[发明专利]输入输出电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，特别是涉及一种能够承受5V电压信号的输入输出电路。

背景技术

伴随着电子信息产业的迅猛发展，数据传输的速度与日俱增，芯片与芯片之间、设备与设备之间的各种接口协议层出不穷。其中许多的协议要求具有5V信号工作幅度的输入输出电路(或者是5V电压检测电路)，而通常集成电路使用的有源器件——金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductor filed effect transistor，简称MOS晶体管)的任意两个端口之间的额定耐压为3.3V，直接应用在5V信号的工作环境中，会导致器件的损坏。因此，如何使用额定耐压为3.3V的MOS晶体管来设计信号摆幅为5V的输入输出电路，并且保证在本地电源无效的情况下器件不被损坏就成为一个具有挑战性的问题。

发明内容

基于此，有必要针对本地电源无电时，输入输出端口5V_{_}IO的电压为5V，电路中MOS晶体管容易损坏的问题，提供一种输入输出电路装置。

为实现本发明目的，提供的一种输入输出电路装置，其特征在于，包括输入电路、偏置电路和输出电路：

所述输入电路与所述偏置电路电连接，用于连接第一输入信号和输入信号；

所述偏置电路与输入输出端口及所述输入电路电连接，并输出第一输入信号和偏置产生信号；

所述输出电路与输入输出端口及所述偏置电路电连接，用于接收输出信号和所述偏置产生信号。

在其中一个实施例中，所述偏置电路包括串联电阻分压模块、电容保持电压模块和控制模块：

所述串联电阻分压模块分别与所述输入输出端口、所述输入电路的第一输入信号端、所述控制模块的第二输入信号端和第三输入信号端电连接，用于根据输入输出端口的电压调节所述第一输入信号端和第二输入信号端的工作电压；

所述控制模块与所述第二输入信号端、偏置产生信号端和电源电压电连接，用于根据所述第二输入信号端的电压信号控制所述偏置产生信号端的工作电压，所述电源电压为3.3V；

所述电容保持电压模块串联于所述控制模块的偏置产生信号端和接地端，用于保持所述偏置产生信号端的工作电压；

所述第三输入信号端与接地端电连接。

在其中一个实施例中，所述偏置电路还包括模式选择模块，所述模式选择模块串联于所述第三输入信号端和接地端之间，并接收所述偏置产生信号和输出模式选择信号。

在其中一个实施例中，所述模式选择模块包括第三反相器和第五晶体管，所述第五晶体管的栅极与所述第三反相器的输出端连接；

所述第五晶体管的衬底、源极与接地端连接，所述第五晶体管的漏极与所述第三输入信号端电连接；

所述第三反相器的工作电压为所述偏置产生信号端的电压。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的源极连接并耦合至所述第二输入信号端；

所述第一晶体管的漏极、第一晶体管的衬底、第二晶体管的衬底与第二晶体管的漏极连接并耦合至所述偏置产生信号端；

所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的栅极连接并耦合至所述电源电压。

在其中一个实施例中，所述电容保持电压模块包括电容器，所述电容器一端与接地端连接，另一端耦合至所述控制模块的偏置产生信号端。

在其中一个实施例中，所述输出电路包括第三晶体管、第四晶体管和第一反相器，所述第三晶体管的衬底、第三晶体管的源极、第四晶体管的衬底连接并耦合至接地端；

所述第三晶体管的栅极与所述第一反相器的输出端连接，所述第三晶体管的漏极与所述第四晶体管的源极相连接；

所述第四晶体管的漏极与所述输入输出端口连接；

所述第四晶体管的栅极电压为所述偏置产生信号端电压。

在其中一个实施例中，所述串联电阻分压模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第二电阻串联于所述第一电阻和所述第三电阻之间，所述第一电阻的另一端与接地端连接，所述第三电阻的另一端与所述输入输出端口电连接；

所述第一电阻和所述第二电阻的连接端耦合至所述控制模块的第二输入信号端；

所述第二电阻和所述第三电阻的连接端耦合至所述输入电路的第一输入信号端。