[发明专利]一种高速低摆幅的电平转换电路

说明书

本发明提供了一种高速低摆幅的电平转换电路，包括：包括转换模块和加速模块；加速模块与转换模块的输入端、输出端相连；转换模块，用于将第一电压域的输入信号转换成第二电压域的输出信号；加速模块包括第一加速单元；第一加速单元包括一PMOS场效应管；该PMOS场效应管的栅极连接输入信号的反相信号，源极连接输出信号，漏极连接第二电压域的低电平。本发明可以提供一种低摆幅的电平转换电路，并且在低摆幅下仍保持较高的转换速度，从而满足高频信号传输的要求。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤指一种高速低摆幅的电平转换电路。

背景技术

随着芯片技术、工艺的革新及低功耗芯片的需求，新的芯片供电电压越来越低。当设备内部同时使用供电电压不同的电路，不同供电电压的电路之间需要相互传递信号时，必须进行电平转换。通过电平转换电路将一种电压域所对应的高电平信号及低电平信号(VIH，VIL)转换成另一种电压域对应的高电平信号及低电平信号(VOH，VOL)。

常见的一种电平转换，如图5所示，输入信号的摆幅（即信号的波动范围）（VIH-VIL）小于输出信号的摆幅（VOH-VOL），即将低摆幅信号（即信号的波动范围小）转换成高摆幅信号（即信号的波动范围大）。

在有些应用场景，需要将高摆幅信号转换成低摆幅信号，如图6的a、b、c所示，这种需求的特点是：VOH≤VIH ，VOL≥VIL，（VOH-VOL）（VIH-VIL）。

图7是一种实现图6要求的电平转换电路。

假设输入信号VI的电压范围在VIL~VIH之间，输出信号VO的电压范围在VOL~VOH之间，其中VIH=VOH，VOL＞VIL（符合图6中a场景）。对该电平转换电路进行仿真，得到图8所示仿真图。其中，VIH=VOH=1v，扫描VOL从0v到1v，步进为0.1v。

由图8可见，随着VOL的提升，当VI为1v时，VO的下降时间越来越长，当VOL=0.7v时，2GHz频率下，VO的下降时间已经增长到不能稳定到达VOL。原因是图7中NMOS管的栅源电压Vgs已经低到不能顺利的使NMOS导通，严重限制了该电平转换电路在高频下的应用。

图7所示电路在图6中b和6中c场景中也分别面临类似的问题。

随着通讯、仪器等应用环境对电路速度要求越来越高，对高速电平转换电路的速度要求达到几十GHz。因此有必要提供一种新型的高速低摆幅电平转换电路。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中存在的至少部分不足，提供了一种高速低摆幅的电平转换电路。

本发明提供的技术方案如下：

一种高速低摆幅的电平转换电路，包括转换模块和加速模块；所述加速模块与所述转换模块的输入端、输出端相连；所述转换模块，用于将第一电压域的输入信号转换成第二电压域的输出信号；所述加速模块包括第一加速单元和/或第二加速单元；所述第一加速单元，用于当所述输出信号从第二电压域的高电平向低电平变化时，将所述输出信号的电平快速拉到第二电压域的低电平；所述第二加速单元，用于当所述输出信号从第二电压域的低电平向高电平变化时，将所述输出信号的电平快速拉到第二电压域的高电平。

可选地，所述第一加速单元包括一PMOS场效应管；所述PMOS场效应管的栅极连接所述输入信号的反相信号，源极连接所述输出信号，漏极连接所述第二电压域的低电平。

可选地，所述第二加速单元包括一NMOS场效应管；所述NMOS场效应管的栅极连接所述输入信号的反相信号，源极连接所述输出信号，漏极连接所述第二电压域的高电平。

可选地，所述转换模块包括第一场效应管和第二场效应管；