[发明专利]电平转换电路

说明书

本发明公开了一种电平转换电路，包括：由第一CMOS反相器和第二CMOS反相器组成的主体电路，第一输入电路和第二输入电路。主体电路连接在第一电源电压和第二负电压之间。第一输入电路和第二输入电路中都分别包括上拉PMOS管和用于控制上拉PMOS管的漏极电压的控制电路，控制电路是对应的上拉PMOS管的各电极之间的电压差都在第一电源电压的范围内，使上拉PMOS管采用工作电压接近第一电源电压的最大值的PMOS管从能使上拉PMOS管能在第一电源电压下很好驱动。本发明能在实现小电源电压和负压的电平转换的条件下提升上拉PMOS管的驱动能力，提高电路工作速度。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路(IC)，特别是涉及一种电平转换(level shift)电路。

背景技术

在55nm工艺上设计闪存(flash)IP中,译码电路中用到-0.4v的电压，所以需要一个电源电压VDD到-0.4v工作的电平转换电路。随着工艺越来越先进，电源电压越来越低，在55nm工艺，电源电压低到1.2v。设计中留有余量，要考虑低到1.05v的电源电压。

如图1所示，是现有电平转换电路的电路图；主体电路包括由NMOS管NM101和PMOS管PM101组成的第一CMOS反相器和由NMOS管NM102和PMOS管PM102组成的第二CMOS反相器。PMOS管PM103和PM104都为上拉管。主体电路连接到电源电压VDD和负电压Vneg之间，主体电路输出互为反相的输出信号Va和Vab。

互为反相的输入信号VIN和VINN分别连接到PMOS管PM103和PM104的栅极，PMOS管PM103和PM104的源极都接电源电压VDD，PMOS管PM103和PM104的漏极分别连接到输出信号Va和Vab对应的节点。

所述第一CMOS反相器的输出端和地GND之间连接有电容C101，输出信号Vab也能另外在通过一个CMOS反相器输出。

PMOS管PM103和PM104作为上拉管，其源极(S)、漏极(D)、栅极(G)和衬底电极(B)之间的电压差通常会大于电源电压VDD。故PMOS管PM103和PM104的耐压能力通常需要大于电源电压。当电源电压缩小到1.2V时，PMOS管PM103和PM104不能用1.2V工艺角(corner)的器件(device)结构来设计。考虑低成本，少用光罩(mask)。通常，选用5V高压device来设计电平转换电路,如其中PMOS管PM103和PM104的耐压为5V，5V的MOS晶体管包括NMOS管和PMOS管的阈值电压在ss corner低温下面分别高于0.8v和-0.8v。而当电源电压在1.05V的时候，5V高压device刚刚打开，驱动能力很弱。Level-shift工作很慢，交叉(cross)电流很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电平转换电路，能在实现小电源电压和负压的电平转换的条件下提升上拉PMOS管的驱动能力，提高电路工作速度。

为解决上述技术问题，本发明提供的电平转换电路包括：由第一CMOS反相器和第二CMOS反相器组成的主体电路，第一输入电路和第二输入电路。

所述第一CMOS反相器的输出端连接所述第二CMOS反相器的输入端并输出正相输出信号，所述第二CMOS反相器的输出端连接所述第一CMOS反相器的输入端并输出反相输出信号。

所述主体电路连接在第一电源电压和第二负电压之间，所述正相输出信号和所述反相输出信号都工作在第一电源电压和第二负电压之间。

所述第一输入电路的输入端连接正相输入信号，所述第二输入电路的输入端连接反相输入信号。

所述第一输入电路的输出端连接所述第一CMOS反相器的输入端，所述第二输入短路的输出端连接所述第二CMOS反相器的输入端。

所述正相输入信号和所述反相输入信号都工作在第一电源电压和地之间。