[发明专利]用于高速低功率电平转换的电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种用于 在工作于不同逻辑电压范围的系统间的接口处对逻辑信号的电压电 平进行变换的电平转换器及方法。

背景技术

包括BiCMOS集成电路在内的多种电路必须在工作于不同逻辑电 平电压值的电路之间传递时钟信号、逻辑控制信号以及状态信号。这 类电路通常被称为逻辑转换器。当工作于不同逻辑电压范围的两个电 路共用一条公共电压轨线(例如，公共接地轨线或者回复电压轨线) 时，在它们之间提供高速低功率的电平转换器是相对容易的。

但是，当每个电路各有一对电压轨线而且这些轨线中的任意一 条轨线均未被两个电路所共用时，上述问题就变得困难得多了。当一 对电压轨线的电压电平相对于另一对电压轨线的电压电平移动时，电 平转换器的输出端上的逻辑电平可能会相对于其输入端上的逻辑电 平发生变化。在传统的高速电平转换器中，在稳定模式下消耗了较高 功率来将逻辑电平保持为恒定。因此，希望的是，提供一种高速低功 率的电平转换器来支持具有至少两对供电轨线的系统的操作。

发明内容

本发明的公开内容提供了一种新颖的电平转换电路，该电平转 换电路具有切换电流发生器，其响应于输入逻辑信号的切换来产生切 换电流，以便对输出逻辑信号进行切换，该电平转换电路还具有保持 电流发生器，用于产生保持电流，以便根据输入信号的逻辑电平来保 持输出信号的逻辑电平。保持电流被产生为独立于切换电流。

根据本发明的一个方面，电平转换电路支持各具有一对电压轨 线的电路间的电平转换，用于产生其逻辑电平与输入信号的相应逻辑 电平相比具有不相同的电压值的输出信号。具体地说，输入信号可具 有第一电压值下的第一逻辑电平以及第二电压值下的第二逻辑电平， 输出信号可具有第三电压值下的第一逻辑电平以及第四电压值下的 第二逻辑电平，其中第一电压值、第二电压值、第三电压值和第四电 压值互不相同。

根据所公开的实施例，切换电流发生器可接收在第一电压值下 的第一逻辑电平和第二电压值下的第二逻辑电平之间进行切换的输 入信号并且产生切换电流，其包括用于产生第一切换电流脉冲的第一 电流脉冲发生器以及用于产生第二切换电流脉冲的第二电流脉冲发 生器，第一切换电流脉冲与第二切换电流脉冲极性相反。调节第一电 流脉冲发生器和第二电流脉冲发生器来选择由切换电流确定的电平 转换电路的切换速度。差分电流传感器可被布置用于响应于第一电流 脉冲和第二电流脉冲来对输出信号进行切换，其接收第一切换电流脉 冲和第二切换电流脉冲并且产生在第三电压值下的第一逻辑电平和 第四电压值下的第二逻辑电平之间进行切换的输出信号。

保持电流发生器用于产生期望值的保持电流以保持输出信号的 逻辑电平与输入信号的逻辑电平相一致，并且保持电流发生器独立于 第一电流脉冲发生器和第二电流脉冲发生器产生的切换电流脉冲来 产生保持电流，并且将保持电流提供给第一电流脉冲发生器和第二电 流脉冲发生器。

差分电流传感器可包括：响应于第一电流脉冲的第一电流镜、 响应于第二电流脉冲的第二电流镜、以及响应于第一电流镜和第二电 流镜所产生的信号的第三电流镜。与第三电流镜相耦接的输出电流传 感器(例如施密特触发器)可产生输出信号。

保持电流发生器可将保持电流提供给第一电流脉冲发生器以及 第二电流脉冲发生器，以便对第一电流脉冲和第二电流脉冲之一进行 放大。

第一电流脉冲发生器可包括：响应于输入信号的第一反相器以 及耦接在第一反相器的输出和第一电流镜之间的第一电容元件。第二 电流脉冲发生器可包括：连接至第一反相器的输出的第二反相器以及 耦接在第二反相器的输出和第二电流镜之间的第二电容元件。

可在保持电流发生器和第一电流镜之间连接第一开关，该第一 开关被第一反相器的输出信号所控制。可在保持电流发生器和第二电 流镜之间连接第二开关，该第二开关被第二反相器的输出信号所控 制。

切换电流发生器被提供有与输入信号相对应的电压轨线所产生 的电压值，而差分电流传感器则被提供有与输出信号相对应的电压轨 线所产生的电压值。