4 6 107 2 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明ί ) 發明領域： 本發明大致關係於電晶體及使用電晶體之電路。特別 地是，本發明關係於一使用金屬氧化物半導體場效電晶體 (MOSFET)形成之定鎖器。更明確地說，本發明關係於一匯 流排保持定鎖器，其可以被連接至及連接於具有高操作電 壓之電路間，而不會影響定鎗器之效能。 發明背景： 於半導體之區域中，一直有著具有更多電晶體之積體 電路之需求，藉以允許更複雜更精巧之電路能被創作於單 一晶片上，並使得該晶片可以提供較現行可得之更強功能 及計算能力。同時，其中，因爲包含於積體電路中之電晶 體數量增加太快之故，也需要積體電路消耗更少之功率。 再者，因爲積體電路之操作時鐘速度同時也快速增加，也 有需要增加電晶體之切換速度。這些競爭需求已經使得混 合電壓積體電路產生並被以不同製程加以生產，混合電壓 積體電路係電路之不同部件具有不同之操作電壓。例如， 現今積體電路包含具有操作於5伏之較高電壓部份及操作 於3 . 3伏之低壓部份之混合電壓設計，5伏部份係以5 伏製程生產，3 . 3伏部份係以3伏製程生產。 此混合電壓積體電路之問題是電路之具有不同操作電 壓部份之連接。於操作電壓上之差使得裝置故障並於電晶 體（連接電晶體）連接低電壓部份至高壓部份中之誤動作 ，這是因爲放置在連接電晶體之加大電壓應力係設計用以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐> 4 (諸先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 1 07 2 A7 B7 五、發明説明έ ) 於低電壓動作。典型地’半導體製程係用以創造低壓部份 ，例如3伏製程，.以使用較用於創造積體電路之高壓部份 爲薄之半導體材料層來創造裝置。特別是，電晶體之井是 淺及閘氧化層厚度降低，因此，需要較少材料來製造此等 積體電路。製程進步已經被想要改良電路之消耗更少功率 並具有更高切換速度而驅使。用於這些製程中之厚度差影 響了電晶體之1拽漏電流’因而影響了混合電壓電路之整體 穩定性。於閘-汲極或閘_源極或源-汲極間之5伏電壓 差可能造成電晶體效能之大量退化，特別是於3伏製程電 晶體。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 一用以降低用於連接電晶體之裝置故障之先前技藝之 方法必須是增加積體電路之一部份之低操作電壓部份，明 確地說係連接電晶體之厚度。例如，先前技藝已經使用~ "雙氧化層〃用於核心區域’該區域係積體電路之低操作 電壓部份與積體電路之高操作電壓部份交界處。使用雙 氧化層〃特別是用於閘氧化層降低了連接電晶體之可靠性 問題，然而，雙氧.化層之使用造成了其他問題。特別是， 雙氧化層之使用使得製程更困難，而增加了不想要之複雜 性之程度及成本。再者，雙氧化層之使用改變了電晶體臨 限電壓，同時，降低了連接電晶體之切換速度，並造成一 瓶頸，這限制了資料可以傳送入及出積體電路之速度。 另一用以降低連接電晶體之裝置故障之先前技藝方法 是使用一浮動井作爲連接電晶體之一部份。具有浮動井之 電晶體是一MOSFET電晶體，其具有一井，該井切換於被
本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) I 461072 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印轚 五、發明説明6 ) 連接至一高操作電壓（即5伏）及一低操作電壓（即 3 · 3伏）之間。一旦較高操作電壓被應用至該電晶體及 由其上移開，於電壓間之切換係被井,之充電及放電所觸動 。然而，此使用浮動井之問題是其很困難而預測用於特定 井之充放電時間。再者，充放電時間係高度地取決於佈局 圖案及電路之操作。因此，此先前技藝方法並未被大量使 用，因爲這些時計可靠性之故。 一種經常使用於連接混合電壓電路之特定類型裝置是 匯流排保持定鎖器。匯流排保持定鎖器係被提供以防止信 號線變成浮動。當信號線浮動並低於一電壓V。!/時，一匯流 排保持定鎖器將線拉爲低並將其栓鎖至零伏。同樣地，當 信號線浮動並超出電壓VQH時，一匯流排定鎖器將該線拉高 並將其栓鎖至3 . 3伏或操作電壓之高壓位準。於Vqh及 Vol間之電壓，無法預測信號線被栓鎖至高或低，只有在其 被栓鎖時才知道。這呈現了若干問題，因爲匯流排保持定 鎖器現只可於輸入電壓及供給電壓相同時才可以適當動作 。因此，若一較高操作電壓位準施加至定鎖器之輸入，該 定鎖器具有相同於低操作電壓位準之供給電壓，則會造成 若干問題’該情形對於低操作電壓電路都份是常見的。例 如，當較高操作電壓位準施加至輸入時，定鎖器會短路。 再者’因爲於低操作電壓部份中之電晶體之洩漏電流，所 以高操作電壓之施加可能造成這些電晶體之故障。 因此’一直有需要使一定鎖器可以用於混合電壓電路 ，而不會有著先前技藝之裝置故障之問題。此一定鎖器必 ，νβ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ297公釐） -6 - 4 6 1 07 2 A7 ________B7 五、發明説明4 ) 須容易製造並不會有切換速度延遲之問題。
I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) UI目的及槪沭： 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 本發明以一具電壓容許度定鎖器，來克服先前技藝之 低效率及限制，該定鎖器可以連接於一較高操作電壓電路 及一低操作電壓電路之間。具電壓容許度乏定鎖器的較佳 實施例有利地消除上述可靠性之問題，並且，不須其他之 半導體製程。具電壓容許度定鎖器有利地使用設計技巧來 使定鎖器對高操作電壓容忍並能在此等高壓操作而不會使 裝置故障。具電壓容許度定鎖器之較佳實施例包含一第一 緩衝器電晶體，一感應電晶體，一低壓定鎖器，一節點電 壓控制器及一拉升電路。該低壓定鎖器像藉由第一緩衝器 _電晶體而連接至一輸入信號線。低壓定鎖器之輸出係連接 至節點電壓控制器及拉升電路。該節點電壓控制器係藉由 感應電晶體連接至輸入信號線。節點控制器具有一對其他 輸入連接至低電壓定鎖器及拉升電路。節點電壓控制器之 輸出係被連接，以控制拉升電路之操作。拉升電路係連接 至用於低壓電路之供給電壓，並具有另一控制輸入連接至 低壓定鎖器之輸出，以及，一第二控制輸入連接至節點電 壓控制器。拉升電路之輸出係連接至用於電壓容許度定鎖 器之輸入信號線。拉升電路是被選擇性地作動，以拉升具 電壓容許度之定鎖器之輸入信號線至該低操作電壓之高電 壓位準。節點電壓控制器作動爲分壓器，以保持於拉升電 路之閘至汲極間之電壓差在拉升電路之操作容許度內。節 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6 1072 A7 ____B7_五、發明説明6 ) 點電壓控制器控制，琼升電路之操作，以防止定鎖器短路並 協助轉換至低操作電壓及高操作電壓之高輸出位準。因爲 節點電壓控制器及拉升電路，所以具電壓容許度定鎖器可 以不被高操作供給電壓施加至輸入信號線所影響。本發明 同時也提供很低之洩漏電流給輸入信號線，及由輸入信號 來之很低洩漏電流。 ’ I 圖式簡單說明： ! 第1圖爲先前技藝匯流排保持定鎖器之方塊圖； I 第2圖爲本發明之具電壓容許度匯流排保持定鎖器之 電路圖，其示出被連接於具第一操作電壓之第一電路及具 有第二操作電壓之第二電路之間，該第一操作電壓係高於 第二操作電壓； 第3圖爲依據本發明建造之具電壓容許度定鎖器之較 佳實施例之方塊圖； 第4圖爲依據本發明建造之電壓定鎖器之較佳實施例 之詳細方塊圖：及 第5圖爲依據本發明建造之拉升電路之較佳實施例之 詳細方塊圖。 圖號對照說明： 1 0 0 定鎖器 10 2 墊 1 0 4 墊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐）. 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 1 072 Λ7 ____ _ B,7_ 五、發明説明& ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 6 拉升電晶體 1 0 8 拉下電晶體 110 反相器 112 匯流排線 1 2 0 高壓電路 1 122 低壓電路 124 信號線 2 0 0 具電壓容許度定.鎖器 202 輸入 ' 2 0 δ 低壓定鎖器 208 節點電壓控制器 210 拉升電路 3 0 2 電流源 5 0 0 拉升電阻電路 發明詳細說明： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 雖然本發明將將以3 . 3伏匯流排保持定鎖器加以說 明，但熟習於本技藝者可了解本發明可適用於不是3 . 3 伏及5伏之特定混合操作電壓之其他混合電壓設計中，該 3 . 3伏匯流排保持定鎖器係用以操作於3 . 3伏之低操 作電壓並使用3伏製程加以建造，使得其可以容忍5伏供 給電壓之較高操作電壓。 現參考第1圖，示出先前技藝之匯流排保持定鎖器 1 ο 〇之方塊圖。爲例示目的，先前技藝定鎖器1 〇 〇被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -9- 461072 Λ7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明e ) 示出連接至延伸於第一墊1 0 2及一第二墊1 〇 4藺之匯 流排1 12。先前技藝定鎖器1 0 0包含一拉升電晶體 1 0 6，一拉下電晶體1 0 8及一反相器1 1 〇。先前技 藝定鎖器1 0 0是一半導體裝置，其交替於兩狀態間’輸 出不是一高信號（邏輯1 )就是一低信號（邏輯〇 ) ’並 將附於定鎖器1 0 0之輸入之線至相同狀態。定鎖器 1 0 0作動以確保匯流排線1 1 2於高或低信號狀態。例 如，若一低信號係施加至先前技藝定鎖器1 0 0之輸入， 則信號係被反相器1 1 0所反相，以產生一高信號，該高 信號被施加至拉升電晶體1 0 6及拉下電晶體1 〇 8之閘 極。拉上電晶體1 0 6係被關閉及拉下電晶體1 0 8係被 導通。因爲拉下電晶體10 8被導通，所以這保持至定鎖 器100之輸入爲低信號。同樣地，先前技藝定鎖器 1 0 0之輸出同時也回饋，以控制拉升電晶體1 0 6，使 得當先前技藝定鎖器1 0 0輸出低信號時，拉升電晶體 10 6導通並協助拉升至先前技藝之定鎖器1 0 0之輸入 至高。以此方式，先前技藝1 〇 〇保持輸入於一已知狀態 ，即使在致動信號不再堅持之後。爲了改變先前技藝定鎖 器1 ο 〇之狀態，一相同於反相器1 1 〇之輸出値之信號 必須被輸入定鎖器1 0 〇，使得定鎖器1 〇 〇改變狀態並 切換拉升電晶體1 0 6及拉下電晶體1 0 8之狀態。熟習 於本技藝者可以立即了解，先前技藝定鎖器10 〇是使用 CMOS技術加以構建。 現參考第2圖，示出本發明之具電壓容許度定鎖器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） ^ n (.請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4 6 1 07:¾ 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明6 ) 2 0 0之較佳實施例之方塊圖。電壓容許度定鎖器2 0 0 係指定用於混合電壓電路中，該定鎖器並被連接至一信號. 線1 2 4，該線係連接至具有高操作電壓之第一電路 1 2 〇及具有低操作電壓之第二電路1 2 2。該具電壓容 許度定鎖器2 0 0是於用以保持信號線1 2 4於一高狀態 或低狀態之情形下最有利，並防止信號線1 2 4浮動。第 一或高電壓電路1 2 0係較佳之電路，其具有例如5伏之 第一操作電壓之多數電晶體，分立元件及內連線（未示出 )。高壓電路1 2 0係藉由信號線1 2 4連接至具容許度 定鎖器2 0 0之輸入。第二或低電壓電路1 2 2同時連接 至信號線1 2 4。低電壓電路1 2 2較佳地係爲多數電晶 體，分立元件及內連線（未示出）之電路，然而，低壓電 路1 2 2具有例如3 · 3伏之第二低操作電壓。 具電壓容許度定鎖器2 0 0具有相同於先前技藝之功 能，其中，一半導體裝置交替於兩狀態之間，保持信號線 1 2 4於高信號（邏輯1 )或低信號（邏輯Q) '具電壓 容許度定鎖器2 0 0之主功能是驅動或保持信號線1 2 4 於任一狀態中，防止信號線1 2 4浮動。然而，不同於先 前技藝，具電壓容許度定鎖器2 0 〇適當地操作而不會當 於較高操作電壓之高信號（即5伏）施加至信號線1 2 4 時，影響了具電壓容許度定鎖器2 0 0之效能，因此，不 會影響具電壓容許度定鎖器2 0 0之輸入。再明確地說， 於混合電壓設計中，其中之邏輯1信號對於低操作電壓爲 3 . 3伏，對於高操作電壓之邏輯1信號是5伏，具電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）_ ^ (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 【裝· 、11 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 161072 Λ7 _____ _^B7 五、發明説明έ ) ~~~~~ 容許度定鎖器2 〇 〇之操作及效能並未被高操作電壓或5 伏高信號之邏輯1位準施加罜其輸入而影響。雖然信號線 1 2 4只要5伏或高操作電壓之邏輯1位準施加時，將保 持爲5伏高信號位準，但一旦高操作電壓之邏輯1位準被 移開’電壓容許度定鎖器2 0 〇將持續定鎖或保持信號線 Γ 2 4於低操作電壓之邏輯1位準（例如3.3伏）。若 低操作電壓之邏輯1被施加，則具電壓容許度定鎖器 2 ◦ 0以一傳統方式操作以定鎖器低操作電壓之邏輯1位 準，直到邏輯1信號被施加至信號線1 2 4。於類似方式 中，當邏輯0不論是在低操作電壓或高操作電壓（於兩情 形下均爲0伏），具電壓容許度定鎖器2 0 〇保持信號線 1 2 4於0伏。因此，本發明係特別優於先前技藝，因爲 當3 . 3伏或5伏高信號施加至輸入時，其均適當操作， '並可以用於先前技藝定鎖器1 0 0因爲短路問題，裝置故 障及過量洩漏電路而不能動作之應用中。 現在參考第3圖，顯示一具電壓容許度定鎖器2 ◦ 0 之較佳實施例。具電壓容許度定鎖器2 0 0具有一輸入 2 0 2，其可以連接以接收來自低壓電路或高壓電路（如 於第2圖所示）之輸入信號。輸入2 O' 2較佳係連接至一 例如信號線1 2 4之信號線。具電壓容許度定鎖器2 0 0 較佳地包含一第一緩衝電晶體N5，一感應電晶體h，一低 壓定鎖器2 0 6，一節點電壓控制器2 0 8及一拉升電路 2 1 0。第一緩衝電晶體N5較佳是一_NMOS電晶體，其汲 極連接至並形成具電壓容許度定鎖器2 0 0之輸入，2 0 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ΐ〇χ 297公釐）_ 2 _ ί I κ ί n^i nn m-tl·— i m In ml \ 3¾ 11. In Hi 1^1 ml 1·1 jp XCJJS- i L. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 461072 五、發明説明化） ’其源極連接至低壓定鎖器2 0 6之輸入，及其閘極連接 至低壓電路（3 . 3伏）之供給電壓。該感應電晶體 佳是一 PMOS電晶體，其汲極連接至具電壓容許度定鎖器 2 〇 0之輸入2 0 2，其源極連接至節點電壓控制器 2 〇 8之輸入，及其閘極連接至低壓電路（3 . 3伏）之 供給電壓。應注意的是感應電晶體h同時令其井連接至高 壓電路（5伏）之供給電壓。這井之連接協助防止感應電. 晶體P!之裝置故障》第一緩衝電晶體N5是較佳地用以緩衝 並防止於定鎖器2 0 0之輸入2 0 .2之高操作位準之高壓 (5伏）施加於具電壓容許度於低壓定鎖器2 0 6。 低壓定鎖器2 0 6係經由第一緩衝電晶體仏連接至輸 入2 0 2。低電壓定鎖器2 0 6之輸出係連接至拉升電路 2 1 0及節點電壓控制器2 0 8。低壓定鎖器2 0 6是類 似於上述參考第1圖說明之先前技藝定鎖器1 0 0。低壓 定鎖器2 0 6被提供有一相同於低壓電路1 2 2之供給及 其他操作電壓（例如3 . 3伏）。因此，爲具電壓容許度 定鎖器2 0 0所保持於輸入2 0 2之位準，對於本發明所 描述之說明中，爲低時將會是0伏，爲高時則是3 . 3伏 。儘管如此，若輸入2 0 2被驅動至5伏位準，則定鎖器 2 0 0被有效地去能，而不會影響其操作，並防止5伏施 加至輸入2 0 2可能造4之傷害。具電壓容許度定鎖器 2 0 0係能藉由使用拉升電路2 1 0而拉升輸入2 0 2至 3 . 3伏，因爲低壓定鎖器2 0 6之輸出係最大爲低操作 供給電壓減去於第一緩衝電晶體N5之壓降（3 . 3伏- V“ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 13 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. •打 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 461072 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 Λ7 ___—__ B7_五、發明説明彳1 ) )。再者，熟習於本技藝者可知，〇及3 . 3伏之低及高 壓値是只被例示用，其他操作電壓也可以用於本發明中。 節點電壓控制器2 0 8具有幾個輸入及一輸出。節點 電壓控制器2 0 8之輸入之一係被感應電晶體連接至 輸入2 0 2。節點電壓控制器2 0 8具有一對另外之輸入 連接至低壓定鎖器2 0 6之輸出。節點電壓控制器2 0 8 之輸出係連接成，以控制拉升電路2 1 0之動作。節點電 壓控制器2 0 8係用以控制拉升電路2 1 0，以協助輸入 2〇2之充電。節點電壓控制器2 0 8同時也作動爲於一 轉換狀態中之分壓器，以當高壓電路（5伏）之高或供給 電壓被施加至輸入2 0 2時，保護具電壓容許度定鎖器 2 0 0之其他部份不會 '裝置故障。 拉升電路2 1 0較佳係連接用於低壓電路之供給電壓 (未示於第3圖，3 . 3伏），並具有一第一控制輸人連 接至低壓定鎖器2 0 6之輸出，以及一第二控制輸入連接 至節點電壓控制器2 0 8之輸出。拉升電路21 0之輸出 係連接至電壓容許度定鎖器2 0 0之輸入2 0 2。拉升電 路2 1 0係選擇性地作動以拉升電壓容許度定鎖器2 0 0 之輸入2 0 2成爲一用於低操作電壓之高壓位準（3 · 3 伏）°如以上所注意的，低壓定鎖器2 0 6係只能,輸出低 操作供給電壓之一高信號減去第一緩衝器電晶體N5之壓降 (3 . 3伏一 vtn)。因此，拉升電路係反應於低壓定鎖器 2 0 6而作動，並使用電晶體以拉升輸入線2 0 2至一 3 . 3伏位準。節點電壓控制器2 0 8控制拉升電路 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) 461072 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明纟2 ) 2 1 0之操作，以防止裝置故障並協助低及高輸出位準轉 換。當低壓定鎖器206之輸.出爲低及節點電壓控制器 208之輸出到達一低位準（3 · 3伏一 2 *Vtn )，則拉升 電路被作動並協助使於輸入2 0 2之電壓位準至低壓電路 (3 . 3伏）之高。當低壓定鎖器206之輸出爲高（ 3 . 3伏）及節點電壓控制器2 0 8之輸出將會是低，因 爲其係低壓定鎖器2 0 6之輸出所控制；及拉升電路 2 10被中斷，並不會影響在輸入2 0 2上之電壓位準。 然而，於此一例子中，節點電壓控制器2 0 8之輸出將會 是低並略微協助拉升輸入2 0 2至低，但輸入2 0 2係主 要被傳統定鎖器2 0 6 (經由電晶體^及N5)保持於低。 現在參考第4圖，用於低壓定鎖器206，節點電壓 控制器2 0 8及拉升電路2 1 0之較佳實施例係更詳細顯 示。爲了方便及容易說明，相同編碼係儘可能使用於相同 部件上。再者，低壓定鎖器2 〇 6，節點電壓控制器 2 0 8及拉升電路2 1 0之詳細實施例係描述如下，以低 電壓電路1 2 2之操作電壓爲3 . 3伏，高電壓電路 1 2 0之操作電壓是5伏。儘管如此，熟習於本技藝者可 以知道本發明係可以使用於各種之其他混合電壓設計中。 如於第4圖所示，低壓定鎖器2 0 6將首先被說明。 低壓定鎖器2 06較佳地包含一第一電晶體p5，一第二電 晶體P6及一反相器3 0 4。低壓定鎖器2 0 6具有標準功 能並交替於兩狀態之間，輸出一高信號或一低信號。至反 相器3 0 4之輸入形成低壓定鎖器2 0 6之輸入並被連接 (請先閱讀背面之注意事項再.填寫本頁) 朵· 訂 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 461072 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明b ) 至第一電晶體p5之汲極及第二電晶體p6之汲極。第一電晶 體P5最好是一 PMOS電晶體.。第一電晶體P5之源極連接至 3 _ 3伏供給電壓，其閘極連接至反相器3 0 4之輸出。 第二電晶體Na是較佳一NMOS電晶體，第二電晶體N6之閘 極連接至反相器3 0 4之輸出，以及，第二電晶體n6之源 極係連接至地端或低位準。 再參考第4圖，拉升電路2 1 0將加以說明。拉升電 路2 1 〇較佳包含一第一及第二電晶體？3及P4。第一及第 二電晶體！^及P4較佳係PMOS電晶體，及其井均連接至5伏 供給電壓。因爲輸入2 0 2可以藉由施加高操作電壓之邏 輯1至具電壓容許度定鎖器2 0 0之輸入而到達5伏，本 發明將有利於保護直接連接至輸入2 0 2之PMOS電晶體P3 ’ P 4及p 1，這係藉由連接這些電晶體之井至高操作電壓例 如5伏而完成。這防止洩漏電流至這些電晶體之井中。第 —電晶體P3較佳令其源極連接至3 . 3伏供給電壓，其閘 極連接至低壓定鎖器2 0 6之輸出，及其汲極連接至第二 電晶體之源極。第二電晶體P4較佳令其源極連接至第一 電晶體P3之汲極，其閘極連接至SENS節點，至節點電壓控 制器2 0 8，及其汲極連接至電壓容許度定鎖器2 0 〇之 輸入2 0 2。因此，當一低信號（0伏）及接近低信號（ 3.3伏—2*¥111)分別藉由反相器3 0 4之輸出及節點電 壓控制器2 0 8之輸出，被施加至第一及第二電晶體？3及 之閘極，電晶體？3及？4導通並拉升輸入2 0 2至3 . 3 伏。否則’至少電晶體P3及p4之至少之一關閉及拉升電路 本紙張尺度適用中國國家標準.(CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝· 訂 461072 A7 r~____^Β7_ 五、發明説明“） 2 1 〇未被作動。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如於第4圖所示，節點電壓控制器208包含五個電 晶體Ρ2 ’ Ν!，Ν2，Ν3，比及一電流源3 0 2。SENS節點 形成節點電壓控制器2 〇 8之第一輸入及輸出，剩下至節 點電壓控制器2 0 8之輸入係電晶體P2& P4之閛極。SENS 節點係接至緩衝器電晶體P,之汲極及拉升電路2 1 0之輸 入。電流源3 0 2係連接於SENS節點及接地之間。電流源 3 0 2及電晶體P2，N!，N2形成一分壓器。電晶體N3及N4 係同時連接於SENS節點及接地之間q電晶體仏及^係串聯 連接至電晶體N3及電晶體N4，該電晶體1具有閘極連接至 3 · 3伏供給，及汲極連接至SENS節點，該電晶體N4具有 閘極連接至低壓定鎖器2 0 6之輸出及源極連接至地端。 因此，反應於在低壓定鎖器2 0 6之輸出之高信號（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 3 . 3伏），電晶體N4被導通，以拉下SENS節點爲低。當 高操作電壓（5伏）之高出現在SENS線上並被電晶體N3及 N4所分壓時，電晶體％被提供以保護電晶體N4。其他三個 電晶體也是串聯連接，同時也於SENS節點及 3 . 3伏供給電壓間。電晶體N2之汲極連接至SENS節點， 及其源極及閘極連接在一起及至電晶體Ni之汲極。電晶體 ISh之閘極連接至3 . 3伏供給及其源極連接至電晶體？2之 '汲極。最後，電晶體P2之源極連接至3 . 3伏供給及間極 連接至低壓定鎖器2 0 6之輸出。因此，反應於在低壓定 鎖器2 0 6輸出之低信號，電晶體P2，N3，及N4被導通， 並拉升SENS節點至一供給電壓之位準減去於電晶體仏及n2 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 6 1072 A7 ___ B7 五、發明説明纟5 ) 間之壓降（3 · 3伏一 2 *Vtn )。當SENS節點電壓高於此 位準時，電晶體N2作動爲一二極體並防止電流由SENS節點 向電晶體p2流動。 示於第4圖之電壓容許度定鎖器2 0 0之操作將參考 轉換於低至高之定鎖器2 0 0之輸入2 0 2，而加以說明 ，因爲於混合電壓狀態中，此轉換可以由0伏至3 . 3伏 或由0伏至5伏。具電壓容許度定鎖器2 0 〇開始，於當 一低信號（0伏）已經被施加至輸入2 0 2及反相器 3 0 4正輸出一高（3 . 3伏）於低壓定鎖器2 0 6之輸 出時。因爲低壓定鎖器2 0 6之輸出基本上爲高，電晶體 P2及P3爲關閉及電晶體N4爲導通以拉下SENS節點爲低並隨 後拉下輸入_2 0 2爲低。同時，低壓定鎖器2 0 6之輸出 導通，N6經由^拉下輸入2 0 2爲低。於此P5爲關閉。當 輸入2 0 2開始由低轉換至高時，其首先進行高於低壓定 鎖器2 0 6.之Vih ( 1伏位準）。於此點，反相器3 ◦ 4 跳脫改變低壓定鎖器2 0 6之輸出極性至低。這導通電晶 體匕及P3並使電晶體N4關閉，以將SENS節點接至接近 3 · 3伏之位準。一 3 · 3伏減去於電晶體山及N2間之壓 降之電壓（3 . 3伏—2 *Vln)係出現於SENS節點上。這將 部件地導通電晶體並將輸入2 0 2之電壓位準拉升至 3 . 3伏或者是低操作電壓之高。若輸入2 0 2於此時是 浮動，則其被電晶體P5及電.晶體心及h所拉高。電晶體P5 並不能拉高輸入2 0 2高於3 . 3伏減去於電晶體N5間之 壓降之電壓（3 . 3伏—Vln )。因爲電晶體p5之能力係被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ — 裝 訂 _./L (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4
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—:第 87112171 中文說明書修正頁 號專利申請案 民國89年7月呈 懷諸委員明示，本案修疋後是否變吏原實質内容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明Ο6 ) 限制於拉動輸入2 0 2至高或3 · 3伏，所以電晶體P3及 被提供以拉高輸入2 0 2至3 . 3伏位準。基本上，1 )低壓定鎖器2 0 6輸出一低信號，2 )節點電壓控制器 2 〇 8導通；3 ) SENS節點被拉至一低壓位準（3.3伏一 2 *V,„ ) ; 4 )電晶體匕被導通；及5 )電晶體p4被導通。 在輸入2 0 2到達3 . 3伏+ 之前，於電晶體P4間 之最大壓降係VlP + 2*V,„，其係防止電晶體p4之崩潰或損壞 。這壓降被藉由節點電壓控制器2 0 8作爲分壓器並且確 保SENS節點於電壓上之增加而加以維持，以降低於電晶體 P4間之汲極壓差。若節點電壓控制器2 0 8未出現，則於 電晶體P4間之電壓可以最高到達3 . 3伏+ V,»，這將會破 壞該裝置。 . . . 當輸入2 0 2到達3 . 3伏+ VtP，電晶體Pi導通及 SENS節點之電壓跟隨該輸入2 0 2。這使得電晶體N2截止 ，並令其成爲一二極體，以防止電流通過電晶體N2流向電 晶體Ν!。這同時也截止電晶體p4並中斷於輸入2 ,〇 2及 3 · 3伏供給間通過電晶體p3及p4間之路徑。因此，當一 外部電源（未示出）施加一 5伏信號至輸入2 0 2，低壓 定鎖器2 0 6被緩衝器電晶體N5所保護，拉升電路210 被中斷，節點電壓控制2 0 8之元件係使用分壓原理，而 被保護不受此一高操作電路之高壓施加之害。 當外部源施加5伏信號被移開時，轍入2 ’ 0 2開始浮 動，電流鏡3 0 2係用以緩慢放電並將SENS節點上之電壓 位準向下拉至5伏位準。因爲輸入2 0 2仍保持於一較高 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — 裝！ 訂-1!-^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 2δ7公釐） - 461072 A7 B7 五、發明説明彳7 ) 壓位準，所以反相器3 0 4之輸出爲低。因此，電_晶體P3 及Pa爲導通，及N4爲截止。當SENS節點被拉至3 . 3伏— 2 $Vtn之低位準時，電晶體p4導通，藉以作動拉升電路 2 1 0並保持輸入線2 0 2於3 . 3伏位準。 當輸入2 0 2低於1伏時，反相器3 0 4跳脫並改變 低壓定鎖器206之輸出之極性至高（3 · 3伏）。這使 電晶體卜及P3截止。電晶體>^被導通，以拉下SENS節點爲 低，同時導通電晶體Na，以拉下輸入2 0 2爲低。這同時 截止電晶體P4及拉升電路21 0。 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖然本發明已經參考某些較佳實施例加以說明，但熟 習於此技藝者將知道可以提出各種修改。例如.，一由電壓 容許度匯流排保持,定鎖器2 0 0導出之拉升電阻電路 5 0 0係被示於第5圖中。爲了方便及容易了解起見，相 同參考數係用以指示於電壓容許度定鎖器2 0 0及拉升電 阻電路5 0 0間之相同部件。拉升電阻電路5 0 0以相同 於本發明之原理操作並協助以拉升節點2 0 2至高電壓。 拉升電阻電路5〇一0'較佳包含_?河〇3電晶體？1，？2，？3，？4 ，NMOS電晶體Ni，％及電流源3 0 2。諸元件係以相類 似於第4圖所述之方式加以連接與操作。主要之不同包含 電晶體p2及p3之閘極之連接至0伏。拉升電阻電路5 0 0 係有利地不被施加至節點2 0 2之高操作電壓所影響，因 爲每一連接至節點2 0 2之電晶體Pi，？3及P4均令其井連 接至高操作電壓，以減少洩漏電流及對裝置之傷害。對本 發明之較佳實施例之這些及其他變化與修改係被本發明所
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 2Q 461072 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明彳8 ) 提供，並被以下之申請專利範圍所限制。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·
、1T -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）