專利名稱：二段式電壓位移模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓位移模塊，特別涉及一種可用于使用不同偏壓的多 種輸出入裝置的二段式電壓位移模塊。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的發(fā)展，在集成電路的工藝中，集成電路的體積大小正逐 漸往下探底，因此使用于集成電路的偏壓也必須要適應(yīng)體積大小逐漸遞減的 工藝而同步縮減。在這樣的趨勢之下，以具有較小偏壓的集成電路驅(qū)動(dòng)與聯(lián) 具有較高偏壓的外接裝置的情況越來越多，然而，這些外接裝置通常不會(huì)隨著集成電路工藝的演進(jìn)減少其偏壓，或是跟不上集成電路工藝遞減偏壓的腳步。此類的外接裝置包含了一般的輸出入(Input/Output， 1/0)裝置。如以上 所述，若直接以具有較低偏壓的集成電路來驅(qū)動(dòng)與聯(lián)系具有較高偏壓的外接 裝置時(shí)，以一般的手段是無法順利運(yùn)作的。為了解決這樣的問題，在現(xiàn)有技 術(shù)中會(huì)在集成電路內(nèi)另外設(shè)置電壓位移電路，以將集成電路較小的偏壓轉(zhuǎn)換 為適合外接裝置的較高偏壓來操作外接裝置。然而，這樣的電壓位移電路也帶來了新的問題。首先，由于集成電路在 工藝上不斷的縮小其體積，集成電路包含的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 中柵極氧化層的厚度也會(huì)同步遞減，并造成柵極電壓的上限也逐漸降低，此 是因超過上限的柵極電壓會(huì)引起金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管內(nèi)柵極氧化 層崩潰(gate oxide breakdown)的發(fā)生。再者，上述的電壓位移電^^實(shí)質(zhì)上 只是提高了集成電路偏壓范圍的上限，而并沒有對偏壓范圍的下限做更動(dòng)， 換言之，該偏壓范圍只有數(shù)字邏輯1所代表的電壓被提高，但數(shù)字邏輯0所 代表的電壓并沒有任何變動(dòng)。舉例來說，將集成電路原本的偏壓范圍為0伏 特至1.8伏特的提升到0伏特至3. 3伏特，其中，數(shù)字邏輯l所代表的電壓 由1. 8伏特提升至3. 3伏特以適應(yīng)外接裝置，且數(shù)字邏輯0所代表的電壓即 為0伏特。然而，當(dāng)集成電路的偏壓范圍提升時(shí)，會(huì)使得其包含的金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極與源極電壓差極易造成柵極氧化層崩潰的現(xiàn)象，并造成柵極氧化層的永久性傷害。因此可知，現(xiàn)有技術(shù)在集成電路內(nèi)設(shè)置電壓位移電路的作法仍然有需要改進(jìn)的必要。若以0. 18微米工藝下的金氧 化晶體管而言，3. 3伏特的電壓差相當(dāng)容易導(dǎo)致柵極氧化層崩潰的現(xiàn)象。請參閱圖1，其為一種現(xiàn)有技術(shù)中可增加電壓范圍上限的電壓位移電路 100的示意圖。如圖1所示，電壓位移電路IOO包含一反邏輯運(yùn)算放大器102， 一第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管104, —第二N型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管106， 一第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管108, — 第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管110， 一第一P型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管112，以及一第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管114。 反邏輯運(yùn)算放大器102的正偏壓端耦接一電壓源VDD1，負(fù)偏壓端接地，且輸 入端耦接于一信號(hào)源I叩ut。信號(hào)源Input的電壓大小在接地與電壓源VDD1 的電位之間。第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管104的柵極耦接于反 邏輯運(yùn)算放大器102的輸出端，且源極接地。第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管106的柵極耦接于信號(hào)源Input,且源極接地。第三N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管108的源極耦接于第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管104的漏極，且柵極耦接于一電壓源VDD2。其中，電壓源VDD2的 電位高于電壓源VDD1的電位。第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管110 的源極耦接于第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管106的漏極，且柵極 耦接于第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管108的柵極。第一 P型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管112的漏極耦接于第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管108的漏極，柵極耦接于第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管110的漏極，且源極耦接于一電壓源VDDIO。電壓源VDDIO的電位高于電 壓源VDD2。第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管114的漏極耦接于第四 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管110的漏極，柵極耦接于第三N型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管108的漏極，且源極耦接于電壓源VDDIO。電壓位移電路100主要是用來以將信號(hào)源Input所輸入的電壓上限提高 來增加信號(hào)源Input所輸入的電壓范圍。在圖1中敘述電壓位移電路IOO的 運(yùn)作方式時(shí)，是假設(shè)電壓源VDD1的電位為1. 0伏特，電壓源VDD2的電位為 2. 5伏特，電壓源VDDIO的電位為3. 3伏特，且信號(hào)源Input是輸入電位介 于0伏特與1. 0伏特之間的信號(hào)以輸入數(shù)字邏輯為0或1的信號(hào)。反邏輯運(yùn) 算放大器102藉由偏壓在0伏特(即接地端)與電壓源VDD1之間，將所輸出的電壓可完整的拉高至1. 0伏特或是降低至0伏特，其中，反邏輯運(yùn)算放大器102可視為以一運(yùn)算放大器外接一反向器(inverter)來實(shí)施，以將高電位的 電壓完全轉(zhuǎn)為低電位的電壓，或是將低電位的電壓完全轉(zhuǎn)為高電位的電壓， 此是為了可以清楚辨識(shí)電壓代表高電位或是低電位的作法，故不再加以贅述。 電壓位移電路100的運(yùn)作方式如以下所述當(dāng)信號(hào)源Input輸入數(shù)字邏輯為 1的信號(hào)時(shí)，第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管104的柵極處于低電 位，且第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管106的柵極處于高電位，因 此第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管104會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)，且第二N 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管106會(huì)處于開啟狀態(tài)。由于電壓源VDD2耦 接于第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管108與第四N型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管110的柵極，因此第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管108與第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管IIO會(huì)持續(xù)處于開啟狀態(tài)， 且藉由電壓源VDD2的偏壓，可拉高第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 108與第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管110的漏極的電位，以達(dá)到 第一階段提高電壓范圍的目的。此時(shí)，由于第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管104處于關(guān)閉狀態(tài)，因此沒有電流流經(jīng)第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管104與第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管108，并使得 第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管112的漏極的電位(亦即圖1所示節(jié) 點(diǎn)A+的電位)不至于由電壓源VDDIO的電位下降太多。同理，由于第二N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管106處于開啟狀態(tài)，因此會(huì)有電流流經(jīng)第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管106與第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管110，并大幅拉低第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管114的 漏極的電位(亦即圖l所示節(jié)點(diǎn)B+的電位)。請注意，電壓位移電路100的輸 出端即為節(jié)點(diǎn)A+與B+,換言之，節(jié)點(diǎn)A+與B+之間的電位差即為電壓位移電 路100的輸出電壓范圍。再者，藉由耦接于第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管112與第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管114的源極的電壓 源VDDIO的偏壓，可使得原本介于0伏特與電壓源VDD1的電位之間的電壓范 圍增加到0伏特與電壓源VDDIO的電位之間。以上述的例子來說，電壓范圍 由0至1. Q伏特被拉高到0至3. 3伏特。然而，誠如之前對柵極氧化區(qū)崩潰 的敘述，當(dāng)?shù)谝籔型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管112與第二P型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管114其中之一帶有了 3. 3伏特的源極電壓與0伏特的柵極電壓時(shí)，亦即承受了 3. 3伏特的源極與柵極電壓差時(shí)，極有可能發(fā)生 上述的柵極氧化區(qū)崩潰現(xiàn)象，而造成P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的永久性損壞，也造成節(jié)點(diǎn)A+與B+的電位無法正確代表數(shù)字邏輯0與1的狀況。 在現(xiàn)有技術(shù)中，也有直接將兩組同樣的電壓偏移電路互接以提供較大范 圍且安全的電壓范圍的做法，但是這樣一來勢必也須要增加集成電路中光掩 膜的數(shù)量為至少原先的兩倍，因此會(huì)增加集成電路的生產(chǎn)成本，并大幅增加 集成電路本身的體積。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種可用于使用不同偏壓的多種輸出入裝置的二段式電壓位 移模塊。該二段式電壓位移模塊包含一第一級(jí)電壓位移電路、 一第一電壓源、 一第二電壓源、 一第三電壓源、 一第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、 一第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、以及一第二級(jí)電壓位移電路。 該第一電壓源耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的一第一電源輸入端。該第二電 壓源的電位高于該第一電壓源的電位，并耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的一 第二電源輸入端。該第三電壓源的電位高于該第一電壓源與該第二電壓源的 電位。該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極耦接于該第三電壓 源。該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極耦接于該第三電壓源, 漏極耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且柵極耦接 于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極。該第二級(jí)電壓位移電 路包含一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、 一第四P型金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、 一第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、 一第六 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、 一第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管、 一第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、 一第七P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、以及一第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。 該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極耦接于該第一 P型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極。該第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管的源極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極。該第五 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極耦接于該第三P型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，源極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管的柵極，且漏極耦接于該第一電壓源。該第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極耦接于該第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏 極，源極耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且漏極 耦接于該第一電壓源。該第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極耦 接于該第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，柵極耦接于該第一 級(jí)電壓位移電路的一第一信號(hào)輸出端，且漏極耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極。該第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的 源極耦接于該第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，柵極耦接于 該第一級(jí)電壓位移電路的一第二信號(hào)輸出端，且漏極耦接于該第四P型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極。該第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管的柵極耦接于該第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，漏極 耦接于該第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且源極耦接于該 第二電壓源。該第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極耦接于該第 二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，其漏極耦接于該第二 N型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且源極耦接于該第二電壓源。


圖1為一種現(xiàn)有技術(shù)中可增加電壓范圍上限的電壓位移電路的示意圖。 圖2為本發(fā)明所揭露的二段式電壓位移模塊的示意圖。 附圖符號(hào)說明電壓位移電3各100、202、204反邏輯運(yùn)算放大器102、242N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體104、106、108、110、218、220、管222、224、230、232、234、236、238、240、244、246、252、254P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體112、114、210、212、214、216、管221、223、226、228、248、250電壓源 VDD1、 VDD2、 VDDIO節(jié)點(diǎn) A+、 B+、 A、 B、 AA、 BB、 AAA、 BBB信號(hào)源 Input。
具體實(shí)施方式
因此，本發(fā)明提供一種二段式電壓位移^f莫塊，以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)電壓 范圍過大時(shí)引起金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管發(fā)生柵極氧化區(qū)崩潰的現(xiàn)象 的問題。本發(fā)明所提供的二段式電壓位移模塊所使用的技巧為將圖1中現(xiàn)有 技術(shù)所揭露的可增加電壓范圍上限的電壓位移電路另外再加上一級(jí)光掩膜較 少的電壓位移電路，以提高上述電壓范圍中低電位的下限，避免過大的電壓 差造成柵極氧化區(qū)崩潰的現(xiàn)象，其中，現(xiàn)有技術(shù)所揭露的電壓位移電路可視 為 一第 一級(jí)電壓位移電路，且另外加上的電壓位移電路可視為 一第二級(jí)電壓 位移電^各。請參閱圖2，其為本發(fā)明所揭露的二段式電壓位移模塊200的示意圖。 二段式電壓位移模塊200包含一第一級(jí)電壓位移電路202與一第二級(jí)電壓位 移電路204。請注意，在圖2中，為了避免線路交錯(cuò)造成閱讀不易，因此二 段式電壓位移模塊200中部分的耦接方式會(huì)以節(jié)點(diǎn)的方式表示。舉例來說， 所有標(biāo)為AAA的節(jié)點(diǎn)之間保有互相耦接的關(guān)系，因此所有標(biāo)為AAA的節(jié)點(diǎn)的 電位皆相同，且此點(diǎn)對于圖2中所示的其它節(jié)點(diǎn)也是相同，以避免線路交錯(cuò) 造成圖2在瀏覽上造成困惑。第一級(jí)電壓位移電路202大致上的結(jié)構(gòu)與圖1 所示的電壓位移電路IOO大致上相同，但仍存在有部分不同處。第一級(jí)電壓 位移電路202的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在之后再述。在二段式電壓位移模塊200中，第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管210的源極耦接于電壓源VDDIO。第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管212的源極耦接于電壓源VDDIO,其漏極耦接第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管210的柵極，且其柵極耦接于第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管210的漏極。第二級(jí)電壓位移電路204包含第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 214、第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216、第九N型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管218、第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管220、第五 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管221、第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管223、第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管222、第二N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管224、第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管226、 第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管228、第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管230、第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管232、第七N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234、第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管236、第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管238、與第十N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管240。第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管214 的源極耦接于第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管210的漏極。第四P 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216的源極耦接于第二P型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管212的漏極。第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管221 的柵極耦接于第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管214的漏極，其源極 耦接于第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管212的柵極，且其漏極耦接 于電壓源VDD1。第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管223的柵極耦接于 第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216的漏極，其源極耦接于第一 P 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管210的柵極，且其漏極耦接于電壓源VDD1。 第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管218的漏極耦接于第三P型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管214的漏極，且其柵極耦接于電壓源VDD2。第十N 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管220的漏極耦接于第四P型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216的漏極，且其柵極耦接于第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管218的柵極。第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管222的 源極耦接于第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管2n的漏極，其柵極經(jīng) 由節(jié)點(diǎn)AAA耦接于第一級(jí)電壓位移電路202的一第一信號(hào)輸出端，且其漏極 經(jīng)由節(jié)點(diǎn)BB耦接于第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管214的柵極。第 二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管224的源極耦接于第六P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管223的漏極，其柵極經(jīng)由節(jié)點(diǎn)BBB耦接于第一級(jí)電壓 位移電路202的一第二信號(hào)輸出端，且其漏極經(jīng)由節(jié)點(diǎn)AA耦接于第四P型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216的柵極。第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管226的柵極耦接于第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管222的 柵極，其漏極耦接于第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管222的漏極， 且其源極耦接于電壓源VDD2。第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管228 的柵極耦接于第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管224的柵極，其漏極 耦接于第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管224的漏極，且其源極耦接 于電壓源VDD2。第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管230的柵極經(jīng)由節(jié) 點(diǎn)B耦接于第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管212的漏極，其源極耦 接于第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管221的漏極，且其漏極耦接于 第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管212的柵極。第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管232的柵極經(jīng)由節(jié)點(diǎn)A耦接于第一P型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管210的漏極，其源極耦接于第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管223的漏極，且其漏極耦接于第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管210的柵極。第七N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234的柵極耦接 于電壓源VDD2 ，且其漏極耦接于第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管212 的柵極。第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管236的漏極耦接于第七N 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234的源極，其柵極藉由節(jié)點(diǎn)BBB耦接于 第一級(jí)電壓位移電路202的第二信號(hào)輸出端，且其源極耦接于第五P型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管221的漏極。第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管238的漏極耦接于第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管210的柵 極，且其柵極耦接于電壓源VDD2。第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 240的漏極耦接于第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管238的源極，其 柵極經(jīng)由節(jié)點(diǎn)AAA耦接于第一級(jí)電壓位移電路202的第一信號(hào)輸出端，且其 源極耦接于第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管220的漏極。請注意， 節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B是二段式電壓位移模塊200的信號(hào)輸出端，用來輸出將信號(hào) 端I叩ut輸入的電壓范圍放大以后的數(shù)字信號(hào)。
第一級(jí)電壓位移電路202包含一反邏輯運(yùn)算放大器242、 一第九P型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管248、 一第十P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管250、 一第十一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244、與一第十二N 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246。反邏輯運(yùn)算放大器242的第一電壓 輸入端耦接于電壓源VDD1,且其第二電壓輸入源接地，以使得反邏輯運(yùn)算放 大器242可偏壓于接地端與電壓源VDD1之間的電壓范圍。第十一N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244的柵極耦接于反邏輯運(yùn)算放大器242的輸出端， 其源極接地，且其漏極藉由節(jié)點(diǎn)AAA耦接于第一級(jí)電壓位移電路202的第一 信號(hào)輸出端。第十二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246,其柵極耦接 于反邏輯運(yùn)算放大器242的輸入端，其源極接地，且其漏極藉由節(jié)點(diǎn)BBB耦 接于第一級(jí)電壓位移電路202的第二信號(hào)輸出端。第九P型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管248的源極耦接于電壓源VDD2，其柵極耦接于第十二 N型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246的漏極，且其漏極耦接于第十一 N型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244的漏極。第十P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管250的源極耦接于電壓源VDD2,其柵極耦接于第十一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244的漏極，且其漏極耦接于第十二 N型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246的漏極。
二段式電壓位移模塊200另包含一第十三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管252與一第十四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管254。第十三N 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管252的源極耦接于第十一N型金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244的源極，其柵極藉由節(jié)點(diǎn)BBB耦接于第一級(jí)電壓位 移電路202的第二信號(hào)輸出端，且其漏極耦接于第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管218的源極。第十四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管254 的源極耦接于第十二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246的源極，其柵 極藉由節(jié)點(diǎn)AAA耦接于第一級(jí)電壓位移電路202的第一信號(hào)輸出端，且其漏 極耦接于第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管220的源極。
二段式電壓位移模塊200的運(yùn)作方式敘述如下當(dāng)信號(hào)源Input處于高 電位時(shí)，第十一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)， 且第十二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246會(huì)處于開啟狀態(tài)，使得節(jié) 點(diǎn)AAA的電位因?yàn)榈谑?N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管244沒有電流 通過而不致由電壓源VDD2的電位滑落太多，換言之，節(jié)點(diǎn)AAA此時(shí)處于高電 位；而節(jié)點(diǎn)BBB的電位會(huì)因?yàn)榈谑﨨型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管246 有電流通過而由電壓源VDD2的電位大幅滑落，因此此時(shí)節(jié)點(diǎn)BBB處于低電位。 此時(shí)在電壓源VDD2的偏壓下，原本電壓范圍處于O伏特至電壓源VDD1的電 位之間的信號(hào)源I叩ut，其電壓范圍會(huì)在節(jié)點(diǎn)AAA與BBB轉(zhuǎn)換為落在O伏特 與電壓源VDD2的電位之間。接著，在節(jié)點(diǎn)AAA的高電位與節(jié)點(diǎn)BBB的低電位 下，第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管226會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)，第一N 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管222處于開啟狀態(tài)，第八P型金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管228會(huì)處于開啟狀態(tài)，第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管224處于關(guān)閉狀態(tài)，第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管236 會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)，第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管240會(huì)處于開啟 狀態(tài)，第十三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管252會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)，且 第十四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管254會(huì)處于開啟狀態(tài)。此時(shí)，因 為第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管226處于關(guān)閉狀態(tài)，且第三P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管222處于開啟狀態(tài)，因此節(jié)點(diǎn)BB的電位會(huì)被 大幅拉低至低電位。同理，因?yàn)榈诎薖型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管228處于開啟狀態(tài)，且第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管224處于關(guān)閉狀 態(tài)，因此節(jié)點(diǎn)AA的電位會(huì)維持在接近于電壓源VDD2的高電位。由于節(jié)點(diǎn)AA 處于高電位，且節(jié)點(diǎn)BB處于低電位，因此第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管214處于開啟狀態(tài)，且第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216 處于關(guān)閉狀態(tài)。然而因?yàn)榈谑齆型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管252會(huì) 處于關(guān)閉狀態(tài)，且第十四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管254會(huì)處于開 啟狀態(tài)，因此第十三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管252沒有電流通過， 且第十四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管254會(huì)有電流通過，并連帶使 得第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管214的通過電流較小，且第四P 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216有較大電流通過。此時(shí)，第三P型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管214的漏極的電位會(huì)較接近其源極的電位，也 就是接近電壓源VDDIO的電位，并使得第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管221關(guān)閉，因此第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管210的漏極的 電位(亦即節(jié)點(diǎn)A的電位)會(huì)接近于電壓源VDDIO的電位；同理，第四P型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管216的漏極的電位會(huì)被通過的電流拉低，使得 第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管223進(jìn)入開啟狀態(tài)，并拉低第二 P 型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管212的漏極的電位(亦即節(jié)點(diǎn)B的電位)； 因此，節(jié)點(diǎn)A的電位處于高電位，且節(jié)點(diǎn)B的電位會(huì)處于低電位，其中節(jié)點(diǎn) A的電位會(huì)接近于電壓源VDDIO，節(jié)點(diǎn)B的電位會(huì)因?yàn)轳罱佑诘诹鵓型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管223的漏極的電壓源VDD1而比電壓源VDD1的電位 略高。
第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管230、第七N型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管234、與第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管236用于 在節(jié)點(diǎn)A處于低電位時(shí)，將節(jié)點(diǎn)A的電位更為快速的放電而降低電位。同理， 第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管232、第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管238、與第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管240用于在 節(jié)點(diǎn)B處于低電位時(shí)，將節(jié)點(diǎn)B的電位更為快速的放電而降低電位。如以上 所述信號(hào)源Input輸入高電位時(shí)，第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 230會(huì)因?yàn)槠鋿艠O耦接于處于低電位的節(jié)點(diǎn)B而關(guān)閉，且第八N型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管236會(huì)因?yàn)槠鋿艠O耦接于處于低電位的節(jié)點(diǎn)BBB而關(guān) 閉，因此節(jié)點(diǎn)A的電位不會(huì)被第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管230、第七N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234、與第八N型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管236拉低而順利維持在高電位。同理，由于第六N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管232會(huì)因?yàn)槠鋿艠O耦接于處于高電位的節(jié)點(diǎn)A而開 啟，且第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管240會(huì)因?yàn)槠鋿艠O耦接于處 于高電位的節(jié)點(diǎn)AAA而開啟，因此第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 232會(huì)形成一放電路徑，且第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管238與 第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管240會(huì)形成另外一條放電路徑，以 加快節(jié)點(diǎn)B拉低電位的速度。請注意，當(dāng)?shù)谖錘型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管230包含于第二級(jí)電壓位移電路204內(nèi)時(shí)，可在不包含第七N型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234與第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 236的狀況下同樣達(dá)到加速降低節(jié)點(diǎn)A的電位的效果；反之，當(dāng)?shù)谄逳型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234與第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管236存在于第二級(jí)電壓位移電路204內(nèi)時(shí)，可在不包含第五N型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管230的狀況下達(dá)到加速降低節(jié)點(diǎn)A的電位的效果。同 理，當(dāng)?shù)诹鵑型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管232包含于第二級(jí)電壓位移 電路204內(nèi)時(shí)，可在不包含第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管238與 第十N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管240的狀況下達(dá)到加速降低節(jié)點(diǎn)B 的電位的效果，且反之亦然?？偨Y(jié)來說，第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管230、第七N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管"4、第八N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管236 、第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管232 、 第九N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管238、與第十N型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管240用于以放電的方式加速第二級(jí)電壓位移電路204在電位 上的切換，因此使得二段式電壓位移模塊200可以快速且準(zhǔn)確的根據(jù)信號(hào)端 Input輸入的電位切換其輸出電位。請注意，雖然以上的敘述僅基于信號(hào)源I叩ut處于高電位的狀況來說明， 但是由于第二級(jí)電壓位移電路204具備有對稱的結(jié)構(gòu)，因此信號(hào)源在I叩ut 處于低電位的狀況與上面的敘述也會(huì)在第二級(jí)電壓位移電路204各晶體管的 間呈現(xiàn)對稱，故不再此加以贅述。除此以外，第一級(jí)電壓位移電路202可以 一般常見可提高電壓范圍上限的其它電壓位移電路來實(shí)施，且圖2所示的電 壓位移模塊200僅為本發(fā)明所揭露的一較佳實(shí)施例，故對第一級(jí)電壓位移電 路202以其它可提高電壓范圍上限的其它電壓位移電路做替換并不構(gòu)成脫離17將之前所敘述中假設(shè)電壓源VDD1的電位為1. 0伏特，電壓源VDD2的電 位為2. 5伏特，且電壓源VDDIO為3. 3伏特的情況考慮進(jìn)本發(fā)明所提供的二 段式電壓位移模塊200時(shí)，輸入信號(hào)的電壓范圍是0伏特至1.0伏特，且輸 出信號(hào)的電壓范圍是l. O伏特至3. 3伏特。以0. 18微米工藝的集成電路來說， 2. 3伏特的電壓差尚不至于造成柵極氧化層崩潰的現(xiàn)象。請注意，本發(fā)明所 提供的二段式電壓位移模塊200尚可運(yùn)用于其它大小的工藝與不同種類之外 接輸出入裝置的偏壓，并不限于上述的例子?？偨Y(jié)來說，本發(fā)明所提供的二段式電壓位移模塊藉由第 一級(jí)電壓位移電 路將輸入信號(hào)的電壓范圍上限先行做一初步的提升，接著再以第二級(jí)電壓位 移電路將輸入信號(hào)的電壓范圍的上限與下限同步提升，以避免現(xiàn)有技術(shù)中造 成金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管產(chǎn)生柵極氧化區(qū)崩潰的缺點(diǎn)，以正確的表 示出數(shù)字邏輯0與數(shù)字邏輯1的數(shù)字信號(hào)。除此以外，當(dāng)本發(fā)明所提供的二 段式電壓位移模塊應(yīng)用于具有不同電位的偏壓范圍的外接輸出入裝置時(shí)，藉 由本發(fā)明的二段式電壓位移模塊可提供較大且較安全偏壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，可以 順利的提供這些外接輸出入裝置適當(dāng)?shù)钠珘?。本發(fā)明所提供的二段式電壓位 移模塊也較現(xiàn)有技術(shù)中直接將兩組相同的電壓偏移電^4妄起來的做法使用較 少的光掩膜，因此可以避免增加集成電路的體積。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均 等變化與修^飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種可用于使用不同偏壓的多種輸出入裝置的二段式電壓位移模塊，包含一第一級(jí)電壓位移電路；一第一電壓源，耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的一第一電源輸入端；一第二電壓源，其電位高于該第一電壓源的電位，并耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的一第二電源輸入端；一第三電壓源，其電位高于該第一電壓源與該第二電壓源的電位；一第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第三電壓源；一第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第三電壓源，其漏極耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且其柵極耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極；及一第二級(jí)電壓位移電路，包含一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極；一第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極；一第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其源極耦接于該第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且其漏極耦接于該第一電壓源；一第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其源極耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且其漏極耦接于該第一電壓源；一第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的一第一信號(hào)輸出端，且其漏極耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極；一第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的一第二信號(hào)輸出端，且其漏極耦接于該第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極；一第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，其漏極耦接于該第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其源極耦接于該第二電壓源；及一第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，其漏極耦接于該第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其源極耦接于該第二電壓源。
2. 如權(quán)利要求1所述的二段式電壓位移模塊，另包含一第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第三P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其柵極耦接于該第二電壓源；及一第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第四P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其柵極耦接于該第三N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極。
3. 如權(quán)利要求1所述的二段式電壓位移模塊，另包含一第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第二 P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其源極耦接于該第五P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其漏極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管的柵極；及一第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第一 P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其源極耦接于該第六P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其漏極耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管的柵極。
4. 如權(quán)利要求1所述的二段式電壓位移模塊，另包含一第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第二電壓 源，且其漏極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極；一第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第三N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電 路的第二信號(hào)輸出端，且其源極耦接于該第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶 體管的漏極；一第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且其柵極耦接于該第二電壓源；及 一第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第五N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電 路的第一信號(hào)輸出端，且其源極耦接于該第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管的漏極。
5. 如權(quán)利要求1所述的二段式電壓位移模塊，另包含一第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其源極耦接于該第五P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其漏極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極；一第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第一 P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，其源極耦接于該第六P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其漏極耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極；一第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該第二電壓 源，且其漏極耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極；一第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第五N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電 路的第二信號(hào)輸出端，且其源極耦接于該第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極；一第七N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第一 P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極，且其柵極耦接于該第二電壓源；及一第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其漏極耦接于該第七N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電 路的第一信號(hào)輸出端，且其源極耦接于該第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶 體管的漏極。
6. 如權(quán)利要求1所述的二段式電壓位移模塊，其中，該第一級(jí)電壓位移 電路包含一反邏輯運(yùn)算放大器，其第一電壓輸入端耦接于該第一電壓源，且其第 二電壓輸入源接地；一第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該反邏輯運(yùn)算放大器的輸出端，其源極接地，且其漏極耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的第一信號(hào)輸出端；一第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該反邏輯運(yùn) 算放大器的輸入端，其源極接地，且其漏極耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的第二信號(hào)輸出端；一第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第二電壓 源，其柵極耦接于該第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其漏極耦接于該第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極；及一第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第二電壓 源，其柵極耦接于該第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其 漏極耦接于該第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極。
7. 如權(quán)利要求6所述的二段式電壓位移模塊，另包含一第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第三N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，且其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移 電路的第二信號(hào)輸出端；及一第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第六N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，且其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移 電路的第一信號(hào)輸出端。
8. 如權(quán)利要求2所述的二段式電壓位移模塊，其中，該第一級(jí)電壓位移 電^各包含一反邏輯運(yùn)算放大器，其第一電壓輸入端耦接于該第一電壓源，且其第 二電壓輸入源接地；一第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該反邏輯運(yùn) 算放大器的輸出端，其源極接地，且其漏極耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的 第一信號(hào)輸出端；一第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其柵極耦接于該反邏輯運(yùn) 算放大器的輸入端，其源極接地，且其漏極耦接于該第一級(jí)電壓位移電路的第二信號(hào)輸出端；一第七p型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第二電壓源，其柵極耦接于該第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其 漏極耦接于該第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極；及一第八P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第二電壓 源，其柵極耦接于該第五N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極，且其漏極耦接于該第六N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極。 9.如權(quán)利要求8所述的二段式電壓位移模塊，另包含 一第七N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第五N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電 路的第二信號(hào)輸出端，且其漏極耦接于該第三N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極；及一第八N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其源極耦接于該第六N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極，其柵極耦接于該第一級(jí)電壓位移電 路的第一信號(hào)輸出端，且其漏極耦接于該第四N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管的源極。
全文摘要
為了將電位較小的電壓范圍在不過分拉大電壓范圍的前提下提高其電位，將一僅可提高電壓范圍上限的第一級(jí)電壓位移電路耦接于另一可同步提高電壓范圍的上限與下限的第二級(jí)電壓位移電路，以使得由將第一級(jí)電壓位移電路耦接于第二級(jí)電壓位移電路所產(chǎn)生的二段式電壓位移模塊可提供具有不同電位的偏壓范圍的外接輸出入裝置適當(dāng)?shù)碾妷?，并以此電壓的上限與下限準(zhǔn)確的反應(yīng)代表數(shù)字邏輯0或數(shù)字邏輯1的數(shù)字信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K19/0185GK101320969SQ200710108228
公開日2008年12月10日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者楊財(cái)銘 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司