TWI613888B

TWI613888B - 多電源供應類型位準移位器

Info

Publication number: TWI613888B
Application number: TW103116626A
Authority: TW
Inventors: 薛正訓; 權五俊
Original assignee: 美格納半導體有限公司
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2018-02-01
Also published as: KR101745753B1; CN104242908A; US9024675B2; US20140375373A1; TW201509133A; KR20150000082A; CN104242908B

Abstract

本發明提供一種多電源供應類型位準移位器。該所提供之多電源供應類型位準移位器包含在一兩級架構中之一第一位準移位器及一第二位準移位器，以便選擇性地接收第一電源供應至第三電源供應且即使當依不同於一正常通電順序之一順序施加該第一電源供應至該第三電源供應時仍改變一信號位準。輸出電壓在沒有一位準變化之情況下被輸出，且不在該第一位準移位器及該第二位準移位器中產生短路電流。

Description

多電源供應類型位準移位器

【相關申請案之交叉參考】

本申請案主張2013年6月21日在韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2013-0071941號之優先權，出於全部目的，該案之全文以引用之形式併入本文中。

以下描述係關於一位準移位器。以下描述亦係關於經組態為一兩級位準移位器之一多電源供應類型位準移位器，各級具有四個MOS電晶體以在一恆定位準下不斷地輸出電壓而不論通電順序如何。

為了使一般記憶體電路或各種積體電路(IC)電路正常操作，需要將一適當電壓施加至電路。大多數半導體積體電路包含用於執行各種功能之若干電路區塊，且存在用於驅動此等電路區塊之各種電源供應電壓。據此，電路區塊使用一位準移位器來改變一電壓位準，以便在各自電路區塊之間成功互動。

例如，此一位準移位器在一顯示驅動器IC(DDI)(諸如一驅動IC)中用於驅動一有機發光二極體(OLED)或一液晶二極體(LCD)之一面板。此等IC使得能夠依序將複數個電源供應供應至位準移位器從而對應於一通電順序。藉由依此方式來提供電力，此允許當適當地改變一信號位準時在一螢幕上顯示一系列影像資料項。

通常，施加至包含於IC中之位準移位器之一電源供應電壓包含作為通電電壓之一第一電源供應(VDDL)及一第二電源供應(VDDH)及作為一接地電壓(GND)之一第三電源供應(VSSH)。然而，接地電壓(VSSH)可能不具有一「0」位準。在一實例中，VSSH具有一「負(-)」值，且第一電源供應(VDDL)具有一「0」值。在此實例中，第二電源供應(VDDH)具有高於第一電源供應及第三電源供應之一電源供應電壓。

依一預定順序在一兩級位準移位器中施加電源供應電壓。在該順序中，依一特定順序(諸如VDDL->VSSH->VDDH)施加電源供應電壓。

然而，歸因於一系統設計缺陷及由在系統操作時之外部雜訊引起之意外因素，有時可發生未依預定順序施加電源供應電壓之錯誤。

因此，存在位準移位器之輸出電壓之位準不恆定且構成位準移位器之各種電路器件可能被由MOS電晶體之經不適當地啟動之操作所產生之短路電流在實體上損壞之問題。

參考圖1而描述其中由電源供應電壓之一供應順序之一變化引起問題之一情況。圖1係展示具有一多電源供應結構之一位準移位器之一電路組態圖之一實例。

在以下所描述之電路組態中，一金屬氧化物半導體(MOS)電晶體被稱為一PM或NM，此取決於MOS電晶體是一P型還是N型。一MOS電晶體係用於藉由提供包含載體以傳輸信號之一導電溝道而放大或切換電子信號之一電晶體。在一N型MOS電晶體中，載體係電子，且在一P型MOS電晶體中，載體係電洞。

如圖1中所示，一位準移位器10包含各具有四個MOS電晶體之一第一位準移位器20及一第二位準移位器30。在各位準移位器中，MOS電晶體之兩者係P型MOS電晶體，MOS電晶體之兩者係N型MOS電晶體。此處位準移位器10係一兩級位準移位器。

第一位準移位器20包含分別接收一輸入電壓IN之一PM 1及一PM 2。第一位準移位器20亦接收由一反相器2及一NM 1及NM 2(其等用作用於下拉輸入電壓IN之一鎖存電路)反相之一輸入電壓INb。

PM 1及PM 2之閘極分別連接至輸入電壓IN及反相輸入電壓INb。PM 1及PM 2之源極連接至一第一電源供應(VDDL)。PM 1及PM 2之汲極分別連接至待連接至作為一鎖存電路之NM 1及NM 2之一節點a及一節點b。

構成一鎖存電路之NM 1及NM 2之閘極汲極在節點a與節點b之間交叉連接。NM 1及NM 2之源極連接至一第三電源供應(VSSH)。V1及V2表示節點a及節點b之電壓電位。V1及V2連接至第二位準移位器30。

第二位準移位器30包含接收V1及V2之NM 3及NM 4及用作上拉器件之鎖存電路PM 3及PM 4。

NM 3及NM 4之閘極分別接收V1及V2。NM 3及NM 4之源極連接至第三電源供應(VSSH)。NM 3及NM 4之汲極分別連接至待連接至PM 3及PM 4之一節點c及一節點d。

因此，PM 3及PM 4之閘極及汲極交叉連接至節點c及節點d，且PM 3及PM 4之源極連接至第二電源供應(VDDH)。

作為一實例來描述其中第一電源供應(VDDL)未被施加至此一多電源供應類型之一兩級位準移位器之一情況。

當未施加第一電源供應(VDDL)時，NM 1及NM 2之閘極電位進入一接地(GND)狀態或一接地(GND)位準之一浮動狀態。

由於此情況，連接至節點a及節點b之PM 1及PM 2開啟。在此情況下第一位準移位器10之全部MOS開啟，且因此在第一位準移位器10中形成自PM 1及PM 2至NM 1及NM 2之引起一短路電流之電流路徑。

類似地，當節點a及節點b之電壓電位V1及V2變為用於開啟NM 3 及NM 4之電位時，PM 3及PM 4亦被開啟。因此，在此一情況下形成自PM 3及PM 4至NM 3及NM 4之產生一短路電流之電流路徑。

另外，位準移位器10包含一PM 5及NM 5。用作形成第二位準移位器30之一輸出終端之反相器之PM 5及NM 5亦由連接PM 4及NM 4之一節點上之一電壓電位V4開啟。因此，一短路電流自PM 5流至NM 5。

基於剛剛討論之問題，歸因於位準移位器10之一意外電流(諸如一短路電流)，位準移位器10可能無法如所設計般操作。在一些情況下，當短路電流量較大時，構成位準移位器之各種器件(即MOS其等本身)在實體上被損壞。

據此，當位準移位器10遇到此一情況時，輸出電壓位準依與位準移位器10之設計相反之一方式改變。

當在施加第三電源供應(VSSH)之前施加第二電源供應(VDDH)時亦引起類似問題。

在上述位準移位器10中，在表1中界定取決於VDDL、VDDH及VSSH之一通電順序之PM 5與NM 5之間之電流狀態，且亦參考圖2繪示該等狀態。圖2係繪示對應於圖1中所示之位準移位器10之一短路電流之一產生區域之一圖式。

在表1中，呈現VDDL、VDDH及VSSH之可能通電狀態之各種組合。通電狀態由接地(GND)或通電(P-O)來表示。基於通電狀態，表1呈現V1、V2、V3、V4及OUT之對應節點電壓。節點電壓由浮動(F)、轉變(T)、高或低(H/L)或低或高(L/H)來表示。SCC行係基於其他欄之指示是否存在反相器PM 5及NM 5之一短路電流之項之一群組。

當施加VDDL時，由於電流被阻擋，所以未產生一短路電流。同時，當VDDL接地且施加VDDH或VSSH時，在PM 5與NM 5之間產生一短路電流。

在方法中，為了避免短路電流，單獨提供其中預先判定一通電順序之一電源供應單元。然而，在此一方法中，電源供應單元之一電路組態變得更加複雜。

實例提供一種多電源供應類型位準移位器，其經組態以輸出一預先設定電壓位準之一輸出電壓而不論通電順序如何。提供此【發明內容】以介紹在下文【實施方式】中進一步描述之依一簡化形式之概念之一選擇。此【發明內容】不意欲識別所主張之標的之關鍵特徵或本質特徵，亦不意欲用作判定所主張之標的之範疇時之輔助。

在一一般態樣中，一多電源供應類型位準移位器包含：一第一位準移位器，其位於一第一電源供應與一第三電源供應之間且經組態以取決於一輸入信號分別透過一節點a及一節點b輸出一第一電壓位準及一第二電壓位準；一第二位準移位器，其位於一第二電源供應與第三電源供應之間且經組態以取決於第一電壓位準及第二電壓位準分別透過一節點c及一節點d輸出一第三電壓位準及一第四電壓位準；及一偵測單元，其經組態以偵測在施加第一電源供應之前是否將第三電源供應施加至第一位準移位器，其中回應於在施加第一電源供應之前施加第三電源供應，偵測單元經組態以使得節點a之第一電壓位準及節點b之第二電壓位準分別進入一高位準狀態及一低位準狀態。

回應於將第二電源供應施加至第二位準移位器，節點c及節點d可經組態以取決於第一電壓位準及第二電壓位準而分別進入一低位準狀態及一高位準狀態。

該多電源供應類型位準移位器可進一步包含一輸出單元，其經組態以自節點d接收高位準狀態中之一第四電壓位準，將所接收之第四電壓位準之一狀態反相至一低位準狀態，且經組態以輸出低位準狀態中之第四電壓位準。

該偵測單元可包含複數個切換器件，該等器件回應於施加第三電源供應而維持於一關閉狀態中，且取決於節點b之第二電壓位準而開啟。

該偵測單元可進一步包含：一第一金屬氧化物半導體(MO)，其經組態以偵測節點b之第二電壓位準；一第二MOS，其連接至第一MOS且具有一接地(GND)位準之一閘極電壓；一第三MOS，其連接至第二MOS且經上拉驅動，以便允許節點a回應於第一MOS及第二MOS被開啟而進入一高位準狀態。

可回應於節點b之第二電壓位準等於或大於第一MOS之一臨限值而開啟第一MOS及第二MOS。

在第一電源供應、第二電源供應及第三電源供應之中，第二電源供應可具有最高電壓位準，且第三電源供應可具有最低電壓位準。

第一電源供應可為一較低供應電壓VDDL，第二電源供應可為一較高供應電壓VDDH，且第三電源供應可為一參考電壓VSSH。

在另一一般態樣中，一種多電源供應類型位準移位器包含：一第一位準移位器，其位於一第一電源供應與一第三電源供應之間且經組態以取決於一輸入信號分別透過一節點a及一節點b輸出一第一電壓位準及一第二電壓位準；一第二位準移位器，其位於一第二電源供應與第三電源供應之間且經組態以取決於第一電壓位準及第二電壓位準分別透過一節點c及一節點d輸出一第三電壓位準及一第四電壓位準；及一偵測單元，其經組態以偵測在施加第三電源供應之前是否將第二電源供應施加至第二位準移位器，其中回應於在施加第三電源供應之前施加第二電源供應，偵測單元經組態以使得節點c之第三電壓位準及節點d之第四電壓位準分別進入一低位準狀態及一高位準狀態。

該多電源供應類型位準移位器可進一步包含一輸出單元，其經組態以透過節點d接收在高位準狀態中之第四電壓位準，將所接收之第四電壓位準之一狀態反相至一低位準狀態，且經組態以輸出在低位準狀態中之第四電壓位準。

該偵測單元可包含：一第一P型金屬氧化物半導體(PMOS)，其連接至節點d；一第二PMOS，其連接至第一PMOS且具有一接地(GND)位準之一閘極電壓；一第一N型金屬氧化物半導體(NMOS)，其連接至第二PMOS且經下拉驅動，以便允許節點c回應於第一PMOS及第二PMOS被開啟而進入一低位準狀態。

回應於節點c之第三電壓位準等於或小於第一PMOS之一臨限值，可開啟第一PMOS、第二PMOS及第一NMOS。

在另一一般態樣中，一種包含選擇性地接收第一電源供應、第二電源供應及第三電源供應且改變一信號位準之呈兩級形式之一第一位準移位器及一第二位準移位器之多電源供應類型位準移位器包含：一第一偵測單元，其經組態以偵測當將第三電源供應預先施加至第一位準移位器時施加第一電源供應，且作為回應，其經組態以使得第一位準移位器輸出在一高位準狀態中之一第一電壓位準及在一低位準狀態中之一第二電壓位準；及一第二偵測單元，其經組態以偵測當將第二電源供應預先施加至第二位準移位器時施加第三電源供應，且作為回應，其經組態以使得第二位準移位器輸出在一低位準狀態中之一第三電壓位準及在一高位準狀態中之一第四電壓位準。

該第一偵測單元可包含複數個切換器件，該等器件回應於施加第三電源供應而維持於一關閉狀態中，且取決於一節點b之第二電壓位準而開啟。

該第二偵測單元可包含：一第一金屬氧化物半導體(MOS)，其經組態以偵測節點b之第二電壓位準；一第二MOS，其連接至第一MOS且具有一接地(GND)位準之一閘極電壓；及一第三MOS，其連接至第二MOS且經上拉驅動，以便允許一節點a回應於第一MOS及第二MOS被開啟而進入一高位準狀態，且可回應於節點b之第二電壓位準等於或大於第一MOS之一臨限值而開啟第一MOS及第二MOS。

第二偵測單元可包含：一第一PMOS，其連接至一節點d；一第二PMOS，其連接至第一PMOS且具有一接地(GND)位準之一閘極電壓；及一第一NMOS，其連接至第二PMOS且經下拉驅動，以便允許一節點c回應於第一PMOS及第二PMOS被開啟而進入一低位準狀態。

第一位準移位器及第二位準移位器之至少一者可經組態以執行一自偏置功能。

在另一一般態樣中，一種多電源供應類型位準移位器包含：一第一位準移位器，其位於一第一電源供應與一第三電源供應之間，該第一位準移位器經組態以取決於一輸入信號輸出一第一電壓位準及一第二電壓位準；一第二位準移位器，其位於一第二電源供應與第三電源供應之間，該第二位準移位器經組態以取決於第一電壓位準及第二電壓位準輸出一第三電壓位準及一第四電壓位準；及一偵測單元，其經組態以偵測何時未按次序施加一電源供應，其中回應於偵測到未按次序施加一電源供應，該偵測單元經組態以控制第一電壓位準、第二電壓位準、第三電壓位準及第四電壓位準之一或多者。

回應於偵測到在施加第一電源供應之前施加第三電源供應，該偵測單元經組態以使得第一電壓位準及第二電壓位準分別進入一高位準狀態及一低位準狀態。

回應於偵測到在施加第三電源供應之前施加第二電源供應，該偵測單元經組態以使得第三電壓位準及第四電壓位準分別進入一低位準狀態及一高位準狀態。

該多電源供應類型位準移位器可進一步包含一輸出單元，其經組態以接收在高位準狀態中之第四電壓位準，將所接收之第四電壓位準之一狀態反相至一低位準狀態，且經組態以輸出在低位準狀態中之第四電壓位準。

將自以下詳細描述、圖式及技術方案明白其他特徵及態樣。

2‧‧‧反相器

10‧‧‧位準移位器

20‧‧‧第一位準移位器

30‧‧‧第二位準移位器

100‧‧‧多電源供應類型位準移位器/位準移位器

102‧‧‧反相器

110‧‧‧第一位準移位器

120‧‧‧第二位準移位器

130‧‧‧第一偵測單元

140‧‧‧第二偵測單元

810‧‧‧第一位準移位器

820‧‧‧第二位準移位器

830‧‧‧第一偵測單元

840‧‧‧第二偵測單元

GND‧‧‧接地電壓

IN‧‧‧輸入電壓

INb‧‧‧反相輸入電壓/輸入電壓

PM 1‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 2‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 3‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 4‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 5‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體/反相器

PM 10‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 11‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 12‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 13‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 14‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 15‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 20‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 21‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 22‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 23‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 24‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 31‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

PM 32‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 1‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 2‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 3‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 4‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 5‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體/反相器

NM 10‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 11‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 12‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 13‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 20‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 21‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 22‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 23‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 24‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 31‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

NM 32‧‧‧金屬氧化物半導體(MOS)電晶體

V1‧‧‧電壓電位

V2‧‧‧電壓電位

V3‧‧‧電壓電位

V4‧‧‧電壓電位

VDDH‧‧‧第二電源供應/較高供應電壓

VDDL‧‧‧第一電源供應/較低供應電壓

VSSH‧‧‧第三電源供應/參考電壓

a‧‧‧節點

b‧‧‧節點

c‧‧‧節點

d‧‧‧節點

e‧‧‧節點

f‧‧‧節點

h‧‧‧節點

i‧‧‧節點

j‧‧‧節點

圖1係繪示具有一多電源供應結構之一位準移位器之一電路組態圖。

圖2係繪示圖1中所示之位準移位器之一短路電流之一產生區域之一圖式。

圖3係根據一實例之一多電源供應類型位準移位器之一電路組態圖。

圖4係根據一實例之繪示一通電順序之一通電順序時序圖。

圖5A及圖5B係根據實例之當依序施加一第三電源供應VSSH、一第二電源供應VDDH及一第一電源供應VDDL時之模擬結果。

圖6A及圖6B係根據實例之當依序施加第二電源供應VDDH、第三電源供應VSSH及第一電源供應VDDL時之模擬結果。

圖7A及圖7B係根據實例之當依序施加第三電源供應VSSH、第二電源供應VDDH時之模擬結果。

圖8係根據另一實例之一多電源供應類型位準移位器之一電路組態圖。

圖9係根據又另一實例之一多電源供應類型位準移位器之一電路組態圖。

在整個圖式及詳細描述中，除非另外描述或規定，否則相同圖式元件符號將被理解為係指相同元件、特徵及結構。圖式可不按比例繪製，且可為了清晰、繪示及方便起見而擴大圖式中之元件之相對大小、比例及描繪。

提供一下詳細描述以有助於讀者獲得文中所描述之方法、裝置及/或系統之一全面理解。然而，一般技術者將明白文中所描述之系統、裝置及/或方法之各種變化、修改及等效物。所描述之處理步驟及/或操作之進展係一實例；然而，步驟及/或操作之順序不限於文中所闡述之順序，且可如技術中已知般改變，除了必須依一特定次序發生之步驟及/或操作之外。此外，為增強清楚程度及簡潔性，可忽略一般技術者已知之功能及構造之描述。

文中所描述之特徵可依不同形式而體現，且不被理解為限於文中所描述之實例。而是，已提供文中所描述之實例使得本發明將為完全及完整的，且將向一般技術者傳達本發明之全部範疇。

在以下描述中，字母用於表示節點。字母不用於指示節點之間之任何排序或關係，且僅用於幫助識別各自節點以解釋其等在其等所屬之電路中之角色。

據此，在一穩定系統中，兩級位準移位器防止產生一短路電流，且即使當通電順序改變時(例如即使當未施加第一電源供應VDDL或在施加第三電源供應VSSH之前施加第二電源供應VDDH時)仍不斷地輸出一輸出電壓位準。

如上文所討論，根據實例之一多電源供應類型位準移位器展現防止產生一短路電流且即使當通電順序改變時仍不斷地輸出一輸出電壓位準之能力。

即，在使用VDDL、VSSH及VDDH之一正常通電順序來操作之一多電源供應類型位準移位器中，由於即使當依不同於正常通電順序之一順序施加電源供應時，仍在一恆定位準下不斷地輸出一輸出電壓，所以此一位準移位器具有改良可靠性。

另外，在實例中，防止構成一第一位準移位器及一第二位準移位器之MOS器件同時開啟，所以實例防止器件歸因於短路電流而被損壞。

本實例給使用多個電源供應之一兩級位準移位器提供一能力，即，當未施加經指定首先施加之一VDDL電源供應時(即使當首先施加具有相對高於VDDL電源供應之一電位之一VDDH電源供應或具有相對低於VDDL電源供應之一電位之一VSSH電源供應時)，仍不斷地維持一輸出電壓同時防止一短路電流。

參考附圖而描述根據提供此一能力之實例之一多電源供應類型位準移位器。

在以下實例描述中，如同圖1之方法中所呈現之MOS器件之對應MOS器件將由圖1中所使用之相同元件符號指示。即，本實例包含各具有四個MOS電晶體之一第一位準移位器及一第二位準移位器之組態，且因此，構成第一位準移位器及第二位準移位器之MOS器件由與圖1中之元件符號相同之元件符號指示。然而，多電源供應位準移位器、第一位準移位器及第二位準移位器由不同元件符號指示。

如圖式中所示，一多電源供應類型位準移位器100包含一第一位準移位器110及一第二位準移位器120。

第一移位器110包含分別接收一輸入電壓IN及由一反相器102反相之一輸入電壓INb之一PM 1及一PM 2。第一移位器110亦包含用作用於下拉驅動之鎖存電路之一NM 1及一NM 2。

PM 1及PM 2之閘極分別連接至輸入電壓IN及經反相輸入電壓INb。PM 1及PM 2之源極連接至一第一電源供應(VDDL)，且PM 1及PM 2之汲極分別連接至待分別連接至NM 1及NM 2之一節點a及一節點b。另外，NM 1及NM 2之閘極及汲極交叉連接至節點a及節點b。NM 1及NM 2之源極連接至一第三電源供應(VSSH)。

節點a及節點b之電壓電位V1及電壓電位V2連接至第二位準移位器120。第二位準移位器120包含接收V1及V2一NM 3及一NM 4。第二位準移位器120亦包含用作用於上拉驅動之鎖存電路之一PM 3及一PM 4。

此外，PM 3及PM 4之閘極及汲極在節點c與節點d之間交叉連接。PM 3及PM 4之源極連接至第二電源供應(VDDH)。

同時，在本實例中，節點a至節點d經設定以具有恆定位準。藉由將節點a至節點d保持於恆定位準處，防止透過一MOS器件產生一短路電流且穩定地輸出輸出電壓之位準。

為達成節點a至節點d之恆定位準，分別將偵測是否施加第一電源供應(VDDL)及第三電源供應(VSSH)之一第一偵測單元130及一第二偵測單元140提供至第一位準移位器110及第二位準移位器120。即，當未施加第一電源供應(VDDL)時，第一偵測單元130使得節點a能夠維持於相對高於節點b之位準之一位準處。再者，當在施加第三電源供應(VSSH)之前施加第二電源供應(VDDH)時，第二偵測單元使得節點c能夠維持於相對低於節點d之位準之一位準處。藉由維持節點位準之間之此等關係，實例達成上文所討論之作用。

接著，描述第一偵測單元130及第二偵測單元140之組態。

第一偵測單元130之組態如下。

首先，第一偵測單元130包含一PM 10，其中一源極連接至第一電源供應(VDDL)。PM 10之閘極係接地的，且PM 10之一汲極連接至一節點e。第一偵測單元130亦包含一PM 11，其中一源極連接至第一電源供應(VDDL)。PM 11之閘極連接至待在下文進一步描述之一反相器器件之一輸出節點f，且PM 11之一汲極連接至節點e。此外，第一偵測單元130包含一NM 10，其中一閘極連接至節點e。NM 10之一汲極及一源極連接至第三電源供應(VSSH)。此處，PM 10及NM 10用作電阻器-電容器(RC)電路。

另外，第一偵測單元130包含提供作為反相器器件之一PM 12及一NM 11。PM 12及NM 11之閘極連接至節點e。PM 12之一源極連接至第一電源供應(VDDL)，且NM 11之一源極連接至第三電源供應(VSSH)。PM 12及NM 11之汲極彼此連接從而連接至節點f。

此外，第一偵測單元130包含一PM 13，其中一閘極連接至節點f。PM 13之一汲極及一源極連接至第一電源供應(VDDL)。

此外，第一偵測單元130包含一NM 12，其中一閘極連接至節點f。NM 12之一汲極連接至取決於節點b之一電壓位準而開啟之NM 13。即，NM 13之一汲極連接至NM 12之汲極，NM 13之一源極連接至第三電源供應(VSSH)，且NM 13之一閘極連接至節點b。NM 13基於節點b之電壓位準而開啟，使得節點a之電壓電位V1經設定以高於節點b之電壓位準V2。

另外，NM 12之一源極連接至一PM 14及一PM 15。PM 14之一閘極係接地的。PM 14之一源極連接至第一電源供應(VDDL)。並且，PM 15之一源極連接至第一電源供應(VDDL)，且PM 15之一汲極連接至節點a。當NM 12及NM 13被開啟時，此一PM 15作為一上拉驅動器件而操作從而允許節點a進入一高位準狀態。

第二偵測單元140之組態如下。

第二偵測單元140包含一PM 20，其中一汲極及一源極連接至第二電源供應(VDDH)。PM 20之一閘極連接至一節點h。另外，第二偵測單元140包含一NM 20，其中一汲極連接至節點h，一源極連接至第三電源供應(VSSH)且一閘極係接地的。

第二偵測單元140包含作為反相器器件之一PM 21及一NM 21。PM 21及NM 21之閘極連接至節點h。PM 21之一源極連接至第二電源供應(VDDH)，且NM 21之一源極連接至第三電源供應(VSSH)。並且，PM 21及NM 21之汲極彼此連接。

第二偵測單元140包含透過一閘極來接收PM 21及NM 21之輸出信號以開啟或關閉PM 22之一PM 22。在此實例中，PM 22之一源極連接至第二電源供應(VDDH)，且PM 22之一汲極連接至PM 21及NM 21之輸入終端。

第二偵測單元140包含一NM 22，其連接至用作PM 21及NM 21之一輸出節點之一節點i。NM 22之一汲極及一源極各連接至第三電源供應(VSSH)。

第二偵測單元140包含一PM 23，其中一閘極連接至節點i。PM 23之一源極連接至一PM 24，且PM 23之一汲極連接至一NM 23及一NM 24。PM 24之一源極連接至第二電源供應(VDDH)。PM 24之一閘極連接至節點d。此外，NM 23之一閘極係接地的，且NM 23之一源極連接至第三電源供應(VSSH)。

再者，NM 24之一閘極連接至連接PM 23與NM 23之一節點j。NM 24之一汲極連接至節點c，且NM 24之一源極連接至第三電源供應(VSSH)。當PM 23及PM 24開啟時，取決於節點d之電壓位準，NM 24作為一下拉驅動器件而操作，以允許節點c進入一低位準狀態。

接著，解釋具有上文所描述之組態之多電源供應類型位準移位器之操作。

首先，在圖4A中所示之一通電順序中，具有一兩級結構之位準移位器100遵循第一電源供應(VDDL)、第三電源供應(VSSH)及第二電源供應(VDDH)之一正常通電順序。

在實例中，在施加多電源供應類型位準移位器之第一電源供應(VDDL)之前施加第三電源供應(VSSH)或第二電源供應(VDDH)。然而，仍不斷地在一恆定位準下輸出輸出電壓。下文現在描述其中在施加第二電源供應(VDDH)之前施加第三電源供應(VSSH)之一情況及其中在施加第三電源供應(VSSH)之前施加第二電源供應(VDDH)之一情況。

首先，解釋其中施加第三電源供應(VSSH)，且接著依序施加第二電源供應(VDDH)及第一電源供應(VDDL)之一情況。在圖4B中繪示此一通電順序。

如圖4B中所示，當在施加一接地位準之第一電源供應(VDDL)之前施加第三電源供應(VSSH)時，節點e之電壓位準增大以進入一高位準狀態。此外，由於PM 12及NM11用作反相器器件，所以在節點f處高位準電壓狀態變為一低位準狀態。

因此，NM 12之閘極維持於一接地位準之一關閉狀態。同時，連接至NM 12之PM 14及NM 13維持於一關閉狀態。

在此狀態中，當第一位準移位器110之節點b之位準等於或大於NM 13之一預先設定臨限值時，NM 12及NM 13被開啟。據此，PM 15亦被開啟。

當PM 15開啟時，PM 15被上拉驅動，且連接至PM 15之節點a進入一高位準狀態。

當節點a處於高位準狀態中時，連接至節點a之NM 2被開啟。連接至NM 2之汲極之節點b之位準一直降低至第三電源供應(VSSH)之一位準，且因此節點b進入一低位準狀態。

如上文所描述，當首先施加第三電源供應(VSSH)時，取決於節點b之電壓電位V2，選擇性地開啟第一偵測單元130之NM 13。因此，連接至節點a之PM 15被下拉驅動。據此，節點a及節點b經設定而分別處於一高位準狀態及一低位準狀態中。

同時，當在設定節點a及節點b之同時施加第二電源供應(VDDH)時，取決於節點a及節點b之位準狀態，NM 3及PM 3被開啟。並且，NM 4及PM 4被關閉。據此，對應於V3之節點c進入一低位準狀態，且對應於V4之節點d進入一高位準狀態。因此，未產生短路電流。

當節點c及節點d進入預先設定的位準狀態時，在一低位準狀態中輸出V4之一電壓位準，此係因為PM 5及NM 5用作反相器。

其次，描述其中在施加第三電源供應(VSSH)之前施加第二電源供應(VDDH)之一情況。在圖4C中繪示此一情況中之一通電順序。

如圖4C中所示，當在施加第三電源供應(VSSH)之前施加第二電源供應(VDDH)時，第一電源供應(VDDL)及第三電源供應(VSSH)全部處於一接地位準狀態中。

據此，對應於節點a及節點b之電壓電位V1及V2處於其中其等之電位係未知的或處於一接地(GND)位準狀態中之一未知狀態中。因此，NM 23及NM 24處於一關閉狀態中。

當NM 23及NM 24處於關閉狀態中時，連接至NM 23及NM 24之PM 23之閘極具有一接地(GND)位準。因此，如上文所描述，當首先施加第二電源供應(VDDH)時，NM 23及NM 24處於一關閉狀態中，且PM 23及PM 24全部處於一關閉狀態中。

在此狀態中，當對應於節點d之電壓位準V4等於或小於PM 24之一預先設定的臨限值時，PM 24、PM 23及NM 24全部處於一開啟狀態中。因此，NM 24經下拉驅動以設定對應於節點c之電位V3直至一接地位準。

當節點c處於一相對較低位準狀態中時，透過閘極連接至節點c之PM 4被開啟，且對應於節點d之V4具有一較高位準。即，V4之電壓位準一直增大至第二電源供應(VDDH)之一位準。

當在施加第三電源供應之前施加第二電源供應時，第二偵測單元140之PM 24取決於節點d之電壓電位V4而被開啟以下拉驅動NM 24，使得連接至節點c之V3被設定為一較低位準。另外，開啟PM 4以將節點d之V4之電壓位準設定為一較高位準。

據此，藉由在第二位準移位器120之MOS器件之中僅開啟PM 4，由於未形成通過NM 4之一電流路徑，所以未產生一短路電流。

處於較高位準狀態中之V4之電壓位準藉由被反相而在一低位準狀態中輸出，此係因為PM 5及NM 5用作反相器。

如所解釋，即使當在施加第一電源供應(VDDL)之前施加第三電源供應(VSSH)及第二電源供應(VDDH)時，因為第一位準移位器及第二位準移位器之MOS器件之一部分被開啟，所以此仍防止產生短路電流。此外，最終由位準移位器輸出之輸出電壓在一低位準狀態中全部具有相同電壓位準。

同時，透過模擬結果來繪示在一低位準狀態中不斷地輸出輸出電壓而不論通電順序如何之實例之位準移位器之操作。

在圖5A、圖5B、圖6A及圖6B中展示模擬結果。圖5A及圖5B繪示其中根據本實施例而依序施加第三電源供應(VSSH)、第二電源供應(VDDH)及第一電源供應(VDDL)之情況之模擬。圖6A及圖6B繪示其中根據本實施例而依序施加第二電源供應(VDDH)、第三電源供應(VSSH)及第一電源供應(VDDL)之情況之模擬。圖5A及圖6A展示當包含於位準移位器中之MOS器件之特性全部相同時之模擬結果。圖5B及圖6B展示當MOS器件之電壓臨限值Vth變化時之模擬結果。

如圖5A及圖5B及圖6A及圖6B中所示，該等模擬繪示所有輸出電壓在相同狀態中輸出。因此，在此實例中，即使當依一不同通電順序施加電源供應時，位準移位器100之輸出電壓仍以一恆定值輸出。

另外，即使當在施加第一電源供應之前同時施加第三電源供應(VSSH)及第二電源供應(VDDH)時，在本實施例中，仍獲得與圖5A及5B及圖6A圖6B之模擬結果相同之結果。

當同時施加第三電源供應(VSSH)及第二電源供應(VDDH)時，歸因於第一偵測單元130中之NM 13之開啟操作及PM 15之上拉驅動，第一位準移位器110之節點a及節點b被分別設定在一較高位準及一較低位準處。同時，歸因於第二偵測單元140中之PM 24之開啟操作及NM 24之下拉驅動，第二位準移位器120之節點c及節點d被分別設定在一較低位準及一較高位準處。

因此，位準移位器100藉由用作反相器之PM 5及NM 5將在高位準狀態中之V4之電壓位準反相至一低位準狀態且輸出在低位準狀態中之V4之電壓位準。

在圖7A及圖7B中繪示當同時施加第三電源供應VSSH及第二電源供應VDDH時之模擬結果。圖7A及圖7B之模擬結果與圖5A及5B及圖6A圖6B之模擬結果相同，諸如此係因為位準移位器100之輸出電壓以一恆定值輸出。

圖8之多電源供應位準移位器之第一位準移位器810及第二位準移位器820之組態與圖3之位準移位器之對應第一位準移位器110及第二位準移位器120稍微不同。然而，圖8之第一偵測單元830及第二偵測單元840與圖3之位準移位器之對應第一偵測單元130及第二偵測單元140相同。

因此，儘管圖3中之第一位準移位器110及第二位準移位器120各具有四個MOS，然圖8中之第一位準移位器810及第二位準移位器820藉由進一步提供在第一位準移位器810中執行一自偏置功能之一NM 31及一NM 32及在第二位準移位器820中執行一自偏置功能之一PM 31及一PM 32而各具有六個MOS。

在圖8中，NM 31及NM 32分別提供在NM 1與第三電源供應(VSSH)之間及NM 2與第三電源供應(VSSH)之間。類似地，PM 31及PM 32分別提供在PM 3與第二電源供應(VDDH)之間及PM 4與第二電源供應(VDDH)之間。

依此方式，在圖8中所繪示之各具有六個MOS之兩級位準移位器之實例中，當在施加第一電源供應(VDDL)之前施加第三電源供應(VSSH)或第二電源供應(VDDH)時，節點a、節點b、節點c及節點d分別被設定為一較高位準、一較低位準、一較低位準及一較高位準。

同時，可改變第一位準移位器110中之NM 31及NM 32之位置及第二位準移位器120中之PM 31及PM 32之位置。圖9繪示根據又另一實例之一多電源供應類型位準移位器之一結構。

參考圖9，在PM 1與NM 1之間、PM 2與NM 2之間、PM 3與NM 3之間及PM 4與NM 4之間分別提供執行如參考圖8所討論之一自偏置功能之NM 31、NM 32、PM 31及PM 32。

在此一情況中，節點a及節點b被設定為預先設定位準，且為簡單起見而省略與其他實例中之描述相同之對其之詳細描述。

如上文所描述，在實例中，即使當改變使用VDDL、VDDH及VSSH之一兩級多電源供應類型位準移位器之一通電順序時，位準移位器之輸出電壓仍以一恆定位準不斷地輸出，且同時開啟兩級位準移位器之MOS器件以防止產生短路電流。

使用硬體組件來實施文中所描述之裝置及單元。硬體組件可包含(例如)控制器、感測器、處理器、產生器、驅動器及其他等效電子組件。可使用一或多個通用或專用計算器(諸如例如一處理器、一控制器及一算數邏輯單元、一數位信號處理器、一微電腦、一場可程式化陣列、一可程式化邏輯單元、一微處理器或能夠對指令做出回應及依一預定方式執行指令之任何其他器件)來實施硬體組件。硬體組件可運行一操作系統(OS)及在OS上運行之一或多個軟體應用程式。硬體組件亦可回應於軟體之執行而存取、儲存、操縱、處理及產生資料。為了簡單之目的，一處理器件之描述被用作單數，然而，熟悉此項技術者將明白一處理器件可包含多個處理元件及多種類型之處理元件。例如，一硬體組件可包含多個處理器或一處理器及一控制器。另外，不同處理組態係可能的，諸如並行處理器。

上文所描述之方法可被寫為用於獨立或共同地指示或組態處理器件以如所期望般操作之一電腦程式、一程式碼、一指令或其等之某種組合。可在任何類型之機器、組件、實體或虛擬設備、電腦儲存媒體或能夠提供指令或資料至處理裝置(或由處理裝置解釋)之器件中永久或暫時體現軟體及資料。軟體亦可經由網路耦合之電腦系統分佈，使得軟體依一分佈式方式被儲存及執行。特定言之，軟體及資料可由一或多個非暫時性電腦可讀記錄媒體儲存。媒體亦可獨自包含或與軟體程式指令組合而包含、資料檔案、資料結構及類似者。非暫時性電腦可讀記錄媒體可包含可儲存以後可由一電腦系統或處理器件讀取之資料之任何資料儲存器件。非暫時性電腦可讀記錄媒體之實例包含唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、磁帶、USB、軟磁碟、硬碟、光學記錄媒體(例如CD-ROM或DVD)及PC介面(例如PCI、PCI-express、WiFi等等)。另外，用於完成文中所描述之實例之功能程式、程式碼及程式碼區段可由熟悉此項技術之程式設計人員基於圖式之流程圖及方塊圖及如文中所提供之對其等之對應描述而理解。

僅作為一非詳盡說明，文中所描述之一終端/器件/單元可係指行動器件，諸如例如，一蜂巢式電話、一智慧型電話、一可佩戴智慧型器件(諸如例如一戒指、一手錶、一副眼鏡、一手鐲、一腳鏈、一腰帶、一項鏈、一耳環、一頭帶、一頭盔、嵌入衣服中之一器件或其相似者)、一個人電腦(PC)、一平板個人電腦(平板電腦)、一平板電話、一個人數位助理(PDA)、一數位相機、一可攜式遊戲機、一MP3播放器、一可攜式/個人多媒體播放器(PMP)、一手持式電子書、一超便攜個人電腦(UMPC)、一可攜式膝上型PC、一全球定位系統(GPS)導航及諸如一高分辨率電視(HDTV)、一光碟播放器、一DVD播放器、一藍光播放器、一機上盒之器件或能夠進行與本文中所揭示一致之無線通信或網路通信任何其他器件。在一非詳盡實例中，可佩戴器件可自主安裝於使用者之身體上，諸如例如，眼鏡或手鐲。在另一非詳盡實例中，可佩戴器件可透過一附著器件而安裝於使用者之身體上(諸如例如使用一臂帶而將一智慧型電話或一平板電腦附著至一使用者之手臂，或使用一短索來圍繞一使用者之頸部懸掛可佩戴器件)。

儘管本發明包含特定實例，然一般技術者將明白，可在不背離申請專利範圍及其等之等效物之精神及範疇之情況下在形式上及細節上對此等實例進行各種改變。文中所描述之實例應僅以描述性意義來考量且不用於限制目的。各實例中之特徵或態樣之描述被理解為可適用於其他實例中之相似特徵或態樣。若依一不同次序執行所描述之技術，及/或若依一不同方式組合一所描述之系統、架構、器件或電路中之組件及/或由其他組件或其等之等效物替換或增補該所描述之系統、架構、器件或電路中之組件，則可達成合適結果。因此，本發明之範疇並非由詳細描述界定，而是由申請專利範圍及其等之等效物來界定，且申請專利範圍及其等之等效物之範疇內之全部變動被理解為包含於本發明中。