[发明专利]一种全差分的电平移位器

说明书

一种全差分的电平移位器，利用输入信号处理模块在输入信号的上升沿产生上升沿电流脉冲信号、在输入信号的下降沿产生下降沿电流脉冲信号；输入信号处理模块结合第三NMOS管、第四NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管和第六PMOS管构成全差分结构，实现电流产生后到比较点的路径相同，从而实现当高侧电源电压和高侧电源地有快速变化时也能保持输出信号不变，提高抗共模干扰能力；同时利用第七NMOS管、第八NMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第一与非门和第二与非门构成锁存结构，保证电平移位器在输入信号不变时电路中没有静态电流，减小了电路的静态功耗。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，涉及一种全差分的电平移位器。

背景技术

在电源管理电路中经常需要使用电平移位器将数字信号从一个电源轨上传输到另一个电源轨上，通常要求电平移位器的信号传输速度快、抗干扰能力强、并且电路功耗小。

如图1所示是一个传统的电平移位器结构，当输入信号IN变化时，会产生两个短脉冲信号INP_PULSE和INN_PULSE，然后NMOS管M1和M2会产生短暂的大电流；随后通过PMOS管M10和M12将NMOS管M2产生的大电流镜像到N2点，同时通过PMOS管M9和M11将NMOS管M1产生的大电流进行镜像再由NMOS管M5和M6镜像到N2点，镜像过来的两个电流在N2点进行比较，根据比较结果控制输出信号OUT翻转。而在输入信号IN不变时，由NMOS管M3和M4以及电阻RS产生的小电流维持N2点信号不变，从而保持输出信号OUT。

但图1所示结构存在两个问题：第一个问题是由于图1所示结构不是全差分结构，因此其抗共模干扰能力差，尤其当高侧电源电压HVDD和高侧电源地HVSS的电压有快速变化时，输出信号OUT有可能发生错误翻转。具体来说，由于NMOS管M1产生的大电流到比较点N2点需要多经过M5和M6组成的电流镜，因此NMOS管M1产生的大电流到比较点N2点与NMOS管M2产生的大电流到比较点N2点的路径不对称，当HVDD/HVSS有快速变化时，由于电流输入到比较点N2的两条路径不对称，两条路径对该快速变化的响应不一样，因此比较点N2和输出点可能发生误翻转。第二个问题是图1所示结构在输入信号IN不变时，电路中一直有静态电流，因此其静态功耗较大。

发明内容

针对上述传统电平移位器存在的输出误翻转和静态功耗的不足之处，本发明提出一种全差分的电平移位器，通过采用全差分结构使得两个电流到比较点的路径完全对称，从而提高抗共模干扰能力，使得当HVDD/HVSS有快速变化时，镜像大电流的两条路径对HVDD/HVSS变化的响应一样，输出信号不会发生错误翻转；另外本发明在输入信号IN不变时没有电流消耗，减小了静态功耗。

本发明的技术方案为：

一种全差分的电平移位器，包括输入信号处理模块，所述输入信号处理模块用于将输入信号进行处理获得第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号与所述输入信号同相，所述第二控制信号与所述输入信号反相；所述输入信号处理模块还用于在所述输入信号的上升沿产生一个电流脉冲信号作为上升沿电流脉冲信号和在所述输入信号的下降沿产生一个电流脉冲信号作为下降沿电流脉冲信号；

所述电平移位器还包括钳位模块、第三NMOS管、第四NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第一与非门和第二与非门；

第三NMOS管的栅极连接所述第一控制信号，其漏极连接第五PMOS管的漏极，其源极连接低侧电源地；

第四NMOS管的栅极连接所述第二控制信号，其漏极连接第六PMOS管的漏极，其源极连接低侧电源地；