CN1558554A - 电压移转电路 - Google Patents
电压移转电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1558554A CN1558554A CNA2004100040306A CN200410004030A CN1558554A CN 1558554 A CN1558554 A CN 1558554A CN A2004100040306 A CNA2004100040306 A CN A2004100040306A CN 200410004030 A CN200410004030 A CN 200410004030A CN 1558554 A CN1558554 A CN 1558554A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- switch element
- high levle
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
本发明是有关于一种电压移转电路，主要包括一输入控制电路、一高准位电压供应电路、及一压降电路。该输入控制电路接收具有一低准位电压源的一控制信号，来产生一反相控制信号；该高准位电压供应电路提供一高准位电压源；该压降电路是位于该输入控制电路与该高准位电压开关电路之间，该压降电路包括一高准位控制元件与一低准位控制元件，该高准位控制元件提供压降作用，以保护该低准位控制元件，该低准位控制元件由该控制信号或该反相控制信号控制开关切换，以驱动该高准位电压供应电路的高准位电压源作为输出。
Description
技术领域
本发明是关于一种电压移转(Level shifter)电路，尤指一种适用于低电压转换高电压的电压移转电路。
背景技术
电压移转电路通常是用来进行电压转换动作，例如：将较低电压的控制信号转换为较高电压的控制信号。由于此电路所使用的电子元件少，且容易实作，因此目前广泛地应用于电脑系统、平面显示器的扫瞄驱动器(Scan Driver)等产品中。
图1显示目前常见的电压移转电路的示意图，其是由一输入级电压转换电路11、第一输出电路12及第二输出电路13所组成，其中，输入级电压转换电路11是由P金氧半场效电晶体(PMOS)111，112及N金氧半场效电晶体(NMOS)113，114等高压制程电子元件及一由低准位电压源VDD所驱动的反相器115所组成，第一输出电路12由PMOS121及NMOS122所组成，第二输出电路13由PMOS131及NMOS132所组成。
输入级电压转换电路11主要透过一输入信号A(使用低准位电压源VDD，其中VDD在高电压介于2.3～2.5之间，低电压为0)来控制该等PMOS111，112及NMOS113，114来输出高准位电压信号VPP(一般高电压下为3.3V)，继而透过第一输出电路12及第二输出电路13来予以输出，其中，第一输出电路12与第二输出电路13所输出的信号的相位是相反。
当该反相器115的输入端输入2.5伏的输入信号A时，NMOS113的闸极接收到0伏的控制信号，而NMOS114的闸极接收到2.5伏的控制信号，是NMOS113关闭(OFF)，NMOS114导通(ON)。由于NMOS113关闭且NMOS114导通，故PMOS111导通，PMOS112关闭，而PMOS121则导通，NMOS122关闭，B点将以3.3伏的VPP输出作为高准位控制信号。另外，PMOS131则关闭，NMOS132导通，C点输出0伏的高准位控制信号。
相类似地，若输入信号A输入0伏的控制信号时，NMOS113导通，NMOS114关闭，PMOS111关闭，PMOS112导通，PMOS121关闭，NMOS122导通，在B点输出一0伏的高准位控制信号，而PMOS131导通，NMOS132关闭，C点输出另一以3.3伏的VPP的高准位控制信号。
然而，上述电路有其缺点，由于目前的积体电路越来越多透过先进制程来产生，低准位电压源VDD是越来越低(例如降至1～1.5V之间)，因此将导致较低的低准位电压源VDD无法导通高压制程元件的NMOS(例如图1的113与114)的临界电压，也就是说，若低准位电压源小于高压制程元件的临界电压，则将无法打开(ON)高压制程元件，使得整个电压移转电路无法动作。另外，低准位电压源VDD的高电压过低(1～1.5V)，而只略高于高电压元件的临界电压情况下，其输出的信号的上升/下降波形将会不平衡，亦即此电路的转态时间较久。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种电压移转电路，以便能在不同的输入电压时，提供一平衡的工作周期及上升/下降转态速度。
本发明的另一目的是在提供一种电压移转电路，以便能提高电路的可靠度及操作稳定度。
为达前述的目的，本发明的电压移转电路包括：一输入控制电路、一高准位电压供应电路、及一压降电路。该输入控制电路接收具有一低准位电压源的一控制信号，来产生一反相控制信号；该高准位电压供应电路提供一高准位电压源；该压降电路是位于该输入控制电路与该高准位电压开关电路之间，该压降电路包括一高准位控制元件与一低准位控制元件，该高准位控制元件提供压降作用，以保护该低准位控制元件，该低准位控制元件由该控制信号或该反相控制信号控制开关切换，以驱动该高准位电压供应电路的高准位电压源作为输出。
附图说明
图1现有电压移转电路的示意图；
图2是本发明一较佳实施例的电压移转电路的示意图。
具体实施方式
有关本发明的较佳实施例，敬请参照图2，其是由输入控制电路21、高准位电压供应电路22、第一输出电路23、第二输出电路24及压降电路25等主要电路所组成的电压移转电路。
上述的输入控制电路21是由PMOS211及NMOS212所组成，其中，PMOS211与NMOS212的闸极是连接在一起，以接收一控制信号Lo。PMOS21 的源极与低准位电压源接脚VDDIN相连接，以接收一低准位电压(例如为1～1.5V)，PMOS211的汲极与NMOS212的汲极相连接，且拉出一连接线至NMOS227的闸极，以输出一反相的控制信号LoB，NMOS212的源极则接地。
高准位电压供应电路22是由PMOS221及222所组成，该压降电路25是由NMOS223、224、225、226、227及228所组成，其中，PMOS221，222及NMOS223，224是为高电压元件(在此以hV表示)，NMOS225，226，227，228为一般元件。PMOS221，222的源极是与高准位电压接脚VPPIN相连接，以接收高准位电压(一般为3.3V)。PMOS221的汲极、NMOS223的汲极及PMOS222的闸极是相连接于节点NT 1。PMOS222的汲极、NMOS224的汲极及PMOS221的闸极是相连接于节点NT 2。NMOS223，224的闸极皆与高准位电压接脚VPPIN相连接。NMOS223的源极与NMOS225的汲极相连接，NMOS224的源极与NMOS226的汲极相连接。NMOS225，226的闸极皆与低准位电压源接脚VDDIN相连接，接收1～1.5V的低准位电压源。NMOS225的源极与NMOS227的汲极相连接，NMOS226的源极与NMOS228的汲极相连接，且NMOS227，228的源极皆接地。
第一输出电路23是由PMOS231，232及NMOS233，234所组成，其中，PMOS231，232及NMOS233，234皆为高电压元件。PMOS231，232的源极皆与高准位电压接脚VPPIN相连接。PMOS231及NMOS233的闸极皆与节点NT2相连接。PMOS231的汲极、NMOS233的汲极、PMOS232的闸极及NMOS344的闸极是相互连接在一起。PMOS232的汲极是与NMOS234的汲极相连接，且由此拉出第一输出端H1B。NMOS233，234的源极皆接地。
第二输出电路24是由PMOS241，242及NMOS243，244所组成，其中，PMOS241，242及NMOS243，244皆为高电压元件。PMOS241，242的源极皆与高准位电压接脚VPPIN相连接。PMOS241及NMOS243之闸极皆与节点NT 1相连接。PMOS241的汲极、NMOS243的汲极、PMOS242的闸极及NMOS44的闸极是相互连接在一起。PMOS242的汲极是与NMOS244的汲极相连接，且由此拉出第二输出端H1。NMOS243，244的源极皆接地。
当高准位电压接脚VPPIN所提供的高准位电压为3.3伏时，若直接提供1.5伏～2.5伏的输入信号至一般的MOS元件之闸极，例如NMOS225，226，227，228(其可容忍的范围落于1～1.5V之间)，则将会破坏该等元件或使得整个电路的寿命缩短。因此，本发明设计以高电压元件的NMOS223，224之下分别串接NMOS225，227及NMOS226，228等一般元件，以便能利用较低电压准位的输入控制信号来使整个电压移转电路动作，有关其详细说明，敬请参照下述。
由于，NMOS223，224的闸极直接与高准位电压接脚VPPIN相连接，因此若高准位电压接脚VPPIN提供高准位电压时，NMOS223，224是导通(ON)，通常此类高电压元件导通时其汲源极电压约为0.8伏。相类似地，NMOS225，226的闸极直接与低准位电压接脚VDDIN相连接，因此若低准位电压接脚VDDIN提供低准位电压时，一般电压元件的NMOS225，228将会导通，而此类一般电压元件导通时其汲源极电压约为0.5伏。若节点NT 1为3.3伏，则在节点NT5约为2伏(3.3V～0.8V～0.5V)，因此，对于NMOS227只需用较低的输入电压控制信号来驱动。相同地，对于NMOS228亦只需使用较低的输入电压控制信号来驱动。
当输入电压控制信号Lo为1伏时，PMOS211关闭，NMOS212导通，以使得NMOS227的闸极为0伏。此时，NMOS228为导通状态，NMOS227为关闭状态。由于NMOS228导通，使得节点NT2的电位下拉至0伏，则PMOS221导通，且PMOS231亦为导通，NMOS233为关闭，以便供PMOS232关闭，NMOS234导通，使HIB输出0伏的电压信号。另外，由于NMOS227关闭，使得节点NT 1仍保持高电位(3.3伏)，则PMOS222关闭，且PMOS241为关闭，NMOS243为导通，以便供PMOS242导通，NMOS244关闭，使H1输出3.3伏的高准位电压信号。
相类似地，当输入电压控制信号Lo为0伏时，PMOS211导通，NMOS212关闭，以使得NMOS227的闸极为1伏。此时，NMOS228为关闭状态，NMOS227为导通状态。由于NMOS228关闭，使得节点NT2的电位保持高电压(3.3伏)，则PMOS221关闭，且PMOS231为关闭，NMOS233为导通，以便供PMOS232导通，NMOS234关闭，使HIB输出3.3伏的高准位电压信号。另外，由于NMOS227导通加上PMOS221关闭，使得节点NT1的电位往下拉至0伏，则PMOS222导通，且PMOS241为导通，NMOS243为导通，以便供PMOS242关闭，NMOS244导通，使H1输出0伏的电压信号。
上述的NMOS225，226及NMOS223，224是主要用来产生压降，以降低NMOS227，228其汲极与闸极所承受的压降，以保护NMOS227，228，因为NMOS227，228是一般元件，只有较低的临界电压，只能承受比高电压元件较低的压降，因此就能透过一较低的输入控制电压即可驱动NMOS227，228，以使得整个电路动作。当然，本发明的电路亦可视需求而再增设至少一组NMOS来增加压降，且其他利用主动或被动元件来产生压差的方式，皆可实作应用于上述电路。另外，虽然上述电路以正相输入控制信号来控制，当然，若采用反相输入控制信号(例如：0伏，-VDD)亦可实作于上述电路，唯该等PMOS与NMOS必须互换，且电路连接部分稍作修改，由于此乃一般熟悉电路知识人们皆可轻易实作，因此不再揭释该等电路图及其相关动作说明。
由以上的说明可知，本发明利用一般电压的MOS元件串接于高电压元件的MOS下，以便供透过其中一对一般电压的MOS元件来降一压差，以透过另一对一般电压的MOS元件来控制整个电压移转电路的动作，以便能提供一平衡的工作周期及上升/下降转态速度，且提高电路的可靠度及操作稳定度。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (10)
1.一种电压移转电路，其特征在于，包括：
一输入控制电路，接收具有一低准位电压源的一控制信号，来产生一反相控制信号；
一高准位电压供应电路，提供一高准位电压源；以及
一压降电路，是位于该输入控制电路与该高准位电压开关电路之间，该压降电路包括一高准位控制元件与一低准位控制元件，该高准位控制元件提供压降作用，以保护该低准位控制元件，该低准位控制元件由该控制信号或该反相控制信号控制开关切换，以驱动该高准位电压供应电路的高准位电压源作为输出。
2.如权利要求1所述的电压移转电路，其特征在于，所述该输入控制电路具有一第一开关元件与一第二开关元件，该第一开关元件与该第二开关元件是不同时导通(ON)及不同时关闭(OFF)。
3.如权利要求2所述的电压移转电路，其特征在于，所述该第一开关元件及该第二开关元件是为一低准位控制金氧半场效电晶体(MOS)。
4.如权利要求1所述的电压移转电路，其特征在于，所述该高准位电压供应电路具有一第三开关元件及一第四开关元件，该第三开关元件与该第四开关元件是不同时导通及不同时关闭。
5.如权利要求4所述的电压移转电路，其特征在于，所述该第三开关元件及该第四开关元件是为高准位控制P型金氧半场效电晶体。
6.如权利要求1所述的电压移转电路，其特征在于，所述该压降电路的高准位控制元件包括一第五开关元件及一第六开关元件，该第五开关元件与第六开关元件为高压型的N型金氧半场效电晶体。
7.如权利要求1所述的电压移转电路，其特征在于，所述该压降电路的低准位控制元件包括一第七开关元件与一第八开关元件，该第七开关元件与该第八开关元件为一般电压型的N型金氧半场效电晶体。
8.如权利要求1所述的电压移转电路，其特征在于，所述该压降电路更包括一第九开关元件与一第十开关元件，介于该高准位控制元件与该低准位控制元件之间，用以进一步提供压降作用，该第九开关元件与该第十开关元件为一般电压型的N型金氧半场效电晶体。
9.如权利要求1所述的电压移转电路，其特征在于，其更包括一第一输出电路与一第二输出电路，该第一输出电路与该第二输出电路是与连接于该高准位电压供应电路与该压降电路之间，以便供由该第一输出电路及该第二输出电路分别产生一输出信号。
10.如权利要求9所述的电压移转电路，其特征在于，所述该第一输出电路所产生的输出信号是与该第二输出电路所产生的输出信号反相。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100040306A CN1300943C (zh) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 电平移位电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100040306A CN1300943C (zh) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 电平移位电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1558554A true CN1558554A (zh) | 2004-12-29 |
| CN1300943C CN1300943C (zh) | 2007-02-14 |
Family
ID=34350801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100040306A Expired - Lifetime CN1300943C (zh) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 电平移位电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1300943C (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101202723B (zh) * | 2006-12-11 | 2010-09-08 | 硅谷数模半导体（北京）有限公司 | 电平转换电路及具有该电路的ic芯片 |
| CN101515755B (zh) * | 2008-02-20 | 2011-04-13 | 中国科学院微电子研究所 | 低功耗的高压电平移位电路 |
| CN108667450A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-16 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 位准移位器与位准移位方法 |
| CN109327218A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种电平移位电路和集成电路芯片 |
| CN110570885A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-12-13 | 美光科技公司 | 无电压电平移位器的驱动电路的方法和设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6407579B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-06-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Fast high voltage level shifter with gate oxide protection |
| JP2003143004A (ja) * | 2001-11-06 | 2003-05-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レベルシフタ回路 |
-
2004
- 2004-02-04 CN CNB2004100040306A patent/CN1300943C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101202723B (zh) * | 2006-12-11 | 2010-09-08 | 硅谷数模半导体（北京）有限公司 | 电平转换电路及具有该电路的ic芯片 |
| CN101515755B (zh) * | 2008-02-20 | 2011-04-13 | 中国科学院微电子研究所 | 低功耗的高压电平移位电路 |
| CN108667450A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-16 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 位准移位器与位准移位方法 |
| CN108667450B (zh) * | 2017-03-29 | 2022-08-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 位准移位器与位准移位方法 |
| CN109327218A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种电平移位电路和集成电路芯片 |
| CN109327218B (zh) * | 2017-07-31 | 2020-12-25 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种电平移位电路和集成电路芯片 |
| CN110570885A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-12-13 | 美光科技公司 | 无电压电平移位器的驱动电路的方法和设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1300943C (zh) | 2007-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102436787B (zh) | 电平移位器电路以及显示器驱动电路 | |
| US9047803B2 (en) | Display apparatus including bi-directional gate drive circuit | |
| CN101556782B (zh) | 液晶显示器及相应驱动方法 | |
| CN102760409B (zh) | 移位寄存器电路、显示器及移位寄存器 | |
| CN101425281B (zh) | 具有改善的可视性的液晶显示设备 | |
| US20080088555A1 (en) | Gate driving circuit and display apparatus having the same | |
| JP2004524639A (ja) | シフトレジスタ及びこれを利用した液晶表示装置 | |
| US20090058790A1 (en) | Shift register and liquid crystal display using same | |
| JPH11194737A (ja) | インターフェース回路及び液晶駆動回路 | |
| EP1030288A1 (en) | Power generator circuit, power generating method and liquid crystal display device using the circuit and/or the method | |
| DE112014006942T5 (de) | Gate-Treiberschaltung auf Basis eines IGZO-Vorgangs | |
| DE112014006943T5 (de) | Gate-Treiberschaltung auf Basis eines IGZO-Vorgangs | |
| CN102800292A (zh) | 栅极驱动电路 | |
| EP1030288A2 (en) | Power generator circuit, power generating method and liquid crystal display device using the circuit and/or the method | |
| CN101587688B (zh) | 电源顺序控制电路及所应用的栅极驱动器与液晶显示面板 | |
| DE112015006930T5 (de) | GOA-Schaltung, Ansteuerverfahren hierfür und Flüssigkristallanzeige | |
| CN100498907C (zh) | 液晶驱动装置 | |
| CN101976550A (zh) | 液晶面板及其驱动方法 | |
| CN1558554A (zh) | 电压移转电路 | |
| CN1684135A (zh) | 转换电压位准电路以及方法 | |
| CN108847175A (zh) | 共同电压产生电路 | |
| CN105897252A (zh) | 应用于显示装置的位准移位器电路 | |
| CN112767892A (zh) | 基于fpga的液晶面板tcon模块 | |
| CN101056097A (zh) | 时脉产生器及位移缓存器 | |
| EP1833168A1 (en) | Semiconductor device and level shifting circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070214 |