TW201030725A - Level shift circuit - Google Patents

Description

201030725 六、發明說明： - 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種位準偏移電路，尤指—種源極驅動器中的 位準偏移電路。 ^ 【先前技術】 攀 在液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)驅動系統中，一位 準偏移電路通常用於從一較低電壓輸入產生一較高電壓輸出，以使 一源極驅動器驅動液晶顯示器面板之液晶晶元(Crystal Ceu)。請參考 第1圖’第1圖為先前技術中一位準偏移電路100的示意圖。位準 偏移電路100包含一與一交叉耦合對(Cross-CoupledPair)串接 (Cascade)之差動輸入對(Differential Input Pair)，且耦接於第1圖中所 ❹示之一第一供應電壓VDDA以及一第二供應電壓VSSA之間。除此之 外’该差動輸入對包含一 N型金氧半導體(N-type Metal-Oxide-SemiconduCtor，NMOS)電晶體 Ma，其具有一控制閘以 '接收一第一輸入信號Sa，以及一 N型金氧半導體電晶體Mb，其具 有一控制閘以接收一第二輸入信號Sb。該交叉耦合對則包含一 P型 金氧半導體(P-type Metal-Oxide-Semiconductor，PMOS)電晶體 Mc 以及一 P型金氧半導體電晶體Md ’用以根據第一輸入信號Sa以及 第一輸入信號Sb來分別輸出一第一輸出信號Souti以及一第一輸出信 4 201030725 號Sout2。正常來說，第一u 入L就sa以及第二輸入信號sb兩者構成 一個具有一電壓範圍之差叙

差動讯唬，其中該電壓範圍小於V 及V 之間的電壓範圍，因此，春笛^ 田第一輪入信號呂&處於一高邏輯位準以及 第二輸入信號sb處於一低溫 低邏輯位準時，P型金氧半導體電晶體M 以及P型金氧半導體電晶妒u h c 應_ W以及N型金氣輸出信號S°Utl拉高至第一供 拉低至第二供應電壓VssA(^f _⑽^ 偏雜入，（之亦然）。因此’位準偏移電路100便 别4a、b _位準至供應電壓乂舰或接地電壓〜八。 【發明内容】 路0 本I月的目的之在於提供一種源極驅動器中的位準偏移 電 根據本發明之-第—實_， ❾準偏移電路包含-第—電晶#、一势一觀早偏移電路。雜 接形式電晶體、-第三電晶體一=曰曰體、一第一二極體連 接形式電晶體以及-第五電晶體。::體、—第二二極體連 點耦接於一第一參考_以及二：一電晶11具有-第-節 - 控制郎點用以接收一笛一愈厥#^入 訊號。該第二電晶體具有一第 要收帛電緣入 -接於—第二參考電壓。該第 墙 第即點耦接於該第二電晶體 曰節點麵接於該第-二極雜連接形式電 髓之一控制㈣。該第三電晶體具有—第一節_接於該第- 5 201030725 二以及—控制節點用以接收一第二電壓輸入訊號，A中該第 電[輸入訊號為該第二賴輸、 體呈有一第一ή ^反相讯號。該第四電晶 第二節點以及 式電晶體且一有Γ於該第二參考電壓。該第二二極體連接形 —曰曰體，、有—弟一節點耦接於該第四電晶體之一第二 點 一第二節點_於該第二二極體連接形式電晶體之—控 入：此二卜：第五電晶體具有一控制節點输於該第二電壓輸 兮笛^ ·輪接於該第—參考電壓以及υ點祕於 =四電晶體之該第二節點，其中對應該第一賴輸出訊號之一第 一位準偏移輸出訊號係產生於該第四電晶體之該第二節點。 鲁 根據本發明之—第二實補，其揭露—種位準偏移電路。該位 準偏移電路包含—第—電晶體、—第二電晶體、-第-二極體連 接形式電晶體、-第三電晶體、—第四電晶體、—第二二極體連 接形式電晶體以及-第五電晶體。該第一電晶體具有一第一節 點叙接於—第—參考電壓以及—控娜關以接收―第—電麼輸入 訊號。遠第—電晶體具有―第—節點耦接於—第二參考電壓。該第 極體連接形式電晶體具有一第一節點耦接於該第二電晶體 之一第二節點以及一第二節點耦接於該第一二極體連接形式電 曰曰體之一控制節點。該第三電晶體具有一第一節點耦接於該第一 參考電壓以及一控制節點用以接收一第二電壓輸入訊號，其中該第 —電壓輸入訊號為該第二電壓輸入訊號之一反相訊號。該第四電晶 體具有一第一節點耦接於該第二參考電壓。該第二二極體連接形 式電晶體具有一第一節點耦接於該第四電晶體之一第二節點以及 6 201030725 :第=3接於該第二二極體連接形式電晶體之-控制節 入訊贫、一M，五電晶體具有一控制節點熬接於該第二電壓輸 該第三電晶體之該第二參考電壓以及-第二節點耦接於 -位準偏雜〃 卩點’財對應該第—賴細訊號之一第 位丰偏移輸出訊雜產·該第㈣晶體之該第二節點。 ❹ ❹ 電曰髀、—0 位率偏移器。該位準偏移器包含一第一 %日日腹、一第二電晶體、一 電晶體、—第四電晶體…第體連接形式電晶體、一第三 a _ 第一一極體連接形式電晶體以及一 壓以及一】晶體具有—第—節點雛於一第-參考電 有-第-節_接二第電壓輸入訊號。該第二電晶體具 晶體具右—结 〜參考電壓。該第一二極體連接形式電 二節點轉:該一二接：r晶體之-第二— 第-電晶體具有一第一節:二接:，體之-控制節點。該 用以接收-第二駄第—參考電壓以及—控制節點 電壓輸入訊號之一反相訊中該第一電壓輸入訊號為該第二 該第二參考賴。該第k極;^電晶體具有♦節_接於 點轉接於該化電晶體之iH晶體具有—第—節 二極體連接形式電晶體_接於該第二 触Θ丄 <控制郎點。除此之外，哕笛I兩 t有—控制節點输於讀第二電壓輸人訊號、-第—_』晶 。玄第一參考電壓以及一第〜W •’輕接於 〜郎點耦接於該第四電晶體之該第二節 7 201030725 點，其中對應該第一 生於該第四電晶體之該第之一第—位準偏移輪出訊號係產 極驅動器的特徵在【:實::值其揭露-種源極驅動器’且該源 電晶體、-第二電晶體、—第 =辑偏移器包含-第- 電晶體、一第四電晶體、 連接形式電晶體、一第三 第五電晶體。該第-電日體且—有二極^連接形式電晶體以及- 壓以及-控制節_以接收_第—電壓輸:_於-第-參考電 有一第一節點輕接於一第二參考電壓^第射U。該第二電晶體具 晶體具有—第-節點_於該第二電晶體之——1 體連接形式電 一即_接於該第一二極體連接形式電曰體之二即點以及一第 第二電晶體具有一第一節_接於:控制節點。該 用以接收-第二電壓輸 /考電壓以及-控制節點 電壓輸入峨之—反相繼二’，、巾該第—職輸錢號為該第二 該第二參考電壓° "该第四電晶體具有一第一節點輕接於 點耦接於該.電日日日電日日體騎—第一節 二極體連接形式電該第二 =有-控制節一第― 點，:==5”點_於該第三電晶體之該第二節、 生於該第四電晶體之該3=號之一第—位準偏移輸出訊號係產 8 201030725 【實施方式】 —在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞棄來指稱特 疋的兀件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能 會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範 圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上 的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求相當中所提 Ο及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。 此外，「搞接」-詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因 此’若文中描述-第-裝置輕接於一第二聚置，則代表該第一裂置 可直接電氣連接於該第二裝置’過透過其他裝置或連接手段間接地 電氣連接至該第二裝置。 請參考第2圖，第2圖為本發明位準偏移電路之一實施例的示 ❿思圖。请注思，位準偏移電路200可以是一個應用於一源極驅動器 的位準偏移器。位準偏移電路200包含一 N型金氧半導體(N_type

Metal-Oxide-Semiconductor ’ NMOS)電晶體 Ml ’ 具有一源極節點耦 接於一參考電壓（其係為一第二供應電壓VSSA)以及一閘極節點， 用以接收一第一電壓輸入訊號S1 ; — p型金氧半導體(p—type

Metal-Oxide-Semiconductor，PM0S)電晶體 M2，具有一源極節點耦 接於另一參考電壓（其係為一第一供應電壓VDDA); 一二極體連 接形式(Diode-Connected)P型金氧半導體電晶體MD卜具有一源極 節點耦接於P型金氧半導體電晶體M2的一汲極節點，以及一汲極 201030725 接於二極體連接形式卩型金氧半導體電晶體刪的一間極 即點，-N型金氧半導體電晶體M3，具有—源極節_接於第二 ❿ :應電壓VSSA，以及—閘轉點，用以接收—第二觀輸入訊號 ，P型金氧+導體電晶體M4，具有—源極節點輕接於第一供 2電壓VDDA’·-二極體連接形式p型金氧半導體電晶體臓，具 有-源極節點_於？型金氧半導體電晶體姆的一没極節點，以 及-雜節點雛於二極體連接形式p型金氧半導體電㈣爾2 的-閘極即點’以及-N型金氧半導體電晶體奶，具有一間極節 點柄接於第二電壓輸人訊號S2、—源極節_接於第二供應賴 VSSA以及-汲極節點耦接於p型金氧料體電晶體的沒極節 點，其中糊-電壓輸出訊號S1的—第—位準 ⑽1係產生於p型金氧轉體電晶魏的汲㈣點。除此之外， 位準偏移祕料含—N财財導魏雜M6，具有 極節點耦接於第-電壓輸_㈣…源轉軸接於 ^ 壓·以及-汲極節_接於p型金氧半導體電晶體M2 = 節點，其中對應第二電壓輸出訊號_—第二位準 及^ 0UT2係纽於p型錢半導㈣晶體⑽的職節點。第一 t 輸入訊㈣係為第二電壓輸人訊號82之—反相訊號，換句 第-電麵人訊㈣以及第二電壓輸人訊號幻可構成—差動訊 3虎0 準：==:=:^ 201030725 M2、M4、MD1以及MD2的交又耦合結構會輸出第二位準偏移輸 出訊號OUT2，其實質上係等同於第一供應電壓VDDa，換句話說， • P型金氧半導體電晶體M4將P型金氧半導體電晶體M4的汲極節 •點充電伽㈣至第-供應電壓vdda。此外，該交叉輕合結構亦 輸出第-位準偏移輸出訊號，其實質上係等陳第二供應電 麗VSSA加上二極體連接形式p型金氧半導體電晶體廳！的臨界 電壓Vth。此時’既然N型金氧半導體電晶體腿被第一電壓輸入 ❹訊號S1的高電壓位準所導通，所以N型金氧半導體電晶體施便 將帛二辦偏錢纽號〇UT2卿(Qam_帛二供應電壓 VSSA。同樣地，當第―電壓輸人訊號81處於—低電壓位準以及第 -電壓輸人訊號S2處於-高賴位料，p型金氧半導體電晶體 逝將P型金氧半導體電晶體μ2的没極節點充電至第一供應電壓 VDDA ’以及N型金氧半導體電晶體M5將第一位準偏移輸出訊號 ουτι箝制於第二供應電壓VSSA。因此，根據本發明之實施例， ❹鱗偏移電路2GG可產生姻於第—供應賴VDDA或第二供應電 壓VSSA的第-位準偏移輸出訊號〇UT1以及第二位準偏移輸出訊 5虎OUT2 ’其取決於第一電壓輸入訊號S1以及第二電壓輸入訊號 請注意，本發明並不限定同時將N型金氧半導體電晶體奶柄 接至P型金氧半導體電晶體腿的汲極節點以及將N型金氧 ^曰曰曰體M6輕接至p型金氧半導體電晶體搬的汲極節點，換句話 。兄’將N型金氧半導體電晶體Ms轉接至p型金氧半導體電晶體 11 201030725 M4 的没極節點或者將N型金氧轉體電晶體祕至p型金氧 、…體電晶體M2的没極節點，都隸屬本發明的範嘴。 參 -立u考第3@’第3圖為本發明位準偏移電路之另_實施例的 厂、、、圖主心、位準偏移電路300可以是應用於-源極驅動器的 位準偏移㊄。位準偏移電路細具有類似於第2圖所示之位準偏移 電路200的結構，除了下列的不同點：位準偏移電路中的n型 金乳+導體電晶體Ms被一 p型金氧半導體電晶體所取代，而 垔金氧半導體電曰曰體Μγ具有一閘極節點輕接於第二電壓輸入訊 號S2、-源極節點搞接於第一供應電壓vdda以及一汲極節點搞 接於N型金氧半導體電晶體M3的汲極節點；此外，位準偏移電路 中的NfL金氧半導體電晶體Μό被_p型金氧半導體電晶體 =8所取代而Ρ型金氧半導體電晶體⑽具有—閘極節點輛接於 〜電壓輸入訊號S卜一源極節點輕接於第一供應電壓糧Α以 及-没極節_接於N型金氧半導體電晶體M】的沒極節點。 同樣地田第電虔輸入峨S1處於一高電壓位準以及第二電 產輸入訊號S2處於-低賴辦時，包含電晶體奶、M4、画 以及觀的交功合結構會輸㈣—鱗偏移輸出訊號刪，且 實質上係等同於第-供應賴VDDA減掉二極體連接形式p型金氧 •f導體電晶體膽的臨界碰Vih。此時，p型金氧半導體電晶體 M7被第二麵輸人訊號S2的低觀位準所導通，所以p型 導體電晶_便將第-位準偏移輸出訊號〇υτ 12 201030725 電壓VDDA。此外，該交讀合結構錢料二辦偏移輸出訊號 OUT2 ’其實質上係等同於第二供應電麗Vssa，換句話說，n型金 -氧料體電晶體D型金氧半導體電晶體m的没極節點放電 •至第二供應電壓VSSA。同樣地’當第—電壓輸人訊號S丨處於一低 電壓位準以及第二電壓輸人喊S2處於—高電壓位準時，N型金氧 半導體電晶體M3將N型金氧半導體電晶體Μ3 ·極節點放電至 第二供應賴VSSA ’以及Ρ型金氧半導體電晶體⑽會將第二位 φ 準偏移輸出訊號0UT2箝制於第-供應電壓VDDA。因此，根據本 發明之實施例，位準偏移電路3〇〇可產生相同於第一供應電壓 娜A或第二供應電壓VSSA的第一位準偏移輸出訊號〇㈣以及 第二位準偏移輸出訊號〇UT2，其取決於第一電壓輸入訊號^以及 第二電壓輸入訊號S2。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發财請專利範圍 藝所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為先前技術中位準偏移電路的示意圖。 ，2圖為本發明位準偏移電路之一實施例的示意圖。 第3圖為本發明位準偏移電路之另一實施例的示意圖。 【主要元件符號說明】 13 201030725 100、200、300 位準偏移電路

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Claims (1)

1. 201030725 七、申請專利範圍： 種位準偏移電路，包含有： 電曰曰體具有一第一節點搞接於一第一參考電壓以及一控 制節點用以接收―第—電壓輸人訊號； 工 第—電晶體’具有―第—節點耗接於-第二參考電壓； 1曰-二極财接形式紅體，具有—第—節點_於該第二電

   ㈤立之-第二節點以及一第二節點耦接於該第—二極體連接 形式電晶體之一控制節點； 第 制r_人具有一第一節點於該第一參考電壓以及-控 气二二二電壓輸入號’其中該第—_輸入 械為漆第二電歷輸入峨之一反相訊號; 第四電晶體’具有―第—節點減於該第二泉考電壓. t體二接形式電晶體，具有—第—節_接於該第四電 垃/即點以及—第二節點耦接於該第二二極體連 +接形式電晶體之一控制節點； t電晶體，具有一控制節點耦接於該第二 第一節點輕接於該第一參考電壓以及一第二:號、一 電曰曰體之料二_，其中對應該第—電壓輪 弟-位準偏雜㈣雜產纽 j 點。 該第二節 々申明專利域第1項所述之辦偏移電路，另包含有 15 201030725 第Γ電Γ體’具有—控制節點雛於該第—電壓輸人訊號、一 第^點麵接於該第一參考電壓以及一第二節點柄接於該第 斤電Β曰體之該第二節點’其中對應該第二電壓輸出訊號之一 . 帛轉偏移輪出訊號係產生於該第二電晶體之該第二節 點0 3.如申Μ專她項所狀辦偏 壓係高於該第-參考電壓。 弟一參考電 4· Γ、申^專=圍第2項所述之辦偏移電路，其中一電晶 L=;體:該第五電晶體以及該第六電晶咖 接形式電晶體、該第-電曰㉝以月兮哲以第一一極體連 體。 及該第四電晶體均為P型電晶 ❹ 5.種位準偏移電路，包含有： -第:電晶體’具有一第一節點耦接於—第一參以 *制郎點用以接收一第一電壓輸入訊號； 一控 =二電晶體’具有—第一節_接於—第二參考電壓； 弟—二極體連接形式電晶體，具有— ， 晶體之-第-節點以及—第― 接於該第二電 ，〈弟一即點以及苐一即點耦接於該第 升)式電晶體之一控制節點； '體連接 第三電晶體，具有一第一 卽 電壓以及—控 點耦接於該第一參考 16 201030725 制節點用以接收—第二輕輸人訊號，其中該第—電壓輸入 訊號為該第二電壓輸人職之—反相訊號； 一第四電晶體’具有—第―節點雛於該第二參考電壓； 第極體連接形式電晶體，具有-第-節點麵接於該第四電 日日體之-第二節點以及一第二節點搞接於該第二二極體連接 形式電晶體之一控制節點； -第玉電晶體’具有—控制節點输於該第二電壓輸人訊號、一 第一節點搞接於該第二參考電壓以及一第二節點減於該第 =晶體之該第二節點’其帽應該第—電壓輸出訊號之一 第-位準偏移輸出訊號係產生於該第四電晶體之該第二節 點。 6,如申明專利軸第5項所述之辦偏移電路，另包含有. -第六電晶體’具有一控制節點_第，輪入訊號、一 :點_於該第二參考電壓以及—第二節點_於 電晶體之該第二節點，其中對廁 x 笛-m ‘ 、第—電壓輪出訊號之- 雾了輪出訊號係產生於該第二電晶體之該第二節 8·如申請專__6項所述之位準偏移 電路，其中. 〖亥第一電晶體 17 201030725 以及該第三電晶體均Μ型電晶體，以及該第—二極 式電晶體、該第二二極體連接形式電晶體、該第二電曰^ 該第四電晶體、該第五電晶體以及該第六電絲均為體。 9.=極‘鶴器，其魏在於包含—位準偏料，錄準偏移器 -第-電晶體’具有-第—節點输於—第— Φ 制節點用以接收-第—電壓輸人訊號；/以乂及—控 -第二電晶體，具有—第—節點搞接於—第二參考電壓· 一第曰一體二ΓΤ-接形式電晶體’具有—第1_接於該第二電 日日體之第一卽點以及一第二節點耦接於兮 _祕 形式電晶體之一控制節點； …—一極體連接 -第^電晶體’具有一第一節_接於該第—參考電壓以 _點用以接收—第二電顯人訊號， 訊號為該第二電壓輸人訊號之-反相訊號； 輸 -第四電晶體’具有―第—節點祕於該第二參考電壓. -第曰二二極體連接形_體，具有—第1_接於該第四電 曰=之一第二節點以及一第二節點麵接於該第二二極體連接 形式電晶體之—控制節點； 1一-體具有一控制續點輕接於該第二電壓輸入訊號、一 :郎點耦接於該第—參考賴以及1二節關接於該第 =一晶體之該第二節點’其帽應該第1壓輸出訊號之-位準偏移輸出訊號係產生於該第四電晶體之該第二節 18 201030725 1〇.如申明專利範圍第9項所述之源極驅動 另包含有： 器 ’其中該轉偏移器 第六電晶體，士·· 入訊號、— 電晶體之兮第一 # .節點耦接於該第 一 一卽,點，其中對應該第二電壓輪出訊號之— 咏 ，、有—控制節點耦接於該第一電壓輪 >點轉接於該第-參考電壓以及-第 ^位準偏移輪出訊號係產生於該第二第二節 11.如申請專利範圍第9項所述之源極驅動 壓係高於該第一參考電壓。 器，其中該第二參考 電 I2.如h專利範圍第丨。項所述之源極驅動器，其中該第曰 • 、該第五電晶體以及該第六電晶體均為心曰, S曰體以及該第-二極體連接形式電晶體、該第二二電 接形式電晶體、該第二電晶體以及該第四電晶體均為ρ型電晶 體 曰 13.種源極驅動器，其特徵在於包含一位準偏移器，該位 器包含有： 雨移 控 一第一電晶體’具有—第-節點減於-第-參考電壓以及一 制即點用以接收一第一電壓輸入訊號； 19 201030725 第二電晶體’具有-第—節點輪於一第二參考電壓. 第一二極體連接形式電晶體，具有—第—節點_於該第 曰曰體之-紅節點以及—第二節_接於該第― ^ 形式電晶體之一控制節點； $體連接 參 ❹ 第二電晶體m節點触於該第—參考電壓以及1 用以接收一第二電壓輸入訊號，其中該第-電鎌入工 /减為該第二電壓輸入訊號之-反相訊號； 月’J 第四電晶體m節軸接於該第二參考電壓； 第二二極體連接形式電晶體，具有 晶體之Hum $ ‘，，、接於該第四電 料雷^ 節點祕於該第二二極體連接 形式電曰曰體之一控制節點； 要 第^電晶體’具有—控卿關接於該第二電 該第二參考電壓以及-第二節點二; :節點，其中對應該第一電壓輪出訊號之二 點，移輸出訊號係產生於該第四電晶體之該第二節 一第六電晶體，！士 第一節馳垃控制節點输於該第一電壓輪入訊號、一 一電晶體之^如二參考電壓以及—第二節_接於該第 °、第二郎點，其中對應該第二電壓輪出吨骑夕一 第一位準偏移輪出訊號係產生於該第二電晶體之該第二節一 20 201030725 ， 15.如申請專利範圍第13項所述之源極驅動器，其中該第二參考電 壓係高於該第一參考電壓。 16.如申請專利範圍第14項所述之源極驅動器，其中該第一電晶體 以及該第三電晶體均為N型電晶體，以及該第一二極體連接形 式電晶體、該第二二極體連接形式電晶體、該第二電晶體、 該第四電晶體、該第五電晶體以及該第六電晶體均為P型電晶體。 八、圖式：

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