CN101777906A - 推挽放大器的电平转换电路 - Google Patents
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Abstract
推挽放大器的电平转换电路，涉及电子技术。本发明包括并行的第一放大单元和第二放大单元，第一放大单元和第二放大单元都包括两个串联的放大器。放大器(3)的输入端接高电平，输出端接Vo1点，放大器(1)的输入端接Vo1点，输出端接低电平，放大器(3)的控制端通过电容接Vi1点，放大器(1)的控制端接Vi1点；放大器(4)的输入端接高电平，输出端接Vo2点，放大器(2)的输入端接Vo2点，输出端接低电平，放大器(4)的控制端通过电容接Vi2点，放大器(2)的控制端接Vi2点；放大器(3)的控制端通过电阻和Vo2点连接，放大器(4)的控制端通过电阻和Vo1点连接。本发明可以提高电平转换速度。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术。
背景技术
通常，推挽放大器受器件的耐压限制，需要一个电平转换器产生控制开关驱动器的差分控制信号。
现有技术的电平转换器采用连续电流型上拉结构，图1为此种方案的一种实现。此种方案实现时，上拉电流也可以用一个电阻代替。为了达到较快的上拉时间，则需要较大的连续电流。此电流在下拉过程中将持续存在。
图2所示的方案解决了连续电流型上拉结构在下拉过程中将持续存在电流的问题，但是，由于存在正反馈，电路存在死锁的问题。即便设置了合适的电路参数，电路也会存在很大的延迟。即该方案通过交叉耦合正反馈控制此电流，虽然可以减小功耗，但会引起不需要的延迟。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高电平转换的速度的推挽放大器的电平转换电路。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，推挽放大器的电平转换电路，包括并行的第一放大单元和第二放大单元，第一放大单元包括串联的第一放大器和第三放大器，第二放大单元包括串联的第二放大器和第四放大器，
第三放大器的输入端接高电平，输出端接Vo1点，第一放大器的输入端接Vo1点，输出端接低电平，第三放大器的控制端通过电容接Vi1点，第一放大器的控制端接Vi1点；
第四放大器的输入端接高电平，输出端接Vo2点，第二放大器的输入端接Vo2点，输出端接低电平，第四放大器的控制端通过电容接Vi2点，第二放大器的控制端接Vi2点；
第三放大器的控制端通过电阻和Vo2点连接，第四放大器的控制端通过电阻和Vo1点连接。
各放大器皆是MOS管。
在第一放大器和第三放大器之间还有两个串联的放大器；在第二放大器和第四放大器之间还有两个串联的控制开关。
本发明所称的第一放大器～第四放大器也称为放大器1～放大器4。
本发明的有益效果是，在没有信号转换时没有电流流过，不存在连续电流，可以大大降低电路的功耗。本发明提出的电平转换电路能够提高电平转换的速度。本发明利用普通的工艺即可实施，易于集成。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1、2是现有技术的电路图。
图3是本发明的实施例1的电路图。
图4是本发明的实施例2的电路图。
图5是本发明和已有发明的波形图。A为本发明的输出波形，B为现有技术的输出波形，C为输入波形。
具体实施方式
本发明通过改变交叉耦合正反馈环路，同时引入一个全新的交流通路，本发明同时解决了功耗和延时问题。
本发明提出的电平转换电路，包含了并行的两个反向放大器。并行的两个反向放大器各有两个输入端，两个输入端输入同相的信号，但电压轨不同。在两个输入端之间接入一个电压，比如两端电压固定的电容，使两个输入只需要一个输入信号。两个放大器交叉耦合。在交叉耦合环路中插入一个电阻，通过次电阻对电容进行充放电，使电容的电压保持一个特定的值。
实施例1：参见图3。
本实施例的推挽放大器的电平转换电路，包括并行的第一放大单元和第二放大单元，第一放大单元包括串联的放大器3和放大器1，第二放大单元包括串联的放大器4和放大器2，
放大器3的输入端接高电平，输出端接Vo1点，放大器1的输入端接Vo1点，输出端接低电平，放大器3的控制端通过电容9接Vi1点，放大器1的控制端接Vi1点；
放大器4的输入端接高电平，输出端接Vo2点，放大器2的输入端接Vo2点，输出端接低电平，放大器4的控制端通过电容10接Vi2点，放大器2的控制端接Vi2点；
放大器3的控制端和Vo2点连接，放大器4的控制端和Vo1点连接。
前述各放大器皆为MOS管，具体的说，放大器3、4为P型MOS管，放大器1、2为N型MOS管。
实施例2作为一个改进，参见图4。实施例2在实施例1的基础上增加了4个开关管。
电路由并行的两个反向的放大单元构成。第一放大单元由PMOS管3、PMOS管5、NMOS管7和NMOS管1串联于电源Vboot和Vss之间构成。第一放大单元具有两个输入Vi1和Vi1p，分别接到NMOS管1和PMOS管3的栅极。PMOS管5和NMOS管7的栅极分别接到偏执电压Vb2和Vb1。Vb1为输入信号电压轨的高端电压，Vb2为输出信号电压轨的低端。通常，
Vboot-Vb2＝Vb1-Vss
电容9连接PMOS管3和NMOS管1的栅极，即连接两个输入Vi1和Vi1p。电容9的电压为
Vc＝Vboot-Vb1＝Vb2-Vss
PMOS管3和PMOS管5的连接点位第一反向放大器的输出端Vo1。
同样，第二放大单元由PMOS管4、PMOS管6、NMOS管8和NMOS管2构成，四个MOS管串联于电源Vboot和Vss之间。第二放大器具有两个输入Vi2和Vi2p，分别接到NMOS管2和PMOS管4的栅极。PMOS管6和NMOS管8的栅极分别接到偏执电压Vb2和Vb1。电容10连接PMOS管4和NMOS管2的栅极，即连接两个输入Vi2和Vi2p。PMOS管4和PMOS管6的连接点位第二反向放大器的输出端Vo2。
第一和第二反向放大器交叉耦合。例如，第一放大器的输出Vo1和第二放大器的输入端Vi2p用电阻11连接，第二放大器的输出Vo2和第一放大器的输入端Vi1p用电阻12连接。
本发明电平转换器的输入Vi1和Vi2应该为同步的互补输入，且电压轨为Vb 1和Vss。即任何时候Vi1的电压为Vb1则Vi2的电压为Vss，Vi1的电压为Vss则Vi2的电压为Vb1。
本发明电平转换器的输出Vo1和Vo2应该为同步的互补输出，且电压轨为Vboot和Vb2。即任何时候Vo1的电压为Vboot则Vo2的电压为Vb2，Vo1的电压为Vb2则Vo2的电压为Vboot。
电容9的电压Vc＝Vboot-Vb1＝Vb2-Vss。当Vi1电压为Vss时，Vi1p的电压为Vb2。此时，NMOS管1关断，PMOS管3导通，输出Vo1的电压为Vboot。此时，Vo2的电压为Vb2。当Vi1电压为Vb1时，Vi1p的电压为Vboot。此时，NMOS管1导通，PMOS管3关断，输出Vo1的电压为Vb2。此时，Vo2的电压为Vboot。分析Vi2输入时，得到相同的结果。
本发明的电平转换器的第一放大器的输出Vo1和第二放大器的输入端Vi2p的电压应该相等，第二放大器的输出Vo2和第一放大器的输入端Vi1p的电压应该相等。如果电压不相等，则电路通过电阻11和12分别对电容10和9进行充电。
在如图4所示的具体实现中，单独或同时去掉MOS管5、6和7、8，并不影响本发明的功能。同时将本发明的NMOS管和PMOS管类型互换，Vboot和Vss对调，Vb1和Vb2对调，本发明仍然成立。
本发明提出的电平转换电路不限于应用于推挽放大器，而可以广泛应用于需要开关驱动的场合，和需要电平转换的场合。
Claims (3)
1.推挽放大器的电平转换电路，其特征在于，包括并行的第一放大单元和第二放大单元，第一放大单元包括串联的放大器(3)和放大器(1)，第二放大单元包括串联的放大器(4)和放大器(2)，
放大器(3)的输入端接高电平，输出端接Vo1点，放大器(1)的输入端接Vo1点，输出端接低电平，放大器(3)的控制端通过电容(9)接Vi1点，放大器(1)的控制端接Vi1点；
放大器(4)的输入端接高电平，输出端接Vo2点，放大器(2)的输入端接Vo2点，输出端接低电平，放大器(4)的控制端通过电容(10)接Vi2点，放大器(2)的控制端接Vi2点；
放大器(3)的控制端通过电阻(11)和Vo2点连接，放大器(4)的控制端通过电阻(12)和Vo1点连接。
2.如权利要求1所述的推挽放大器的电平转换电路，其特征在于，各放大器皆是MOS管。
3.如权利要求1所述的推挽放大器的电平转换电路，其特征在于，在放大器(1)和放大器(3)之间还有两个串联的放大器；在放大器(2)和放大器(4)之间还有两个串联的控制开关。
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