CN209962672U - 用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器由两第一晶体管、两第二晶体管以及一偏压控制电路所构成，两所述第一晶体管具有一表示电压位准的临界电压值，而两所述第一晶体管的闸极用以接收一输入电压信号，所述输入电压信号的电压位准则介于一低电压值与一高电压值之间，而所述第一晶体管的汲极同时电性连接于其中一个所述第二晶体管的闸极与另一个所述第二晶体管的汲极以形成一输出接点。本实用新型的特点在于仅由偏压控制电路、两第一晶体管以及两第二晶体管所构成，进而让偏压控制电路调降第一晶体管的临界电压值，进而让输入电压信号的低电压值或高电压值能进行调整。
Description
技术领域
本实用新型有关于一种用于集成电路的电压位准移位器，特别是一种安装有偏压控制器的电压位准移位器，使得本实用新型电压位准移位器能经由偏压控制器能调整晶体管的临界电压值，进而能进一步间接调整输入电压信号的低电压或是输入电压信号的高电压的操作范围。
背景技术
随着科技日新月异，薄膜晶体管液晶显示器(Thin－Film Transistor LiquidCrystal Display；TFT LCD)已经十分普遍应用于个人计算机显示器、电视、移动电话以及数字相机等电子产品中，而薄膜晶体管运作时会透过频率信号来控制扫描该薄膜晶体管数组以依序显示像素，由于频率信号所需要较高的电压准位，因此，频率信号必须先经过电压位准移位器转换电压位准之后，再将已转换电压位准的高电压频率信号供应至该薄膜晶体管，并且，受益于半导体技术的蓬勃发展，电压位准移位器是以集成电路的形式来实现。
请参阅图1所示，为目前用于薄膜晶体管液晶显示器的习知电压位准移位器1，如图所示，习知电压位准移位器1具有一第一电压位准移位单元10以及一第二电压位准移位单元11，第一电压位准移位单元10具有两个第一PMOS晶体管101以及两个第一NMOS晶体管102，而第二电压位准移位单元11具有两个第二PMOS晶体管111以及两个第二NMOS晶体管112。
如图所示，每一个第一PMOS晶体管101的源极都电性连接于一工作电压(VDD)，并且，每一个第一PMOS晶体管101的源极与基底相互电性连接，则每一个第一PMOS晶体管101的汲极分别同时电性连接于其中一个第一NMOS晶体管102的汲极与另一个第一NMOS晶体管102的闸极以形成一第一接点12与一第二接点13，并且，每一个第一NMOS晶体管102的源极与基底相互电性连接，其中，每一个第一NMOS晶体管102的源极都电性连接于反向电荷帮浦(VGL)。
此外，每一个第二POMS晶体管的源极与基底相互电性连接，而每一个第二POMS晶体管的源极都电性连接于升压电荷帮浦(VGH)，其中，每一个第二NMOS晶体管112的源极与基底相互电性连接，而每一个第二NMOS晶体管112的源极电性连接于反向电荷帮浦(VGL)，则每一个第二NMOS晶体管112的汲极同时电性连接于其中一个第二PMOS晶体管111的汲极与另一个第二PMOS晶体管111的闸极，并且，其中一个第二NMOS晶体管112的闸极电性连接于第一接点12，而另一个第二NMOS晶体管112的闸极电性连接于第二接点13。
于具体应用时，为了将已转换电压位准的高电压频率信号供应至该薄膜晶体管，习知电压位准移位器1所使用的晶体管都必须要能承受高电压(大于30伏特)，进而习知电压位准移位器1所使用的晶体管的临界电压值会大于一般常见晶体管的临界电压值，并且，两个第一PMOS晶体管101必须经过特殊设计才能调降第一PMOS晶体管101的临界电压值(Vth)，因此，当两个第一PMOS晶体管101的闸极接收一电压位准介于GND～VDD之间的输入电压信号时，第一电压位准移位单元10将输入电压信号的电压位准进行降压，进而调降电压位准的低电压值，使得所述输入电压信号的电压位准的低电压值由GND转变为VGL，进而使所述输入电压信号的电压位准由GND～VDD转换为VGL～VDD。
随后，当电压位准介于VGL～VDD之间的输入电压信号经由第一接点12与第二接点13传递至第二电压位准移位单元11的两第二NMOS晶体管112时，第二电压位准移位单元11将所述输入电压信号的电压位准进行升压，使得电压位准的高电压值由VDD转变为VGH，进而使电压位准由VGL～VDD转换为VGL～VGH，其中，GND为电压参考点，而VDD为工作电压，则VGL为反向电荷帮浦，另外VGH为升压电荷帮浦。
由前述说明可知，习知电压位准移位器1对输入电压信号的电压位准进行降压或是升压时，习知电压位准移位器1需要使用经过特殊设计的两个第一PMOS晶体管101才能对输入电压信号进行降压或是升压，进而习知电压位准移位器1会因为使用特殊设计的两个第一PMOS晶体管101而增加材料成本。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于不需要使用特殊设计的晶体管来调整工作电压的高低电压值，则是使用偏压控制电路与一般常见的晶体管来调整晶体管的临界值，进而能进一步调整工作电压的高低电压值，致使不但能调整工作电压的高低电压值，还因为没有使用特殊设计的晶体管而降低材料成本。
为实现前述目的，本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器由两第一晶体管、两第二晶体管以及一偏压控制电路所构成，两所述第一晶体管具有一表示电压位准的临界电压值，而两所述第一晶体管的闸极用以接收一输入电压信号，所述输入电压信号的电压位准则介于一低电压值与一高电压值之间，而所述第一晶体管的汲极同时电性连接于其中一个所述第二晶体管的闸极与另一个所述第二晶体管的汲极以形成一输出接点。
两所述第二晶体管的源极与源极与基底都电性连接于一低电位输入电压与一高电位输入电压的其中一者，而所述两第一晶体管的源极则电性连接于所述低电位输入电压与高电位输入电压的另一者，其中，所述偏压控制电路同时电性连接于所述两第一晶体管的基底，并提供一偏压电压给所述两第一晶体管，使所述第一晶体管的临界电压值降低以调整所述低电压值与高电压值其中之一，进而使所述输入电压信号转换为一传递至所述输出接点的输出电压信号，而所述输出电压信号电压位准的低电压值或高电压值不同于所述输入电压信号。
于一较佳实施例中，所述第一晶体管设为PMOS晶体管，而所述第二晶体管设为NMOS晶体管，使所述输入电压信号的高电压值经由所述偏压电压而能够降低。
于另一较佳实施例，所述第一晶体管设为NMOS晶体管，而所述第二晶体管设为PMOS晶体管，使所述输入电压信号的低电压值经由所述偏压电压而能够提升。
于前述两实施例中，所述高电位电压设为工作电压(VDD)或是升压电荷帮浦(VGH)，而所述低电位电压设为反向电荷帮浦(VGL)，其中，所述反向电荷帮浦(VGL)的电压值介于-15～-5伏特，而所述升压电荷帮浦(VGH)电压值介于10～50伏特，此外，所述偏压控制电路是由二极管迭加法迭接、带差参考电压电路或二极管迭加电阻的其中一种方式产生偏压。
本实用新型的特点在于仅由偏压控制电路、两第一晶体管以及两第二晶体管所构成，进而让偏压控制电路调降第一晶体管的临界电压值，进而让输入电压信号的低电压值或高电压值能进行调整，因此，本实用新型使用四个晶体管以及一个偏压控制电路让偏压控制电路调降晶体管的临界电压值，进而调整输出输入电压信号的高低电压值，致使还能因为减不使用特殊设计的晶体管而能降低材料成本。
附图说明
图1为已知用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器的示意图；
图2为本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器于第一较佳实施例的示意图；
图3为本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器于第一较佳实施例具体应用的示意图；
图4为本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器于第二较佳实施例的示意图；
图5为本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器于第二较佳实施例具体应用的示意图；以及
图6为本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器于第三较佳实施例的示意图。
附图标记
1---已知电压位准移位器
10---第一电压位准移位单元
101---第一PMOS晶体管
102---第一NMOS晶体管
11---第二电压位准移位单元
111---第二PMOS晶体管
112---第二NMOS晶体管
12---第一接点
13---第二接点
2---用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器
20---第一晶体管
21---第二晶体管
22---偏压控制电路
23---输出接点
3---升压电压位准移位器
4---降压电压位准移位器
具体实施方式
兹为便于更进一步对本实用新型之构造、使用及其特征有更深一层明确、详实的认识与了解，爰举出较佳实施例，配合图式详细说明如下：
请参阅图2所示，于第一较佳实施例中，本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2安装于集成电路，并由两第一晶体管20、两第二晶体管21以及一偏压控制电路22所构成，两第一晶体管20与两第二晶体管21四者皆具有源极、汲极、基底与闸极，并且，两第一晶体管20都具有一表示电压位准的临界电压值，其中，两第一晶体管20分别设为PMOS晶体管，而两第二晶体管21设为NMOS晶体管。
如图所示，每一个第一晶体管20的源极都电性连接于一作为高电位输入电压的工作电压(VDD)，而每一个第一晶体管20的基底都电性连接于偏压控制电路22，其中，其中一个第二晶体管21的汲极与另一个第二晶体管21的闸极同时电性连接于同一个第一晶体管20的汲极以形成一输出接点23，而每一个第二晶体管21的源极都电性连接于都电性连接于一作为低电位输入电压的反向电荷帮浦(VGL)，而所述反向电荷帮浦(VGL)的电压值小于所述工作电压(VDD)的电压值，此外，每一个所述第二晶体管21的基底与源极相互电性连接，于此实施例中，反向电荷帮浦(VGL)的电压值介于-15～-5伏特以构成所述低电位输入电压。
请参阅图3所示，用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2于具体应用时，用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2用以降低输入电压信号的临界值，而输出接点23电性连接于一升压电压位准移位器3，而升压电压位准移位器3用以提高输入电压信号的电压值，如图所示，两第一晶体管20的闸极接收一输入电压信号，所述输入电压信号的电压位准介于一低电压值与一高电压值之间，如图所示，所述输入电压信号的低电压值设为高于所述低电位输入电压的GND，而所述输入电压信号的高电压值设为相同于所述高电位输入电压的VDD，此外，偏压控制电路22产生一偏压电压(VP1)，并将所述偏压电压(VP1)传递至每一个第一晶体管20的基底，于此实施例中，所述偏压电压(VP1)调降第一晶体管20的临界电压值，进而将所述输入电压信号的高电压值VDD进行调降，而所述输入电压信号的低电压值GND透过两第一晶体管20与两第二晶体管21四者之间的组装方式而调降，因此，所述输入电压信号透过所述偏压电压(VP1)对第一晶体管20的临界电压值进行调降以及两第一晶体管20与两第二晶体管21四者之间的组装方式而调降所述输入电压信号的高电压值与所述输入电压信号的低电压值，进而使所述输入电压信号的电压位准由GND～VDD转换为VGL～VDD以形成一输出电压信号，让所述输出电压信号传递至输出接点23，其中，GND为电压参考点(例如：接地)，而所述偏压电压(VP1)的电压值小于所述工作电压(VDD)，于此实施例中，所述偏压控制电路是由二极管迭加法迭接、带差参考电压电路或二极管迭加电阻的其中一种方式产生偏压。
另外，所述偏压电压(VP1)调降第一晶体管20的临界电压值是透过基底效应(bodyeffect)，其中，基底效应(bodyeffect)可表示为：
其中，|Vth0|是Vsb＝0V时的|Vth|，γ是体效应系数，
是费米势，因此，临界电压|Vth|随着Vsb的增加而变小。
随后，当所述输出电压信号经由输出接点23而传递至升压电压位准移位器3时，而所述输出电压信号透过所述升压电压位准移位器3而调升所述输入电压信号的高电压值VDD，让所述输出电压信号的高电压值VDD转变为VGH，进而让所述输出电压信号的电压位准由VGL～VDD转换为VGL～VGH。
请参阅图4所示，于第二较佳实施例中，与第一较佳实施例的差别在于第一晶体管20与第二晶体管21，至于偏压控制电路22相同于第一较佳实施例，进而于此实施例中将不再重复说明。
于此实施例中，两第一晶体管20都设为NMOS晶体管，而两第二晶体管21都设为PMOS晶体管，如图所示，每一个第一晶体管20的源极电性连接于一作为低电位输入电压的反向电荷帮浦(VGL)，而每一个第二晶体管21的源极都电性连接于一作为高电位输入电压的升压电荷帮浦(VGH)。
请参阅图5所示，用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2于具体应用时，用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2用以提高输入电压信号的电压值，并配合一降压电压位准移位器4进行使用，而降压电压位准移位器4用以降低输入电压信号的电压值，如图所示，降压电压位准移位器4接受一输入电压信号，所述输入电压信号的电压位准如同第一较佳实施例介于一低电压值与一高电压值之间，如图所示，所述输入电压信号的低电压值设为高于所述低电位输入电压的GND，而所述输入电压信号的高电压值设为相同于所述高电位输入电压的VDD，则降压电压位准移位器4将电压位准介于GND～VDD之间的输入电压信号转换为电压位准介于VGL～VDD之间的输入电压信号。
随后，降压电压位准移位器4将电压位准介于VGL～VDD之间的所述输入电压信号传递至用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2的每一个第一晶体管20的闸极，而偏压控制电路22产生一偏压电压(VP2)，并将所述偏压电压(VP2)传递至每一个第一晶体管20的基底，于此实施例中所述偏压电压(VP2)调降第一晶体管20的临界电压值，进而将所述输入电压信号的低电压值进行调升，而所述输入电压信号的高电压值VDD透过两第一晶体管20与两第二晶体管21四者之间的组装方式而调升，使得所述输入电压信号的电压位准由VGL～VDD转换为VGL～VGH以形成一传递至输出接点23的输出电压信号，致使得所述输出电压信号的高、低电压值不同于所述输入电压信号的高、低电压值，因此，本实用新型用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2只需要四个晶体管配合偏压控制电路22就能调整输入电压信号的临界值，于此实施例中，反向电荷帮浦(VGL)的电压值介于-15～-5伏特以构成低电压，而升压电荷帮浦(VGH)电压值介于10～50伏特以构成高电压，其中，所述偏压电压(VP2)的电压值大于所述反向电荷帮浦(VGL)的电压值。
请参阅图6所示，于第三较佳实施例中，与第一较佳实施例的差别在于用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2连接于另一个如同第二较佳实施例的用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2，而其中一个用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2将所述输入电压信号的电压位准由GND～VDD转换为VGL～VDD，让所述输入电压信号转换为一传递至输出接点23的输出电压信号，而另一个用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器2将所述输出电压信号的电压位准由VGL～VDD转换为VGL～VGH。
以上所举实施例，仅用为方便说明本实用新型并非加以限制，在不离本实用新型精神范畴，熟悉此一行业技艺人士依本实用新型申请专利范围及实用新型说明所作之各种简易变形与修饰，均仍应含括于以下申请专利范围中。
Claims (6)
1.一种用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器，由两第一晶体管、两第二晶体管以及一偏压控制电路所构成，其特征在于，两所述第一晶体管具有一表示电压位准的临界电压值，而两所述第一晶体管的闸极用以接收一输入电压信号，所述输入电压信号的电压位准则介于一低电压值与一高电压值之间，而所述第一晶体管的汲极同时电性连接于其中一个所述第二晶体管的闸极与另一个所述第二晶体管的汲极以形成一输出接点；
两所述第二晶体管的源极与基底都电性连接于一低电位输入电压与一高电位输入电压的其中一者，而两所述第一晶体管的源极则电性连接于所述低电位输入电压与高电位输入电压的另一者；所述偏压控制电路同时电性连接于两所述第一晶体管的基底，并提供一偏压电压给两所述第一晶体管，使所述第一晶体管的临界电压值降低以调整所述低电压值与高电压值其中之一，进而使所述输入电压信号转换为一传递至所述输出接点的输出电压信号，而所述输出电压信号电压位准的低电压值或高电压值不同于所述输入电压信号的低电压值或高电压值。
2.如权利要求1项所述用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器，其特征在于，所述第一晶体管为PMOS晶体管，所述第二晶体管为NMOS晶体管，使能所述输入电压信号的高电压值经由所述偏压电压后降低。
3.如权利要求1项所述用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器，其特征在于，所述第一晶体管为NMOS晶体管，所述第二晶体管为PMOS晶体管，使能所述输入电压信号的低电压值经由所述偏压电压后提升。
4.如权利要求1项所述用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器，其特征在于，所述高电位输入电压设为工作电压或升压电荷帮浦，而所述低电位输入电压设为反向电荷帮浦。
5.如权利要求4项所述用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器，其特征在于，所述反向电荷帮浦的电压值介于-15～-5伏特，而所述升压电荷帮浦电压值介于10～50伏特。
6.如权利要求1项所述用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器，其特征在于，所述偏压控制电路是由二极管迭加法迭接、带差参考电压电路或二极管迭加电阻的其中一种方式产生偏压。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109616071A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-12 | 常州欣盛微结构电子有限公司 | 用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器 |
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| CN109616071A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-12 | 常州欣盛微结构电子有限公司 | 用于集成电路可调整临界电压值的电压位准移位器 |
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