[发明专利]在宽范围电源电压下工作的输出缓冲电路的偏置级联晶体管

说明书

本公开涉及在宽范围电源电压下工作的输出缓冲电路的偏置级联晶体管。输出缓冲电路的输出级包括第一驱动晶体管和第一级联晶体管(串联耦合在第一电源节点和输出节点之间)和第二驱动晶体管以及第二级联晶体管(在输出节点和第二电源节点之间串联耦合)。第一和第二级联晶体管的栅极分别用第一和第二偏置电压偏置。当第一电源电压小于阈值时，第一偏置电压等于第一电源节点处的第一电源电压，并且对于超过阈值电压的任何第一电源电压，第一偏置电压固定在固定电压。当第一电源电压小于阈值电压时，第二偏置电压等于固定电压，并且对于超过阈值的任何第一电源电压，第二偏置电压从第一电源电压偏移固定差值。

技术领域

本发明涉及输出缓冲电路。

背景技术

输入/输出缓冲电路是集成电路的常用部件，并且用作内部电路装置和输入/输出焊盘之间的信号接口，其允许与外部电路的电连接。通常，输入/输出缓冲电路由比内部电路装置更高的电源电压供电，因此需要在电源域之间进行信号的电平移位。可能存在这样的情况：在一定范围的电压下提供输入/输出缓冲电路处的较高电源电压，例如当集成电路可在两个或更多个电压电平下操作或者集成电路的电源电压变化时。由于较高的电源电压电平可能会对输入/输出缓冲电路的晶体管生成应力和损坏，这使得输入/输出缓冲电路的设计更加复杂。

发明内容

在一个实施例中，输出缓冲电路包括：输出级，由第一电源节点和第二电源节点供电，用于驱动输出焊盘，该输出级包括第一驱动晶体管和第一级联晶体管，第一驱动晶体管和第一级联晶体管串联耦合在第一电源节点和耦合至所述输出焊盘的输出节点之间，其中第一级联晶体管的栅极被第一偏置电压偏置；偏置电压生成器电路，用于生成第一偏置电压，对于所述第一电源节点处的小于阈值电压的任何第一电源电压，所述第一偏置电压在所述第二电源节点处固定在第二电源电压，并且其中当所述第一电源电压超过所述阈值电压时，第二偏置电压等于所述第一电源电压和固定电压之间的差值。

输出级还包括第二驱动晶体管和第二级联晶体管，第二驱动晶体管和第二级联晶体管串联耦合在第二电源节点和输出节点之间，其中第二级联晶体管的栅极被第二偏压电压偏置。偏置电压生成器电路还被配置为生成所述第二偏置电压，其中当第一电源电压小于阈值电压时第二偏置电压等于第一电源电压，并且其中第一偏置电压固定在超过所述阈值电压的任何第一电源电压的固定电压。

在一个实施例中，提供了一种用于偏置由第一电源节点和第二电源节点供电的输出缓冲电路的方法，该输出缓冲电路包括配置成驱动输出焊盘的输出级，所述输出级包括第一驱动晶体管和第一级联晶体管，第一驱动晶体管和第一级联晶体管串联耦合在第一电源节点和耦合至所述输出焊盘的输出节点之间。该方法包括：用第一偏置电压偏置第一级联晶体管的栅极；对于小于阈值电压的任何第一电源电压，生成第一偏置电压，第一偏置电压在第二电源节点处固定在第二电源电压；当第一电源电压超过阈值电压时，生成第一偏置电压，第一偏置电压等于第一电源节点处的第一电源电压和固定电压之间的差值。

输出缓冲电路的输出级还包括第二驱动晶体管和第二级联晶体管，第二驱动晶体管和第二级联晶体管串联耦合在第二电源节点和输出节点之间。该方法还包括：用第二偏置电压偏置第二级联晶体管的栅极；当第一电源电压小于阈值电压时，生成所述第二偏置电压，第二偏置电压等于第一电源电压；并且，对于超过阈值电压的任何第一电源电压，生成所述第二偏置电压，第二偏置电压被固定在固定电压。

附图说明

为了更好地理解实施例，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1是输出缓冲电路的电路图；

图2是输出缓冲电路的电路图；

图3是示出作为电源电压变化的函数的图2的电路的参考电压VrefL和VrefH电平的曲线图；

图4是用于图2的电路的偏置电压生成器电路的电路图；以及

图5是图4的偏置电压生成器电路内的电路的电路图。