专利名称：顺应高信号电平的输入/输出电路的制作方法
技术领域：
本发明大体来说涉及输入/输出电路，且更确切地说，涉及与高信号电平兼容的 输入/输出电路。
背景技术：
各种电子装置的使用在现代社会已变得几乎无处不在。举例来说，办公室职员及 专业人士在工作中通常每天都会使用桌上型及便携型电子装置。这些人往往会有规律地使 用例如个人计算机系统、个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话、寻呼机、数字声音及/或图像记 录器等电子装置。这些电子装置往往会与例如外部显示装置、存储器装置、打印机、对接站、 网络接口等一个或一个以上外围装置组合使用。然而，为了与外围装置恰当地介接，电子装 置不仅应提供适当的物理连接及基本介接协议，且电子装置通常必须适应外围接口原生的 信号电平(例如，电压电平)。不同外围装置往往会在其相关联的外围接口处利用不同信号电平。举例来说，由 某一家制造商提供及/或根据某一种标准操作的存储器装置可能利用约1. 8V的外围接口 信号电平，而由另一家制造商提供及/或根据另一种标准操作的类似存储器装置可能利用 约2. 6V或3. OV的外围接口信号电平。虽然前述实例最初可能并不显得是大的信号电平差 异，但如果针对较低信号电平(例如，1.8V)设计且在较高信号电平(例如，2.6￥或3.0力 下操作，则电子组件可能经历可靠性(组件在长时间段内操作而性能不降级的能力)问题。个别电子组件(例如，晶体管)的可靠性可能以许多方式受损，例如，受到由跨越 晶体管的端子长时间施加电场引起的电应力损坏。随着这些电场变高，电子组件的寿命 缩短。举例来说，硅上金属氧化物(M0Q晶体管的可靠性限度取决于不同崩溃现象，包括 时间相依电介质崩溃(TDDB)、热载流子注入(HCI)及负偏压温度不稳定性(NBTI)。45nm M0S(1.8V)电子组件的与前述现象中的每一者相关联的可靠性限度提供于下表中。从此表 可容易地了解，使用2. 6V或3. OV的信号电平的这些电子组件的操作可能存在可靠性问题。
权利要求
1.一种用于接口电路的信号驱动器，所述信号驱动器包含第一级电平移位器，其可操作以接受输入信号且在第一信号电平下输出信号；以及第二级电平移位器，其耦合到所述第一级电平移位器且可操作以在第二信号电平下输 出信号，其中所述第一级电平移位器及所述第二级电平移位器的电子组件具有小于所述第 二信号电平的可靠性限度，且其中所述第一级电平移位器及所述第二级电平移位器的所述 第一级及第二级配置防止在处理信号以供在所述第二信号电平下输出时将所述电子组件 暴露于大于所述可靠性限度的端子到端子信号电平。
2.根据权利要求1所述的信号驱动器，其中所述第二级电平移位器可操作以选择性地 在所述第一信号电平及所述第二信号电平下输出信号，且其中所述第一级电平移位器及所 述第二级电平移位器的所述第一级及第二级配置防止在处理信号以供在所述第一信号电 平及所述第二信号电平下输出时将所述电子组件暴露于大于所述可靠性限度的端子到端 子信号电平。
3.根据权利要求2所述的信号驱动器，其中所述第二级电平移位器在处理信号以供在 所述第一信号电平下输出时以第一偏压电压偏置，且在处理信号以供在所述第二信号电平 下输出时以第二偏压电压偏置，其中所述第一偏压电压小于所述第二偏压电压。
4.根据权利要求3所述的信号驱动器，其进一步包含模式控制电路，其选择性地将所述第一偏压电压及所述第二偏压电压提供给所述第二 级电平移位器。
5.根据权利要求4所述的信号驱动器，其进一步包含至少一个输出缓冲器，其耦合到所述第二级电平移位器的输出，其中所述模式控制电 路选择性地将所述第一偏压电压及所述第二偏压电压提供给所述至少一个输出缓冲器。
6.根据权利要求4所述的信号驱动器，其中所述模式控制电路包含偏压产生电路，其适于在主机电力供应不可用时产生用以提供给所述第二级电平移位 器的偏压电压。
7.根据权利要求3所述的信号驱动器，其中所述偏压电压包含提供给所述第二级电平 移位器的虚拟接地。
8.根据权利要求3所述的信号驱动器，其进一步包含一个或一个以上输出缓冲器，其耦合到所述第二级电平移位器，所述一个或一个以上 输出缓冲器可操作以提供信号缓冲以用于驱动输出级，其中所述一个或一个以上输出缓冲 器在处理信号以供在所述第一信号电平下输出时以所述第一偏压电压偏置，且在处理信号 以供在所述第二信号电平下输出时以所述第二偏压电压偏置。
9.根据权利要求1所述的信号驱动器，其进一步包含第二第二级电平移位器，其耦合到所述第一级电平移位器且可操作以促进使同经由包 括所述第二第二级电平移位器的信号路径处理的信号相关联的传播延迟与同经由包括所 述第二级电平移位器的信号路径处理的信号相关联的传播延迟相匹配。
10.根据权利要求9所述的信号驱动器，其中所述第二级电平移位器提供上拉驱动器 信号，且所述第二第二级电平移位器提供下拉驱动器信号。
11.一种用于接口电路的信号驱动器，所述信号驱动器包含输入节点，其适于接受处于第一信号电平或所述第一信号电平以下的信号；第一输出节点，其适于在多个不同信号电平下输出信号，所述多个信号电平包括所述 第一信号电平及第二信号电平，其中所述第二信号电平大于所述第一信号电平；第一级电平移位器，其耦合到所述输入节点且可操作以将所接受信号电平移位到所述 第一信号电平；以及第一第二级电平移位器，其耦合到所述第一级电平移位器及所述第一输出节点，且可 操作以选择性地在所述第一信号电平或所述第二信号电平下输出由所述第一级电平移位 器提供的经电平移位的信号，其中所述第一级电平移位器及所述第一第二级电平移位器的电子组件具有小于所述 第二信号电平的可靠性限度，且其中所述第一及第二级电平移位器配置促进避免在处理信 号以供在所述第二信号电平下输出时将所述电子组件暴露于超出所述可靠性限度的端子 到端子信号电平。
12.根据权利要求11所述的信号驱动器，其进一步包含 第二输出节点，其适于在所述第一信号电平下输出信号；以及第二第二级电平移位器，其耦合到所述第一级电平移位器及所述第二输出节点，且可 操作以促进使同提供给所述第一输出节点及所述第二输出节点的信号相关联的传播延迟 相匹配。
13.根据权利要求12所述的信号驱动器，其中所述第一输出节点提供上拉驱动器输出ο
14.根据权利要求13所述的信号驱动器，其中所述第二输出节点提供下拉驱动器输出ο
15.根据权利要求11所述的信号驱动器，其中所述第一第二级电平移位器在处理信号 以供在所述第一信号电平下输出时以第一偏压电压偏置，且在处理信号以供在所述第二信 号电平下输出时以第二偏压电压偏置，其中所述第一偏压电压小于所述第二偏压电压。
16.根据权利要求15所述的信号驱动器，其进一步包含模式控制电路，其耦合到所述第一第二级电平移位器且可操作以根据所要输出信号电 平选择性地将所述第一偏压电压及所述第二偏压电压提供给所述第一第二级电平移位器。
17.根据权利要求16所述的信号驱动器，其中所述模式控制电路包含偏压产生电路，其可操作以在主机电力供应不可用的时段期间提供偏压电压输出。
18.根据权利要求15所述的信号驱动器，其中所述第一信号电平为1.8伏，所述第二信 号电平为2. 6伏或2. 6伏以上，所述第一偏压电压为0伏，且所述第二偏压电压为1. 1伏。
19.根据权利要求11所述的信号驱动器，其进一步包含一个或一个以上输出缓冲器，其耦合到所述第一第二级电平移位器，所述一个或一个 以上输出缓冲器可操作以提供信号缓冲以用于驱动输出级。
20.根据权利要求11所述的信号驱动器，其进一步包含一个或一个以上门，其耦合到所述第一第二级电平移位器，所述一个或一个以上门可 操作以选择性地启用及停用所述信号驱动器的输出。
21.一种方法，其包含提供第一级电平移位器以用于接受信号以驱动接口输出并在第一信号电平下输出所 述信号；提供第二级电平移位器以用于接受所述第一级电平移位器的输出且在第二信号电平 下输出所述信号以驱动所述接口输出；以及将偏压电压电路提供给所述第二级电平移位器，所述偏压电压电路适于防止所述第二 级电平移位器的电子组件在所述第二级电平移位器可操作以在所述第二信号电平下输出 所述信号以驱动所述接口输出时经历所述第二信号电平的端子到端子信号电平。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第二级电平移位器的电子组件具有被所述 第二信号电平超出的可靠性限度。
23.根据权利要求21所述的方法，其进一步包含调适所述第二级电平移位器以选择性地在所述第一信号电平及所述第二信号电平下 输出信号。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述偏压电压电路适于在处理信号以供在所述 第一信号电平下输出时将第一偏压电压提供给所述第二级电平移位器，且在处理信号以供 在所述第二信号电平下输出时将第二偏压电压提供给所述第二级电平移位器，其中所述第 一偏压电压小于所述第二偏压电压。
25.根据权利要求M所述的方法，其中所述偏压电压电路进一步适于在主机电力供应 不可用时产生偏压电压。
全文摘要
本发明提供一种用于接口电路的信号驱动器(211)，其具有用以接受输入信号且在第一信号电平下输出信号的第一级电平移位器(311)。所述信号驱动器(211)还具有耦合到所述第一级电平移位器(311)以在第二信号电平下输出信号的第二级电平移位器(312)。所述第一级电平移位器(311)及第二级电平移位器(312)的电子组件具有小于所述第二信号电平的可靠性限度。所述第一级电平移位器(311)及所述第二级电平移位器(312)的第一级及第二级配置防止在处理信号以供在所述第二信号电平下输出时将所述电子组件暴露于高于所述可靠性限度的端子到端子信号电平。
文档编号H03K19/003GK102089975SQ200980127165
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月22日 优先权日2008年7月29日
发明者瓦伊什纳芙·斯里尼瓦斯, 维贾伊·尚卡尔, 维韦卡·莫汉, 阿布希克·古普塔 申请人:高通股份有限公司