[实用新型]耐压电平转换电路

说明书

本实用新型公开了一种耐压电平转换电路，该电路包括电平转换单元、两级反相器和两个输出用PMOS场效应晶体管；电平转换单元和两级反相器均由高电平供电并设有低电平和中级电平两个偏置电压；电平转换单元将输入电平进行转换后输出给一级反相器，电平转换单元与一级反相器相连，二级反相器与一级反相器连接，用于驱动输出用PMOS管输出转换电平。该电路提升了PMOS管的耐压性能，从而使用中压MOS管也具有较好的耐压效果，同时具有快速的响应能力以及较低的温升，并降低了电路成本。

技术领域

本实用新型涉及一种耐压电平转换电路，尤其涉及一种全部采用中压MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)的耐压电平转换电路。

背景技术

在新一代电子电路设计中，随着不同工作电压的数字IC的不断涌现，低电压逻辑的引入使得逻辑电平转换的必要性更加突出。例如，当1.8V的数字电路与工作在3.3V的模拟电路进行通信时，需要首先解决两种电平的转换问题，这时就需要电平转换。同时，为了减少电子产品功耗需求，很多电子系统持续向更低的电压信号水平转移。更快的整流速度和降低信号噪声等方面的进步既方便了设计者，也向他们提出了新的挑战。微处理器在向较低的电压水平进军的过程中一马当先。处理器I/O电压正从1.8V转移到1.5V，而内核电压能够低于1V。下一代微处理器甚至将采用更低的电压。外围设备组件的电压虽然也在降低，但水平通常落后于处理器一代左右。电压降低方面的发展不均带来了系统设计者必须解决的关键性难题，即如何在信号电平之间进行可靠的转换。正确的信号电平可以保证系统的可靠工作，它们能够防止敏感IC因过高或者过低的电压条件而受损。

电平转换电路中的重要原件是金属-氧化物半导体场效应晶体管场效应管(MOSFET)，本文所述的高压MOS管指耐压在20V以上的MOSFET，中压MOS管对高压的承受能力要低一些，一般在3～6v之间，低压MOS则主要用于耐低压的情况。传统的耐压电平转换电路，通常采用高压MOS管设计，其具有电路结构紧凑、稳定性好的优点。但是，高压MOS管的响应速度相比于中低压MOS管要慢，Ron比较大，在高压下工作时温升高。而且，电平转换电路一般会用到多种MOS管，采用多种耐压性能不同的MOS管混合设计，其价格上来看要比只使用中压MOS管的设计高数倍。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种耐压电平转换电路，该电路既能够承受较大的电源电压，具有快速的响应能力以及较低的温升，同时还大大降低了电路成本。

技术方案：本实用新型所采用的技术方案是一种耐压电平转换电路，该电路包括电平转换单元、两级反相器和两个输出用PMOS场效应晶体管；电平转换单元和两级反相器均由高电平供电并设有低电平和中级电平两个偏置电压；电平转换单元与一级反相器相连，电平转换单元将输入电平进行转换后输出给一级反相器，一级反相器用于驱动第一PMOS管，二级反相器与一级反相器相连并用于驱动第二PMOS管；第一PMOS管和第二PMOS管输出转换后的电平。

进一步的，所述电平转换单元包括4个PMOS管、4个NMOS管和第三反相器；与低电平连接的两个PMOS管分别用于抬高与高电平相连的第三PMOS管和第四PMOS管的漏极电压，与中级电平连接的两个NMOS管用于钳制第三NMOS管和第四NMOS管的漏极电压；第四PMOS管的漏极和第四NMOS管的漏极分别为电平转换单元的两个输出端。所述第三PMOS管和第四PMOS管，二者的源极连接高电平，第三PMOS管的栅极和第四PMOS管的漏极相连，第四PMOS管的栅极和第三PMOS管的漏极相连。所述第三反相器由低电平供电，其输入端与输入电平连接，输出端与所述第四NMOS管的栅极相连，用于向第四NMOS管提供与输入电平极性相反的信号。

进一步的，所述一级反相器由四个MOS管串联组成，与低电平连接的第八PMOS管用于抬高与高电平相连的第七PMOS管的漏极电压，与中级电平连接的第七NMOS管用于钳制第八NMOS管的漏极电压，第七PMOS管的漏极和第八NMOS管的漏极所输出的电压作为下一级反相器的输入，第八PMOS管的漏极作为一级反相器的输出端。