[发明专利]全差分电平转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地涉及一种全差分电平转换电路

背景技术

在一些高速应用场合需要把高速信号的CMOS(互补型金属氧化物半导体)电平降低摆幅，以得到更好的工作特性。如在高速电荷泵开关控制电路中，当控制信号处于低摆幅时，可以保持电荷泵开关工作于饱和区，得到恒定充放电流，且可降低信号沿建立时间并减小开关管电荷馈通；在高速、超高速差分数据信号处理电路中，低摆幅信号可以降低功耗，降低信号沿建立时间增大输入线性范围。因此各种电平转换电路在各种高速应用场合得到广泛的应用。

现有的全差分电平转换电路如图1所示结构。如图所示，现有的全差分电平转换电路包括正信号支路与负信号支路，且正信号支路与负信号支路结构特征完全相同均包括驱动端与负载端，外部全差分信号对应输入正信号支路与负信号支路的驱动端；全差分信号INP输入正信号支路的驱动端，经正信号支路转换后，在正信号支路的负载端输出全差分信号OUTN;全差分信号INN输入负信号支路的驱动端,经负信号支路转换后，在正信号支路的负载端输出全差分信号OUTP。正信号支路的驱动端由场效应管M11、M12组成，其负载端由场效应管M13、M14组成；负信号支路的驱动端由场效应管M16、M15组成，其负载端由场效应管M17、M18组成；各场效应管的具体连接关系如图1所示，在此不再细述。该全差分电平转换电路的工作过程为：对于正信号支路，当输入全差分信号INP为低电平时，场效应管M11导通，场效应管M12断开，因为负载端的场效应管M13断开，即只有二极管连接的N型场效应管M14作为负载，使得场效应管M11并非如标准CMOS反相器一样将输出信号OUTN拉高至电源电压VDD，而是将场效应管M11上的电压通过场效应管M14分压得到非电源电压的高摆幅电平；当输入信号INP为高电平时，场效应管M11断开，场效应管M12导通，因为负载端的场效应管M14断开，即只有二极管连接的P型场效应管M13作为负载，使得场效应管M12并非如标准CMOS反相器一样将输出OUTP拉低至地，而将场效应管M12上的电压通过场效应管M13分压得到非地的低摆幅电平。最终OUTN得到一中间电平。对于负信号支路分析相同，得到输入输出波形如图2。

但上述全差分电平转换电路，由于存在场效应管M11、M12以及M16、M15随着工艺角改变的失配，使得该电路对输出负载点OUTN/OUTP充放电流不一致，使得输出信号上升下降沿斜率差别（如图2所示波形），从而导致输出信号占空比恶化。

因此，有必要提供一种改进的全差分电平转换电路来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种全差分电平转换电路，该全差分电平转换电路结构简单，可以实现低功耗、高速的应用，且大大地改善了输出信号的占空比。

为实现上述目的，本发明提供一种全差分电平转换电路，包括正信号支路与负信号支路，且所述正信号支路与负信号支路结构特征完全相同均包括驱动端与负载端，外部全差分信号对应输入所述正信号支路与负信号支路的驱动端，且所述正信号支路与负信号支路将对应的外部全差分信号进行电平转换后经负载端输出转换后的伪差分信号，其中，还包括耦合支路，所述耦合支路包括第一组有源耦合器件与第二组有源耦合器件，所述第一组有源耦合器件与第二组有源耦合器件均连接于所述正信号支路与负信号支路之间，且位于所述驱动端与负载端之间，所述第一组有源耦合器件与所述正信号支路的驱动端形成对耦结构，所述第二组有源耦合器件与所述负信号支路的驱动端形成对耦结构。

较佳地，所述正信号支路的驱动端包括第一场效应管与第二场效应管，且所述第一场效应管为P型场效应管，第二场效应管为N型场效应管，所述第一场效应管与第二场效应管的栅极共同连接并连接外部全差分信号的一个输入端，所述第一场效应管与第二场效应管的漏极共同连接并连接正信号支路的输出端，所述第一场效应管的源极与外部电源连接，所述第二场效应管的源极接地。