DE102014203064A1

DE102014203064A1 - Level converter and method for level conversion

Info

Publication number: DE102014203064A1
Application number: DE102014203064.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Barner; Juergen Wittmann; Thoralf Rosahl; Bernhard Wicht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-08-20
Also published as: EP3108582A1; WO2015124241A1

Abstract

Pegelumsetzer (1, 22) mit einem ersten Eingang (5, 21), der ein erstes Signal (4) erfasst, wobei das erste Signal (4) einen ersten Spannungspegel aufweist, einem Ausgang, der ein zweites Signal (13, 50) erzeugt, wobei das zweite Signal (13, 50) einen zweiten Spannungspegel aufweist, wobei der zweite Spannungspegel größer als der erste Spannungspegel ist und einem Differenzverstärker (40), der eine Differenzspannung erfasst, wobei der Differenzverstärker (40) mit einer Versorgungsspannung (15, 55) und einer hochseitige Masse (7, 56) verbunden ist, wobei die Versorgungsspannung (15, 55) ein erstes Spannungspotential und die hochseitige Masse (7, 56) ein zweites Spannungspotential aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang (5, 21) mit einer ersten Teilschaltung (20) verbunden ist, wobei die erste Teilschaltung (20) mit einer zweiten Teilschaltung (30) unidirektional verbunden ist, wobei die zweite Teilschaltung (30) mit der Versorgungsspannung (15, 55) und der hochseitigen Masse (7, 56) verbunden ist, wobei die zweite Teilschaltung (20) mindestens zwei Ausgänge (31, 32) aufweist, die die Differenzspannung des Differenzverstärkers (40) erzeugen, wobei über einen Versorgungsspannungseingang (6, 53) und einen hochseitigen Masseeingang (14, 54) eine zusätzliche Spannung einkoppelt und der Differenzverstärker (40) das zweite Signal (13, 50) in Abhängigkeit der Differenzspannung, der Versorgungsspannung (15, 55), der hochseitigen Masse (7, 56) und der zusätzlichen Spannung erzeugt.Level shifter (1, 22) having a first input (5, 21) detecting a first signal (4), the first signal (4) having a first voltage level, an output generating a second signal (13, 50) wherein the second signal (13, 50) has a second voltage level, the second voltage level being greater than the first voltage level and a differential amplifier (40) detecting a differential voltage, the differential amplifier (40) being connected to a supply voltage (15, 55 ) and a high-side mass (7, 56), wherein the supply voltage (15, 55) has a first voltage potential and the high-side mass (7, 56) has a second voltage potential, characterized in that the first input (5, 21) is connected to a first subcircuit (20), wherein the first subcircuit (20) with a second subcircuit (30) is unidirectionally connected, wherein the second subcircuit (30) with the supply voltage (15, 55) and the high side a ground (7, 56) is connected, wherein the second subcircuit (20) has at least two outputs (31, 32) which generate the differential voltage of the differential amplifier (40), via a supply voltage input (6, 53) and a high-side ground input (14, 54) injects an additional voltage and the differential amplifier (40) generates the second signal (13, 50) as a function of the differential voltage, the supply voltage (15, 55), the high-side mass (7, 56) and the additional voltage.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung beschreibt einen Pegelumsetzer und ein Verfahren zur Pegelumsetzung.The invention describes a level shifter and a method for level conversion.

Pegelumsetzer auch bekannt als Levelshifter werden in integrierten Schaltungen verwendet, um verschiedene Bauelemente die verschiedene Spannungspegel verarbeiten miteinander zu verbinden. Solche Pegelumsetzer werden insbesondere verwendet um Signale einer niederseitigen digitalen Logik eines ersten Schaltkreises, der einen ersten Spannungspegel aufweist, an eine hochseitige digitale Logik eines zweiten Schaltkreises, der einen zweiten Spannungspegel aufweist, zu übertragen. Pegelumsetzer werden beispielsweise in hochseitigen Treiberschaltungen verwendet, um eine ausreichende Gate-Source-Spannung für einen Transistor bereitzustellen, um diesen als hochseitigen Schalter zu betreiben.Level shifters, also known as level shifters, are used in integrated circuits to interconnect various devices that process different levels of voltage. Such level shifters are used in particular to transmit low side digital logic signals of a first circuit having a first voltage level to high side digital logic of a second circuit having a second voltage level. Level shifters are used, for example, in high-side driver circuits to provide a sufficient gate-to-source voltage for a transistor to operate as a high side switch.

In der Schrift DE 10 2012 108 127 A1 wird ein Pegelumsetzerschaltkreis beschrieben, der schaltbare Stromspiegel verwendet, um Differenzeingangssignale von einem ersten Spannungspegel auf einen zweiten Spannungspegel zu übertragen.In Scripture DE 10 2012 108 127 A1 A level shifter circuit is described which uses switchable current mirrors to transfer differential input signals from a first voltage level to a second voltage level.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Pegelumsetzer und das Verfahren zur Pegelumsetzung wandeln ein Signal, das einen ersten Spannungspegel aufweist in ein Signal, das einen zweiten Spannungspegel aufweist. Das Signal, das den zweiten Spannungspegel aufweist treibt einen Gate-Treiber an, der einen Schalter ansteuert, so dass der Schalter schnell schalten kann. Dazu weist der Pegelumsetzer einen ersten Eingang auf, der ein erstes Signal erfasst. Das erste Signal weist dabei einen ersten Spannungspegel auf. Des Weiteren weist der Pegelumsetzer einen Ausgang auf, der ein zweites Signal erzeugt. Das zweite Signal weist dabei einen zweiten Spannungspegel auf. Der zweite Spannungspegel ist größer bzw. höher als der erste Spannungspegel. Somit kann der Pegelumsetzer zwei verschiedene Spannungspegel verarbeiten. Der Pegelumsetzer ist daher in zwei Abschnitte unterteilbar, nämlich in eine Niederseite und eine Hochseite. Auf der Niederseite werden Signale verarbeitet, die den ersten Spannungspegel aufweisen und auf der Hochseite werden Signale verarbeitet, die den zweiten Spannungspegel aufweisen. Weiterhin weist der Pegelumsetzer einen Differenzverstärker auf, der auf der Hochseite des Pegelumsetzers implementiert ist. Der Differenzverstärker erfasst eine Differenzspannung. Des Weiteren ist der Differenzverstärker mit einer Versorgungsspannung und einer hochseitigen Masse verbunden. Die Versorgungsspannung weist ein erstes Spannungspotential auf und die hochseitige Masse weist ein zweites Spannungspotential auf. Eine Spannungsdifferenz zwischen Versorgungsspannung und hochseitiger Masse beträgt insbesondere 5 V. Der Differenzverstärker ist mit dem Ausgang des Pegelumsetzers verbunden. Erfindungsgemäß ist der erste Eingang mit einer ersten Teilschaltung verbunden. Diese erste Teilschaltung umfasst die Niederseite des Pegelumsetzers. Die erste Teilschaltung ist unidirektional mit einer zweiten Teilschaltung verbunden, d. h. der Signalfluss erfolgt von der ersten zur zweiten Teilschaltung. Die zweite Teilschaltung ist an die Versorgungsspannung und an die hochseitige Masse angeschlossen. Die zweite Teilschaltung weist mindestens zwei Ausgänge auf, die die Differenzspannung des Differenzverstärkers erzeugen. Eine zusätzliche Spannung ist über einen Versorgungsspannungseingang und einen hochseitigen Masseeingang einkoppelbar. Der Differenzverstärker erzeugt in Abhängigkeit der Differenzspannung, der Versorgungsspannung, der hochseitigen Masse und der zusätzlichen Spannung das zweite Signal, das den zweiten Spannungspegel aufweist.The level shifter and the level conversion method convert a signal having a first voltage level into a signal having a second voltage level. The signal having the second voltage level drives a gate driver that drives a switch so that the switch can switch quickly. For this purpose, the level shifter has a first input, which detects a first signal. The first signal has a first voltage level. Furthermore, the level shifter has an output which generates a second signal. The second signal has a second voltage level. The second voltage level is greater or higher than the first voltage level. Thus, the level shifter can process two different voltage levels. The level shifter is therefore subdivided into two sections, namely a low side and a high side. On the low side signals are processed which have the first voltage level and on the high side signals are processed which have the second voltage level. Furthermore, the level shifter has a differential amplifier, which is implemented on the high side of the level shifter. The differential amplifier detects a differential voltage. Furthermore, the differential amplifier is connected to a supply voltage and a high-side ground. The supply voltage has a first voltage potential and the high-side mass has a second voltage potential. A voltage difference between the supply voltage and the high-side ground is in particular 5 V. The differential amplifier is connected to the output of the level converter. According to the invention, the first input is connected to a first subcircuit. This first subcircuit includes the low side of the level shifter. The first subcircuit is unidirectionally connected to a second subcircuit, i. H. the signal flow is from the first to the second subcircuit. The second subcircuit is connected to the supply voltage and to the high side ground. The second subcircuit has at least two outputs which generate the differential voltage of the differential amplifier. An additional voltage can be coupled in via a supply voltage input and a high-side ground input. The differential amplifier generates the second signal having the second voltage level as a function of the differential voltage, the supply voltage, the high-side ground and the additional voltage.

Der Vorteil ist hierbei, dass der Differenzverstärker komplett auf der Hochseite des Pegelumsetzers integriert ist, sodass der Pegelumsetzer schneller arbeiten kann.The advantage here is that the differential amplifier is completely integrated on the high side of the level converter, so that the level shifter can work faster.

In einer Weiterbildung steuert das zweite Signal einen NMOS-Transistor an, der als hochseitiger Schalter fungiert und eine Rückkopplung zur hochseitigen Masse aufweist.In a further development, the second signal controls an NMOS transistor, which acts as a high-side switch and has a feedback to the high-side mass.

Vorteilhaft ist hierbei, dass der hochseitig implementierte NMOS-Transistor, der als hochseitiger Schalter fungiert, mit Hilfe von minimalen Signalpegeln am Eingang des Differenzverstärkers geschaltet werden kann. Dadurch wird die Schaltgeschwindigkeit des NMOS-Transistors erhöht.It is advantageous here that the high-side implemented NMOS transistor, which acts as a high-side switch, can be switched by means of minimum signal levels at the input of the differential amplifier. This increases the switching speed of the NMOS transistor.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die zweite Teilschaltung zwei Knotenpunkte auf, die mit den Eingängen des Differenzverstärkers verbindbar sind. Die zweite Teilschaltung weist zwei Bauelemente auf, die in Verbindung mit der Versorgungsspannung als Stromquelle fungieren. Die zwei Bauelemente stellen einen Arbeitspunkt des Differenzverstärkers in einem hochohmigen Bereich ein. Die zweite Teilschaltung weist vier diodenartige Bauelemente auf. Das erste diodenartige Bauelement ist mit der Versorgungsspannung und dem Knotenpunkt A verbunden. Das zweite diodenartige Bauelement ist mit der hochseitigen Masse und dem Knotenpunkt A verbunden. Mit Hilfe des ersten und des zweiten Bauelements wird das Spannungspotential am Knotenpunkt A erzeugt, wenn die erste Teilschaltung schaltet, d. h. einschaltet oder ausschaltet. Das dritte diodenartige Bauelement ist mit der Versorgungsspannung und dem Knotenpunkt B verbunden. Das vierte diodenartige Bauelement ist mit der hochseitigen Masse und dem Knotenpunkt B verbunden. Mit Hilfe des dritten und des vierten Bauelements wird das Spannungspotential am Knotenpunkt B erzeugt, wenn die erste Teilschaltung schaltet. Die Spannungspotentiale an den Knotenpunkten sind dabei unterschiedlich. Das erste und dritte Bauelement und das zweite und vierte Bauelement sind in Bezug auf eine Durchlassrichtung der diodenartigen Bauelemente gegenläufig angeordnet.In a further embodiment, the second subcircuit has two nodes, which can be connected to the inputs of the differential amplifier. The second subcircuit has two components that function as a power source in conjunction with the supply voltage. The two components set an operating point of the differential amplifier in a high-impedance region. The second subcircuit has four diode-like components. The first diode-like component is connected to the supply voltage and the node A. The second diode-like device is connected to the high-side ground and the node A. With the aid of the first and the second component, the voltage potential is generated at the node A when the first subcircuit switches, ie turns on or off. The third diode-like component is connected to the supply voltage and the node B. The fourth diode-like device is connected to the high-side ground and the node B. With the aid of the third and the fourth component, the voltage potential is generated at the node B when the first subcircuit switches. The voltage potentials at the nodes are different. The first and third components and the second and fourth components are arranged in opposite directions with respect to a forward direction of the diode-like components.

Der Vorteil ist hierbei, dass am Eingang des Differenzverstärkers ein hochohmiger Spannungsbereich erzeugt wird, wodurch das Umladen der parasitären Kapazitäten und das Einstellen der neuen Spannungspotentiale an den Knotenpunkten A und B schneller erfolgt. Vorteilhaft ist dabei, dass die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers gleichzeitig sehr hoch sein kann.The advantage here is that at the input of the differential amplifier, a high-impedance voltage range is generated, whereby the reloading of the parasitic capacitances and setting the new voltage potentials at the nodes A and B is faster. It is advantageous that the output voltage of the differential amplifier can be very high at the same time.

In einer Weiterbildung weisen die diodenartigen Bauelemente jeweils eine oder mehrere Dioden oder jeweils einen oder mehrere Transistoren in Diodenkonfiguration auf. In a further development, the diode-like components each have one or more diodes or one or more transistors in diode configuration.

Der Vorteil ist hierbei, dass eine Begrenzungsspannung bzw. Klemmspannung eingestellt werden kann, die einen Spannungsschutz für die Eingänge des Differenzverstärkers darstellt.The advantage here is that a limiting voltage or clamping voltage can be set, which represents a voltage protection for the inputs of the differential amplifier.

In einer weiteren Ausgestaltung weisen die diodenartigen Bauelemente Niederspannungstransistoren in Diodenkonfiguration auf.In a further embodiment, the diode-like components have low-voltage transistors in the diode configuration.

Vorteilhaft ist hierbei, dass die Niederspannungstransistoren flächenoptimiert implementiert werden können und als serielle Dioden minimale Kapazitäten an den Knotenpunkten erzeugen.It is advantageous in this case that the low-voltage transistors can be implemented optimized in terms of area and generate minimum capacitances at the nodes as serial diodes.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Pegelumsetzung umfasst das Erfassen eines ersten Signals, das einen ersten Spannungspegel aufweist. Ein hochohmiger Spannungsbereich wird mit Hilfe einer zweiten Teilschaltung an Eingängen eines Differenzverstärkers erzeugt. An den Eingängen des Differenzverstärkers wird in Abhängigkeit des ersten Signals eine Differenzspannung erzeugt. Ein zweites Signal wird in Abhängigkeit der Differenzspannung, einer Versorgungsspannung und einer hochseitigen Masse erzeugt, wobei die Versorgungsspannung ein erstes Spannungspotential aufweist und die hochseitige Masse ein zweites Spannungspotential aufweist. Eine zusätzliche Spannung bzw. ein zusätzlicher Strom wird über einen Versorgungsspannungseingang und einen hochseitigen Masseeingang eingekoppelt, sodass die Differenzspannung an den Eingängen des Differenzverstärkers verändert wird, insbesondere verringert wird, ohne dass die Differenzsspannung einen Vorzeichenwechsel aufweist. Das zweite Signal weist keine sprunghafte Änderung auf.The inventive method for level conversion comprises detecting a first signal having a first voltage level. A high-impedance voltage range is generated by means of a second subcircuit at the inputs of a differential amplifier. At the inputs of the differential amplifier, a differential voltage is generated as a function of the first signal. A second signal is generated as a function of the differential voltage, a supply voltage and a high-side ground, wherein the supply voltage has a first voltage potential and the high-side ground has a second voltage potential. An additional voltage or an additional current is coupled via a supply voltage input and a high-side ground input, so that the differential voltage at the inputs of the differential amplifier is changed, in particular reduced, without the differential voltage having a sign change. The second signal has no sudden change.

Der Vorteil ist hierbei, dass durch das symmetrische Einkoppeln der zusätzlichen Spannung bzw. des zusätzlichen Stroms die Differenzspannung am Eingang des Differenzverstärkers lediglich geringfügig beeinflusst wird und der Pegelumsetzer zuverlässig arbeitet.The advantage here is that the differential voltage at the input of the differential amplifier is only slightly influenced by the symmetrical coupling of the additional voltage or the additional current and the level shifter operates reliably.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen. Further advantages will become apparent from the following description of exemplary embodiments or from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The present invention will be explained below with reference to preferred embodiments and accompanying drawings. Show it:

1 einen integrierten Schaltkreis mit einem erfindungsgemäßen Pegelumsetzer zur Ansteuerung eines NMOS-Transistors, 1 an integrated circuit having a level converter according to the invention for driving an NMOS transistor,

2 einen erfindungsgemäßen Pegelumsetzer, 2 a level shifter according to the invention,

3 einen prinzipiellen Aufbau des Pegelumsetzers, 3 a basic structure of the level shifter,

4 ein Verfahren zur Pegelumsetzung, 4 a method for level conversion,

5 einen Verlauf von Diodenspannungen am Eingang des Differenzverstärkers, 5 a course of diode voltages at the input of the differential amplifier,

6 einen Verlauf einer Diodenkennlinie und Arbeitspunkte mit und ohne eingekoppeltem Koppelstrom und 6 a course of a diode characteristic and operating points with and without coupled coupling current and

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt einen integrierten Schaltkreis eines Pegelumsetzers, der einen NMOS-Transistor ansteuert. Der NMOS-Transistor fungiert dabei als hochseitiger Schalter. Der integrierte Schaltkreis ist beispielhaft mit einer externen Schaltung verbunden, die bei leitendem NMOS-Transistor beispielsweise einen Abwärtswandler ansteuern kann. Der integrierte Schaltkreis weist einen Eingang 5 auf, der ein Signal 4 erfassen kann, wobei das Signal 4 beispielsweise ein pulsweitenmoduliertes Signal ist. Der Eingang 5 des integrierten Schaltkreises ist mit einem Pegelumsetzer 1 verbunden. Der Pegelumsetzer 1 weist weitere Eingänge 6, 14 und 9 auf, wobei Eingang 9 mit einer niederseitigen Masse, Eingang 6 mit einer Versorgungsspannung 15 und Eingang 14 mit einer hochseitigen Masse 7 verbindbar ist. Niederseitig bedeutet hierbei, dass Signale eines ersten Spannungspegels verarbeitet werden und hochseitig bedeutet, dass Signale eines zweiten Spannungspegels verarbeitet werden. Der zweite Spannungspegel kann dabei größer sein als der erste Spannungspegel. Der Pegelumsetzer 1 weist mindestens einen Ausgang 10 auf. Dieser Ausgang 10 des Pegelumsetzers 1 ist mit einem Gate-Treiber 2 verbunden. Der Gate-Treiber 2 weist zwei weitere Eingänge 11, 12 auf, wobei Eingang 11 mit einer Versorgungsspannung 15 und Eingang 12 mit der hochseitigen Masse 7 verbunden ist. Der Gate-Treiber 2 ist mit einem Gate eines NMOS-Transistors 3 verbunden. Ein Drainanschluss des NMOS-Transistors 3 ist mit einer Batteriespannung 8 und ein Sourceanschluss des NMOS-Transistors 3 ist mit der hochseitigen Masse 7 verbunden. 1 shows an integrated circuit of a level shifter which drives an NMOS transistor. The NMOS transistor acts as a high-side switch. The integrated circuit is connected by way of example to an external circuit which, for example, can drive a down converter when the NMOS transistor is conductive. The integrated circuit has an input 5 up, that's a signal 4 can capture, with the signal 4 For example, a pulse width modulated signal. The entrance 5 of the integrated circuit is with a level shifter 1 connected. The level converter 1 has further inputs 6 . 14 and 9 on, being input 9 with a low-side mass, entrance 6 with a supply voltage 15 and entrance 14 with a high-sided mass 7 is connectable. Low-side means that signals of a first voltage level are processed and high-side means that signals of a second Voltage levels are processed. The second voltage level may be greater than the first voltage level. The level converter 1 has at least one exit 10 on. This exit 10 the level converter 1 is with a gate driver 2 connected. The gate driver 2 has two more entrances 11 . 12 on, being input 11 with a supply voltage 15 and entrance 12 with the high-sided mass 7 connected is. The gate driver 2 is connected to a gate of an NMOS transistor 3 connected. A drain of the NMOS transistor 3 is with a battery voltage 8th and a source of the NMOS transistor 3 is with the high-sided mass 7 connected.

Der Pegelumsetzer 1 wandelt das Signal 4, das einen ersten Spannungspegel aufweist in ein Signal 13, das einen zweiten Spannungspegel aufweist. Das Signal 13 treibt einen hochseitigen Gate-Treiber an, der eine Gate-Source-Spannung für den NMOS-Transistor 3 erzeugt, die ausreichend ist, um den NMOS-Transistor als hochseitigen Schalter zu verwenden. Dadurch kann der hochseitige Schalter mit Hilfe eines niederseitigen Signals schnell schalten.The level converter 1 converts the signal 4 having a first voltage level in a signal 13 having a second voltage level. The signal 13 drives a high-side gate driver which supplies a gate-source voltage to the NMOS transistor 3 which is sufficient to use the NMOS transistor as a high-side switch. This allows the high-side switch to switch quickly by means of a low side signal.

2 zeigt einen erfindungsgemäßen Pegelumsetzer 22. Der Pegelumsetzer 22 weist einen ersten Eingang 21 auf, der ein Signal 4 erfasst. Der erste Eingang 21 ist mit einer ersten Teilschaltung 20 verbunden. Die erste Teilschaltung 20 ist unidirektional mit einer zweiten Teilschaltung 30 verbunden, sodass Signale von der ersten Teilschaltung 20 zur zweiten Teilschaltung 30 übertragen werden können, aber nicht umgekehrt. Die zweite Teilschaltung 30 weist mindestens zwei weitere Eingänge 53, 54 auf, die mit der Versorgungsspannung 55 bzw. mit der hochseitigen Masse 56 verbunden sind. Die zweite Teilschaltung 30 weist mindestens zwei Ausgänge 31, 32 auf. Die Ausgänge 31, 32 der zweiten Teilschaltung 30 sind mit Eingängen 41, 42 des Differenzverstärkers 40 verbunden und bilden die Differenzspannung des Differenzverstärkers. Der Differenzverstärker 40 weist mindestens zwei weitere Eingänge 43, 44 auf, die mit der Versorgungsspannung 55 bzw. mit der hochseitigen Masse 56 verbunden sind. Der Differenzverstärker 40 weist mindestens einen Ausgang 45 auf und erzeugt das zweite Signal 50. 2 shows a level shifter according to the invention 22 , The level converter 22 has a first entrance 21 up, that's a signal 4 detected. The first entrance 21 is with a first subcircuit 20 connected. The first subcircuit 20 is unidirectional with a second subcircuit 30 connected so that signals from the first subcircuit 20 to the second subcircuit 30 can be transmitted, but not vice versa. The second subcircuit 30 has at least two more inputs 53 . 54 on that with the supply voltage 55 or with the high-side mass 56 are connected. The second subcircuit 30 has at least two outputs 31 . 32 on. The exits 31 . 32 the second subcircuit 30 are with inputs 41 . 42 of the differential amplifier 40 connected and form the differential voltage of the differential amplifier. The differential amplifier 40 has at least two more inputs 43 . 44 on that with the supply voltage 55 or with the high-side mass 56 are connected. The differential amplifier 40 has at least one exit 45 on and generates the second signal 50 ,

3 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Pegelumsetzers. Die erste Teilschaltung 20 weist zwei Niederspannungsschalter 301, 302 auf. Dabei ist der erste Niederspannungsschalter 301 direkt mit einem Signalgeber 307 verbunden. Der zweite Niederspannungsschalter 302 ist über einen Inverter 303 mit dem Signalgeber 307 verbunden. Der Ausgang des Niederspannungsschalters 301 ist mit dem Eingang 305 der zweiten Teilschaltung 30 und der Ausgang des Niederspannungsschalters 302 ist mit dem Eingang 306 der zweiten Teilschaltung 30 verbunden. Dadurch ist die zweite Teilschaltung 30 eingangsseitig mit dem ersten Spannungspotential verbunden. Der Eingang 305 der zweiten Teilschaltung 30 ist mit einer ersten Stromquelle 320, einem ersten Bauelement 310 und einem zweiten Bauelement 330 verbunden. Die erste Stromquelle 320 ist mit der Versorgungsspannung 55 und dem Knotenpunkt A verbunden. Der Knotenpunkt A ist mit dem Eingang 42 des Differenzverstärkers 40 verbunden, wobei der Eingang 42 der negative Eingang des Differenzverstärkers 40 ist. Parallel zur ersten Stromquelle 320 ist das erste Bauelement 310 angeordnet, das mehrere diodenartige Bauelemente aufweist. Die diodenartigen Bauelemente sind derart angeordnet, dass sie zwischen der Versorgungsspannung 55 und dem Knotenpunkt A in Durchlassrichtung gepolt sind. In Serie zur ersten Stromquelle 320 ist das zweite Bauelement 330 angeordnet, das mehrere diodenartige Bauelemente aufweist. Das zweite Bauelement 330 ist mit der hochseitigen Masse 56 und dem Knotenpunkt A verbunden. Die diodenartigen Bauelemente des zweiten Bauelements 330 sind derart angeordnet, dass sie zwischen der hochseitigen Masse 56 und dem Knotenpunkt A in Sperrrichtung gepolt sind, d. h. das erste Bauelement 310 und das zweite Bauelement 330 sind in gleicher Richtung gepolt. Der Eingang 306 der zweiten Teilschaltung 30 ist mit einer zweiten Stromquelle 350, einem dritten Bauelement 340 und einem vierten Bauelement 360 verbunden. Die zweite Stromquelle 350 ist mit der Versorgungsspannung 55 und dem Knotenpunkt B verbunden. Der Knotenpunkt B ist mit dem Eingang 41 des Differenzverstärkers 40 verbunden, wobei der Eingang 41 der positive Eingang des Differenzverstärkers 40 ist. Parallel zur zweiten Stromquelle 350 ist das dritte Bauelement 340 angeordnet, das mehrere diodenartige Bauelemente aufweist. Die diodenartigen Bauelemente sind derart angeordnet, dass sie zwischen der Versorgungsspannung 55 und dem Knotenpunkt B in Durchlassrichtung gepolt sind. In Serie zur zweiten Stromquelle 350 ist das vierte Bauelement 360 angeordnet, das mehrere diodenartige Bauelemente aufweist. Das vierte Bauelement 360 ist mit der hochseitigen Masse 56 und dem Knotenpunkt B verbunden. Die diodenartigen Bauelemente des vierten Bauelements sind derart angeordnet, dass sie zwischen der hochseitigen Masse 56 und dem Knotenpunkt B in Sperrrichtung gepolt sind, d. h. das dritte Bauelement 340 und das vierte Bauelement 360 sind in gleicher Richtung gepolt. 3 shows the basic structure of the level converter. The first subcircuit 20 has two low voltage switches 301 . 302 on. This is the first low-voltage switch 301 directly with a signal generator 307 connected. The second low voltage switch 302 is via an inverter 303 with the signal transmitter 307 connected. The output of the low voltage switch 301 is with the entrance 305 the second subcircuit 30 and the output of the low voltage switch 302 is with the entrance 306 the second subcircuit 30 connected. This is the second subcircuit 30 Input side connected to the first voltage potential. The entrance 305 the second subcircuit 30 is with a first power source 320 , a first component 310 and a second component 330 connected. The first power source 320 is with the supply voltage 55 and the node A connected. The node A is with the entrance 42 of the differential amplifier 40 connected, the entrance 42 the negative input of the differential amplifier 40 is. Parallel to the first power source 320 is the first component 310 arranged, which has a plurality of diode-like components. The diode-like components are arranged such that they are between the supply voltage 55 and the node A are poled in the forward direction. In series with the first power source 320 is the second component 330 arranged, which has a plurality of diode-like components. The second component 330 is with the high-sided mass 56 and the node A connected. The diode-like components of the second component 330 are arranged so that they are between the high-side mass 56 and the node A are poled in the reverse direction, ie the first component 310 and the second component 330 are poled in the same direction. The entrance 306 the second subcircuit 30 is with a second power source 350 , a third component 340 and a fourth component 360 connected. The second power source 350 is with the supply voltage 55 and the node B connected. The node B is with the entrance 41 of the differential amplifier 40 connected, the entrance 41 the positive input of the differential amplifier 40 is. Parallel to the second power source 350 is the third component 340 arranged, which has a plurality of diode-like components. The diode-like components are arranged such that they are between the supply voltage 55 and the node B in the forward direction are poled. In series to the second power source 350 is the fourth component 360 arranged, which has a plurality of diode-like components. The fourth component 360 is with the high-sided mass 56 and the node B connected. The diode-like components of the fourth device are arranged such that they are between the high-side mass 56 and the node B are reverse-biased, ie, the third device 340 and the fourth component 360 are poled in the same direction.

In einem Ausführungsbeispiel sind die diodenartigen Bauelemente aus Niedervolttransistoren aufgebaut, die in Diodenkonfiguration geschaltet sind. Optional sind die diodenartigen Bauelemente Dioden. Optional können die erste und die zweite Stromquelle Widerstände sein.In one embodiment, the diode-like components are constructed of low-voltage transistors that are connected in diode configuration. Optionally, the diode-like devices are diodes. Optionally, the first and second current sources may be resistors.

Die diodenartigen Bauelemente sind beispielsweise in Form von Klemmdioden ausgeführt, d. h. sie begrenzen den Spannungsabfall. The diode-like components are designed for example in the form of clamping diodes, ie they limit the voltage drop.

4 zeigt ein Verfahren zur Pegelumsetzung. Das Verfahren startet mit Schritt 400, indem ein erstes Signal erfasst wird, das einen ersten Spannungspegel aufweist. In einem folgenden Schritt 410 wird ein hochohmiger Spannungsbereich am Eingang des Differenzverstärkers erzeugt wird. Der hochohmige Spannungsbereich 510 ist in 5 gezeigt. Die Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsspannung 15 und der hochseitigen Masse 7 beträgt ungefähr 5V. Der hochohmige Spannungsbereich 510 wird durch einen Spannungsüberlapp der Spannung 520, die über dem diodenartigen Bauelement 310 abfällt und der Spannung 530, die über dem diodenartigen Bauelement 330 abfällt, oder durch einen Spannungsüberlapp der Spannung 520, die über dem diodenartigen Bauelement 340 abfällt und der Spannung 530, die über dem diodenartigen Bauelement 360 abfällt am Eingang des Differenzverstärkers erzeugt. Die Dimensionierung der diodenartigen Bauelemente bzw. Klemmdioden bestimmt den Spannungsüberlapp. Dieser Spannungsüberlapp umfasst insbesondere Werte im Bereich von 300 mV bis 1 V. Beim Einstellen des Spannungsüberlapps wird gleichzeitig der Arbeitspunkt des Differenzverstärkers eingestellt. Dabei sperren alle diodenartigen Bauelemente. 5 zeigt beispielsweise den Spannungsverlauf am negativen Eingang des Differenzverstärkers. Ist der erste Niderspannungsschalter 301 ausgeschaltet (t = 0), befindet sich der Spannungswert am negativen Eingang des Differenzverstärkers, der über das erste Bauelement und das zweite Bauelement eingestellt wird, am oberen Rand des hochohmigen Spannungsbereichs 510. Der Spannungswert am positiven Eingang des Differenzverstärkers, der über das dritte Bauelement und das vierte Bauelement eingestellt wird, am unteren Rand des hochohmigen Spannungsbereichs 510. In einem folgenden Schritt 420 wird eine Differenzspannung an den Eingängen des Differenzverstärkers erzeugt bzw. verändert, indem der erste Niederspannungsschalter geschlossen bzw. eingeschaltet. Der zweite Niederspannungsschalter ist offen. Dadurch wird ein Signalstrom erzeugt. Durch den Signalstrom wird eine parasitäre Kapazität, die bei der Einstellung des Arbeitspunkts geladen wurde, am Eingang des Differenzverstärkers umgeladen. Die parasitäre Kapazität bestimmt die Schaltgeschwindigkeit des Pegelumsetzers. Die Spannung am negativen Eingang des Differenzverstärkers wird über das erste Bauelement eingestellt. Der Spannungswert am negativen Eingang des Differenzverstärkers fällt mit einer steilen Flanke, d. h. nahezu ohne Steigung, vom oberen Rand des hochohmigen Spannungsbereichs auf den unteren Rand des hochohmigen Spannungsbereichs, d. h. bis das erste Bauelement den Spannungsabfall begrenzt, d. h. klemmt. Gleichzeitig wird die Spannung am positiven Eingang des Differenzverstärkers 40 über das dritte Bauelement eingestellt. Der Spannungswert am positiven Eingang des Differenzverstärkers steigt dabei mit einer steilen Flanke vom unteren Rand des hochohmigen Spannungsbereichs zum oberen Rand des hochohmigen Spannungsbereichs 510, d. h. bis das vierte Bauelement den Spannungsabfall begrenzt, d. h. klemmt. Dadurch ergibt sich eine positive Differenzspannung am Eingang des Differenzverstärkers. In einem folgenden Schritt 430 wird ein zweites Signal in Abhängigkeit der Differenzspannung, der Versorgungsspannung und der hochseitigen Masse erzeugt. Das zweite Signal ist dazu geeignet einen hochseitigen Schalter anzusteuern, z. B. einen NMOS-Transistor. Da die hochseitige Masse mit dem Sourceanschluss des NMOS-Transistors verbunden ist, ist die hochseitige Masse nicht konstant, denn sie ist mit dem schaltenden Knoten des Transistors verbunden. Die hochseitige Masse bewegt sich somit mit schneller Schaltflanke und wird durch die Umschaltgeschwindigkeit des Transistors bestimmt. In einem folgenden Schritt 432 steuert das zweite Signal den Ausgang eines Gate-Treibers an. In einem folgenden Schritt 434 wird der NMOS-Transistor geschaltet, d. h. der hochseitige Schalter ist eingeschaltet. Dadurch wird das Spannungspotential der hochseitigen Masse schlagartig erhöht und weist nahezu den Wert der Batteriespannung auf. Daher wird in einem folgenden Schritt 440 ein Koppelstrom über die hochseitige Masse in die zweite Teilschaltung eingekoppelt. Der Koppelstrom und der Signalstrom überlagern sich in der zweiten Teilschaltung. Durch die Spannungsbegrenzung, die durch die diodenartigen Bauelemente bzw. Klemmdioden verursacht wird, bleibt die Differenzspannung am Eingang des Differenzverstärkers positiv und es kommt zu keinem unerwünschten Schalten des Differenzverstärkers. 6 zeigt die Arbeitspunktverschiebung vor dem Einkoppeln 601 des Koppelstroms und nach dem Einkoppeln 602 des Koppelstroms. Es ist zu erkennen, dass die Spannungsdifferenz am Eingang des Differenzverstärkers durch Einkoppeln des Koppelstroms positiv bleibt, auch wenn sie sich verringert. In einem folgenden Schritt 450 wird der zweite Niederspannungsschalter geschlossen und der erste Niederspannungsschalter geöffnet. Die Spannung am positiven Eingang des Differenzverstärkers wird über das vierte Bauelement 360 eingestellt und fällt vom oberen Rand des hochohmigen Spannungsbereichs zum unteren Rand des hochohmigen Spannungsbereichs. Die Spannung am negativen Eingang des Differenzverstärkers wird über das zweite Bauelement eingestellt und steigt mit einer steilen Flanke vom unteren Rand des hochohmigen Spannungsbereichs zum oberen Rand des hochohmigen Spannungsbereichs. Es erfolgt ein hochohmiges Umladen der Spannungen am Eingang des Differenzverstärkers, wodurch die Differenzspannung am Eingang des Differenzverstärkers negativ wird. In einem folgenden Schritt 460 schaltet der Differenzverstärker aus. 4 shows a method for level conversion. The procedure starts with step 400 by detecting a first signal having a first voltage level. In a following step 410 a high-impedance voltage range is generated at the input of the differential amplifier. The high-impedance voltage range 510 is in 5 shown. The voltage difference between the supply voltage 15 and the high-sided mass 7 is about 5V. The high-impedance voltage range 510 is caused by a voltage overlap of the voltage 520 that over the diode-like device 310 falls off and the tension 530 that over the diode-like device 330 falls, or by a voltage overlap of the voltage 520 that over the diode-like device 340 falls off and the tension 530 that over the diode-like device 360 drops generated at the input of the differential amplifier. The dimensioning of the diode-like components or clamping diodes determines the voltage overlap. In particular, this voltage overlap comprises values in the range from 300 mV to 1 V. When adjusting the voltage overlap, the operating point of the differential amplifier is set at the same time. In doing so, all diode-like components are blocked. 5 shows, for example, the voltage curve at the negative input of the differential amplifier. Is the first neutral voltage switch 301 switched off (t = 0), the voltage value at the negative input of the differential amplifier, which is set via the first component and the second component, located at the upper edge of the high-impedance voltage range 510 , The voltage value at the positive input of the differential amplifier, which is set via the third component and the fourth component, at the lower edge of the high-impedance voltage range 510 , In a following step 420 A differential voltage is generated at the inputs of the differential amplifier or changed by the first low-voltage switch closed or turned on. The second low voltage switch is open. This generates a signal current. Due to the signal current, a parasitic capacitance, which was charged when setting the operating point, is reloaded at the input of the differential amplifier. The parasitic capacitance determines the switching speed of the level shifter. The voltage at the negative input of the differential amplifier is set via the first component. The voltage value at the negative input of the differential amplifier drops with a steep edge, ie almost no slope, from the upper edge of the high-impedance voltage range to the lower edge of the high-impedance voltage range, ie until the first component limits the voltage drop, ie jams. At the same time, the voltage at the positive input of the differential amplifier 40 adjusted via the third component. The voltage value at the positive input of the differential amplifier increases with a steep edge from the lower edge of the high-impedance voltage range to the upper edge of the high-impedance voltage range 510 ie, until the fourth device limits the voltage drop, ie jams. This results in a positive differential voltage at the input of the differential amplifier. In a following step 430 a second signal is generated as a function of the differential voltage, the supply voltage and the high-side mass. The second signal is suitable for driving a high-side switch, z. B. an NMOS transistor. Since the high side ground is connected to the source of the NMOS transistor, the high side ground is not constant because it is connected to the switching node of the transistor. The high-side mass thus moves with a fast switching edge and is determined by the switching speed of the transistor. In a following step 432 the second signal drives the output of a gate driver. In a following step 434 the NMOS transistor is switched, ie the high-side switch is turned on. As a result, the voltage potential of the high-side mass is suddenly increased and has almost the value of the battery voltage. Therefore, in a following step 440 coupled a coupling current via the high-side mass in the second sub-circuit. The coupling current and the signal current are superimposed in the second subcircuit. Due to the voltage limitation caused by the diode-like components or clamping diodes, the differential voltage at the input of the differential amplifier remains positive and there is no undesired switching of the differential amplifier. 6 shows the working point shift before coupling 601 of the coupling current and after coupling 602 of the coupling current. It can be seen that the voltage difference at the input of the differential amplifier by coupling the coupling current remains positive, even if it decreases. In a following step 450 the second low-voltage switch is closed and the first low-voltage switch is opened. The voltage at the positive input of the differential amplifier is via the fourth component 360 is set and falls from the upper edge of the high-impedance voltage range to the lower edge of the high-impedance voltage range. The voltage at the negative input of the differential amplifier is set via the second component and rises with a steep edge from the lower edge of the high-impedance voltage range to the upper edge of the high-impedance voltage range. There is a high-impedance transfer of the voltages at the input of the differential amplifier, whereby the differential voltage at the input of the differential amplifier is negative. In a next step 460 the differential amplifier switches off.

In einem Ausführungsbeispiel besteht die zweite Teilschaltung aus Transistoren mit Gate-Bias, schaltbaren Pull-Up Widerständen und einer Koppelkompensationsschaltung. Über einen Spannungsteiler werden Gate-Bias Spannungen für Transistoren eingestellt, die als Begrenzungstransistoren bzw. Klemmtransistoren fungieren. Diese Klemmtransistoren werden mit Hilfe von Kapazitäten gegenüber der Versorgungsspannung und der hochseitigen Masse gepuffert, um Einkopplungen über die Klemmtransistoren auf die Gate-Bias-Spannungen zu minimieren. Der Vorteil von Klemmtransistoren gegenüber Klemmdioden ist, dass im Begrenzungsfall bzw. Klemmfall, d. h. wenn die abfallende Spannung über den Transistoren begrenzt wird, wobei sich die Versorgungsspannung und die hochseitige Masse auf dem zweiten Spannungspegel befinden, d. h. die Versorgungsspannung und die hochseitige Masse „fliegen“, die Gate-Bias-Spannung der Klemmtransistoren konstant bleibt und bei Einkopplung in die Source des NMOS und des PMOS Transistors die Klemmtransistoren weiter aufgesteuert werden. Dadurch können die Klemmtransistoren kleiner dimensioniert und die parasitären Kapazitäten an den Eingängen des Differenzverstärkers verringert werden, wodurch die Schaltgeschwindigkeit des Pegelumsetzers erhöht wird. Außerdem werden die Spannungseinbrüche an den Eingängen des Differenzverstärkers verringert. Die Schaltung wird robuster gegen Fehlschalten, da die Spannungen an den Knotenpunkten A und B dadurch im Arbeitsbereich des Differenzverstärkers gehalten werden. Wird beispielsweise der Niederspannungsschalter 301 eingeschaltet, wird der komplementäre Knoten B durch einen Pull-Up Widerstand nach oben gezogen. Ein kleiner Widerstand erlaubt ein schnelles hochschalten des Differenzverstärkereingangs, wenn der dazugehörige Niederspannungsschalter 302 ausgeschaltet wird. Da aber beim Einschalten die Niederspannungsschalter auch den Strom durch die Pull-Up Widerstände tragen müssen, führt ein hochohmiger Widerstand, der anstelle der Stromquellen 320 und 350 implementiert werden kann zu einem schnelleren Umschalten. Ein umschaltbarer Widerstand wird nach jedem Schalten des Pegelumsetzers jeweils in den für den nächsten Umschaltvorgang günstigsten Zustand, hoch oder niederohmig, geschalten. Somit kann sowohl für den Einschaltschaltgeschwindigkeit als auch die Schaltgeschwindigkeit weiter erhöht werden. Eine Pulse-Shaping-Schaltung erzeugt die zeitrichtigen Umschaltsignale der schaltbaren Widerstände. Die Koppelkompensationsschaltung umfasst einen weiteren Transistor MNC. Dieser entspricht der Größe der Niederspannungsschalter 301, 302 und erzeugt eine künstliche, parasitäre Kapazität. Bei schneller Spannungsänderung der Hochseite erzeugt diese Kapazität einen Koppelstrom der dem Koppelstrom der Niederspannungsschalter entspricht. Dieser Strom wird auf der Hochseite durch einen Stromspiegel der Versorgungsspannung auf die Knotenpunkte A und B gespiegelt, womit ein Teil des Koppelstrom der Niederspannungsschalter kompensiert werden kann. Damit wird eine höhere Robustheit des Pegelumsetzers gegen Fehlschalten erreicht, was einen Betrieb mit höheren und schnelleren Spannungsänderungen der Hochseite erlaubt. In one embodiment, the second sub-circuit consists of transistors with gate bias, switchable pull-up resistors and a coupling compensation circuit. Via a voltage divider gate bias voltages are set for transistors that act as limiting transistors or clamping transistors. These clamping transistors are buffered by capacitances against the supply voltage and the high side ground to minimize coupling via the clamping transistors to the gate bias voltages. The advantage of clamping transistors over clamping diodes is that in the limit case, ie when the falling voltage across the transistors is limited, the supply voltage and the high-side ground are at the second voltage level, ie the supply voltage and the high-side ground "fly" , the gate bias voltage of the clamping transistors remains constant and when coupled into the source of the NMOS and the PMOS transistor, the clamping transistors are further controlled. As a result, the clamping transistors can be made smaller and the parasitic capacitances at the inputs of the differential amplifier can be reduced, whereby the switching speed of the level shifter is increased. In addition, the voltage drops at the inputs of the differential amplifier are reduced. The circuit becomes more robust against mismatching because the voltages at nodes A and B are thereby held within the operating range of the differential amplifier. For example, the low-voltage switch 301 turned on, the complementary node B is pulled up by a pull-up resistor. A small resistance allows the differential amplifier input to be quickly upshifted when the associated low-voltage switch 302 is turned off. However, since the low-voltage switches must also carry the current through the pull-up resistors when switching on, a high-resistance resistor is used instead of the current sources 320 and 350 can be implemented for faster switching. A switchable resistor is in each case switched to the most favorable state for the next switching process, high or low resistance, after each switching of the level converter. Thus, both the Einschaltschaltgeschwindigkeit and the switching speed can be further increased. A pulse-shaping circuit generates the time-correct switching signals of the switchable resistors. The coupling compensation circuit comprises a further transistor MNC. This corresponds to the size of the low-voltage switches 301 . 302 and creates an artificial, parasitic capacity. With rapid change in voltage of the high side, this capacitance generates a coupling current corresponding to the coupling current of the low-voltage switch. This current is mirrored on the high side by a current mirror of the supply voltage to the nodes A and B, whereby a part of the coupling current of the low-voltage switch can be compensated. Thus, a higher robustness of the level shifter is achieved against faulty switching, which allows operation with higher and faster voltage changes of the high side.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012108127 A1 [0003]

Claims

Level converter ( 1 . 22 ) with • a first input ( 5 . 21 ), which is a first signal ( 4 ), the first signal ( 4 ) has a first voltage level, • an output which has a second signal ( 13 . 50 ), the second signal ( 13 . 50 ) has a second voltage level, the second voltage level being greater than the first voltage level, and a differential amplifier ( 40 ), which detects a differential voltage, wherein the differential amplifier ( 40 ) with a supply voltage ( 15 . 55 ) and a high-side mass ( 7 . 56 ), the supply voltage ( 15 . 55 ) a first voltage potential and the high-side mass ( 7 . 56 ) has a second voltage potential, characterized in that • the first input ( 5 . 21 ) with a first subcircuit ( 20 ), the first subcircuit ( 20 ) with a second subcircuit ( 30 ) is unidirectionally connected, wherein the second subcircuit ( 30 ) with the supply voltage ( 15 . 55 ) and the high-side mass ( 7 . 56 ), the second subcircuit ( 20 ) at least two outputs ( 31 . 32 ) having the differential voltage of the differential amplifier ( 40 ), whereby via a supply voltage input ( 6 . 53 ) and a high-side ground input ( 14 . 54 ) introduces an additional voltage and • the differential amplifier ( 40 ) the second signal ( 13 . 50 ) as a function of the differential voltage, the supply voltage ( 15 . 55 ), the high-side mass ( 7 . 56 ) and the additional voltage.

Level converter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second signal ( 13 . 50 ) an NMOS transistor ( 3 ), which acts as a high-side switch and a feedback to the high-side mass ( 7 . 56 ) having.

Level converter ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that • the second subcircuit ( 30 ) has two nodes (A, B) connected to the inputs ( 41 . 42 ) of the differential amplifier ( 40 ) and • the second subcircuit ( 20 ) two components ( 320 . 350 ), which in conjunction with the supply voltage ( 15 . 55 ) act as a power source, the two components ( 320 . 350 ) an operating point of the differential amplifier ( 40 ) in a high-impedance range and • the second subcircuit ( 20 ) four diode-like components ( 310 . 330 . 340 . 360 ), wherein a connection of the first and third diode-like components ( 310 . 340 ) with the supply voltage ( 55 ) and a connection of the second and fourth diode-like components ( 330 . 360 ) with the high-side mass ( 56 ) generates a respective voltage potential at the nodes (A, B) when the first subcircuit ( 20 ), in particular turns on or off, • wherein the first and third diode-like device ( 310 . 340 ) and the second and fourth diode-like components ( 330 . 360 ) are arranged in opposite directions with respect to a forward direction of the diode-like components, and wherein the voltage potential at the nodes (A, B) is different.

Level converter ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and third diode-like components ( 310 . 340 ) and the second and fourth diode-like components ( 330 . 360 ) has one or more diodes or one or more transistors in diode configuration.

Level converter ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the diode-like components have low-voltage transistors in diode configuration.

Method for level conversion, in particular with a level converter ( 1 ) according to any one of claims 1 to 5, comprising the steps of: • detecting ( 400 ) of a first signal ( 4 ), wherein the first signal has a first voltage level, • generating ( 410 ) of a high-impedance voltage range at inputs ( 41 . 42 ) of a differential amplifier ( 40 ), wherein the high-impedance voltage range using a second sub-circuit ( 30 ) is generated, • generate ( 420 ) of a differential voltage at the inputs ( 41 . 42 ) of the differential amplifier ( 40 ) in dependence of the first signal ( 4 ), • Produce ( 430 ) of a second signal ( 13 . 50 ) as a function of the differential voltage, a supply voltage ( 15 . 55 ) and a high-side mass ( 7 . 56 ), the supply voltage ( 15 . 55 ) a first voltage potential and the high-side mass ( 7 . 56 ) has a second voltage potential, characterized in that • in a further step ( 440 ) an additional voltage via a supply voltage input ( 55 ) and a high-side ground input ( 56 ) is coupled, so that the differential voltage at the inputs ( 41 . 42 ) of the differential amplifier ( 40 ) is reduced, in particular reduced, without the difference voltage having a sign change and the second signal ( 13 . 50 ) has no sudden change.

Method according to claim 6, characterized in that by means of the second signal ( 13 . 50 ) an NMOS transistor ( 3 ), which is called high-side switch and when switching the NMOS transistor ( 3 ) the additional voltage to the high-side mass ( 7 . 56 ) is fed back.

Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that • the high-impedance voltage range by a voltage overlap at a respective node (A) and (B) of the second sub-circuit ( 20 ), wherein the voltage overlap at the node (A) of a first component ( 310 ) connected to the supply voltage ( 15 . 55 ) and the node (A), and a second component ( 330 ), with the high-side mass ( 7 . 56 ) and the node (A) is connected, • wherein the voltage overlap at the node (B) of a third component ( 340 ) connected to the supply voltage ( 15 . 55 ) and the node (B), and a fourth component ( 360 ), with the high-side mass ( 7 . 56 ) and the node (B) is generated.