[实用新型]一种基于电容耦合的共模电平转换电路

说明书

本实用新型公开了一种基于电容耦合的共模电平转换电路，包括依次串联的反相器inv1、耦合电容Cc和反相器inv2，还包括偏置MOS，当偏置MOS为PMOS，偏置MOS的源端连接工作电源，偏置MOS的漏端连接反相器inv2的输入端，偏置MOS的栅端连接反相器inv1的输入端；当偏置MOS为NMOS，偏置MOS的源端连接公共地，偏置MOS的漏端连接反相器inv2的输入端，偏置MOS的栅端连接反相器inv2的输出端。本实用新型使用输入信号或输出信号为MOS开关提供控制信号，仅需要一个电容就能实现共模电平转换，面积和功耗限制降低。

技术领域

本实用新型涉及一种基于电容耦合的共模电平转换电路，属于集成电路技术领域。

背景技术

高速CMOS电路中经常需要实现信号电平从一个电压域（VDD1~VSS1）转换到另一个电压域（VDD2~VSS2）。由于共模电平发生了变化必须使用专门的电路进行电平转换，转换过程中要保持信号的幅度占空比等特征，并且电平绝对值不能超过器件寿命允许的电压范围。

基于电容耦合的电平转换电路可以获得最快的速度，但是需要针对工作在不同电压域的信号提供偏置电平。

以前常见的是采用电阻产生偏置电平（图1）。如果电阻偏置电平固定不变，当输入信号的占空比发生变化，该偏置电平必须作出相应调整，否则电容耦合输出的信号共模电平（图1中c点电压）会大于或低于期望的范围，导致反相器inv2超过允许的耐压范围，损伤器件，因此图1的方案仅适用于占空比固定的电平转换。

因此现在常见的电平转换电路如图2和3，图2属于P型偏置，图3属于N型偏置。不管哪种类型，为偏置MOS开关提供控制信号均需要另外一路耦合电路产生，即需要两路电容耦合电路互相配合。因此该电路需要2份电容，实现电平转换，导致面积和功耗的显著增加。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于电容耦合的共模电平转换电路，使用输入信号或输出信号为MOS开关提供控制信号，仅需要一个电容就能实现电平转换功能。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于电容耦合的共模电平转换电路，包括依次串联的反相器inv1、耦合电容Cc和反相器inv2，还包括偏置MOS，

当偏置MOS为PMOS，偏置MOS的源端连接工作电源，偏置MOS的漏端连接反相器inv2的输入端，偏置MOS的栅端连接反相器inv1的输入端；

当偏置MOS为NMOS，偏置MOS的源端连接公共地，偏置MOS的漏端连接反相器inv2的输入端，偏置MOS的栅端连接反相器inv2的输出端。

反相器inv1的工作电压范围为VDD1~VSS1，VDD1为反相器inv1的工作电源电压，VSS1为反相器inv1的公共地电压，反相器inv2的工作电压范围为VDD2~VSS2，VDD2为反相器inv2的工作电源电压，VSS2为反相器inv2的公共地电压。

VDD1-VSS1等于VDD2-VSS2。

PMOS的工作电压范围为VDD2~VSS1，PMOS的耐受电压大于或等于VDD2-VSS1。

NMOS的工作电压范围为VDD2~VSS2，NMOS的耐受电压大于或等于VDD2-VSS2。

反向器inv1和inv2均为CMOS反向器或者包含反向功能的逻辑门/逻辑门组合。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型使用输入信号或输出信号为MOS开关提供控制信号，仅需要一个电容就能实现共模电平转换，面积和功耗限制降低。

附图说明

图1为电阻产生偏置电平的电路图；