一種低功耗USB高速信號電平轉換電路制造技術

本發明專利技術公開一種低功耗USB高速信號電平轉換電路，第一場效應管的柵極與第二場效應管的漏極和柵極連接形成第一節點，第五場效應管的漏極與第一場效應管的漏極連接形成第三節點，第三、第四和第七場效應管關于第一、第二和第五場效應管對稱連接并形成第二、第四節點，第九場效應管的漏極分別與第十至第十一場效應管的源極連接，第十場效應管的漏極和第十一場效應管的柵極均與第三節點連接，第十場效應管的柵極和第十一場效應管的漏極均與第四節點連接，所述第十二場效應管連接在第一節點和地之間，第十四場效應管連接在第二節點和第六場效應管的漏極之間，第十三、十五場效應管關于第十二、十四場效應管對稱連接。本發明專利技術能夠降低功耗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及CMOS集成電路設計領域，尤其涉及一種低功耗USB高速信號電平轉換電路。
技術介紹
通常情況下，USB2.0的數據來源于數字電路模塊，數字電路模塊的輸出電平是1.0V或1.2V，而USB2.0的總線驅動電平是3.3V，這就需要一個電平轉換電路把低壓信號(1.0V或1.2V)轉換成高壓信號。在USB2.0的高速模式下，其數據頻率達到了 480MHz，所以不能用普通的低速電平轉換器。圖1是已有的高速電平轉換電路，當數據傳輸或空閑時均有較高的電流消耗，增加了 USB2.0的功耗。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種低功耗USB高速信號電平轉換電路，無數據傳輸時功耗較低，降低電路功耗，提高了電路的使用性能。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是:提供一種低功耗USB高速信號電平轉換電路，包括第一至第八場效應管，所述第一場效應管的柵極與第二場效應管的漏極和柵極電性連接且形成第一節點，第三場效應管的柵極與第四場效應管的漏極和柵極電性連接且形成第二節點，第五場效應管的漏極與第一場效應管的漏極電性連接且形成第三節點，第七場效應管的漏極與第三場效應管的漏極電性連接且形成第四節點，所述電平轉換電路進一步包括斷開電路，所述斷開電路包括第九至第十五場效應管，所述第九場效應管的漏極分別與第十至第十一場效應管的源極電性連接，第十場效應管的漏極和第十一場效應管的柵極均與第三節點電性連接，第十場效應管的柵極和第十一場效應管的漏極均與第四節點電性連接，所述第十二場效應管連接在第一節點和地之間，第十三場效應管連接在第二節點和地之間，第十四場效應管連接在第二節點和第六場效應管的漏極之間，第十五場效應管連接在第一節點和第八場效應管的漏極之間。在本專利技術一個較佳實施例中，所述第一至第四場效應管和第九至第十一場效應管均為P溝道場效應管。在本專利技術一個較佳實施例中，所述第五至第八場效應管和第十二至十五場效應管均為N溝道場效應管。在本專利技術一個較佳實施例中，所述第十二場效應管的源極接地，漏極與第一節點電性連接；第十三場效應管的源極接地，漏極與第二節點電性連接；第十四場效應管的源極與第六場效應管的漏極電性連接，漏極與第二節點電性連接，第十五場效應管的源極與第八場效應管的漏極電性連接，漏極與第一節點電性連接。在本專利技術一個較佳實施例中，所述第一至第四場效應管的源極和第九場效應管的源極均與電源連接。 在本專利技術一個較佳實施例中，所述第五至第八場效應管的源極均接地。在本專利技術一個較佳實施例中，所述第三節點和第四節點均為信號輸出端。在本專利技術一個較佳實施例中，所述第五場效應管的柵極和第七場效應管的柵極均為信號輸入端。在本專利技術一個較佳實施例中，所述電平轉換電路進一步包括控制信號輸出電路，所述控制信號輸出電路包括輸出第一信號的第一輸出端和輸出第二信號的第二輸出端，所述第十二至第十三場效應管的柵極均與第一輸出端電性連接，第十四至第十五場效應管和第九場效應管的柵極均與第二輸出端電性連接。本專利技術的有益效果是:無數據傳輸時功耗較低，降低電路功耗，提高了電路的使用性能。 附圖說明圖1是現有的高速信號電平轉換電路的電路 圖2是本專利技術低功耗USB高速信號電平轉換電路的電路 圖3是本專利技術所述斷開電路不工作時的低功耗USB高速信號電平轉換電路的電路圖； 圖4是本專利技術所述斷開電路工作時的低功耗USB高速信號電平轉換電路的電路圖。附圖中各部件的標記如下:M1、第一場效應管；M2、第二場效應管；M3、第三場效應管；M4、第四場效應管；M5、第五場效應管；M6、第六場效應管；M7、第七場效應管；M8、第八場效應管；M9、第九場效應管；M10、第十場效應管；M11、第i^一場效應管；M12、第十二場效應管；M13、第十三場效應管；M14、第十四場效應管；M15、第十五場效應管；VCC、電源；INP、第一輸入信號；INN、第二輸入信號；0UTN、第一輸出信號；0UTP、第二輸出信號；PD、第一信號；TOB、第二信號；al、第一節點；a2、第二節點；a3、第三節點；a4、第四節點。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的較佳實施例進行詳細闡述，以使本專利技術的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本專利技術的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1至圖4，本專利技術實施例包括: 一種低功耗USB高速信號電平轉換電路，包括第一至第十五場效應管，其中，第九至第十五場效應管組成斷開電路。所述第一至第四場效應管和第九至第十一場效應管均為P溝道場效應管。所述第五至第八場效應管和第十二至第十五場效應管均為N溝道場效應管。本專利技術所述第一場效應管Ml的柵極與第二場效應管M2的漏極和柵極電性連接且形成第一節點al，第三場效應管M3的柵極與第四場效應管M4的漏極和柵極電性連接且形成第二節點a2，第五場效應管M5的漏極與第一場效應管Ml的漏極電性連接且形成第三節點a3，第七場效應管M7的漏極與第三場效應管M3的漏極電性連接且形成第四節點a4。所述第五場效應管M5的柵極和第七場效應管M7的柵極均為信號輸入端，所述第三節點a3和第四節點a4均為信號輸出端。所述第九場效應管M9的漏極分別與第十至第十一場效應管的源極電性連接;第十場效應管MlO的漏極和第^ 場效應管MlI的柵極均與第三節點a3電性連接,第十場效應管MlO的柵極和第十一場效應管MlI的漏極均與第四節點a4電性連接；所述第十二場效應管M12的源極接地，漏極與第一節點al電性連接；第十三場效應管M13的源極接地，漏極與第二節點a2電性連接；第十四場效應管M14的源極與第六場效應管M6的漏極電性連接，漏極與第二節點a2電性連接；第十五場效應管M15的源極與第八場效應管M8的漏極電性連接，漏極與第一節點al電性連接。其中，所述第十二場效應管M12和第十三場效應管M13均為小尺寸的倒比管。本專利技術所述USB高速信號電平轉換電路進一步包括控制信號輸出電路，所述控制信號輸出電路包括輸出第一信號F1D的第一輸出端和輸出第二信號PDB的第二輸出端,所述第十二至第十三場效應管的柵極均與第一輸出端電性連接，第十四至第十五場效應管和第九場效應管M9的柵極均與第二輸出端電性連接。 在應用本專利技術所述USB高速信號電平轉換電路時，所述第一至第四場效應管M4的源極和第九場效應管M9的源極均與電源VCC連接，所述第五至第八場效應管M8的源極均接地，所述第一信號H)控制第十二場效應管M12和第十三場效應管M13斷開或閉合，所述第二信號PDB控制第九場效應管M9、第十四場效應管M14和第十五場效應管M15斷開或閉合。其中，第十二至第十五場效應管為N溝道場效應管，當柵極輸入高電平時導通；第九場效應管M9為P溝道場效應管，當柵極輸入低電平時導通。當本專利技術所述USB高速信號電平轉換電路傳輸數據時，所述信號輸入端輸入低壓信號，第五至第八場效應管M8導通，所述控制信號輸出電路輸出的第一信號ro為低電平，第二信號PDB為高電平，所述第九場效應管M9、第十二場效應管M12和第十三場效應管M13斷開，所述第十四場效應管M14和第十五場效應管M15導通，因此，第十至第十一場效應管均斷開，數據傳輸原理和過程與現有的電平轉換電路一致，所述信號輸出端輸出高壓信號。在本實施例中，所述USB高速信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低功耗USB高速信號電平轉換電路，包括第一至第八場效應管，所述第一場效應管的柵極與第二場效應管的漏極和柵極電性連接且形成第一節點，第三場效應管的柵極與第四場效應管的漏極和柵極電性連接且形成第二節點，第五場效應管的漏極與第一場效應管的漏極電性連接且形成第三節點，第七場效應管的漏極與第三場效應管的漏極電性連接且形成第四節點，其特征在于，所述電平轉換電路進一步包括斷開電路，所述斷開電路包括第九至第十五場效應管，?所述第九場效應管的漏極分別與第十至第十一場效應管的源極電性連接，第十場效應管的漏極和第十一場效應管的柵極均與第三節點電性連接，第十場效應管的柵極和第十一場效應管的漏極均與第四節點電性連接，所述第十二場效應管連接在第一節點和地之間，第十三場效應管連接在第二節點和地之間，第十四場效應管連接在第二節點和第六場效應管的漏極之間，第十五場效應管連接在第一節點和第八場效應管的漏極之間。

【技術特征摘要】
1.一種低功耗USB高速信號電平轉換電路，包括第一至第八場效應管，所述第一場效應管的柵極與第二場效應管的漏極和柵極電性連接且形成第一節點，第三場效應管的柵極與第四場效應管的漏極和柵極電性連接且形成第二節點，第五場效應管的漏極與第一場效應管的漏極電性連接且形成第三節點，第七場效應管的漏極與第三場效應管的漏極電性連接且形成第四節點，其特征在于，所述電平轉換電路進一步包括斷開電路，所述斷開電路包括第九至第十五場效應管，所述第九場效應管的漏極分別與第十至第十一場效應管的源極電性連接，第十場效應管的漏極和第十一場效應管的柵極均與第三節點電性連接，第十場效應管的柵極和第十一場效應管的漏極均與第四節點電性連接，所述第十二場效應管連接在第一節點和地之間，第十三場效應管連接在第二節點和地之間，第十四場效應管連接在第二節點和第六場效應管的漏極之間，第十五場效應管連接在第一節點和第八場效應管的漏極之間。2.如權利要求1所述的低功耗USB高速信號電平轉換電路，其特征在于，所述第一至第四場效應管和第九至第十一場效應管均為P溝道場效應管。3.如權利要求2所述的低功耗USB高速信號電平轉換電路，其特征在于，所述第五至第八場效應管和第十二至十五場效應管均為N溝道場效應管。4.如權利要求3所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關健，
申請(專利權)人：蘇州文芯微電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：