正负高压电平转换电路的制作方法

本技术涉及集成电路，特别涉及一种正负高压电平转换电路。

背景技术：

1、在电路系统中，不同电压域的电路需要通过电平转换电路进行相连。电平转换电路根据输出电压区分正高压电平转换电路、负高压电平转换电路和正负高压电平转换电路。其中，正负高压电平转换电路的现行做法是将前两者集成在一起。

2、图1为现有正负高压电平转换电路，输入端in对应的高低电平分别为正低压vdd和地gnd，通过该电平转换电路后，输出端out对应的高低电平分别为正高压vpos和负高压vneg。

3、其工作原理为，in通过一个正高压电平转换电路lsp输出正高压电平vpos或gnd，lsp控制p型晶体管mp0的导通或者关闭，图2a是lsp的内部电路结构。同时，in通过一个负高压电平转换电路lsn输出负高压vneg或者vdd，lsn控制n型晶体管mn0的导通或者关闭，图2b是lsn的内部电路结构。当in输入gnd电平时，lsp输出gnd电平，lsn输出vneg电平，mp0导通，mn0关闭，out输出vpos电平；当in输入vdd电平时，lsp输出vpos电平，lsn输出vdd电平，mp0关闭，mn0导通，out输出vneg电平。

4、该正负高压电平转换电路的不足有三个方面：

5、a)较多的晶体管数量。lsp和lsn加上两个输出驱动管，总计需要至少14个晶体管。

6、b)较大的工作电流。输入信号in变化的时候lsp和lsn分别消耗电流。

7、c)电平转换速度慢。lsp和lsn都为单边输入晶体管开启，另一边输入晶体管为关闭状态，输出响应慢。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种正负高压电平转换电路，既能实现从较低输入正电平到较高输出正电平的电平转换，又能实现从较低输入正电平到较高输出负电平的电平转换，将通常需要由正、负两套独立的电平转换电路简化为一套电路，实现了减小电路面积和降低电路功耗的目的。

2、本技术公开了一种正负高压电平转换电路，包括：第一和第二pmos晶体管、第一至第六nmos晶体管及反相器；其中，

3、所述第一和第二nmos晶体管的栅极均连接使能信号，所述第二nmos晶体管的源极、所述第五nmos晶体管的栅极以及所述反相器的输入端连接正输入信号，所述反相器的输出端输出负输入信号到所述第一nmos晶体管的源极和所述第六nmos晶体管的栅极；所述第五nmos晶体管的漏极连接所述第三nmos晶体管的源极，所述第三nmos晶体管的栅极、所述第四nmos晶体管的漏极、所述第二nmos晶体管的漏极、所述第二pmos晶体管的漏极、以及所述第一pmos晶体管的栅极相连并输出正输出电压；所述第六nmos晶体管的漏极连接所述第四nmos晶体管的源极，所述第四nmos晶体管的栅极、所述第三nmos晶体管的漏极、所述第一nmos晶体管的漏极、所述第一pmos晶体管的漏极、以及所述第二pmos晶体管的栅极相连并输出负输出电压；所述第五和第六nmos晶体管的源极均连接负电压源；所述第一和第二pmos晶体管的源极均连接正电压源。

4、在一个优选例中，所述第一至第六nmos晶体管的衬底均连接负电压源，所述第一和第二pmos晶体管的衬底均连接正电压源，所述正输入信号的电压域为0至正低压，其中所述正电压源的电压大于等于所述正低压，所述负电压源的电压小于等于0。

5、在一个优选例中，所述负电压源的电压固定为0，所述正电压源的电压固定为正高压，所述使能信号固定为正低压；

6、当所述正输入信号为0时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管导通，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管关闭，使得所述正输出电压为0，所述负输出电压为正高压，所述第四nmos晶体管导通，所述第二pmos晶体管关闭，使得所述正输出电压保持0；

7、当所述正输入信号为正低压时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管关闭，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管导通，使得所述正输出电压为正高压，所述负输出电压为0，所述第三nmos晶体管导通，所述第一pmos晶体管关闭，使得所述负输出电压保持0。

8、在一个优选例中，所述负电压源的电压固定为0，所述使能信号固定为正低压；

9、所述正电压源的电压首先维持在正低压；当所述正输入信号为0时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管导通，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管关闭，使得所述正输出电压为0，所述负输出电压为正低压，所述第四nmos晶体管导通，所述第二pmos晶体管关闭，使得所述正输出电压保持0；

10、当所述正输入信号为正低压时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管关闭，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管导通，使得所述正输出电压为正低压，所述负输出电压为0，所述第三nmos晶体管导通，所述第一pmos晶体管关闭，使得所述负输出电压保持0；所述正电压源的电压从正低压上升为正高压，使得所述正输出电压上升为正高压。

11、在一个优选例中，所述正电压源的电压固定为正低压；

12、所述负电压源的电压首先维持在0，所述使能信号首先固定为正低压；当所述正输入信号为0时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管导通，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管关闭，使得所述正输出电压为0，所述负输出电压为正低压，所述第四nmos晶体管导通，所述第二pmos晶体管关闭，使得所述正输出电压保持0；

13、当所述正输入信号为正低压时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管关闭，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管导通，使得所述正输出电压为正低压，所述负输出电压为0，所述第三nmos晶体管导通，所述第一pmos晶体管关闭，使得所述负输出电压保持0；所述负电压源的电压从0下降为负高压，所述使能信号随所述负电压源的电压变化，使得所述负输出电压下降为负高压。

14、在一个优选例中，所述正电压源的电压首先维持在正低压，所述负电压源的电压首先维持在0，所述使能信号首先固定为正低压；当所述正输入信号为0时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管导通，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管关闭，使得所述正输出电压为0，所述负输出电压为正低压，所述第四nmos晶体管导通，所述第二pmos晶体管关闭，使得所述正输出电压保持0；

15、当所述正输入信号为正低压时，所述第二nmos晶体管和第六nmos晶体管关闭，所述第一nmos晶体管和第五nmos晶体管导通，使得所述正输出电压为正低压，所述负输出电压为0，所述第三nmos晶体管导通，所述第一pmos晶体管关闭，使得所述负输出电压保持0；所述正电压源的电压从正低压上升为正高压，使得所述正输出电压上升为正高压，所述负电压源的电压从0下降为负高压，所述使能信号随所述负电压源的电压变化，使得所述负输出电压下降为负高压。

16、本技术的正负高压电平转换电路相对现有技术的优点有：

17、1.较少的晶体管数量：用10个晶体管实现了同样的电路功能；

18、2.较小的工作电流；

19、3.较快的转换速度：正输入信号in和负正输入信号inb同时输入相反电平，加快正输出电压out和负输出电压outb的电平翻转。

20、本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本技术上述
技术实现要素：
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。