一種電平移位電路設(shè)計(jì)

 電平移位電路將低壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為高壓控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)低壓邏輯對(duì)高壓功率輸出級(jí)的控制，屬于高壓器件的控制技術(shù)領(lǐng)域，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)、PDP顯示、OLED顯示等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在高壓器件的控制技術(shù)領(lǐng)域，可將控制電路和高壓輸出驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，實(shí)現(xiàn)高耐壓、大電流、高精度。為了提供很大的驅(qū)動(dòng)能力，通常需要采用很大的輸出級(jí)驅(qū)動(dòng)管。電平移位電路作為連接控制電路和輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)的關(guān)鍵電路，一方面要求有很高的驅(qū)動(dòng)能力，滿足輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)要求；另一方面電平移位電路也是高電壓工作，要求有比較低的靜態(tài)電流，從而降低功耗。常規(guī)的電平移位電路將0～VDD（VDD為普通電平）低電壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為0～VPP（VPP為高壓電平）的高電壓控制信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)高壓下工作的輸出級(jí)PMOS管。在該情況下，輸出級(jí)PMOS管的最大柵源電壓為VPP，為保證可靠性，必須使晶體管能夠承受VPP的高電壓，通常采用增加?xùn)叛鹾穸鹊纫恍?fù)雜的工藝解決，但一方面增加了工藝成本，另一方面當(dāng)工作電壓不斷增大時(shí)，工藝解決的難度將大幅提高。

　　對(duì)于輸出級(jí)NMOS管，常規(guī)的方法是采用0～VDD的低電壓控制信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)。隨著工藝的不斷發(fā)展，控制電路的工作電壓VDD不斷降低，并且輸出級(jí)的柵氧厚度較厚，因此造成低電平控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力不足。

　　本文提出了新的電平移位柵電壓控制電路，利用二極管的反向工作特性，結(jié)合正反饋電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)二極管兩端電壓差很大，發(fā)生反向擊穿，瞬態(tài)擊穿電流很大，提供了很大的驅(qū)動(dòng)能力，使?fàn)顟B(tài)快速轉(zhuǎn)換；狀態(tài)穩(wěn)定后，二極管兩端電壓差較小，靜態(tài)電流很小，電路的靜態(tài)功耗很低，正反饋實(shí)現(xiàn)快速的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，最終設(shè)計(jì)出輸出級(jí)PMOS管柵電壓電平移位電路，實(shí)現(xiàn)從0～VDD到VP～VPP（VP根據(jù)輸出級(jí)PMOS管的工藝參數(shù)而定，既保證PMOS管很好的開啟，又滿足可靠性要求）的電平轉(zhuǎn)換，為輸出級(jí)PMOS管提供柵驅(qū)動(dòng)電壓。輸出級(jí)NMOS管柵電壓電平移位電路從0～VDD到0～VN（VN根據(jù)輸出級(jí)NMOS管的工藝參數(shù)而定，既保證NMOS管很好地開啟，又滿足可靠性要求）的電平轉(zhuǎn)換，為輸出級(jí)NMOS管提供柵驅(qū)動(dòng)電壓。