近日，根據上交所網站相關信息，深圳市中科藍訊股份有限公司(以下簡稱“中科藍訊”)公布了科創(chuàng)板IPO的首輪問詢答復，其主要從事無線音頻SoC芯片生產，可以應用于TWS藍牙耳機等設備中。

我們知道，當芯片與外部設備交互數據時，通常需要接口電路，并且可能還需要設置有多個接口電路，典型的接口電路由緩沖級和驅動級組成，如下圖所示：

其中，緩沖級負責接收邏輯信號，進行電平轉換以及非交疊信號產生等功能。驅動級負責輸出高低電平、推動片外負載、也兼具ESD保護功能。通過控制輸入信號，可以在輸出引腳上得到“1”或者“0”。

在一些特定的情況下，接口電路有時需要輸出不同的電壓，例如，在需要輸出兩種電壓時，每個接口電路可以設置有驅動級1和驅動級2，驅動級1需要第一供電電壓，驅動級2需要第二供電電壓，根據輸入信號和選擇信號選擇啟用相應驅動級，在輸出引腳上輸出不同的電壓。

因此，現有的方案中通常在每組電源上都需要設計ESD保護電路，這無疑占用了較多的芯片面積以及芯片IO的位置，并導致了芯片成本的上升。

為此，中科藍訊在2021年4月2日申請了一項名為“接口電路及芯片”的發(fā)明專利(申請?zhí)枺?02110358655.6)，申請人為深圳市中科藍訊科技股份有限公司。在該專利中，發(fā)明了一種只需要使用一組供電電壓即可實現多電壓輸出的芯片技術。

根據目前該專利公開的相關資料，讓我們一起來看看這項方案吧。

如上圖，為該專利中發(fā)明的多電壓接口輸出電路的示意圖，該接口電路500包括緩沖級50、第一驅動級51，第二驅動級52以及電平控制模塊53。緩沖級由一系列的緩沖器等部件組成，用于實現接收邏輯信號進行電平轉換以及具有非交疊信號產生等功能。

其可以接收來自處理器等類似功能模塊的控制信號，控制信號包括選擇信號和輸入信號，緩沖級可以根據選擇信號選擇啟用第一驅動級或者第二驅動級，根據輸入信號在接口引腳50a上輸出相應的電壓信號，從而得到不同幅度的脈沖信號。

第一驅動級和第二驅動級是分別用于驅動接口引腳達到相應電壓的驅動電路模塊，上圖中使用兩個MOS管組成驅動級。當接口電路處于不同輸出狀態(tài)時，將啟動不同的驅動級：在第一輸出狀態(tài)時啟用第一驅動級，使得接口引腳輸出第一電壓;在第二輸出狀態(tài)時啟用第二驅動級，使得接口引腳輸出第二電壓。

電平控制模塊則分別與第二驅動級和接口引腳連接，在第二輸出狀態(tài)時，電平控制模塊檢測接口引腳的電壓，并且在接口引腳的電壓提升至第二電壓時，控制第二驅動級停止提升接口引腳的電壓。

如上圖，為這種電平控制模塊的電路原理圖，檢測單元主要包括第一MOS管MN1、第二MOS管MP1和負載電阻R1，其中，第一MOS管MN1的源極連接到接口引腳，其柵極耦合至參考電壓。參考電壓是預設的電壓值，用于提供參考標準，當第一MOS管MN1在接口引腳的電壓達到第二電壓時，就會切換運行的狀態(tài)。

第二MOS管MP1的柵極用于接收輸入信號，其漏極與第一MOS管MN1的漏極連接，負載電阻R1的一端耦合至供電電源，另一端分別與第二驅動級的P型MOS管的柵極和第二MOS管MP1的源極連接，以控制接口引腳的電壓值。