CN101820272A - 电平位移电路和包括该电平位移电路的切换电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电平位移电路和包括该电平位移电路的切换电路。将输入信号的电平转换为处于第一电压和高于第一电压的第二电压之间的电平的电平位移电路包括：选择电路，其生成振荡信号，其中，振荡信号的振幅和频率中的至少一个根据输入信号进行变化；滤波器电路，其移除从选择电路输出的振荡信号的DC分量，并且输出AC分量；检测电路，其在滤波器电路的输出侧电压与第一电压之间进行操作，并且生成包括根据振荡信号的AC分量中的振幅和频率中的至少一个进行改变的信号电压的控制信号；以及输出电路，其根据控制信号生成输出信号，该输出信号具有在第一电压和第二电压之间的电平。

Description

电平位移电路和包括该电平位移电路的切换电路

相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求于2009年2月27日提交的日本专利申请No.2009-046572和于2009年11月30日提交的日本专利申请No.2009-217292的优选权，通过引用将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及一种电平位移电路。

背景技术

迄今，对输入信号的电压电平进行转换以生成输出信号的电平位移电路在本领域中是公知的。图6示出在日本未经审查的专利申请公开No.2000-101403中公布的电路的构造。假定输入端子IN1是接地电源电压GND，输入端子IN2是输入电压Vin，电源电压1的负电压是负电源电压BCP，并且正侧电压是正电源电压VDD。当流入由晶体管2、电阻器3、以及晶体管4组成的第一电流路径的电流的值被称为IREF1时，通过下面的等式能够表示电流IREF1。

$\mathrm{IREF}1=\frac{0-(\mathrm{VT}+\sqrt{\frac{2\mathrm{IREF}1}{\mathrm{\β}}})-\mathrm{BCP}}{R3}$

$\mathrm{\β}=\mathrm{\μnCox}\frac{W}{L}$

W＝沟道宽度，

L＝沟道长度

此外，如果β足够大，那么通过下面的等式能够表示上述等式。

$\mathrm{IREF}1=\frac{-\mathrm{VT}-\mathrm{BCP}}{R3}$

如果晶体管4和7形成理想的电流镜，那么通过下面的等式能够表示晶体管9的栅极电势。

${\mathrm{Vt}}_{E9}=\mathrm{Vin}-\frac{R6}{R3}(-\mathrm{VT}-\mathrm{BCP})$

通过下面的等式表示晶体管9的输入电压Vin的阈值。

Vt_E9-BCP＝VT

$\mathrm{Vin}-\frac{R6}{R3}(-\mathrm{VT}-\mathrm{BCP})-\mathrm{BCP}=\mathrm{VT}$

如果将电阻器6和3的值指定为相等，那么晶体管9被导通和截止的阈值是：

Vin＝0

该值不取决于负电源电压BCP。因此，用于输入端子IN2的输出端子OUT的电压是：

Vout(低)＝BCP

Vout(高)＝VDD

因此能够实现想要的操作。

图7示出在日本未经审查的专利申请公开No.11-238379中公布的电路。此电路能够调节内部电压。电源电路100包括内部电压调节单元111；响应时间调节单元113；作为电压转换单元的P沟道晶体管T1；P沟道晶体管T2、T3、T4、和T5；以及时钟信号检测电路21。在此电路中，外部电压EVcc被转换为由基准电压Vref指定的内部电压IVcc。即使内部电压波动，内部电压调节单元111也会对该波动进行补偿。

注意的是，通过响应速度时间调节单元113能够调节用于内部电压的波动的内部电压调节单元的响应速度。响应于时钟信号CLK，时钟信号检测电路121激活N沟道型晶体管T12，并且增加内部电压调节单元111的响应速度。

发明内容

本发明人已经发现如下问题，即，在日本未经审查的专利申请公开No.2000-101403中公布的电路中，由晶体管2、电阻器3、以及晶体管4组成的路径始终被导通，从而消耗较大的功率。在此路径中流动的电流的值是IREF1。如果近似地VT＝0.2V并且BCP＝-7，那么电阻R3是1Mohm并且IREF1＝6.8uA。此外，如果晶体管4和7形成理想的电流镜，那么相同的电流将会流入由晶体管5、电阻器6、以及晶体管7组成的路径。因此，在日本未经审查的专利申请公开No.2000-101403中公布的电路中，总共为13.6uA的电流始终持续流动。

通过电荷泵电路生成负电源电压时，电流IREF1始终流入电荷泵电路。电荷泵将根据流入的电流而波动的负电源电压BCP调整为预定电压。因此，电荷泵电路的负载变得很大，并且电荷泵电路中的功率消耗变大。

例如，在电路包括在日本未经审查的专利申请公开No.2000-101403中公布的四个电平位移电路以形成四个输出的情况下，即使IREF1路径被共享，但是仍然有34uA的电流继续流入电荷泵电路。

此外，在日本未经审查的专利申请公开No.11-238379中公布的电路中，电流流入经过晶体管T1至T3的路径、经过晶体管T6、T8以及T11的路径、以及经过晶体管T7、T9以及T11的路径。如果输出信号的L电平是负电源电压BCP，那么存在如下问题，即，与日本未经审查的专利申请公开No.2000-101403一样，电流从上述路径流入生成负电源电压BCP的电荷泵电路，并且通过电荷泵电路消耗大功率。

本发明的实施例的示例性方面是电平位移电路，该电平位移电路将输入信号的电平转换为第一电压与第二电压之间的电平，其中，所述第二电压高于第一电压。电平位移电路包括：选择电路，该选择电路生成振荡信号，其中，所述振荡信号的振幅或者频率中的至少一个根据输入信号发生变化；滤波器电路，该滤波器电路移除从选择电路输出的振荡信号的DC分量，并且输出AC分量；检测电路，该检测电路在滤波器电路的输出侧电压与第一电压之间进行操作，并且生成具有如下信号电压的控制信号，所述信号电压根据振荡信号的AC分量中的振幅和频率中的至少一个的变化而发生变化；以及输出电路，该输出电路根据控制信号而生成输出信号，输出信号具有在第一电压和第二电压之间的电平。

在将输入信号转换为不同的信号电平的根据本发明的电平位移电路中，为了使振荡信号至少具有根据输入信号而进行调节的振幅或者频率，滤波器电路过滤掉DC分量，并且检测电路检测振幅或者频率在剩余的AC分量中的切换。然后，通过AC分量能够将输入信号的电平传输到后级输出电路，同时将从对选择电路进行驱动的电源电压流动到第一电压的DC分量滤掉，从而能够生成具有通过输出电路对其电平进行偏移的输出信号。因此，例如，如果通过电荷泵电路生成第一电压，电流将不会始终流入电荷泵电路，对电荷泵电路施加的负担较少，并且从而能够减少功率消耗。

附图说明

结合附图，根据某些示例性实施例的以下描述，以上和其它示例性方面、优点和特征将更加明显，其中：

图1是示出了根据示例性实施例的电平位移电路的构造的示例的电路图；

图2示出了根据示例性实施例的电平位移电路的操作；

图3是示出了根据示例性实施例的BCP生成电路的构造的示例的电路图；

图4示出了引入了正电压DCDC转换器的示例性实施例的电平位移电路的切换电路的构造；

图5示出了引入了负电压DCDC转换器的示例性实施例的电平位移电路的切换电路的构造；

图6是示出了根据现有技术的电平位移电路的构造的示例的电路图；以及

图7是示出了根据现有技术的电平位移电路的构造的电路图。

具体实施方式

在下文中，参考附图描述本发明的示例性实施例。图1是示出根据本发明的示例性实施例的电平位移电路的构造的示例的电路图。电平位移电路使用其值变化的负电源电压BCP。在附图中，IN表示输入端子并且OUT表示输出端子。被输入至输入端子IN的信号的电压范围是0至VDD[V]。从输出端子OUT输出的信号的电压范围是BCP至VDD[V]。

作为正电源电压VDD、负电源电压BCP、以及接地电源电压GND的三个电源电压被提供给电平位移电路。在下文中，“E型FET”表示增强型FET(场效应晶体管)。“D型FET”表示耗尽型FET。注意的是，FET的阈值被称为Vt。

根据本示例性实施例的电平位移电路将输入信号电压转换为第一电压和第二电压之间的信号电平。第二电压高于第一电压。电平位移电路包括选择电路13，该选择电路13生成振荡信号。振荡信号的振幅或者频率中的至少一个根据输入信号(Vin)进行变化。电平位移电路进一步包括滤波电路16，该滤波电路16移除从选择电路13输出的振荡信号(Vn1)的DC分量，并且输出AC分量；检测电路14，该检测电路14在滤波电路16的输出侧电压与第一电压之间进行操作，并且生成包括根据振荡信号(Vn1)的AC分量的振幅和频率中的至少一个而变化的信号电压的控制信号(Vn2)；以及输出电路15，该输出电路15根据控制信号生成具有在第一电压和第二电压之间的电平的输出信号。

在本示例性实施例中，滤波电路16是电容C1。第一电压是负电源电压BCP，并且第二电压是电源电压VDD。注意的是，第二电压应仅高于作为第一电压的负电源电压BCP。除了外部提供的正电源电压VDD，第二电压可以是在电平位移电路内部生成的内部生成电压VREG。

图1中所示的电平位移电路在选择电路13的前级中设置有振荡器电路11和缓冲器电路12。在下文中解释各个组件。

振荡器电路11被提供有电阻器R10至R13、电容C10和C11、以及E型FET E10和E11。对于电阻器R10，一端被连接至正电源电压VDD，并且另一端经由电容C10被连接至节点N2，并且还被连接至E型FET E10的漏极。对于电阻器R11，一端被连接至正电源电压VDD，并且另一端经由电容C11被连接至节点N1，并且还被连接至E型FETE11的漏极。

电阻器R12被连接在E型FET E10的漏极和栅极之间。此外，电阻器R13被连接在E型FET E11的漏极和栅极之间。E型FET E10和E11的源极被连接至接地电源电压GND。E型FET E11的漏极被连接至后级缓冲器电路12。

在这样构成的振荡器电路11中，分别经由电阻器R10和R11来对电容C10和C11进行充电。然后，如果E型FET E10和E11的栅极超过阈值，那么E型FET E10和E11的交替地导通或者截止。然后振荡器10以预定的振荡频率进行振荡。振荡器10以此方式生成并且输出振荡信号，并且振荡信号经由电阻器R1被输入至缓冲器电路12的E型FET E1的栅极。

缓冲器电路12对从前级振荡器电路11中输出的波形进行整形。缓冲器电路12被提供有电阻器R1和R2、D型FET D1、以及二极管DI1。D型FET D1、二极管DI1、以及电阻器R2形成恒流源。按照从正电源电压VDD开始的顺序串联地连接D型FET D1、二极管DI1、以及电阻器R2。输出侧被连接至节点N3。D型FET D1的栅极被连接至节点N3。注意的是，由耗尽型FET组成D1的原因是因为其不影响振荡器电路11的操作。对于E型FET E1，其栅极经由电阻器R1被连接至前级振荡器电路11，源极被连接至接地电源电压GND，并且漏极被连接至节点N3。

在这样形成的缓冲器电路12中，根据来自于振荡器电路11的输出来导通和截止E型FET E1。根据E型FET E1的操作，节点N3的电压在接地电源电压GND和从正电源电压减少了恒流源(D1、DI1、以及R2)的电压降的电压之间切换。节点N3的电压被输出至后级选择电路13。

节点N3的电压经由选择电路13的电阻器R3被输出至E型EFT 2的栅极。在下文中，节点N3的电压应为Vclk并且稍后在电平位移电路的操作的解释中对其进行详细地描述。注意的是，提供缓冲器电路12，使得后级选择电路13和检测电路14的连接不影响振荡器电路11的振荡频率。根据本示例性实施例，不是必需要求用于电平位移电路的缓冲器电路12。

选择电路13根据输入端子IN的电压电平来切换振荡信号的振幅或者频率中的至少一个。换言之，选择电路13切换频率或者振幅，以对是否将振荡信号输出至后级检测电路14来进行切换。

具体地，选择电路13包括第一切换单元和第二切换单元。第一切换单元对是否根据被输入至栅极的振荡信号将来自于恒流源的电流提供给检测电路进行切换。第二切换电路对是否根据输入信号将电流提供给第一晶体管进行切换。在图1中，第一切换单元被构造有E型FETE2，并且第二切换单元被构造有E型FET E3。此外，选择电路13被提供有电阻器R3至R6、D型FET D2、二极管DI2、以及电容C1。D型FET D2、二极管DI2、以及电阻器R5形成恒流源。按照从正电源电压VDD开始的顺序串联地连接D型FET D2、二极管DI2、以及电阻器R5。D型FET D2的栅极被连接至节点N4。节点N4经由被串联连接的E型FET E2和E3而被连接至接地电源电压GND。

前级缓冲器电路12的输出被输入至E型FET E2的栅极。输入端子IN经由电阻器R4被连接至E型FET E3的栅极。此外，E型FET E4被连接在节点N4和接地电源电压GND之间。输入端子IN的互补信号经由电阻器R6被输入至E型FET E4的栅极。即，E型FET E3和E4互补地操作，并且如果E型FET E3或者E4中的任何一个被导通，则另一个被截止。

在这样构成的选择电路13中，如果输入端子IN的电压是H电平，那么E型FET E3被导通。因此，节点N4的电压Vn1呈现出与节点N3的振荡波形相对应的振荡波形。具体地，在节点N3的电压Vclk中出现的振荡波形经由电阻器R3被输入至E型FET E2的栅极。

如果输入端子IN的电压电平是H电平，那么E型FET E3被导通，并且E型FET E2的源极几乎是接地电源电压GND。因此，如果被输入至E型FET E2的栅极的振荡波形(电压Vclk)被设置为H电平，那么E型FET E2被导通，并且如果振荡波形被设置为L电平，那么E型FET E2被截止。因此，如果电压Vclk的振荡波形是H电平，那么在节点N4的电压Vn1中出现低电势，并且如果振荡波形是L电平，那么出现高电势。注意的是，电压Vn1的振荡频率保持为电压Vclk的振荡频率的频率。

另一方面，如果输入端子IN的电压电平是L电平，那么E型FETE3被截止。即，E型FET E2的源极经由高电阻被连接至接地电源电压GND。因此，不管从前级缓冲器电路12输入的电压Vclk如何，E型FET E2几乎被截止。因此，节点N4的电压Vn1呈现出正电源电压VDD减少了恒流源(D2、DI12、以及R5)的电压降之后的恒压。

即使不存在由E型FET E4和电阻器R6组成的分流电路，节点N4的电压Vn1也是理想的DC电压。然而，实际上因为E型FET E2具有栅极-漏极电容Cgd，所以出现小电平的AC波形。因此，如图1中所示，优选的是，在节点N4和接地端子之间插入由E型FET E4和电阻器R6组成的分流电路。

节点N4的电压被输入至滤波器16(电容C1)。滤波器16被连接在检测电路14的节点N5和选择电路13的节点N4之间。滤波器16过滤掉节点N4的振荡信号中的DC分量，并且仅将AC分量输出至后级检测电路14。因此，如果输入端子IN是H电平，那么通过电容C1，电压Vn1的AC分量被输出至节点N5。

检测电路14检测AC信号是否被包括在作为选择电路13的输出的电压Vn1中。换言之，检测电路14对在电压Vn1中出现的信号的振幅或者频率中的至少一个是否被切换进行检测。检测电路14被提供有电容C2、E型FET E5和E6、电阻器R7和R8。

节点N5被连接至E型FET E5的漏极侧，并且经由E型FET E5和电阻器R7而被连接至负电压电源BCP。此外，节点N5被连接至E型FET E6的源极侧，并且经由E型FET E6和电容C2被连接至接地电源电压GND，并且还经由E型FET E6和电阻器R8被连接至负电压电源BCP。

在这样构成的检测电路14中，如果输入端子IN是H电平，那么在被输入至节点N5的AC分量中的具有低于负电源电压BCP的电势的波形分量经由E型FET E5和电阻器R7流到负电源电压BCP。

此外，如果输入端子IN是H电平，那么在被输入至节点N5的AC分量中的具有高于负电源电压BCP的电势的波形分量经由E型FETE6流到节点N6。节点N6的电压被称为Vn2。通过被连接在节点N6和接地电源电压GND之间的电容C2，对流入节点N6的电流进行平滑。假设在电容C2的两端之间生成的电压是DC电压Vdet，电压Vn2＝BCP+Vdet。节点N6的电压Vn2被输出至后级E型FET E7和E9的栅极。

另一方面，如果输入端子IN是L电平，那么通过电容C1过滤掉节点N4的DC分量。因此节点N6经由电阻器R8被连接至负电源电压BCP。然后电压Vn2＝负电源电压BCP。

输出电路15被提供有E型FET E7至E9、D型FET D3、以及电阻器R9。对于E型FET E7，源极被连接至负电源电压BCP，栅极被连接至节点N6，并且漏极被连接至节点N7。由D型FET D3和电阻器R9构成的恒流源被连接在正电源电压VDD与节点N7之间。此外，D型FET D3的栅极被连接至节点N7。对于E型FET E9，源极被连接至负电源电压BCP，栅极被连接至节点N6，并且漏极被连接至输出端子OUT。此外，对于E型FET E8，源极被连接至输出端子OUT，栅极被连接至节点N7，并且漏极被连接至正电源电压VDD。

在这样构成的输出电路15中，如果输入端子IN是H电平，则在电容C2的两端生成的电压Vdet与E型FET E7和E9的阈值Vt_E7和Vt_E9之间的关系满足：

Vdet＞Vt_E7，Vt_E9

E型FET E7和E9被导通。然后，节点N7的电势变成负电压电源BCP。因此，节点N7的电压被输入至E型FET E8的栅极，以截止E型FET E8。因此，在输出端OUT中出现BCP电压。

另一方面，如果输入端子是L电平，那么电压Vn2经由电阻器R8被连接至负电源电压BCP，Vn2＝BCP。因此，E型FET E7和E9被截止。然后，节点N7的电势几乎变成正电源电压VDD，并且E型FET E8被导通。结果，在输出电压OUT中出现正电源电压VDD。

接下来，参考图2来描述这样构成的整个电平位移电路的操作。图2示出了根据本示例性实施例的电平位移电路中的节点中的每一个中的电压波形。从振荡器电路11中输出振荡波形。尽管通过缓冲器电路12放大该输出波形，但是缓冲器电路12的输出波形几乎与振荡器电路11的输出波形的相同。在节点N3的电压Vclk中出现此缓冲器电路12的输出波形。

在电压Vclk中出现的振荡波形经由电阻器R3被输入至E型FETE2的栅极。如果输入端子是H电平，那么E型FET E3被导通，并且E型FET E2的源极几乎变成接地电源电压GND。因此，如果被输入至E型FET E2的栅极的振荡波形被设置为H电平，那么E型FET E2被导通，并且如果振荡波形被设置为L电平那么被截止。

因此，如果振荡波形是H电平，那么在节点N4的电压Vn1中出现低电势，并且如果振荡波形是L电平，那么出现高电势。注意的是，电压Vn1的振荡波形的频率保持为电压Vclk的振荡波形的频率。

[在输入端子IN是H电平的情况下]

对于在节点N4的电压Vn1中出现的振荡波形，如果输入端子IN是H电平，那么仅AC分量经由电容C1被输入至节点N5，并且具有小于负电源电压BCP的电势的波形分量经由E型FET E5流入负电源电压BCP。具有高于负电源电压BCP的电势的剩余的波形分量经由E型FET E6流入节点N6。通过平滑电容C2，将节点N6的电压平滑为直流电压Vdet。

因此，Vn2＝BCP+Vdet。如果Vdet＞Vt_E7＞Vt_E9，那么被连接至节点N6的输出电路15的E型FET E7和E9被分别导通。通过导通的E型FET E7，节点N7的电势变成BCP电势。因此，E型FET E8被截止。结果，在输出端子OUT中出现BCP电压。

如果在电容C2的两端之间生成的电压Vdet近似于0.5V，并且R8＝200kohm，那么经由电容C2流动的电流是2.5uA。

[如果输入端子IN是L电平]

如果输入端子IN是L电平，E型FET E3被截止。因此，E型FETE2的源极经由高电阻被连接至接地电源电压GND，并且不管节点N3的电压Vclk，E型FET E2几乎被截止。因此，作为由正电源电压VDD减少恒流源中的电压降所产生的恒压，出现在节点N4的电压Vn1中。

因此，电压Vn1仅包括DC分量，然而，通过电容C1过滤掉电压Vn1中的DC分量。因此，电压Vn2经由电阻器R8被连接至负电源电压BCP，并且因此Vn2＝BCP。这时，输出电路E FET E7和E9都被截止，并且电阻器R9和E7的漏极端子之间的接触电势几乎变成正电源电压VDD。因此，E型FET E8被导通并且在输出电压Vout(图2中的Vout)中出现正电源电压VDD。

如果输入端子IN是L电平，那么Vn2＝BCP并且电流将不会流动。

鉴于输出电路15的电流消耗，如果节点N6的电压Vn2是BCP+Vdet，那么E型FET E7被导通，并且电流从由电阻器R9和D型FET D3构成的恒流源流到负电源电压BCP。如果D型FET D3的阈值是Vt_D3，那么电流值是：

Vt_D3/R9

即使电阻值R9足够的大，但是从由电阻器R9和D型FET D3构成的恒流源流到负电源电压BCP的电流还是数个uA到数十个uA。

接下来，在下文中解释这样构成的电平位移电路的效果。在对于输入电压Vin来切换输出电压Vout的操作中，当输入端子IN是H电平时，Vn2是BCP+Vdet。因此，流入负电源电压BCP端子的电流(不包括来自输出电路15的电流)是Vdet/R8。

接下来，解释如下的情况，其中，从电荷泵电路提供负电源电压BCP。通过将固定倍数的流入负电源电压BCP的电流值乘以电荷泵电路中的级数，来计算电荷泵电路的电流消耗值。当企图减少电流消耗时，电荷泵电路的电流消耗值能够成为大问题。

因此，在下文中，如果节点N6的电压Vn2是BCP+Vdet，那么考虑从由D型FET D3和电阻器R9组成的恒流源流到负电源电压BCP的电流。如果节点N6的电压Vn2是BCP+Vdet，那么节点N7的电势是BCP电势，并且E型FET E8被截止。因此，流入电阻器R9的电流不限于从正电源电压VDD提供，而是可以从其电势是BCP电压或者更多的任何端子(例如VREG)产生该电流。

更加具体地说，如图3中所示，平滑电路被提供在生成从负电源电压BCP提供的电压的电荷泵电路的中间级中。假设电势是BCP3，BCP3＞BCP。因此能够看出此端子可以有流入电阻器9的电流进行流动。如果流入BCP端子的电流值是IBCP，并且从BCP3流动的电流值是IBCP3，如图3中所示，升压器电路的负电流值，即，处在从GND端子看过去的BCP3端子的左侧的电流值是IBCP-IBCP3。因此，例如，图3中的电荷泵电路的电流消耗值是：

3×(IBCP-IBCP3)+2×IBCP

因此，电流值能够小于没有提供BCP3端子时的电流值5×IBCP。此外，换言之，随着负载电流值能够变得较小，由于升压器电路特性，输出电压的绝对值能够变得较大，其由下面的等式简要地表示。

$\mathrm{BCP}=-N\×(\mathrm{VDD}-\mathrm{Vt}-\frac{\mathrm{Iout}}{C\×F})+\mathrm{VF}$

N＝升压级数、Vt＝切换元件的阈值、Iout＝负载电流、C＝升压电容、F＝振荡的数目

如此形成的将输入信号转换为不同的信号电平的本示例性实施例的电平位移电路，通过滤波器(电容C 1)将如下的振荡信号(Vn1)转换为AC信号，所述振荡信号(Vn1)具有根据输入信号(Vin)调节的振幅或者频率中的至少一个。检测电路检测根据AC信号切换频率或者振幅。然后，在将从对选择电路13进行驱动的电源电压(VDD)流到第一电压(BCP)的DC电流滤掉的同时，输入信号的信号电平通过AC信号被传输到后级输出电路，从而能够生成具有被位移的电平的输出信号。

此外，因为不存在始终从电源电压(Vdd)流到第一电压(BCP)的电流，所以对生成第一电压(BCP)的电荷泵电路没有施加负担，并且从而能够减少由电荷泵电路消耗的功率。

如上所述，在根据本示例性实施例的电平位移电路中，能够以低电流消耗来将输出端子OUT切换到L/H电平。此外，由于不存在需要大芯片面积的组成元件，所以能够对电平位移电路进行小型化。

注意的是，输出电路15不限于图1的电路构造，而可以是任何构造，只要其使用负电源电压BCP作为基准电压，通过输入电压的L/H来切换输出电压。此外，第一电压不限于负电源电压BCP，而可以是任何电压电平。

[应用示例]

接下来，解释根据本示例性实施例的电平位移电路的应用示例。图4示出引入了本示例性实施例的电平位移电路的切换电路的构造。在切换电路100中，通过天线(输入端子)ANT接收到的信号经由由电容器C22和电感器L22组成的高通滤波器被输入至点A。此点A的信号经由多个FET开关被输出至输出端子OUT1和OUT2。换言之，通过FET开关，从输出端子OUT1和OUT2选择性地输出通过天线(输入端子)ANT输入的信号。

切换电路100提供有具有逻辑的正电压DCDC转换器40和多个FET开关。具有逻辑的正电压DCDC转换器40控制由FET 23和FET 24组成的多个FET开关的导通/截止。具有逻辑的正电压DCDC转换器40提供有根据本发明的示例性实施例的电平位移电路(未示出)。电平位移电路生成控制多个FET开关的导通/截止的控制信号。

如果电平位移电路被构造为3位输入信号被输入至具有逻辑的正电压DCDC转换器40，那么能够连接通过3位输入信号控制其导通/截止的8个开关。注意的是，能够适当地指定开关和输入信号的数目。图4示出了如下的情况：在多个FET开关当中，FET 23被导通，其包括被连接至栅极的栅极电阻器Rg 23和被连接在源极和漏极之间的电阻器；并且FET 24被截止，其包括被连接至栅极的栅极电阻器Rg 24和被连接在源极和漏极之间的电阻器。

将电压施加给FET 23和FET 24的栅极电阻端子的具有逻辑的正电压DCDC转换器40将正电压施加给被导通的FET 23，并且将GND电压施加给被截止的FET 24。在图4中，作为具体的值，+8.2V被施加给被导通的FET 23，并且0V被施加给被截止的FET 24。在这样的情况下，经由在FET的栅极和漏极之间、在栅极和源极之间生成的寄生二极管D，来确定连接到FET 23的源极或者漏极以及FET 24的源极或者漏极的点A的电压。更加具体地说，因为FET 23的栅极电阻端子的电压是+8.2V，并且FET 24的栅极电阻端子的电压是0V，通过在正方向中从电阻器Rg 23开始穿过FET 23的寄生二极管D，并且在反方向中穿过FET 24的寄生二极管而流到电阻器Rg 24的电流，确定点A的电压。

根据二极管电压-电流特性，通过导通侧FET 23的电阻器Rg 23和FET 23的寄生二极管D来确定点A的电压。在图4中，点A的电压的具体值被指定为+7V。在下文中，再次考虑FET 23和FET 24的操作状态。因为在FET 23的栅极和漏极之间，和在栅极和源极之间施加正电压，所以FET 23被导通。在FET 24的栅极和漏极之间，和在栅极和源极之间施加负电压，从而FET 24被截止。

根据上面的操作，通过具有逻辑的正压DCDC转换器40控制要被施加给FET开关的栅极电阻器的电压，能够使FET开关导通或者截止。然而，在用于FET开关的连接点A中出现与被施加给导通侧FET的栅极电阻器的电压相对应的正电压。经由被连接在FET的源极和漏极之间的电阻器R，点A的电压出现在FET的源极和漏极端子中。因此，为了过滤掉从点A流到输出端子OUT1和OUT2的电流，用于过滤掉DC的电容C23和C24被提供在FET 23、FET 24，和输出端子OUT1、OUT2之间。

如至今所述，根据本示例性实施例的电平位移电路能够被引入到像图4中所示的切换电路100一样的各种不同的已知的切换电路中。注意的是，此切换电路能够被引入到蜂窝电话终端等等的传输和接收单元中。

接下来，解释根据本示例性实施例的电平位移电路的另一应用示例。图5示出了引入了上述示例性实施例的电平位移电路的切换电路200的构造。在切换电路200中，通过天线(输入端子)ANT接收到的信号经由由电容器C21和电感器L21组成的高通滤波器被输入至点B。此点B的信号经由多个FET开关被输出至输出端子OUT1和OUT2。切换电路200被提供有具有逻辑的负电压DCDC转换器50和多个FET开关。具有逻辑的负电压DCDC转换器50控制由FET 21和FET 22组成的多个FET开关的导通/截止。具有逻辑的负电压DCDC转换器50提供有根据本发明的示例性实施例的电平位移电路(未示出)。电平位移电路生成控制多个FET开关的导通/截止的控制信号。

图5示出了如下的情况：FET 21被导通，其包括被连接至栅极的栅极电阻器Rg 21和被连接在源极和漏极之间的电阻器；并且FET 22被截止，其包括被连接至栅极的栅极电阻器Rg 22和被连接在源极和漏极之间的电阻器。将电压施加给FET 21和FET 22的栅极电阻端子的DCDC转换器将正电压施加给被导通的FET 21，并且将负电压施加给被截止的FET 22。

在图5中，作为具体的值，+1.2V被施加给被导通的FET 21，并且-7V被施加给被截止的FET 22。这时，通过在FET的栅极和漏极、与栅极和源极之间生成的寄生二极管，确定连接FET 22的源极或者漏极以及FET 21的源极或者漏极的点B的电压。更加具体地说，FET 21的栅极电阻端子的电压是+1.2V，并且FET 22的栅极电阻端子的电压是-7V。因此通过在正方向中从电阻器Rg 21开始穿过FET 21的寄生二极管D直到电感器L21的电流，来确定点B的电压。因为电感器L21的电阻分量足够小于电阻器21，所以点B的电势为GND电势。

在下文中，再次考虑FET 21和FET 22的操作状态。因为在FET 21的栅极和漏极之间，和在栅极和源极之间施加正电压，所以FET 21被导通。在FET 22的栅极和漏极之间，和在栅极和源极之间施加负电压，从而FET 22被截止。通过控制被施加给FET开关的栅极电阻器的电压，能够使FET开关导通或者截止。此操作与被提供有正电压DCDC转换器40的图4的切换电路100的操作相同。然而，FET开关的连接点的点B的电势是GND，并且FET的源极和漏极端子的电势也是GND。因此，在图5中所示的切换电路200中，对于输出端子OUT1和OUT2而言，不需要用于过滤掉DC的电容。因此从用于过滤掉DC的电容所要求的较少的面积和成本方面而言，切换电路200具有超越图4的切换电路100的优势。

本发明不限于上述示例性实施例，而是可以在本发明的范围内适当地进行修改。

例如，由图1中的E型FET E3构造的第二切换单元可以由包括多级晶体管的逻辑门来构造。当第二切换单元由逻辑门来构造时，通过多于两个的控制信号来控制第二切换单元。

虽然已经按照若干示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，本发明可以在权利要求的精神和范围内以各种改变形式来实践，并且本发明并不限于上述的示例。

此外，权利要求的范围不受到上述的示例性实施例的限制。

此外，应当注意的是，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使在后期的审查过程中对权利要求进行过修改亦是如此。

Claims (12)

1.一种电平位移电路，所述电平位移电路将输入信号的电平转换为第一电压与高于所述第一电压的第二电压之间的电平，所述电平位移电路包括：

选择电路，所述选择电路生成振荡信号，所述振荡信号的振幅和频率中的至少一个根据所述输入信号发生变化；

滤波器电路，所述滤波器电路移除从所述选择电路输出的所述振荡信号的DC分量，并且输出AC分量；

检测电路，所述检测电路在所述滤波器电路的输出侧电压与所述第一电压之间进行操作，并且生成具有根据所述振荡信号的AC分量中的频率和振幅中的至少一个的变化而改变的信号电压的控制信号；以及

输出电路，所述输出电路根据所述控制信号生成输出信号，所述输出信号具有在所述第一电压和所述第二电压之间的电平。

2.根据权利要求1所述的电平位移电路，其中，由电荷泵电路生成所述第一电压。

3.根据权利要求1所述的电平位移电路，其中，所述检测电路从经由所述滤波器电路输入的所述振荡信号的AC分量中过滤掉低于所述第一电压的电流分量，并且根据高于所述第一电压的电流分量生成所述控制信号。

4.根据权利要求1所述的电平位移电路，其中，所述选择电路包括：

第一切换单元，所述第一切换单元根据被输入至栅极的所述振荡信号对是否将从恒流源提供的电流提供给所述检测电路进行切换；以及

第二切换单元，所述第二切换单元根据所述输入信号对是否将电流提供给所述第一切换单元进行切换。

5.根据权利要求4所述的电平位移电路，其中，所述第二切换单元是一个晶体管。

6.根据权利要求4所述的电平位移电路，其中，所述第二切换单元是具有多个晶体管的逻辑门。

7.根据权利要求1所述的电平位移电路，其中

所述选择电路根据所述输入信号的反相信号来导通和截止，并且

所述选择电路包括分流电路，所述分流电路用于过滤掉被输入至所述检测电路的噪声。

8.根据权利要求4所述的电平位移电路，其中，所述第一切换单元和所述第二切换单元是增强型FET。

9.根据权利要求1所述的电平位移电路，其中，所述第二电压是电源电压或者内部生成电压。

10.一种切换电路，包括：

根据权利要求1所述的电平位移电路；以及

开关，所述开关根据从所述电平位移电路输出的控制信号，选择性地将从输入端子输入的信号输出至输出端子。

11.根据权利要求10所述的切换电路，其中

所述切换电路包括多个开关；并且

所述电平位移电路生成控制信号，所述控制信号根据被输入的信号来控制所述多个开关。

12.根据权利要求10所述的切换电路，进一步包括电容器，所述电容器被布置在所述开关和所述输出端子之间。

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