專利名稱：電壓輸入及輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓輸入及輸出電路，特別是涉及一種適用于多種工作電 壓的電壓輸入及輸出電路。
背景技術(shù)：
輸出入接面(1/0 PIN)是集成電路與外部電路聯(lián)系的一種接面裝置，但當(dāng)輸 出入接面電壓所提供的電壓和應(yīng)用電路的電壓規(guī)格不同時(shí)，其不能直接將集成 電路和不同工作電壓的應(yīng)用電路相結(jié)合，以避免電路損毀。就目前現(xiàn)有的解決
方法，有幾種方式
A、輸出入接面電壓固定，非由外部電壓源提供(假設(shè)VCC1=5V， VCC2=3V)
A.l當(dāng)輸出入接面工作電壓值為VCC1，應(yīng)用電路工作電壓值為VCC2時(shí)
i. 當(dāng)輸出入接面作為輸出時(shí)，因5V高于應(yīng)用電路能忍受3V，此吋需看 應(yīng)用電路能否承受，如否，則需另加邏輯電平移位器(level-shift)，以避免應(yīng)用 電路燒毀。
ii. 當(dāng)輸出入接面作為輸入時(shí)，應(yīng)用電路工作電壓值3V低于輸出入接面 工作電壓值5V，貝U需另加3V轉(zhuǎn)5V的邏輯電平移位器，避免輸出入接面內(nèi)部 的史密特觸發(fā)器(Schmitttrigger)耗電及轉(zhuǎn)態(tài)點(diǎn)過(guò)低而造成功能上的不穩(wěn)定。
A. 2當(dāng)輸出入接面工作電壓值為VCC2，應(yīng)用電路工作電壓值為VCC1時(shí)
i. 當(dāng)輸出入接面作為輸出時(shí)，輸出入接面工作電壓值3V低于應(yīng)用電路 工作電壓值5V，應(yīng)接3V轉(zhuǎn)5V的邏輯電平移位器。
ii. 當(dāng)輸出入接面作為輸入時(shí)，應(yīng)用電路工作電壓值5V高于輸出入接面 工作電壓值接3V，需看輸出入接面能否容忍，若不行的話，則需另加邏輯電 平移位器，以避免輸出入接面燒毀。
B、 輸出入接面工作電壓可變，由外部電壓源提供目前的作法，需一根 功率接腳輸入端，讓外部電壓源可通過(guò)該接腳提供其它輸入/輸出接腳電壓，
4如此的好處是輸入/輸出接腳可調(diào)整工作電壓和應(yīng)用電路的相同，且不需額外 的邏輯電平移位器。惟其缺點(diǎn)是， 一定會(huì)有一功率接腳無(wú)法做其它應(yīng)用；因該 外部電壓源的輸入/輸出接腳位置固定，當(dāng)集成電路規(guī)格決定后，便不能變動(dòng)。 如集成電路使用外部電壓源作為功率來(lái)源，使用者若需某些接面為5V的系統(tǒng)， 便需在功率接腳輸入端輸入5V電壓。但若使用者想在某個(gè)接面用3V，另一 個(gè)接面用5V，上述方式便無(wú)法達(dá)成，因?yàn)樗薪用娴碾妷憾紒?lái)自同一功率接 腳輸入端。
因此，如何研發(fā)出一種電壓輸入及輸出電路，其可解決集成電路在接收或 傳送信號(hào)因外部電路規(guī)格不同而工作電壓相異的問(wèn)題，進(jìn)而讓使用者增加電壓 規(guī)格的使用彈性且可減少因外部電路電壓規(guī)格不同而需開發(fā)多種集成電路的 成本，將是本發(fā)明所欲積極探討之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種電壓輸入及輸出電路，其主要目 的為解決現(xiàn)有集成電路在接收或傳送因外部電路規(guī)格不同而電壓相異的問(wèn)題。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電壓輸入及輸出電路，其適用于多
種工作電壓，包含有
一工作電壓選擇單元，其產(chǎn)生一第一控制信號(hào)及至少一第二控制信號(hào)；
一第一輸出入接面單元，其耦接于該工作電壓選擇單元以接收該第一控制 信號(hào)，其中該第一輸出入接面單元具有一第一電壓輸入端根據(jù)該第一控制信號(hào) 決定是否接收一集成電路的電壓、一第一電壓信號(hào)輸出入端根據(jù)該第一控制信 號(hào)決定是否接收一外部電壓或輸出入一第一外部信號(hào)、一第一信號(hào)輸出端根據(jù) 該第一控制信號(hào)決定其信號(hào)輸出狀態(tài)及一第一電壓輸出端以輸出該外部電壓 或輸出入該第一外部信號(hào)；以及
至少一第二輸出入接面單元，其耦接于該工作電壓選擇單元以接收該第二 控制信號(hào)且耦接于該第一輸出入接面單元，其中該第二輸出入接面單元具有一 第二電壓輸入端根據(jù)該第二控制信號(hào)決定是否接收該集成電路的電壓、一第二 電壓信號(hào)輸出入端以輸出入一第二外部信號(hào)、一第二信號(hào)輸出端根據(jù)該第二控 制信號(hào)決定其信號(hào)輸出狀態(tài)及一第三電壓輸入端與該第一電壓輸出端耦接。
所述的電壓輸入及輸出電路，其中，該第一控制信號(hào)由一第一開關(guān)控制信號(hào)、 一第二開關(guān)控制信號(hào)及一第三開關(guān)控制信號(hào)所構(gòu)成。
所述的電壓輸入及輸出電路，其中，該第一輸出入接面單元包含有 一第一P型金氧半場(chǎng)效晶體管，其源極與該第一電壓輸入端耦接、其柵極
接收該第一開關(guān)控制信號(hào)及其漏極與該第一電壓信號(hào)輸出入端耦接；
一第一 N型金氧半場(chǎng)效晶體管，其漏極與該第一 P型金氧半場(chǎng)效晶體管
的漏極耦接、其柵極接收該第二開關(guān)控制信號(hào)及其源極接地；以及
一第一史密特觸發(fā)器，其第一端與該第一電壓輸入端耦接，其第二端接收
該第三開關(guān)控制信號(hào)，其輸出端與該第一信號(hào)輸出端耦接，其輸入端同時(shí)與該
第一電壓信號(hào)輸出入端以及該第一電壓輸出端耦接。
所述的電壓輸入及輸出電路，其中，該第二控制信號(hào)由一第四開關(guān)控制信
號(hào)、 一第五開關(guān)控制信號(hào)、 一第六開關(guān)控制信號(hào)、 一第七開關(guān)控制信號(hào)及一第
八開關(guān)控制信號(hào)所構(gòu)成。
所述的電壓輸入及輸出電路，其中，該第二輸出入接面單元包含有
一第二p型金氧半場(chǎng)效晶體管，其源極與該第二電壓輸入端耦接、其柵極
接收該第四開關(guān)控制信號(hào)及其漏極與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；
一第二 N型金氧半場(chǎng)效晶體管，其漏極與該第二 P型金氧半場(chǎng)效晶體管 的漏極耦接、其柵極接收該第五開關(guān)控制信號(hào)及其源極接地；
一第三P型金氧半場(chǎng)效晶體管，其源極與該第三電壓輸入端耦接、其柵極 接收該第六開關(guān)控制信號(hào)及其漏極與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；
一第二史密特觸發(fā)器，其第一端與該第三電壓輸入端耦接，其第二端接收 該第七開關(guān)控制信號(hào)及其輸入端與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；
一第三史密特觸發(fā)器，其第一端與該第二電壓輸入端耦接，其第二端接收 該第八開關(guān)控制信號(hào)及其輸入端與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；
一邏輯電平移位器，其一端與該第二電壓輸入端耦接，其輸入端與該第二 史密特觸發(fā)器的輸出端耦接；以及
一或門，其一輸入端與該邏輯電平移位器的輸出端耦接，其另一輸入端與 該第三史密特觸發(fā)器的輸出端耦接及其輸出端與該第二信號(hào)輸出端耦接。
所述的電壓輸入及輸出電路，其中，該第一電壓信號(hào)輸出入端的信號(hào)輸出 狀態(tài)為高電平、低電平或短路。
所述的電壓輸入及輸出電路，其中，該第二電壓信號(hào)輸出入端的信號(hào)輸出狀態(tài)為高電平、低電平或短路。
藉此，解決集成電路在接收或傳送信號(hào)因外部電路規(guī)格不同而工作電壓相 異的問(wèn)題，進(jìn)而讓使用者增加電壓規(guī)格的使用彈性且可減少因外部電路電壓規(guī) 格不同而需開發(fā)多種集成電路的成本。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的 限定。


圖1為本發(fā)明的電壓輸入及輸出電路的較佳實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖； 圖2為本發(fā)明的第一輸出入接面單元的較佳實(shí)施例的電路圖； 圖3為本發(fā)明的第二輸出入接面單元的較佳實(shí)施例的電路圖； 圖4為根據(jù)圖3的第二輸出入接面單元，其使用集成電路電壓的等效電路 示意圖5為根據(jù)圖3的第二輸出入接面單元，其使用外部電壓的等效電路示意
圖6為本發(fā)明的第二輸出入接面單元另一較佳具體實(shí)施例電路圖； 圖7為本發(fā)明的第二輸出入接面單元另一較佳具體實(shí)施例電路圖； 圖8為本發(fā)明的電壓輸入及輸出電路的較佳實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖； 圖9為根據(jù)第一輸出入接面單元較佳具體實(shí)施例的各開關(guān)控制信號(hào)真值； 圖10A-圖IOD為根據(jù)第二輸出入接面單元較佳具體實(shí)施例的各開關(guān)控制 信號(hào)真值；
圖11為根據(jù)圖7或圖8的第二輸出入接面單元另一較佳具體實(shí)施例的各 開關(guān)控制信號(hào)真值。 其中，附圖標(biāo)記-
1 電壓輸入及輸出電路
2 工作電壓選擇單元
3 第一輸出入接面單元
4 第一電壓輸入端
5 第一電壓信號(hào)輸出入端6 第一信號(hào)輸出端
7 第一電壓輸出端
8 第二輸出入接面單元
9 第二電壓輸入端
10 第二電壓信號(hào)輸出入端
11 第二信號(hào)輸出端
12 第一開關(guān)控制信號(hào)
13 第二開關(guān)控制信號(hào)
14 第三開關(guān)控制信號(hào)
15 第一P型金氧半場(chǎng)效晶體管
16 第一N型金氧半場(chǎng)效晶體管
17 第一史密特觸發(fā)器
18 第四開關(guān)控制信號(hào)
19 第五開關(guān)控制信號(hào)
20 第六開關(guān)控制信號(hào)
21 第七開關(guān)控制信號(hào)
22 第八開關(guān)控制信號(hào)
23 第二 P型金氧半場(chǎng)效晶體管
24 第二N型金氧半場(chǎng)效晶體管
25 第三P型金氧半場(chǎng)效晶體管
26 第二史密特觸發(fā)器
27 第三史密特觸發(fā)器
28 邏輯電平移位器
29 或門
30 控制信號(hào)端
31 控制信號(hào)端
32 P型金氧半場(chǎng)效晶體管
33 組件
34 第九控制信號(hào)
35 第十控制信號(hào)
836 第三電壓輸入端
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步更詳細(xì)的描述。
圖1為本發(fā)明的電壓輸入及輸出電路的較佳實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖，其說(shuō)明 具有兩個(gè)輸出入接面單元的情形，請(qǐng)參考圖l，本發(fā)明的電壓輸入及輸出電路 1，其適用于多種工作電壓，包含有 一工作電壓選擇單元2，其產(chǎn)生一第一 控制信號(hào)及一第二控制信號(hào)； 一第一輸出入接面單元3，其耦接于該工作電壓 選擇單元2以接收該第一控制信號(hào)，其中該第一輸出入接面單元3具有一第一 電壓輸入端4根據(jù)該第一控制信號(hào)決定是否接收一集成電路的電壓、 一第一電 壓信號(hào)輸出入端5根據(jù)該第一控制信號(hào)決定是否接收一外部電壓或輸出入一 第一外部信號(hào)(例如，高電平、低電平或短路)、 一第一信號(hào)輸出端6根據(jù)該第 一控制信號(hào)決定其信號(hào)輸出狀態(tài)及一第一電壓輸出端7以輸出該外部電壓或 輸出入該第一外部信號(hào)；以及一第二輸出入接面單元8，其耦接于該工作電壓 選擇單元2以接收該第二控制信號(hào)且耦接于該第一輸出入接面單元3，其中該 第二輸出入接面單元8具有一第二電壓輸入端9根據(jù)該第二控制信號(hào)決定是否 接收該集成電路的電壓、 一第二電壓信號(hào)輸出入端10以輸出入一第二外部信 號(hào)(例如，高電平、低電平或短路)、 一第二信號(hào)輸出端11根據(jù)該第二控制信 號(hào)決定其信號(hào)輸出狀態(tài)及一第三電壓輸入端36與該第一電壓輸出端7耦接。 當(dāng)使用者欲將該第一輸出入接面單元3以及該第二輸出入接面單元8均使用該 集成電路的電壓時(shí)，則該工作電壓選擇單元2利用該第一控制信號(hào)以及該第二 控制信號(hào)分別控制該第一輸出入接面單元3以及該第二輸出入接面單元8，使 該第一電壓輸入端4接收該集成電路的電壓，此時(shí)該第一電壓信號(hào)輸出入端5 將做為集成電路與外部電路的信號(hào)交流管道，而輸出入該第一外部信號(hào)，該第 一信號(hào)輸出端6則根據(jù)該第一控制信號(hào)決定其信號(hào)輸出至集成電路的狀態(tài)，該 第一電壓輸出端7則會(huì)輸出入該第一外部信號(hào)至該第二輸出入接面單元8，而 該第二輸出入接面單元8亦是使用該集成電路的電壓，該第二電壓信號(hào)輸出入 端IO將做為集成電路與外部電路的信號(hào)交流管道，而輸出入該第二外部信號(hào)， 該第二信號(hào)輸出端11則根據(jù)該第二控制信號(hào)決定其信號(hào)輸出至集成電路的狀態(tài)。如當(dāng)使用者欲將該第二輸出入接面單元8使用該外部電壓時(shí)，則該工作電 壓選擇單元2利用該第一控制信號(hào)以及該第二控制信號(hào)分別控制該第一輸出 入接面單元3以及該第二輸出入接面單元8，使該第一電壓輸入端4接收該集 成電路的電壓，此時(shí)該第一電壓信號(hào)輸出入端5將接收該外部電壓，該第一信 號(hào)輸出端6的信號(hào)輸出狀態(tài)為低電位，該第一電壓輸出端7則會(huì)輸出該外部電 壓至該第二輸出入接面單元8，而該第二輸出入接面單元8將會(huì)使用該外部電 壓，此時(shí)該第二電壓信號(hào)輸出入端IO將做為集成電路與外部電路的信號(hào)交流 管道，而輸出入該第二外部信號(hào)，該第二信號(hào)輸出端11則根據(jù)該第二控制信 號(hào)決定其信號(hào)輸出至集成電路的狀態(tài)。
圖2為本發(fā)明的第一輸出入接面單元的較佳實(shí)施例的電路圖，請(qǐng)參考圖2 并配合圖1，為使該第一輸出入接面單元3根據(jù)該第一控制信號(hào)的內(nèi)容控制各 組件的運(yùn)作，該第一控制信號(hào)在此實(shí)施例中由一第一開關(guān)控制信號(hào)12、 一第 二開關(guān)控制信號(hào)13及一第三開關(guān)控制信號(hào)14所構(gòu)成。而該第一輸出入接面單 元3包含有 一第一P型金氧半場(chǎng)效晶體管15，其源極與該第一電壓輸入端 耦接、其柵極接收該第一開關(guān)控制信號(hào)12及其漏極與該第一電壓信號(hào)輸出入 端5耦接； 一第一N型金氧半場(chǎng)效晶體管16，其漏極與該第一 P型金氧半場(chǎng) 效晶體管15的源極耦接、其柵極接收該第二開關(guān)控制信號(hào)13及其源極接地； 以及一第一史密特觸發(fā)器17，其第一端與該第一電壓輸入端4耦接，其第二 端接收該第三開關(guān)控制信號(hào)14，其輸出端與該第一信號(hào)輸出端6耦接，其輸 入端同時(shí)與該第一電壓信號(hào)輸出入端5以及該第一電壓輸出端7耦接。
圖3為本發(fā)明的第二輸出入接面單元的較佳實(shí)施例的電路圖，請(qǐng)參考圖3 并配合圖1，為使該第二輸出入接面單元8根據(jù)該第二控制信號(hào)的內(nèi)容控制各 組件的運(yùn)作，該第二控制信號(hào)在此實(shí)施例中由一第四開關(guān)控制信號(hào)18、 一第 五開關(guān)控制信號(hào)19、 一第六開關(guān)控制信號(hào)20、 一第七開關(guān)控制信號(hào)21及一第 八開關(guān)控制信號(hào)22所構(gòu)成。而該第二輸出入接面單元8包含有 一第二P型 金氧半場(chǎng)效晶體管23，其源極與該第二電壓輸入端9耦接、其柵極接收該第 四開關(guān)控制信號(hào)18及其漏極與該第二電壓信號(hào)輸出入端10耦接； 一第二 N 型金氧半場(chǎng)效晶體管24，其漏極與該第二 P型金氧半場(chǎng)效晶體管23的源極耦 接、其柵極接收該第五開關(guān)控制信號(hào)19及其源極接地； 一第三P型金氧半場(chǎng) 效晶體管25，其源極與該第三電壓輸入端36耦接、其柵極接收該第六開關(guān)控制信號(hào)20及其漏極與該第二電壓信號(hào)輸出入端10耦接； 一第二史密特觸發(fā)器
26，其第一端與該第三電壓輸入端36耦接，其第二端接收該第七開關(guān)控制信
號(hào)21及其輸入端與該第二電壓信號(hào)輸出入端10耦接； 一第三史密特觸發(fā)器
27，其第一端與該第二電壓輸入端9耦接，其第二端接收該第八開關(guān)控制信號(hào) 22及其輸入端與該第二電壓信號(hào)輸出入端IO耦接； 一邏輯電平移位器28，其 一端與該第二電壓輸入端9耦接，其輸入端與該第二史密特觸發(fā)器26的輸出 端耦接；以及一或門29，其一輸入端與該邏輯電平移位器28的輸出端耦接， 其另一輸入端與該第三史密特觸發(fā)器27的輸出端耦接及其輸出端與該第二信 號(hào)輸出端ll耦接。
圖4為根據(jù)圖3的第二輸出入接面單元，其使用集成電路(第二電壓輸入 端9)的電壓的等效電路示意圖，此時(shí)通過(guò)工作電壓選擇單元2使第六開關(guān)控制 信號(hào)20為高電平，第七開關(guān)控制信號(hào)21亦為高電平，進(jìn)而使該邏輯電平移位 器28的輸出端為低電平，此時(shí)虛線框中的組件(第三P型金氧半場(chǎng)效晶體管 25、第二史密特觸發(fā)器26以及邏輯電平移位器28)將被關(guān)閉，如此則該第二輸 出入接面單元8將會(huì)使用集成電路的電壓。
圖5為根據(jù)圖3的第二輸出入接面單元，其使用外部電壓(第三電壓輸入 端36)的等效電路示意圖，此時(shí)通過(guò)工作電壓選擇單元2使第四開關(guān)控制信號(hào) 18為高電平，第八開關(guān)控制信號(hào)22亦為高電平，進(jìn)而使第三史密特觸發(fā)器27 的輸出端為低電平，此時(shí)虛線框中的組件(第二P型金氧半場(chǎng)效晶體管23以及 第三史密特觸發(fā)器27)將被關(guān)閉，如此則該第二輸出入接面單元8將會(huì)使用外 部電壓。
表1以及表2A-表2D分別為根據(jù)上述第一輸出入接面單元3及第二輸出 入接面單元8較佳具體實(shí)施例的各開關(guān)控制信號(hào)真值表，詳細(xì)運(yùn)作方式請(qǐng)同時(shí) 參考表1以及表2A-表2D，并配合圖1、圖2以及圖3，現(xiàn)有本領(lǐng)域技術(shù)人員 便可輕易獲知本發(fā)明的電路運(yùn)作方式。
圖6及圖7為本發(fā)明的第二輸出入接面單元較佳具體實(shí)施例電路圖以及表 3為其真值表。請(qǐng)同時(shí)參考圖6、圖7及表3，工作電壓選擇單元2可通過(guò)組 件33使用第九控制信號(hào)34和第十控制信號(hào)35控制第二輸出入接面單元8， 或是如圖8第九控制信號(hào)34選擇使用第二電壓輸入端9的集成電路電壓或第 三電壓輸入端36的外部電壓，而第十控制信號(hào)35決定第二 P型金氧半場(chǎng)效晶體管23及第三P型金氧半場(chǎng)效晶體管25的開或關(guān)。
圖8為本發(fā)明的電壓輸入及輸出電路的較佳實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖，其說(shuō)明 具有多個(gè)第二輸出入接面單元8的情形，其中第二輸出入接面單元8的可能內(nèi) 部電路及運(yùn)作方式以于前文詳述，在此將以更為實(shí)際的運(yùn)作對(duì)本實(shí)施例做說(shuō) 明。令集成電路為5V工作電壓的系統(tǒng)，外部工作電壓為3.3V，輸出入接面單 元共有八個(gè)，其中第一輸出入接面單元3使用第一輸出入接面單元的架構(gòu)，而 輸出入接面單元80 86使用第二輸出入接面單元的架構(gòu)。第一輸出入接面單元 3的邏輯表示可選為普通電壓信號(hào)輸出入端(邏輯O)或當(dāng)外部電壓輸入源(邏輯 1)。而其它輸出入接面單元80 86也可選擇操作在5V(邏輯O)或3.3V(邏輯1) 工作電壓的系統(tǒng)。第一輸出入接面單元3及輸出入接面單元80 86的控制信號(hào) 分別為第一控制信號(hào)及第二控制信號(hào) 第八控制信號(hào)。
1.設(shè)當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào) 第八控制信號(hào)為8'bllll一1111時(shí)，表示第一輸出 入接面單元3輸入為3.3V,而輸出入接面單元80 86的工作電壓由第一輸出 入接面單元3的3.3V提供。
(1) 當(dāng)使用者進(jìn)一步設(shè)定輸出入接面單元80 86輸出為3.3V時(shí) 第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三
開關(guān)控制信號(hào)14=1;
第二控制信號(hào) 第八控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信 號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=0、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=1;
(2) 當(dāng)使用者設(shè)定輸出入接面單元80~83為信號(hào)輸入狀態(tài)，輸出入接面單 元84 86輸出為3.3V時(shí)
第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三
開關(guān)控制信號(hào)14=1;
第二控制信號(hào) 第五控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信
號(hào)19=0、 一第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控 制信號(hào)22=1;
第六控制信號(hào) 第八控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信
號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=0、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=1;(3)當(dāng)使用者設(shè)定輸出入接面單元80 83設(shè)為輸入狀態(tài)，輸出入接面單元 84 86輸出為OV時(shí)
第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三
開關(guān)控制信號(hào)14=1;
第二控制信號(hào) 第五控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信
號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=1;
第六控制信號(hào) 第八控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信 號(hào)19=1、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=1;
2.設(shè)當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào) 第八控制信號(hào)為8'bl 111—0000時(shí)，表示第一輸出 入接面單元3輸入為3.3V，而輸出入接面單元80 83的工作電壓由第一輸出 入接面單元3的3.3V提供，輸出入接面單元84~86的工作電壓為5V。
(1) 當(dāng)使用者進(jìn)一步設(shè)定輸出入接面單元80 83輸出為0V，輸出入接面單 元84 86輸出為5V時(shí)
第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三 開關(guān)控制信號(hào)14=1;
第二控制信號(hào) 第五控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信 號(hào)19=1、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=1;
第六控制信號(hào) 第八控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=0、第五開關(guān)控制信 號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=1及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=0;
(2) 當(dāng)使用者設(shè)定輸出入接面單元80 86為輸入狀態(tài)時(shí) 第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三
開關(guān)控制信號(hào)14=1;
第二控制信號(hào) 第五控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信
號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=0及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=1;
第六控制信號(hào) 第八控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信
13號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=1及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=0;
3.設(shè)當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào) 第八控制信號(hào)為8'b0000一0000時(shí)，表示第一輸出 入接面單元3及輸出入接面單元80~86皆為5V工作電壓。
(1) 當(dāng)使用者進(jìn)一步設(shè)定輸出入接面單元80-82為輸入狀態(tài)，輸出入接面 單元83 84輸出為0V，輸出入接面單元85 86及第一輸出入接面單元3輸出 為5V時(shí)
第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=0，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三 開關(guān)控制信號(hào)14=0;
第二控制信號(hào) 第四控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信 號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=1及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=0;
第五控制信號(hào) 第六控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=1、第五開關(guān)控制信 號(hào)19=1、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=1及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=0;
第七控制信號(hào) 第八控制信號(hào)第四開關(guān)控制信號(hào)18=0、第五開關(guān)控制信
號(hào)19=0、第六開關(guān)控制信號(hào)20=1、第七開關(guān)控制信號(hào)21=1及第八開關(guān)控制 信號(hào)22=0;
(2) 同(1)，只將第一輸出入接面單元3改為輸出OV:
第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=1，第三 開關(guān)控制信號(hào)14=0;
(3) 同(1)，只將第一輸出入接面單元3改為輸入
第一控制信號(hào)第一開關(guān)控制信號(hào)12=1，第二開關(guān)控制信號(hào)13=0，第三 開關(guān)控制信號(hào)14=0;
以上所述的各個(gè)較佳具體實(shí)施例，僅是為了方便說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本 發(fā)明的專利范圍，其中舉例的電路結(jié)構(gòu)，使用者可依實(shí)際的產(chǎn)品需要而有不同 但等效的調(diào)整，以獲得最佳的效果。
由以上所述可以清楚地明了，本發(fā)明提供一種電壓輸入及輸出電路，解決 集成電路在接收或傳送信號(hào)因外部電路規(guī)格不同而工作電壓相異的問(wèn)題，進(jìn)而 讓使用者增加電壓規(guī)格的使用彈性且可減少因外部電路電壓規(guī)格不同而需開發(fā)多中集成電路的成本。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種電壓輸入及輸出電路，其適用于多種工作電壓，其特征在于，包含有一工作電壓選擇單元，其產(chǎn)生一第一控制信號(hào)及至少一第二控制信號(hào)；一第一輸出入接面單元，其耦接于該工作電壓選擇單元以接收該第一控制信號(hào)，其中該第一輸出入接面單元具有一第一電壓輸入端根據(jù)該第一控制信號(hào)決定是否接收一集成電路的電壓、一第一電壓信號(hào)輸出入端根據(jù)該第一控制信號(hào)決定是否接收一外部電壓或輸出入一第一外部信號(hào)、一第一信號(hào)輸出端根據(jù)該第一控制信號(hào)決定其信號(hào)輸出狀態(tài)及一第一電壓輸出端以輸出該外部電壓或輸出入該第一外部信號(hào)；以及至少一第二輸出入接面單元，其耦接于該工作電壓選擇單元以接收該第二控制信號(hào)且耦接于該第一輸出入接面單元，其中該第二輸出入接面單元具有一第二電壓輸入端根據(jù)該第二控制信號(hào)決定是否接收該集成電路的電壓、一第二電壓信號(hào)輸出入端以輸出入一第二外部信號(hào)、一第二信號(hào)輸出端根據(jù)該第二控制信號(hào)決定其信號(hào)輸出狀態(tài)及一第三電壓輸入端與該第一電壓輸出端耦接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓輸入及輸出電路，其特征在于，該第一控 制信號(hào)由一第一開關(guān)控制信號(hào)、一第二開關(guān)控制信號(hào)及一第三開關(guān)控制信號(hào)所 構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓輸入及輸出電路，其特征在于，該第一輸 出入接面單元包含有一第一P型金氧半場(chǎng)效晶體管，其源極與該第一電壓輸入端耦接、其柵極 接收該第一開關(guān)控制信號(hào)及其漏極與該第一電壓信號(hào)輸出入端耦接；一第一 N型金氧半場(chǎng)效晶體管，其漏極與該第一 P型金氧半場(chǎng)效晶體管 的漏極耦接、其柵極接收該第二開關(guān)控制信號(hào)及其源極接地；以及一第一史密特觸發(fā)器，其第一端與該第一電壓輸入端耦接，其第二端接收 該第三開關(guān)控制信號(hào)，其輸出端與該第一信號(hào)輸出端耦接，其輸入端同時(shí)與該 第一電壓信號(hào)輸出入端以及該第一電壓輸出端耦接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓輸入及輸出電路，其特征在于，該第二控 制信號(hào)由一第四開關(guān)控制信號(hào)、 一第五開關(guān)控制信號(hào)、 一第六開關(guān)控制信號(hào)、一第七開關(guān)控制信號(hào)及一第八開關(guān)控制信號(hào)所構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓輸入及輸出電路，其特征在于，該第二輸出入接面單元包含有一第二P型金氧半場(chǎng)效晶體管，其源極與該第二電壓輸入端耦接、其柵極 接收該第四開關(guān)控制信號(hào)及其漏極與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；一第二 N型金氧半場(chǎng)效晶體管，其漏極與該第二 P型金氧半場(chǎng)效晶體管 的漏極耦接、其柵極接收該第五開關(guān)控制信號(hào)及其源極接地；一第三P型金氧半場(chǎng)效晶體管，其源極與該第三電壓輸入端耦接、其柵極 接收該第六開關(guān)控制信號(hào)及其漏極與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；一第二史密特觸發(fā)器，其第一端與該第三電壓輸入端耦接，其第二端接收 該第七開關(guān)控制信號(hào)及其輸入端與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；一第三史密特觸發(fā)器，其第一端與該第二電壓輸入端耦接，其第二端接收 該第八開關(guān)控制信號(hào)及其輸入端與該第二電壓信號(hào)輸出入端耦接；一邏輯電平移位器，其一端與該第二電壓輸入端耦接，其輸入端與該第二 史密特觸發(fā)器的輸出端耦接；以及一或門，其一輸入端與該邏輯電平移位器的輸出端耦接，其另一輸入端與 該第三史密特觸發(fā)器的輸出端耦接及其輸出端與該第二信號(hào)輸出端耦接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓輸入及輸出電路，其特征在于，該第一電 壓信號(hào)輸出入端的信號(hào)輸出狀態(tài)為高電平、低電平或短路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓輸入及輸出電路，其特征在于，該第二電 壓信號(hào)輸出入端的信號(hào)輸出狀態(tài)為高電平、低電平或短路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電壓輸入及輸出電路，其適用于多種工作電壓，其包括一工作電壓選擇單元，其產(chǎn)生一第一控制信號(hào)及至少一第二控制信號(hào)；一第一輸出入接面單元以及至少一第二輸出入接面單元。藉此解決集成電路在接收或傳送信號(hào)因外部電路規(guī)格不同而工作電壓相異的問(wèn)題，進(jìn)而讓使用者增加電壓規(guī)格的使用彈性且可減少因外部電路電壓規(guī)格不同而需開發(fā)多種集成電路的成本。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK101640529SQ200810129979
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者林春安, 董景中, 馬伯文 申請(qǐng)人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司