高電壓兼容輸入系統技術方案

本實用新型專利技術涉及集成電路領域，公開了一種用于集成電路的高電壓兼容輸入系統。本實用新型專利技術所述的高電壓兼容輸入系統，包括降壓模塊，用于將輸入端的電壓降至兼容TTL的輸入電壓范圍內；參考電壓源，用于提供參考電壓，并且具有電壓鉗制功能；模擬比較器，用于確定輸入電壓的邏輯狀態；所述降壓模塊、參考電壓源和模擬比較器相互電相連；電平轉換器；所述電平轉換器用于調整從所述模擬比較器輸出的信號電壓達到連接芯片的工作電壓水平。本實用新型專利技術所述的高電壓兼容輸入系統，大大簡化了高低不同電壓的芯片之間的介面問題，使系統的元件數目減少，增加穩定性和可靠性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及集成電路領域，尤其涉及一種用于集成電路的高電壓兼容輸入系統。
技術介紹
集成電路，是20世紀60年代初期發展起來的一種新型半導體器件，經過氧化、光亥IJ、擴散、外延、蒸鋁等制造工藝，把一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等與器件及布線互連在一起，制作在一小塊或者幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構。在電路中用字母“1C”表示，具有體積小、重量輕、引出線和焊接點少、壽命長、可靠性高、性能好的特點，同時成本低，便于大規模生產，部件在工、民用電子設備等方面得到廣泛的應用，同時也在軍事、通訊、遙控等方面也 得到廣泛的應用。但是在現今如此浩瀚的集成電路芯片中，都是為了滿足各種各樣電子設備的需求而制作的，目前在中、大功率輸出的集成電路芯片中，工作電壓往往高于一般兼容TTL和低壓互補金屬氧化物半導體晶體管制程CMOS邏輯電路的5V電壓，即普遍在12V、15V或者18V，因此，對于此類工作電壓高于5V、又需通過電壓水平兼容TTL或者低壓互補金屬氧化物半導體晶體管制程CMOS邏輯電路進行邏輯通信的集成電路芯片而言，輸出端則需要通過復雜的電路進行電壓的轉換，使得整個電路更大龐大，同時還容易出現故障。另外，對于某個電子設備而言，其內部的電路則肯定是由許許多多的不同芯片構成，同時，對于不同的芯片，肯定也存在多種工作電壓，那么對于需要通過復雜外圍電路進行電壓的轉換，則無疑是個棘手的問題，電路布局會更加復雜，使用的電子元器件也會更多，從而也就導致故障率和成本的提升。
技術實現思路
本技術實施例的目的是提供一種高電壓兼容輸入系統，大大簡化了高低不同電壓的芯片之間的介面問題，使系統的元件數目減少，增加穩定性和可靠性。本技術實施例提供的一種高電壓兼容輸入系統，包括降壓模塊，用于將輸入端的電壓降至兼容TTL的輸入電壓范圍內；參考電壓源，用于提供參考電壓，并且具有電壓鉗制功能；模擬比較器，用于確定輸入電壓的邏輯狀態；所述降壓模塊、參考電壓源和模擬比較器相互電相連。可選的，還包括電平轉換器；所述電平轉換器用于調整從所述模擬比較器輸出的信號電壓達到連接芯片的工作電壓水平。可選的，所述降壓模塊采用電阻和PNP晶體管構成。可選的，所述電阻為多晶電阻或者耐高壓電阻。可選的，所述參考電壓源采用低交流阻抗的穩壓器件。可選的，所述穩壓器件為NPN晶體管、MOS管和齊納二極管中的任意一種。由上可見，應用本技術實施例的技術方案，是利用參考電壓源生成可修改的入門限值以及高輸入電壓的集成電路輸入管腳的線路，此線路可以在任何雙極ΒΙ-CMOS、雙極-金屬氧化物半導體BCD及一般的低壓制程上實現。即通過所述降壓模塊對輸入端的電壓降至輸入電壓水平兼容TTL的電壓范圍內，在此降壓過程中，也需要所述參考電壓源作為參考電壓，同時對電壓起到鉗制作用。經過降壓的輸入電壓與所述參考電壓源比較后，模擬比較器從而確定輸入電壓的邏輯狀態。如果輸入電壓與被連接芯片的電壓為同一電壓，則無需電平轉換器的接入；如果輸入電壓與被連接的芯片的電壓不一致，需要提升或者下降，則才需要所述電平轉換器的接入。本技術所述的高電壓兼容輸入系統可大大簡化高低不同電壓的芯片之間的介面問題，使系統的元件數目減少，增加穩定性和可靠性。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本技術的不當限定，在附圖中圖I為本技術實施例I提供的一種高電壓兼容輸入系統的原理簡圖；圖2為本技術實施例I提供的一種高電壓兼容輸入系統的電路原理圖；圖3為本技術實施例I提供的一種高電壓兼容輸入系統中的部分電路原理圖。具體實施方式下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本技術，在此本技術的示意性實施例以及說明用來解釋本技術，但并不作為對本技術的限定。實施例I :如圖I所示，本技術所述的高電壓兼容輸入系統，包括降壓模塊I、參考電壓源(Vref)2、模擬比較器(C0MP)3和電平轉換器(LS)4 ;所述降壓模塊I用于將輸入端的電壓降至兼容TTL的輸入電壓范圍，采用電阻和PNP晶體管構成，其中所述電阻可以是多晶電阻，也可以是耐高壓電阻，都能滿足要求；所述參考電壓源2用于提供參考電壓，并且具有電壓鉗制功能，采用低交流阻抗的穩壓器件，可以使NPN晶體管、MOS管，也可以是齊納二極管；所述模擬比較器3用于確定輸入電壓的邏輯狀態；所述電平轉換器4用于調整從所述模擬比較器3輸出的信號電壓達到連接芯片的工作電壓水平。結合圖2可以看出，引腳輸入的信號經過電阻R和縱向PNP晶體管，鉗制在Vref+Vbe的位置，其中Vbe是PN結的正向電壓降，同時所述Vref設定為3Vbe。所述模擬比較器3是一個標準的差分放大器輸入級，其輸出連接在電流比較器的兩個輸入端，通過控制電流的流向來產生對應邏輯電平。不過，不管Vref的電壓值是多少，所述模擬比較器3的所有輸入電壓都可以控制在5V以下，從而達到使用低壓元件來處理高壓輸入信號的目的。如圖3所示，為圖2的部分電路，其中可以看到BlockI、BlockII和BlockIII三個部分，其中BlockI對應于降壓模塊1，BlockII對應于模擬比較器3，BlockIII對應于參考電壓源2。BlockI中，高電壓從管腳輸入，與管腳連接的電阻則起到分壓作用。BlockII中，為一個標準的差分輸入電路，兩個輸入端都給鉗制在負電源之上的兩個Vbe左右，起到一個模擬訊號比較器的功能，可以采用其他電路實現。此電路中Φ端的輸入電壓預設為2Vbe， 端的輸入電壓則由管腳的輸入電壓來決定當管腳的輸入電壓小于2Vbe時，則Φ端的線路導通；當管腳的輸入電壓大于則2Vbe時， 端的線路導通，從而判別輸入電壓的高低；當管腳的輸入電壓高于3Vbe時，0 端的輸入電壓只停留在3Vbe左右，使整個模擬比較器在低壓情況下工作。目前的翻轉門限電壓值在I. 4V左右，更好滿足TTL輸入的電壓水平。BlockIII作為參考電壓源，由于整個電路對精準度和訊號噪聲沒有特別要求，則選取的最簡單的方法，即由兩個NPN晶體管連接成二極管，并且串聯在一起實現。那么，對 于精準度和訊號噪聲有要求，則可以采用不同一次電路為基準進行改變的線路實現。對于BlockI、BlockII 和 BlockIII, BlockII 的Φ端連接有由 BlockIII 決定的參考電壓，同時還連接有PNP輸入管，從而使得電壓增加Vbe。以上對本技術實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本技術實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本技術實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本技術實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本技術的限制。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高電壓兼容輸入系統，其特征在于，包括：降壓模塊，用于將輸入端的電壓降至兼容TTL的輸入電壓范圍內；參考電壓源，用于提供參考電壓，并且具有電壓鉗制功能；？模擬比較器，用于確定輸入電壓的邏輯狀態；所述降壓模塊、參考電壓源和模擬比較器相互電相連。

【技術特征摘要】
1.一種高電壓兼容輸入系統，其特征在于，包括 降壓模塊，用于將輸入端的電壓降至兼容TTL的輸入電壓范圍內； 參考電壓源，用于提供參考電壓，并且具有電壓鉗制功能； 模擬比較器，用于確定輸入電壓的邏輯狀態； 所述降壓模塊、參考電壓源和模擬比較器相互電相連。2.根據權利要求I所述的高電壓兼容輸入系統，其特征在于 還包括電平轉換器； 所述電平轉換器用于調整從所述模擬比較器輸出的信號電壓達到連接芯片的工作電壓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：談向陽，陳達華，汪祥文，
申請(專利權)人：深圳市威爾科思技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：