換 元件係依匯流排電位而關閉，所以在控制電路輸出上之電 位確定不會離開介面級之電源電位範園，並且控制電路在 過壓狀態一直能夠控制輸出電晶體之控制極。 根據本發明電路之㈣㈣之特色在於，其㈣電路經 :一輸出轉合至匿流排導體，並在其輸出和輸入之間具有 邏輯反相轉移功能。與輸出電晶體聯合時，控制電路合 組成-個問扣作爲一匯流排保持電路，並在其他電路二 控制匯流排電位時維持機動狀態。 =據=發明電路之具體實例之特色在於其_裝置，其 中包含一與輸出電晶體相同極性之偵測電晶體，一耦合至 -6. 210X297公釐） 本紙崎適用規格( 消 3189^3 五、發明説明（ 電源瑞t偵測電晶體之控制極，以及至少在過壓狀態，在 匯施排導體與交換元件之控制冑入間核合之摘測電晶體之 王要電流通路。因此，該偵測之電源電位不需要比介 的高。 < 根據本發明電路之具體實例之特色在於其交換元件包含 接面電晶體，其極性與輸出電晶體之極性互補，其主要 =流通路在控制電路之輸出和輸出電晶體之控制極之間轉 口而其偵測電晶體透過一反相電路耦合至接面電晶體、 控制極。 < 且根據本發明電路之具體實例之特色在於，其介面級包含八有項於另—電源端和反相電路之輸出間耦合之主要 流通路之偵測負載電晶體，以及一耦合至反相電路之輪出 疋偵測負載電晶體之控制極。當偵測電晶體開啓時偵 載電晶體即關閉，因而可降低電路之電力消耗。根據本發明電路之具體實例之特色在於，其交換元件包 含極性與輸出電晶體之極性相同之另一接面電晶體，— 平行連接至接面電晶體之電流通路之主要電流通路，以及 一核合至匯流排導體之㈣極。此另—接面電晶體在輸出 電晶體控制極上之控制電位於正常狀態中被拉至邏輯低位 時，會增強電路之運作。該另一接面電晶體僅藉 電位受控制。 徘 二據本發明電路之具體實例之特色在於其介面級包含— 閘丹偏壓電路，具有一輸出耦合至輸出電晶體之閘背，該 閉背偏壓電路包含-第-偏壓電晶體，具有-主要電流i %尺度適财關(21Q謂公^ r請先閲讀背面之注意事孕再填寫本耳」 装 •訂· • —4 .

經濟部中央椟準局員工消費合作社印裝 路==排導趙與該閉背偏壓電路之輸 端之控制極。輪出電晶體之閘背偏壓二 應用於過壓狀態中。 於固而可 根據本發明電路之具體睿 路包含實例之特色在於，其㈣偏壓電 包含弟-偏壓電晶體，，具有一主要電流 電源端與閘背偏壓電路間， 稱σ於 以及一搞合至/f貞測電晶微士西 電流通路和交換元件之控 ％體王要 壓因而可在正常狀態下維。閉背偏 下解耦人，而；^ ’’持在電源電位’同時在過壓狀態 下解耦合，而不需另—偵測電路。 :::發明電路之具體實例之特色在於，其控制電路之 H —邏輯處理電路之輸人。㈣路因而在正常 狀態和過壓狀態下，藉由_ 在正吊 輯處理電路。 自電内之電位控制邏 上述本發明之特點和其他優點將稍後藉由實 加以詳細説明。 可國 圖形顯示根據本發明之—電路 ^ 电峪為電路包含一匯流排導 體1 一匯流排保持電路3與一另—雷败知从 梏雷3電路組件卜匯流排保 =電路3和另一電路組件5係連接至匯流排導體i。-邏輯 處理電路6之輸人係耦合至匯流排保持電路3之—輸出4。 =處理電路，例如一緩衝放大器係用來驅動另一匯流排 導體（未顯示出）或一組合邏輯電路。 匯流排導體1係耦合至在匯流排保持電路3 _ 一 器12之輸出。第—反相器12之一 弟一相 你靼由—NMOS接面 電晶體U之通路_合至_P麵輸㈣晶體μ之開門。 ^ ；---ί ·裝— (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 張 I纸 本 -8 从適用中國國家標準（CNS) A4^ (21GX297公酱 4---,11.------ n n n n* n 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 318913 A7 B7 五、發明説明（6 ) PMOS輸出電晶體16之通路將匯流排保持電路3之電源端 Vdd連接至匯流排導體1。PMOS輸出電晶體16之閘門係經 由一 PMOS匹配電晶體18之通路耦合至匯流排導體1。匹配 電晶體18之閘門係耦合至電源端Vdd。匯流排導體1係經由 一 NMOS輸出電晶體20之通路連接至一另一電源端Vss。 NMOS輸出電晶體20之閘門係耦合至第一反相器12之輸 出。一 PMOS接面電晶體30之通路係平行連接至NMOS接面 電晶體1 4之通路。PMOS接面電晶體30之閘門係耦合至匯 流排導體1。 匯流排保持電路3也包含一用於NMOS 14之閘門之過壓偵 測電路21。該過壓偵測電路21有一耦合至匯流排導體1之 輸入。該輸入係經由一 PMOS偵測電晶體22之通路耦合至 一第二反相器24之輸入。PMOS偵測電晶體22之閘門係耦合 至電源端Vdd。第二反相器24之輸出係耦合至NMOS接面電 晶體14之閘門。 過壓偵測電路21同時也包含一 NMOS負載電晶體26，其通 路耦合於第二反相器24之輸入與另一電源端Vss之間。第 二反相器24之輸出係耦合至NMOS負載電晶體26之閘門。 一 PMOS拉上電晶體28之通路耦合於NMOS負載電晶體26之 閘門與電源端Vdd之間。PMOS拉上電晶體28之閘門係耦合 至匯流排導體1。 匯流排保持電路3同時也包含一逆接偏壓產生電路32、 34。該逆接偏壓產生電路32、34包含一逆接偏壓輸出BG， 耦合至匯流排保持電路3之PMOS電晶體16、18、22、30、 __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 •^---- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 32、34之閘門背部，該電路之通路可與匯流排導體1做傳 導接觸。逆接偏壓電路32、34包含一PMOS電晶體32, 其通路耦合於電源端Vdd和逆接偏壓輸出B G之間。PMOS 電晶體32之閘門耦合至第二反相器24之輸出。逆接偏壓電 路32、34也包含一 PMOS電晶體34，其通路耦合於匯流排導 體1和逆接偏壓輸出BG之間。PMOS電晶體32之閘門耦合至 第一電源端。 匯流排保持電路3之運作係依匯流排導體1上之匯流排電 位而定。在一般狀態中，匯流排電位係介於電源端Vdd (例如3.3V)之電位和另一電源端Vss (例如0V)之電位之 間。在過壓狀態中，匯流排電位高於電源端Vdd之電位。 過壓狀態可能會發生，例如如果電路組件5係由一較高之 電位Vdd+ (例如5V)供電，同時電路組件5控制匯流排電 位。 匯流排保持電位係用來驅動邏輯處理電路6之輸入。邏 輯處理電路6自反相器12接收到一輸入信號，該輸入信號 在正常狀態中係介於匯流排保持電路3之電源電位之間。 此輸入信號在過壓狀態中係邏輯低位。 在正常狀態中匯流排保持電路3作用如一拴扣。PMOS输 出電晶體16和NMOS輸出電晶體20—同組成一與第一反相 器12反平行之連接之反相器，（即表示其輸出和輸入分別 與第一反相器12之輸入與輸出連接）。因此，邏輯處理電 路6接收一由匯流排保持電路3所容納之輸入信號，即使 匯流排導體1不再受另一電路組件控制時亦如此。匯流排 _- 10-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 線---- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 318913 A7 ----- ---------B7 五、發明説明（8 ) 電位亦由匯流排保持電路3所保持。匯流排保持電路3之 驅動力過小以致其他電路組件可接通匯流排電位，即使其 電位係由匯流排保持電路3所保持。顯然匯流排保持電路 4也可在缺少一邏輯處理電路6時用來保持匯流排電位。 在過壓狀態中，在PM0S輸出電晶體16之閘門少之控制電 位係隨匯流排電位一同拉高。過壓偵測電路21以匯流排電 位爲基礎偵測過壓狀態之發生，因而閉塞接面電晶體14。 PMOS匹配電晶體18係用來將輸出電晶體16閘門上之控制 電位隨過壓狀態中之匯流排電位一同拉高。若匯流排電位 超過電源電位vdd—個臨限電壓以上。那麼PM〇s匹配電晶 體18之通路即具有傳導性，並因而會隨控制電位拉高。 PMOS债測電晶體22係用來在過壓狀態中啓動過壓偵測電 路22。若匯流排電位超過電源電位vdd —個臨限電壓以 上，PMOS#測電晶體22之通路即亦具傳導性。因此， PMOS偵測電晶體22會拉高在過壓狀態中第二反相器24之輸 出上之電位。弟二反相器24接著使其輸出上之電位以及 NMOS接面電晶體14之閘門上之電位成爲邏輯低位。nm〇S 接面電晶體14確定係關閉的，不論第一反相器（介於電位 Vdd和Vss之間）之輸出之邏輯層次爲何。若pmos偵測電晶 體22係連接至PMOS輸出電晶體16之控制電極而非連接至匯 流排導體1，則可達成相同效果。 因此，過壓彳貞測電路21不需要比介面級電源端上電位 Vdd高之電源電位。所以，也不需要使用與電路組件5之電 源電位相同層次之電源電位來控制在過壓狀態中之匯流排 _ _ 11 _ ____ _本紙張尺度逋财@0家鮮（哪^胁（21(^297公釐） ' 1--------„---- ύ------ΐτ------4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 電位。 若匯流排電位高時，PMOS接面電晶體30會關閉，在過壓 狀態中亦是如此。該電路基本上在沒有PMOS接面電晶體 30的情況下也可運作。但是在正常狀態下PMOS接面電晶 體30協助拉起輸出電晶體16之閘門。 NMOS負載電晶體26在正常狀態下會開啓，以保持第二 反相器24之輸入在低位。在過壓狀態中，NMOS負載電晶 體26會被第二反相器24關閉，因此不致對匯流排導體1造 成負載。爲平順地自正常狀態轉移至過壓狀態，PMOS偵 測電晶體22最好比NMOS負載電晶體26大許多（較大W/L比 率）。在過壓狀態中，PMOS偵測電晶體22將接著一直支配 控制第二反相器24輸入之電位。 PMOS拉起電晶體28會確保NMOS負載電晶體26在自過壓 狀態轉至在正常狀態中一邏輯低匯流排電位時會被開啓。 結果，NMOS負載電晶體26在此情況下拉下第二反相器24 之輸入。 逆接偏壓產生電路32、34會確保其通路可傳導連接至匯 流排導體1之PMOS電晶體之逆接偏壓電位一定是電源電位 和匯流排電位中較高的一個。在正常狀態下，其通路位於 電源端Vdd和逆接偏壓輸出BG間之PMOS電晶體32係開啓 的。偵測過壓狀態之過壓偵測電路21會在過壓狀態中關閉 該通路。在過壓狀態中其通路位於匯流排導體1和逆接偏 壓輸出BG之間之PMOS電晶體34在匯流排電位超過電源端 Vdd—個臨限電壓以上會開啓。該通路在正常狀態中爲關 閉的。 _- 12-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂

Claims (1)

1. 31S3艾05〇39號專利中請案 中文申專利範圍修正本(86年9月） A8 B8 C8 D8 又 'η·η 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 1. 一種電路，包含一匯流排導體和一連接至匯流排導體 之介面級，該電路在過壓狀態中能將匯流排導體拉至 介面級之電源範圍外之匯流排電位，該介面級包括 一輸出電晶體，具有一耦合於匯流排導體和一電源 端之間之主要電流通路’以用於電源範圍之電極； 配接裝置，以配接控制極上之控制電位使輸出電晶 體在過恩狀態時不會接通； 一控制電路； 一交換元件，該控制電路之一輸出透過該交換元件 耦合至輸出電晶體之控制電極， 其特徵在於該介面級包含以依匯流排電位偵測過壓 狀態之偵測裝置，該偵測裝置耦合至交換元件之一控 制輸入，以關閉交換元件而回應該偵測。 2. 如申請專利範圍第1項之電路，其特徵爲該控制電路 藉由一輸入辆合至匯流排導體，並在其輸入和輸出之 間具有一邏輯反相轉移功能。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之電路，其特徵在於該 4貞:則裝置包含一與輸出電晶體具有相同電極之偵測電 晶體，該偵測電晶體之一控制電極耦合至電源端，同 時該偵測電晶體之一主要電源通路至少在過壓狀態 中，搞合於匯流排導體和交換元件之控制輸入之間。 4. 如申請專利範圍第3項之電路，其特徵在於該交換元 件，包含其電極與輸出電晶體電極互補之接面電晶體， 其主要電源通路搞合於控制電路之輸出和輸出電晶體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------^------ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 318913 AS B8 C8 D8- 六、申請專利範圍 之控制極之間，同時該偵測電晶體透過一反相電路耦 合至接面電晶體之控制極。 5. 如申請專利範圍第4項之電路，其特徵在於該介面級 包含一具有,一主要電流通路搞合於一另一電源端和一 反相電路之輸入之間之偵測負載電晶體，該偵測負載 電晶體之一控制極搞合至該反相電路之一輸出。 6. 如申請專利範圍第5項之電路，其特徵在於該交換元 件包含其電極與輸出電晶體之電極相同之另一接面電 晶體，一主v要’電流通'路'平行連接至接面電晶體之主要 電流通路，以及一耦合至匯流排導體之控制極。 7. 如申請專利範圍第1項之電路，其特徵在於該介面電 路包含一具有一輸出耦合至輸出電晶體閘背之閘背偏 壓電路，該閘背偏壓電路包含一具有一主要'電流通路 耦合於匯流排導體和閘背偏壓電路輸出之間之第一偏 壓電晶體，以及一耦合至電源端之控制極。 8. 如申請專利範圍第7項之電路，其中該閘背偏壓電路 包含一具有主要‘電流通路耦合於電源端和閘背偏壓電 路間之第二偏壓電晶體，以及一控制極耦合至一介於 偵測電晶體之主要 '電流通'路和交換元件之控制輸入間 之節點。 9. 如申請專利範圍第1項之電路，其中控制電路之輸出 係耦合至一邏輯處理電路之輸入。 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ^、1τ旅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製