[发明专利]一种电平转换的方法及装置

摘要

本发明涉及一种电平转换的方法及装置，该装置包括：输入电路用于接收来自第二电源电压域的输入信号；阈值产生电路用于生成区分输入信号高低电平的阈值电压；自偏置放大器电路用于将输入信号与阈值电压进行比较，产生逻辑值；该电平转换装置产生与逻辑值相应的第一电源电压域的输出信号。本发明通过将不同或相同电源电压域的输入信号转换为芯片内部所需要的电压信号，从而达到低功耗及宽输入电压范围的要求。 1

主权项

1.一种电平转换装置，所述电平转换装置工作在第一电源电压域，其特征在于，包括：

输入电路，用于接收来自第二电源电压域的输入信号；

用于提供默认上拉偏置，以及对自偏置放大器电路输入端提供保护；

阈值产生电路，用于生成区分输入信号高低电平的阈值电压；

自偏置放大器电路，用于将所述输入信号与所述阈值电压进行比较，产生逻辑值；所述自偏置放大器电路，包括两个PMOS管构成输入级、NMOS管构成的有源电流镜负载、PMOS管构成共栅极的电流源；两个PMOS管构成的输入级由MP1和MP2构成输入级，MP1的栅极为正向输入端，MP2的栅极为负向输入端；NMOS管构成的所述有源电流镜负载由宽长比小于1的NMOS管MN1‑MN2n构成，其中所有NMOS管的栅极均连接至输入PMOS管MP1的漏极；NMOS管MN1的漏极连接至输入PMOS管MP1的漏极，MN1的源极与MN3的漏极相连，MN3的源极与MN5的漏极相连，以此类推，MN2n‑1的源极连接至地；NMOS管MN2的漏极连接至输入PMOS管MP2的漏极，MN2的源极与MN4的漏极相连，MN4的源极与MN6的漏极相连，以此类推，MN2n的源极连接至地；PMOS管构成所述共栅极的电流源由宽长比小于1的PMOS管MP3‑MPn构成，其中所有PMOS管的栅极连接至输入PMOS管MP1的漏极；PMOS管MP3的漏极连接至输入PMOS管MP1和PM2的源极，MP3的源极与MP4的漏极相连，MP4的源极与MP5的漏极相连，以此类推，MPn的源极连接至电源，形成内部自偏置结构；

所述电平转换装置产生与所述逻辑值相应的第一电源电压域的输出信号。

2.根据权利要求1所述的电平转换装置，其特征在于，所述阈值产生电路采用电阻串分压的电路结构，由电源至地的通路上串联的两个电阻构成；或者，所述阈值产生电路采用带隙基准的电路结构。

3.根据权利要求1所述的电平转换装置，其特征在于，所述自偏置放大器电路具体用于：

通过将输入信号与所述阈值电压相比较来确定输入信号的所述逻辑值，并将比较结果转换为与第一电源电压相应的逻辑信号并输出。

4.根据权利要求1所述的电平转换装置，其特征在于，还包括反相放大器；

所述反相放大器包括PMOS管与NMOS管，用于将比较结果的输出信号进行放大处理；或者，所述反相放大器采用低功耗放大器。

5.根据权利要求4所述的电平转换装置，其特征在于，所述反相放大器包括n个PMOS管与1个NMOS管，构成PMOS管与NMOS管比例不同的反相器，其中PMOS管部分由宽长比小于1的PMOS管NP1‑NPn构成，PMOS管NP1的漏极连接至NMOS管NN1的漏极，NP1的源极与NP2的漏极相连，NP2的源极与NP3的漏极相连，以此类推，NPn的源极连接至电源。

6.根据权利要求1所述的电平转换装置，其特征在于，还包括施密特反相器电路；

所述施密特反相器电路包括施密特反相器和解耦滤波电容，用于防止比较结果输出的误触发。

7.根据权利要求1所述的电平转换装置，其特征在于，所述自偏置放大器电路，施密特反相器电路和反相放大器及滤波电容共同完成去毛刺功能。

8.根据权利要求1所述的电平转换装置，其特征在于，还包括输出缓冲器；

所述输出缓冲器用于提高输出至外部信号的驱动能力，可依据对驱动能力的需求进行取舍与调整。

9.一种电平转换的方法，应用于权利要求1所述的电平转换的装置，其特征在于，包括：

接收来自第二电源电压域的输入信号；并提供默认上拉偏置，以及对自偏置放大器电路输入端提供保护；

在第一电源电压域通过所述自偏置放大器电路与阈值产生电路检测出所述输入信号的逻辑值；

其中，将相同或不同电压域的输入信号与阈值电压进行比较，来确定输入信号的逻辑值，判断比较结果是否与电源电压有相应的逻辑信号；当有相应的逻辑信号，则改变所述阈值产生电路输出的阈值电压，将比较结果转换为与所述电源电压有相应的逻辑信号；

在所述第一电源电压域产生与所述逻辑值相应的输出信号。