具有改善的時(shí)間響應(yīng)特性的電平移位電路及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換輸入邏輯信號(hào)的電壓電平，并產(chǎn)生具有被轉(zhuǎn)換的電壓電平的輸出邏輯信號(hào)的電平移位電路(level shifter circuit)，更具體的，本發(fā)明涉及改善時(shí)間響應(yīng)特性而能夠迅速切換的電平移位電路。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路，其特征在于，包含：含有從電平移位器的第1電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第1傳輸開關(guān)(pass switch)，和在第2電源和所述第1傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路；以及在所述第1傳輸開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述電平移位器的切換工作的升壓電路。
【專利說(shuō)明】
具有改善的時(shí)間響應(yīng)特性的電平移位電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換輸入邏輯信號(hào)的電壓電平，并產(chǎn)生具有被轉(zhuǎn)換的電壓電平的輸出邏輯信號(hào)的電平移位電路(level shifter circuit)，更具體的，本發(fā)明涉及改善時(shí)間響應(yīng)特性(time response characteristics)而能夠迅速切換的電平移位電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在支援高電壓切換工作的電子電路應(yīng)用中，在具有相互不同電壓電平的電路網(wǎng)路之間為了傳遞信號(hào)利用所謂電平移位器(level shifter)的電路。電平移位器與反相器(inverter)結(jié)合時(shí)，執(zhí)行將在[0-V1]電壓區(qū)間工作的邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換成在[0-V2]電壓區(qū)間工作的輸出信號(hào)的功能。
[0003]而且，電平移位器是除了傳遞邏輯信號(hào)之外，還指單純地傳遞電壓電平的電路，在此情況，滿足特定的邏輯條件時(shí)，通過(guò)傳輸開關(guān)(pass switch)將輸入側(cè)的電壓電平傳遞到輸出側(cè)，之后利用自舉(bootstrap)或電荷栗(charge pump)等的電路執(zhí)行上升或下降電壓的工作。
[0004]這種高電壓電平移位器的典型電路的一例可以列舉美國(guó)注冊(cè)專利第5，160，854號(hào)〃Single-Drive Level Shifter with Low Dynamic Impedance〃、美國(guó)注冊(cè)專利第6，727，742號(hào)〃High-Voltage Level Shifting Circuit with Optimized Response Time"等。
[0005]在美國(guó)注冊(cè)專利第6，727，742號(hào)中，提出高電壓電平移位器的典型現(xiàn)有技術(shù)電路的一例，此例顯示在圖1。
[0006]參照?qǐng)D1，顯示根據(jù)輸入控制信號(hào)Φ，輸出電壓(OUT)在VB00T和VPHASE之間切換的電平移位電路。
[0007]輸出電壓(VOUT)的上限VB00T通常是40-50[V]以上的高電壓電源，輸出電壓(VOUT)的下限VPHASE是與VB00T相差一定大小的低電壓電平電源。通常高電壓電平移位器多半使用驅(qū)動(dòng)大電流的功率器件(Power Device)，以半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)功率器件時(shí)，廣泛使用DMOS(DoubIe Diffused M0S)晶體管。
[0008]DMOS有垂直擴(kuò)散型VDM0S(Vertical DM0S)和水平擴(kuò)散型LDM0S(Lateral DMOS)等，已知通常漏極-源極(Drain-Source)間擊穿電壓(Breakdown Voltage)是高于40-50[V]左右，但因柵極-源極(Gate-Source)間電壓是由晶體管溝道氧化物(channel oxide)的厚度來(lái)決定，很難提高到幾十Volt的水平。
[0009]因此，通常高電壓電平移位器的設(shè)計(jì)，為了DMOS晶體管的安全工作，不得超過(guò)Gate-Source間的電壓限制，例如，在圖1中DMOS的Gate-Source間電壓限制為10 [V]時(shí)，VB00T和VPHASE間的差異決定在10[V]之內(nèi)。
[0010]以VB00T為基準(zhǔn)，為了獲得具有一定差異的VPHASE電位，如圖1所示，廣泛利用電阻器Rl和電流源I dd的組合，和鉗位電路M3。
[0011 ] 輸入控制信號(hào)Φ為ON時(shí)，電流源Idd工作，由此開關(guān)MHV導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)開關(guān)MHV流過(guò)電流Idd。此時(shí)，電流Idd的全部或是一部分經(jīng)過(guò)電阻器Rl流過(guò)，因此由于Rl兩端間的電壓下降，VBOOT和節(jié)點(diǎn)XllO之間產(chǎn)生電壓差。節(jié)點(diǎn)XllO是Ml、M2的柵極節(jié)點(diǎn)的電壓Vg，則PMOS晶體管Ml導(dǎo)通，輸出電壓OUT具有VBOOT的電壓電平。另一方面，在晶體管M3導(dǎo)通時(shí)，M3的柵極節(jié)點(diǎn)的電壓VPHASE和M3的源極節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)X110的電壓Vx之間存在有晶體管M3的閾值電壓(threshold voltage)VT，M3大小的差異。即，滿足如下面數(shù)學(xué)式I的條件。
[0012][數(shù)學(xué)式I]
[0013]Vx = VPHASE-VT,M3
[0014]VPHASE和Vx之間的電位差達(dá)到VT，M3時(shí)，晶體管M3會(huì)關(guān)閉，電流Idd只通過(guò)電阻器Rl流過(guò)。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)XllO的電壓Vx滿足下面的數(shù)學(xué)式2的條件。
[0015][數(shù)學(xué)式2]
[0016]Vx = VBOOT-1dd.Rl
[0017]由此，輸出電壓(OUT)的下限VPHASE滿足下面的數(shù)學(xué)式3。
[0018][數(shù)學(xué)式3]
[0019]VPHASE = VBOOT-1dd.R1+VT,M3
[0020 ] S卩，可以看出輸出電壓(VOUT)的下限VPHASE和VBOOT的差異是由電流源I dd，電阻器Rl，晶體管M3的閾值電壓VT，M3來(lái)決定。
[0021 ]相反的，輸入控制信號(hào)Φ為OFF時(shí)，電流源Idd被切斷。此時(shí)，經(jīng)過(guò)足夠的長(zhǎng)時(shí)間后，流過(guò)電阻器Rl的電流變0，因此電阻器Rl的兩端間的電壓變?yōu)镺。即Vx = VB00T。此時(shí)，晶體管M3的漏-源電壓為OV，因此通過(guò)晶體管M3仍然沒有流過(guò)電流，Vx的電壓是有VBOOT高，則晶體管M2導(dǎo)通，輸出電壓OUT具有VPHASE的電壓電平。
[0022]圖1的電路經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間觀察時(shí)，會(huì)以如上所述的方式工作，但實(shí)際上由于在圖1顯示的節(jié)點(diǎn)Xl 10的寄生電容(parasitic capacitance)Cr、Cp，具有工作延遲的問題。此時(shí)，Cr表示電阻器Rl的寄生電容，Cp表示開關(guān)MHV的寄生電容。
[0023]輸入控制信號(hào)Φ從OFF狀態(tài)變?yōu)镺N時(shí)，節(jié)點(diǎn)Xl 10的電壓Vx應(yīng)從VBOOT下降到(VBOOT-1dd.Rl)，但在此過(guò)程中由于Rl.(Cr+Cp)時(shí)間常數(shù)(time constant)以RC delay慢慢工作。同樣的，輸入控制信號(hào)Φ從ON狀態(tài)變?yōu)镺FF時(shí)，節(jié)點(diǎn)X110的電壓Vx應(yīng)從(VBOOT-1dd.Rl)上升到VB00T，但也在此過(guò)程中由于Rl.(Cr+Cp)時(shí)間常數(shù)(time constant)Vx會(huì)慢慢變成正常狀態(tài)。
[0024]這意味著瞬態(tài)響應(yīng)非常長(zhǎng)，此時(shí)，Vx相當(dāng)于VBOOT和VPHASE之間的某一電平時(shí)，具有晶體管Ml和M2同時(shí)導(dǎo)通等，VPHASE的電壓變化靠近到VBOOT的危險(xiǎn)性。為此對(duì)應(yīng)VPHASE節(jié)點(diǎn)的Reservoir電容要非常大，在設(shè)計(jì)上不方便。
[0025]圖2是在美國(guó)注冊(cè)專利第6，727，742號(hào)對(duì)圖1的電路提出改進(jìn)的圖面。
[0026]參照?qǐng)D2，鉗位晶體管M3的柵極節(jié)點(diǎn)不是連接于V P H A S E而是連接于輸出電壓(OUT)。因此，輸入控制信號(hào)φ以O(shè)N狀態(tài)持續(xù)長(zhǎng)久時(shí)，Vx不是由VPHASE，而是由輸出電壓OUT的電壓電平VBOOT鉗位。即，滿足下面的數(shù)學(xué)式4。
[0027][數(shù)學(xué)式4]
[0028]Vx = VBOOT-VT, M3
[0029]由此，Vx的切換范圍比圖1的Idd.Rl小，因此具有電平移位器的切換速度增加的效果。
[0030]然而，即使在如圖2的改進(jìn)電路，節(jié)點(diǎn)Xl1仍然具有基于RC時(shí)間常數(shù)的時(shí)間響應(yīng)延遲的問題。
[0031]另外，在圖2的改進(jìn)電路反而具有比圖1的電路更難匹配晶體管Ml、M2、M3的閾值電壓特性的問題。
[0032]因此，需要如現(xiàn)有技術(shù)一樣在高電壓切換電路或電平移位電路中有效地保護(hù)晶體管，亦能克服基于RC時(shí)間常數(shù)的時(shí)間響應(yīng)延遲的電路設(shè)計(jì)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0033]技術(shù)問題
[0034]本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)問題而提出的，其目的是在電平移位電路(level shifter circuit)中減小RC delay，并改善為更快的時(shí)間響應(yīng)速度。
[0035]在圖2顯示的現(xiàn)有技術(shù)是輸入控制信號(hào)Φ從ON轉(zhuǎn)換成OFF時(shí)(Vx從低電壓上升為高電壓時(shí))可以縮短時(shí)間，但不是根本的解決方法，結(jié)果存在Vx的上升/下降特性根據(jù)RC時(shí)間常數(shù)決定的問題。
[0036]而且，在圖2顯示的現(xiàn)有技術(shù)是Vx的下限決定為(VB00T-VT，M3)，因此晶體管M2的閾值電壓(threshold voltage)VT，M2要相當(dāng)大，在Vx的下限晶體管M2會(huì)關(guān)閉才能達(dá)到預(yù)期的目的，為此存在必須滿足下面數(shù)學(xué)式5條件的問題。
[0037][數(shù)學(xué)式5]
[0038]VT，M2>VBOOT-VT，M3-VPHASE
[0039]相反的，晶體管Ml在Vx的下限導(dǎo)通才能達(dá)到預(yù)期的目的，因此存在晶體管Ml的閾值電壓VT，M1要滿足下面數(shù)學(xué)式6的問題。
[0040][數(shù)學(xué)式6]
[0041]VT,M1<VT,M3
[0042]S卩，現(xiàn)有技術(shù)不僅是對(duì)RC時(shí)間延遲不能作為根本的解決方法，而且還具有很難匹配晶體管的閾值電壓特性的問題。
[0043]本發(fā)明的目的是，與構(gòu)成電路的晶體管的閾值電壓等器件特性無(wú)關(guān)地提供穩(wěn)定迅速的高電壓切換工作。
[0044]本發(fā)明的目的是，可以對(duì)應(yīng)電平移位器工作的廣泛電壓范圍，亦可以使根據(jù)擊穿電壓(breakdown voltage)等晶體管特性的工作限制最小化，從而對(duì)多種應(yīng)用提供高電壓的高速切換工作。
[0045]本發(fā)明的目的是，改善通常將數(shù)字邏輯信號(hào)的電壓工作范圍轉(zhuǎn)換的電平移位器(level shifter)的時(shí)間響應(yīng)性能，更具體的，滿足用于保護(hù)傳遞高電壓電平的傳輸開關(guān)的low Vgs條件，并改善時(shí)間響應(yīng)性能。
[0046]本發(fā)明的目的是，減小電平移位器的輸出級(jí)電路的傳輸開關(guān)達(dá)到所需工作狀態(tài)的瞬態(tài)時(shí)間，從而減小在瞬態(tài)時(shí)間發(fā)生的泄漏電流。
[0047]本發(fā)明的目的是，減小含傳輸開關(guān)的電平移位器達(dá)到所需工作狀態(tài)的瞬態(tài)時(shí)間，從而減小泄漏電流，且有效地完成在應(yīng)用中要完成的性能。
[0048]解決問題的手段
[0049]為了完成如上所述的目的，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路(levelshiftercircuit)包含:含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(pass switch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路(output stage circuit);以及在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述電平移位器的切換工作的升壓電路(boostercircuit)ο
[0050]此時(shí)，升壓電路的特征在于，在所述電平移位器切換工作時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化(transit1n)的早期瞬態(tài)響應(yīng)(early stage of transientresponse)。
[0051]此時(shí)，升壓電路可以包含:所述電平移位器的輸出信號(hào)為第I穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平的電壓的第I電容器；以及當(dāng)開始使所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的切換工作時(shí)，連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的第I開關(guān)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路，其特征在于，當(dāng)所述第I開關(guān)連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第I電容器之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)閉狀態(tài)的變化，且加速所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程。
[0053]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路還可以包含:在所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)之后且在達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)之前，將所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓控制在恒定電平的偏置電路。
[0054]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路還可以包含:連接于所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間，并限制使得所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓不超過(guò)臨界范圍(critical range)的鉗位電路(clamping circuit)。
[0055]升壓電路可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I切換過(guò)程的第I升壓電路；以及在所述第I傳輸開關(guān)關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述輸出信號(hào)脫離所述第2穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的第2切換過(guò)程的第2升壓電路。
[0056]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電平移位電路包含:含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(pass switch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路(output stage circuit)；當(dāng)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平的電壓的第I電容器；以及連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的第I開關(guān)。
[0057]此時(shí)，本發(fā)明的電平移位電路可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的電阻器；以及經(jīng)過(guò)所述第I開關(guān)，與所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的電流源。此時(shí)，所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，電阻器和電流源可以構(gòu)成能恒定保持所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源間電壓的偏置電路。
[0058]此時(shí)，本發(fā)明的電平移位電路還可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的鉗位電路。鉗位電路可以利用如穩(wěn)壓二極管(zener d1de)等的有源器件，且所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，可以限制(regulate)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓不會(huì)大于臨界電壓以上。
[0059]本發(fā)明的電平移位電路，其特征在于，所述第I開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第I電容器之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從所述第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(trans i t 1n)。
[0060]本發(fā)明的電平移位電路還可以包含:加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的第2升壓電路。此時(shí)，第2升壓電路可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的第2開關(guān);在所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第3開關(guān)；以及一側(cè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)所述第3開關(guān)，與所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接，且所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第2狀態(tài)時(shí)，所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第2電壓電平的第2電容器。
[0061]此時(shí)，包含第2升壓電路的電平移位電路，其特征在于，在所述第3開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第2電容器之間的電荷共享，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，響應(yīng)于所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從所述第2狀態(tài)向所述第I狀態(tài)的變化。
[0062]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電平移位器的控制方法包含:基于包含第I傳輸開關(guān)和第2傳輸開關(guān)的輸出級(jí)電路的工作而輸出的電平移位器的輸出信號(hào)為第I穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制升壓電路的第I電容器使得所述升壓電路的所述第I電容器具有第I狀態(tài)值的步驟；以及對(duì)應(yīng)所述輸出信號(hào)從所述第I穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I切換工作，基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟。
[0063]此時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值，可以加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(transit1n)。
[0064]此時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟可以包含:根據(jù)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接的第I開關(guān)的工作(根據(jù)第I開關(guān)導(dǎo)通)，連接所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電容器的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)的步驟；以及基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的所述第I狀態(tài)的狀態(tài)值之間的差異，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟。
[0065]此時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，通過(guò)具有所述第I狀態(tài)值的所述第I電容器和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容之間的電荷共享(charge sharing)，可以加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(transit1n)。
[0066]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位器的控制方法還可以包含:所述電平移位器的所述輸出信號(hào)為所述第2穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制升壓電路的第2電容器以使得所述升壓電路的所述第2電容器具有第2狀態(tài)值的步驟；以及對(duì)應(yīng)所述輸出信號(hào)從所述第2穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的第2切換工作，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟。
[0067]此時(shí)，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟可以包含:根據(jù)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第2電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接的第3開關(guān)的工作，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟；以及響應(yīng)于所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的步驟。
[0068]此時(shí)，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟可以包含:通過(guò)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第2電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間的電荷共享，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟；以及響應(yīng)于所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的步驟。
[0069]有益效果
[0070]根據(jù)本發(fā)明的電平移位電路(level shifter circuit)可以減小RC延遲(RCdelay)，更迅速地改善時(shí)間響應(yīng)速度。
[0071]根據(jù)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在寬電壓范圍工作，并具有快速時(shí)間響應(yīng)特性的電平移位器。而且，可以對(duì)應(yīng)寬電壓范圍，亦可以使根據(jù)擊穿電壓(breakdown voltage)等晶體管特性的工作限制最小化，并在多種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高電壓電平移位器的高速切換工作。
[0072]在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)電平移位器的輸出信號(hào)的電壓范圍比輸入數(shù)字邏輯信號(hào)的電壓范圍更大時(shí)，可能存在構(gòu)成電平移位電路的晶體管安全性的問題。為了對(duì)應(yīng)高電壓，必須混合使用晶體管和低電壓用晶體管，因此電路設(shè)計(jì)較困難，而且在高電壓-低電壓接口，為使晶體管不被破損而工作，必須增加為了安全的多種保護(hù)電路。由此，高電壓電平移位器在工作時(shí)，具有速度、效率等的性能降低的問題。根據(jù)本發(fā)明，其提供解決這種現(xiàn)有技術(shù)的問題，并可以在高電壓電平移位電路中實(shí)現(xiàn)晶體管的安全工作和高速工作的電路。
[0073]根據(jù)本發(fā)明，與構(gòu)成電路的晶體管的閾值電壓等器件特性無(wú)關(guān)地，可以設(shè)計(jì)穩(wěn)定迅速地進(jìn)行高電壓切換工作的電路，因此設(shè)計(jì)電路時(shí)設(shè)計(jì)者考慮的因素少，在決定晶體管、電阻器等器件的面積方面可以具有非常高的自由度。同樣的理由，設(shè)計(jì)電路時(shí)，限制條件少，可以容易地優(yōu)化電路的性能。
[0074]根據(jù)本發(fā)明，可以滿足用于保護(hù)傳遞高電壓電平的電平移位器的輸出級(jí)電路的傳輸開關(guān)的low Vgs條件，并改善時(shí)間響應(yīng)性能，而且減小傳輸開關(guān)達(dá)到所需工作狀態(tài)的瞬態(tài)時(shí)間，從而可以減小在瞬態(tài)時(shí)間發(fā)生的泄漏電流。
[0075]根據(jù)本發(fā)明，減小含傳輸開關(guān)的電平移位器達(dá)到所需工作狀態(tài)的瞬態(tài)時(shí)間，從而可以減小泄漏電流，且有效地完成在應(yīng)用中要完成的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0076]圖1和圖2是現(xiàn)有技術(shù)的高電壓電平移位電路的一例示圖。
[0077]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路的部分傳輸開關(guān)的圖。
[0078]圖4是單靠圖3或圖5的電路工作時(shí)的時(shí)間響應(yīng)特性圖。
[0079]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路的部分圖。
[0080]圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路圖。
[0081]圖7是為了說(shuō)明圖5的電路顯示寄生電容Cx的圖。
[0082]圖8是為了說(shuō)明圖6的電路顯示寄生電容Cx、Cy的圖。
[0083 ]圖9是圖6及圖8的電路在工作時(shí)的時(shí)間響應(yīng)特性圖。
[0084]圖10是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路控制方法的工作流程圖。
[0085]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電平移位電路控制方法的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0086]為了完成如上所述的目的，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路(levelshiftercircuit)包含:含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(pass switch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路(output stage circuit);以及在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述電平移位器的切換工作的升壓電路(boostercircuit)ο
[0087]此時(shí)，升壓電路的特征在于，在所述電平移位器切換工作時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化(transit1n)的早期瞬態(tài)響應(yīng)(early stage of transientresponse)。
[0088]此時(shí)，升壓電路可以包含:所述電平移位器的輸出信號(hào)為第I穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平的電壓的第I電容器；以及當(dāng)開始用于使所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的切換工作時(shí)，連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的第I開關(guān)。
[0089]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路，其特征在于，當(dāng)所述第I開關(guān)連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第I電容器之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)閉狀態(tài)的變化，且加速所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程。
[0090]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路還可以包含:在所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)且在達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)之前，將所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓控制在恒定電平的偏置電路。
[0091]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路還可以包含:連接于所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間，并限制所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓以使得所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的所述電壓不超過(guò)臨界范圍(critical range)的鉗位電路(clamping circuit)。
[0092]升壓電路可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I切換過(guò)程的第I升壓電路；以及在所述第I傳輸開關(guān)關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述輸出信號(hào)脫離所述第2穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的第2切換過(guò)程的第2升壓電路。
[0093]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電平移位電路包含:含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(pass switch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路(output stage circuit)；所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平的電壓的第I電容器;以及連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的第I開關(guān)。
[0094]此時(shí)，本發(fā)明的電平移位電路可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的電阻器；以及經(jīng)過(guò)所述第I開關(guān)，與所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的電流源。此時(shí)，所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，電阻器和電流源可以構(gòu)成能恒定保持所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源間電壓的偏置電路。
[0095]此時(shí)，本發(fā)明的電平移位電路還可以包含:所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的鉗位電路。鉗位電路可以利用如穩(wěn)壓二極管(zener d1de)等的有源器件，且所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，可以限制(regulate)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓不會(huì)大于臨界電壓以上。
[0096]本發(fā)明的電平移位電路，其特征在于，所述第I開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第I電容器之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從所述第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(trans i t 1n)。
[0097]本發(fā)明的電平移位電路還可以包含:加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的第2升壓電路。此時(shí)，第2升壓電路可以包含:在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的第2開關(guān);在所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第3開關(guān)；以及一側(cè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)所述第3開關(guān)，與所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接，且所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第2狀態(tài)時(shí)，所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第2電壓電平的第2電容器。
[0098]此時(shí)，包含第2升壓電路的電平移位電路，其特征在于，所述第3開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第2電容器之間的電荷共享，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，響應(yīng)所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從所述第2狀態(tài)向所述第I狀態(tài)的變化。
[0099]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電平移位器的控制方法包含:基于包含第I傳輸開關(guān)和第2傳輸開關(guān)的輸出級(jí)電路的工作而輸出的電平移位器的輸出信號(hào)為第I穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制所述第I電容器使得升壓電路的第I電容器具有第I狀態(tài)值的步驟；以及對(duì)應(yīng)所述輸出信號(hào)從所述第I穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I切換工作，基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟。
[0100]此時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值，可以加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(transit1n)。
[0101]此時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟可以包含:根據(jù)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接的第I開關(guān)的工作(根據(jù)第I開關(guān)導(dǎo)通)，連接所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電容器的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)的步驟；以及基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的所述第I狀態(tài)的狀態(tài)值之間的差異，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟。
[0102]此時(shí)，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，通過(guò)具有所述第I狀態(tài)值的所述第I電容器和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容之間的電荷共享(charge sharing)，可以加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(transit1n)。
[0103]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位器的控制方法還可以包含:所述電平移位器的所述輸出信號(hào)為所述第2穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制所述第2電容器使得升壓電路的第2電容器具有第2狀態(tài)值的步驟；以及對(duì)應(yīng)所述輸出信號(hào)從所述第2穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的第2切換工作，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟。
[0104]此時(shí)，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟可以包含:根據(jù)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第2電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接的第3開關(guān)的工作，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟；以及響應(yīng)所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的步驟。
[0105]此時(shí)，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟可以包含:通過(guò)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第2電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間的電荷共享，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟；以及響應(yīng)所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的步驟。
[0106]所述目的之外，本發(fā)明的其它目的及特征通過(guò)參照附圖的實(shí)施例的說(shuō)明將會(huì)變得很明確。
[0107]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在本發(fā)明的說(shuō)明中，判斷有關(guān)公知的構(gòu)成或功能的具體說(shuō)明可能對(duì)本發(fā)明的要旨產(chǎn)生混淆時(shí)，省略其具體說(shuō)明。而且在各圖面及實(shí)施例中顯示的規(guī)格，為了便于說(shuō)明，可能有夸大的部分。
[0108]而且，本發(fā)明并不受限或限定于實(shí)施例。在各圖面顯示的相同的參照符號(hào)表示相同的部件。
[0109]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的傳輸開關(guān)電路的部分300圖。
[0110]參照?qǐng)D3，顯示用于傳遞輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓電平給輸出節(jié)點(diǎn)B的第I傳輸開關(guān)PSW(pass switch)。在圖3中，作為第I傳輸開關(guān)雖然顯示P型PSW，但本發(fā)明的思想并不受限于此，而且第I傳輸開關(guān)PSW是用于傳遞輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓電平給輸出節(jié)點(diǎn)B的器件，可以為P型或N型中的任一個(gè)。而且，在第I傳輸開關(guān)PSW中，輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓是基于輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓電平而決定已足夠，而且不一定要與輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓電平相同。
[0111]更具體的，第I傳輸開關(guān)PSW可能是在高電壓應(yīng)用中傳遞高電壓的器件，在此，如圖3所示，可由DMOS或LDMOS類的晶體管實(shí)現(xiàn)。
[0112]而且，在圖3顯示，第I傳輸開關(guān)PSW的漏極節(jié)點(diǎn)是輸入節(jié)點(diǎn)A，源極節(jié)點(diǎn)是輸出節(jié)點(diǎn)B，這是應(yīng)付輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓電平比輸入節(jié)點(diǎn)A高時(shí)的設(shè)計(jì)，在相反的情況，漏極和源極的位置可以交換，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是很明顯的。
[0113]參照?qǐng)D3，第I傳輸開關(guān)PSW是P型LDM0S，且LDMOS是通常用于提高漏源間的擊穿電壓(Breakdown Voltage)而制作的器件。因此，第I傳輸開關(guān)PSW的漏源電壓在擊穿電壓以下時(shí)，沒有工作上的問題，但第I傳輸開關(guān)PSW的柵源電壓相比于擊穿電壓具有非常低程度的限制電壓，所以在與圖3—樣包含第I傳輸開關(guān)PSW的電路中需要限制柵源電壓的電路。第I傳輸開關(guān)PSW的控制節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)X，所以限制第I傳輸開關(guān)PSW的柵源電壓的電路是將節(jié)點(diǎn)X的電壓(Vx)限制在一定范圍以內(nèi)的電路。
[0114]為此，作為偏置電路，可由電流源510和電阻器RI構(gòu)成。輸入控制信號(hào)Φ I為ON時(shí)，第I開關(guān)SWl短路(short)，從輸出節(jié)點(diǎn)B經(jīng)過(guò)電阻器Rl和節(jié)點(diǎn)X流過(guò)電流源510的偏置電流IBl。此時(shí)，經(jīng)過(guò)瞬態(tài)響應(yīng)(transient response)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(steady state)時(shí)，第I傳輸開關(guān)PSW的柵源電壓以IBl.Rl將保持一定。
[0115]另外，除了根據(jù)輸入控制信號(hào)ΦI的第I開關(guān)SWl的切換之外，發(fā)生輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓突然上升等的突發(fā)事件時(shí)，為了管制(regulate)第I傳輸開關(guān)PSW的柵源電壓在限制電壓以內(nèi)，作為鉗位電路，穩(wěn)壓二極管Dl可以在第I傳輸開關(guān)PSW的柵源之間與電阻器Rl并聯(lián)連接。鉗位電路是在瞬間的過(guò)渡狀態(tài)下，也將第I傳輸開關(guān)PSW的柵源電壓管制(regulate)在限制電壓以內(nèi)，結(jié)果可以防止第I傳輸開關(guān)PSW的破壞而保護(hù)第I傳輸開關(guān)PSW。
[0116]另外，在圖3雖然沒有詳細(xì)地顯示，第I開關(guān)SWl可能是N型LDM0S。例如，輸入控制信號(hào)Φ I為0N( =High)時(shí)，第I開關(guān)SWl的控制節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)X的電壓變High，則第I開關(guān)SWl導(dǎo)通/短路(short)/激活，輸入控制信號(hào)Φ I為OFF(= Low)時(shí)，第I開關(guān)SWI的控制節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)X的電壓變Low，則第I開關(guān)SWl關(guān)閉/開放(open)/失效。第I開關(guān)SWl由于漏極節(jié)點(diǎn)的電壓上限跟隨(follow)輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓，漏源電壓可能變大，可以采用像LDMOS—樣擊穿電壓大的器件。此時(shí)，輸入控制信號(hào)Φ I可能影響第I開關(guān)SWl的柵源電壓，所以在電壓范圍[O?VDD ]內(nèi)工作，VDD可以采用比LDMOS的柵源間限制電壓更低的值。
[0117]輸入控制信號(hào)Φ I變成0FF，第I開關(guān)SWl被開放(open)后，經(jīng)過(guò)瞬態(tài)響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過(guò)電阻器Rl不會(huì)流過(guò)電流，則電阻器Rl兩端間的電壓變?yōu)?[V]。因此，節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx跟隨輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓電平。
[0118]第I傳輸開關(guān)PSW根據(jù)應(yīng)用如圖3—樣配置時(shí)，可以起與二極體類似的一種單向開關(guān)的功能。例如，假定輸入控制信號(hào)Φ I是OFF，第I開關(guān)SWl開放，節(jié)點(diǎn)X的電壓為High的狀
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[0119]此時(shí)，如上所述一樣，節(jié)點(diǎn)X的電壓跟隨輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓。此時(shí)第I傳輸開關(guān)PSW的柵極和源極具有相同的電壓電平，因此輸入節(jié)點(diǎn)A和控制節(jié)點(diǎn)X之間的PN結(jié)與從輸入節(jié)點(diǎn)A向輸出節(jié)點(diǎn)B的正向(forward-direct1n)二極管等效地相同。此時(shí)輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓比輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓高時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)B具有相對(duì)于輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓按閾值電壓大小反映電壓下降的電壓電平。相反的，輸入節(jié)點(diǎn)A的電壓比輸出節(jié)點(diǎn)B的電壓低時(shí)，輸入節(jié)點(diǎn)A和輸出節(jié)點(diǎn)B之間成反向偏置(reverse bias)的狀態(tài)，通過(guò)第I傳輸開關(guān)PSW似乎沒有電流流過(guò)。
[0120]因此，在圖3的電路中，第I傳輸開關(guān)PSW根據(jù)輸入控制信號(hào)ΦI的狀態(tài)可以起雙向開關(guān)的功能，亦可以其單向開關(guān)的功能。
[0121 ]圖3的電路在考慮穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，看來(lái)可以成功地執(zhí)行傳輸開關(guān)的功能，但圖1和圖2的現(xiàn)有技術(shù)顯示，單靠圖3的電路可能出現(xiàn)RC時(shí)間常數(shù)(time constant)的時(shí)間響應(yīng)延遲。
[0122]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路的部分圖。圖5是利用圖3的傳輸開關(guān)構(gòu)成互補(bǔ)電路，并利用其實(shí)現(xiàn)電平移位電路的一例。
[0123]在圖5的電阻器Rl和鉗位二極管Dl數(shù)與圖3的電阻器Rl和鉗位二極管Dl相同。而且，電流源510與圖3的電流源310功能相同，由電阻器Rl和電流源510的偏置電流IBl恒定地管制第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓也相同。
[0124]圖5的電平移位電路包含第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW，第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW可以將電平移位電路構(gòu)成輸出級(jí)電路。第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW串聯(lián)連接于第I電源VBAT和第2電源GND(接地)之間，并且根據(jù)第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW的工作產(chǎn)生輸出信號(hào)OUT。
[0125]第I電源VBAT為車用電池電源時(shí)，可以具有10-60V的寬范圍電壓。因此，第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW必須在比較寬的工作范圍內(nèi)工作，在圖5顯示第I傳輸開關(guān)PSW是以PDMOS，第2傳輸開關(guān)NSW是以NDMOS實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。
[0126]輸入控制信號(hào)Φ I變成0FF，第I開關(guān)SWl被開放(open)后，經(jīng)過(guò)瞬態(tài)響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過(guò)電阻器Rl沒有電流流過(guò)，電阻器Rl兩端間的電壓是0[V]。因此，節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx跟隨第I電源VBAT的電壓電平。而且，第I傳輸開關(guān)PSW變成關(guān)閉，第2傳輸開關(guān)NSW變成導(dǎo)通，輸出信號(hào)OUT具有O [V]的值。
[0127]如此，輸出信號(hào)OUT具有0[V]值的情況，為了便于說(shuō)明，稱為第I穩(wěn)定狀態(tài)。
[0128]此時(shí)，輸入控制信號(hào)ΦI和另一個(gè)輸入控制信號(hào)Φ3具有相互相反的相位(phase)。這是用于防止第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW都導(dǎo)通而在第I電源VBAT和第2電源GND之間流過(guò)直通電流(through current) ο
[0129]而且，為了防止第I傳輸開關(guān)PSW和第2傳輸開關(guān)NSW都導(dǎo)通而在第I電源VBAT和第2電源GND之間流過(guò)直通電流(through current)，利用時(shí)間延遲(time delay)控制以免輸入控制信號(hào)Φ I和輸入控制信號(hào)Φ 3同時(shí)導(dǎo)通。
[0130]輸入控制信號(hào)ΦI變成0N，第I開關(guān)SWl短路(short)后，經(jīng)過(guò)瞬態(tài)響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由于通過(guò)電阻器Rl流過(guò)的偏置電流IBl，電阻器Rl兩端間的電壓是IBl.Rl [V]。所以，節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx具有VBAT-1Bl.Rl的電壓電平。IBl.Rl比第I傳輸開關(guān)PSW的閾值電壓VT，PSW大時(shí)，第I傳輸開關(guān)PSW導(dǎo)通而輸出信號(hào)OUT跟隨第I電源VBAT的電壓電平。
[0131 ]為了防止流過(guò)直通電流，第2傳輸開關(guān)NSW被關(guān)閉。
[0132]如此，輸出信號(hào)OUT具有第I電源VBAT的電壓電平的情況，為了便于說(shuō)明，稱為第2穩(wěn)定狀態(tài)。
[0133]圖5的電路與圖3的電路一樣考慮穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，看來(lái)可以成功地執(zhí)行傳輸開關(guān)的功能，但圖1和圖2的現(xiàn)有技術(shù)顯示，單靠圖5的電路可能出現(xiàn)RC時(shí)間常數(shù)(time constant)的時(shí)間響應(yīng)延遲。
[0134]在圖5的電路中，為了有效地顯示寄生電容(parasitic capacitance)，參照?qǐng)D7進(jìn)行說(shuō)明。
[0135]圖7是為了說(shuō)明圖5的電路顯示寄生電容Cx的圖面。參照?qǐng)D7，可以解釋為節(jié)點(diǎn)X和虛擬參考節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)R)之間存在寄生電容Cx(parasitic capacitance)。此時(shí)，根據(jù)實(shí)施例，節(jié)點(diǎn)R為了便于說(shuō)明可以看成與接地GND相同的節(jié)點(diǎn)，但本發(fā)明的思想并不受限于這種實(shí)施例。Cx可以包含由輸入控制信號(hào)Φ I驅(qū)動(dòng)的第I開關(guān)SWl的寄生結(jié)電容(parasitic junct1ncapacitance)、第I傳輸開關(guān)PSW的寄生柵極電容(parasitic gate capacitance)、電阻器Rl的寄生電容、及穩(wěn)壓二極管DI的寄生電容的影響而構(gòu)成。
[0136]參照?qǐng)D7及圖4，對(duì)圖5電路的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0137]圖4是單靠部分構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的圖3或圖5的電路工作時(shí)的時(shí)間響應(yīng)特性圖。圖4的工作特性均可適用于圖3和圖5的情況，但本說(shuō)明書中以圖5的電路為中心進(jìn)行說(shuō)明。
[0138]波形(waVeform)410是高速工作時(shí)的輸入控制信號(hào)Φ1的狀態(tài)，波形420是高速工作時(shí)第I傳輸開關(guān)PSW的理想源柵電壓(V_SGPSW)的狀態(tài)，波形430是高速工作時(shí)的第I傳輸開關(guān)PSW的實(shí)際源柵電壓(V_SGPSW)的狀態(tài)。波形440是低速工作時(shí)的輸入控制信號(hào)Φ I的狀態(tài)，波形450是低速工作時(shí)的第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓(V_SGPSW)的狀態(tài)。高速工作時(shí)的第I傳輸開關(guān)PSW的理想源柵電壓(V_SGPSW)的波形420是反映穩(wěn)定狀態(tài)的電阻器Rl兩側(cè)節(jié)點(diǎn)間的電壓IBl.Rl而在[0-1B1.Rl]的電壓區(qū)間切換。低速工作時(shí)第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓(V_SGPSW)的波形440經(jīng)足夠的時(shí)間也可以在[0-1B1.Rl]的電壓區(qū)間切換。
[0139]在輸入控制信號(hào)ΦI為OFF的第I穩(wěn)定狀態(tài)中，節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx與第I電源VBAT的電壓電平相同。因此，第I傳輸開關(guān)PSW是失效/關(guān)閉狀態(tài)，且第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓(v_SGPSW)是0[V]。
[0140]此時(shí)，輸入控制信號(hào)ΦI從OFF轉(zhuǎn)換成ON時(shí)，第I開關(guān)SWl變成激活/短路(short)，從節(jié)點(diǎn)X經(jīng)過(guò)第I開關(guān)SWl開始流過(guò)電流。此時(shí)，由于寄生電容Cx和電阻器Rl的組合，V_SGPSW經(jīng)歷根據(jù)Rl.Cx時(shí)間常數(shù)的RC delay。
[0141]參照波形430，輸入控制信號(hào)ΦI的切換周期是比時(shí)間常數(shù)Rl.Cx短的高速工作時(shí)，過(guò)渡狀態(tài)結(jié)束之前第I開關(guān)SWl失效/開放(open)，第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓(V_SGPSW)就不能充分develop。因此，第I傳輸開關(guān)PSW不能充分導(dǎo)通，此時(shí)不能充分的執(zhí)行傳輸開關(guān)的功能。
[0142]因此，只是利用圖5的電路構(gòu)成電平移位電路時(shí)，激活第I傳輸開關(guān)PSW必須偏置電流IBl流過(guò)的時(shí)間要長(zhǎng)，此時(shí)相對(duì)于投入能量，輸出能量的效率低。
[0143]而且，使第I傳輸開關(guān)PSW失效時(shí)(輸入控制信號(hào)ΦI從ON轉(zhuǎn)換成OFF時(shí))，通過(guò)電阻器Rl電流流入寄生電容Cx，節(jié)點(diǎn)X的電壓上升，結(jié)果其速度非常慢。
[0144]根據(jù)應(yīng)用，像車用電池一樣，會(huì)有第I電源VBAT為有限能源的情形。此時(shí)，若第I傳輸開關(guān)PSW的切換時(shí)間、瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，就有從第I電源VBAT經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)X泄漏多數(shù)電荷的可能性，因此，能量效率可能降低很多。
[0145]為了這種問題，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路揭示減小RC時(shí)間延遲，并改善時(shí)間響應(yīng)特性的新電路。下面參照?qǐng)D6，圖8至圖11，對(duì)新的電路進(jìn)行說(shuō)明。
[0146]圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路600圖。
[0147]參照?qǐng)D6，與圖5相同地顯示第I傳輸開關(guān)PSW、電阻器R1、供應(yīng)偏置電流IBl的電流源510，由輸入控制信號(hào)Φ I控制的第I開關(guān)SWl、鉗位二極管Dl、及由輸入控制信號(hào)Φ 3控制的第2傳輸開關(guān)NSW。由于這些構(gòu)成與圖5—樣，省略其重復(fù)的說(shuō)明。例如，第I開關(guān)SWl在圖6雖然沒有詳細(xì)地顯示，可以用N型LDMOS實(shí)現(xiàn)，且輸入控制信號(hào)Φ I可以在電壓區(qū)間[0-VDD]內(nèi)切換。
[0148]在圖6顯示，將第I傳輸開關(guān)PSW從關(guān)閉到導(dǎo)通工作(第I切換過(guò)程)時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)促進(jìn)(speed-up)的第I升壓電路620。另一方面，也顯示將第I傳輸開關(guān)PSW從導(dǎo)通到關(guān)閉工作(第2切換過(guò)程)時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)加速的第2升壓電路630。
[0149]第I升壓電路620和第2升壓電路630不影響電平移位電路600的穩(wěn)定狀態(tài)(steadystate)，只影響瞬態(tài)(transient state)的工作。因此，在穩(wěn)定狀態(tài)，圖6的第I傳輸開關(guān)PSW、電阻器R1、鉗位二極管Dl的工作與圖5的說(shuō)明相同。
[0150]第I升壓電路620包含第I電容器Cl。此時(shí)，第I電容器Cl的一側(cè)節(jié)點(diǎn)可以連接于第2電源GND。在圖5顯示第2電源是接地GND的情形，但第I電源并不一定是接地，也可以是一定標(biāo)準(zhǔn)的電壓(reference voltage)。下面，為了便于說(shuō)明，假定第2電源是接地GND。在圖5顯示第I電容器Cl的兩個(gè)端子之間并聯(lián)連接第5開關(guān)SW5的實(shí)施例，關(guān)于第5開關(guān)SW5的功能將在下面說(shuō)明。
[0151 ] 第2升壓電路630包含第2電容器C2。第2電容器C2的一側(cè)節(jié)點(diǎn)可以連接于第2電源。
[0152]第2升壓電路630還可以包含在第I電源VBAT和節(jié)點(diǎn)X之間連接的第2開關(guān)SW2、在第2開關(guān)SW2的控制節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)Y和第2電容器C2之間連接的第3開關(guān)SW3。此時(shí)，第3開關(guān)SW3是由與第I開關(guān)SWl的輸入控制信號(hào)Φ I反相的輸入控制信號(hào)Φ2控制。即，在穩(wěn)定狀態(tài)第3開關(guān)SW3是以與第I開關(guān)SWl的工作相反的相位工作。
[0153]第2升壓電路630還可以包含與第2開關(guān)SW2成電流反射鏡(current mirror)的第4開關(guān)SW4，還可以包含節(jié)點(diǎn)Y和第I電源VBAT之間連接的鉗位二極管D2。
[0154]第2升壓電路630還可以包含在第2電容器C2的兩側(cè)端子之間并聯(lián)連接的第6開關(guān)SW6，和也是在第2電容器C2的兩側(cè)端子之間并聯(lián)連接而供應(yīng)偏置電流IB2的第2電流源631，對(duì)于第6開關(guān)SW6和第2電流源631的功能在下面進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0155]第3開關(guān)SW3，在輸入控制信號(hào)ΦI為0FF，且反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2為ON的第I穩(wěn)定狀態(tài)下，形成短路(short)，可將節(jié)點(diǎn)Y的電壓向低電壓引導(dǎo)。第2開關(guān)SW2，在輸入控制信號(hào)Φ I為OFF的第I穩(wěn)定狀態(tài)下，執(zhí)行連接節(jié)點(diǎn)X和第I電源VBAT的功能。此時(shí)，第2開關(guān)SW2的控制節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)Y的電壓Vy具有比第I電源VBAT低的電壓，第I電源VBAT和Vy的差異可由鉗位二極管D2的擊穿電壓來(lái)決定?；蚴?，在圖6沒有顯示，但在節(jié)點(diǎn)Y和第I電源VBAT之間連接像R2—樣的額外電阻器，在輸入控制信號(hào)Φ I為OFF的第I穩(wěn)定狀態(tài)下，可以用偏置電壓IB2.R2保持第I電源VBAT和節(jié)點(diǎn)Y之間的電壓。
[0156]第3開關(guān)SW3在圖6雖然沒有詳細(xì)顯示，但像第I開關(guān)SWl—樣，可以為N型LDM0S，而且反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ2也可以在電壓區(qū)間[O-VDD]內(nèi)切換。
[0157]第3開關(guān)SW3，在輸入控制信號(hào)ΦI為0N，且反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2為OFF的第2穩(wěn)定狀態(tài)下，形成開放(open)，且節(jié)點(diǎn)Y的電壓可由第4開關(guān)SW4的閾值電壓VT，SW4來(lái)決定。在第2穩(wěn)定狀態(tài)下，第4開關(guān)SW4因控制節(jié)點(diǎn)和漏極節(jié)點(diǎn)均連接于節(jié)點(diǎn)Y，執(zhí)行像一種二極管一樣的功能。此時(shí)，在第2穩(wěn)定狀態(tài)下，因第4開關(guān)SW4沒有電流流過(guò)，節(jié)點(diǎn)Y具有從第I電源VBAT的電壓降低VT，SW4的電壓。如上所述，在圖6雖然沒有顯示，在節(jié)點(diǎn)Y和第I電源VBAT之間連接像R2—樣的電阻器時(shí)，在第2穩(wěn)定狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)Y的電壓會(huì)跟隨第I電源VBAT的電壓。
[0158]若第2開關(guān)SW2和第4開關(guān)SW4具有相同的特性(characteristic)構(gòu)成電流反射鏡(current mirror)時(shí)，在第2穩(wěn)定狀態(tài)下，第2開關(guān)SW2與第4開關(guān)SW4—樣可以變成失效/關(guān)閉。
[0159]在圖6的電路中，為了說(shuō)明瞬態(tài)響應(yīng)，需要有關(guān)寄生電容(parasiticcapacitance)的理解，因此為了有效地顯示這個(gè)，將參照?qǐng)D8進(jìn)行說(shuō)明。
[0160]圖8是為了說(shuō)明圖6的電路顯示寄生電容Cx、Cy的圖面。參照?qǐng)D8，可以解釋成節(jié)點(diǎn)X和虛擬參考節(jié)點(diǎn)之間存在寄生電容Cx(parasitic capacitance)，而且節(jié)點(diǎn)Y和和虛擬參考節(jié)點(diǎn)之間存在寄生電容Cy οCx可以包含由輸入控制信號(hào)Φ I控制的第I開關(guān)SWl的寄生結(jié)電容(parasitic junct1n capacitance)、第I傳輸開關(guān)PSW的寄生棚.極電容(parasiticgate capacitance)、電阻器Rl的寄生電容、以及穩(wěn)壓二極管Dl的寄生電容的影響而形成。Cy可以包含有反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ2控制的第3開關(guān)SW3的寄生結(jié)電容、第2開關(guān)SW2及第4開關(guān)SW4的寄生柵極電容、鉗位二極管D2的寄生電容的影響而形成。
[0161]參照?qǐng)D8，對(duì)圖6電路的瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)合圖9的波形進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0162]圖9是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖6或圖8的電路600在工作時(shí)的時(shí)間響應(yīng)特性圖。
[0163]圖6的電路600在t〈tl的時(shí)間區(qū)域是第I穩(wěn)定狀態(tài)(輸入控制信號(hào)ΦI是0FF，Φ2是0N)。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx跟隨(follow)第I電源VBAT的電壓。
[0164]在第I穩(wěn)定狀態(tài)，由第I升壓電路620內(nèi)的第5開關(guān)SW5控制使得第I電容器Cl的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)均具有第2電源GND的電壓電平。
[0165]在時(shí)間t = t3，輸入控制信號(hào)Φ I從OFF狀態(tài)變成ON時(shí)(第I切換過(guò)程)，第I開關(guān)SWl短路(short)，第I電容器Cl和節(jié)點(diǎn)X連接。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)X的寄生電容Cx是以第I電源VBAT的電壓已充電的狀態(tài)，但第I電容器Cl和寄生電容Cx之間發(fā)生電荷共享(charge sharing)。在第I穩(wěn)定狀態(tài)(t〈tl)，假定節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx具有Vx，o的電壓電平，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)略的建模，發(fā)生電荷共享的時(shí)間t = t3之后的節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx，ο+可由下述的數(shù)學(xué)式7求得。
[0166][數(shù)學(xué)式7]
[0167]Vx,o+ = Vx,0.Cx/(C1+Cx)
[0168]在此，Cl是指第I電容器Cl的電容值。
[0169]所述數(shù)學(xué)式7不是用于正確的建模，只是為了說(shuō)明本發(fā)明的核心概念所引入的數(shù)學(xué)式，是以顯性(dominant)參數(shù)為中心簡(jiǎn)略地建模的結(jié)果。
[0170]發(fā)生電荷共享的時(shí)間t3之后，Vx的時(shí)間響應(yīng)是由時(shí)間常數(shù)Rl.(Cx+Cl)決定。如此的情形顯示在圖9的圖形920上。而且，與現(xiàn)有的技術(shù)不同之處在Vx的時(shí)間響應(yīng)起始點(diǎn)不是Vx，o，而是經(jīng)電荷共享大幅降低的Vx，o+。由此即使在瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)考慮時(shí)間常數(shù)的RCdelay，Vx可以向第2穩(wěn)定狀態(tài)的值迅速地變化。如此的情形顯示在圖9上，在輸入控制信號(hào)Φ I變成ON時(shí)，與其幾乎同時(shí)顯示第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓V_SGPSW具有接近第2穩(wěn)定狀態(tài)的偏置值(IBl.Rl)o
[0171]此時(shí)，在圖9雖然沒有顯示，由于第I電容器Cl的值太大，節(jié)點(diǎn)X的電壓過(guò)度降低時(shí)，反而可能瞬間發(fā)生第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓V_SGPSW具有比第2穩(wěn)定狀態(tài)的偏置值(IBl.Rl)更大值的過(guò)沖(overshoot)現(xiàn)象。此時(shí)，通過(guò)鉗位二極管Dl的管制(regulate)可使第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓V_SGPSW不會(huì)超過(guò)限制電壓。因此，構(gòu)成如圖6—樣的電路，在決定第I電容器Cl的值時(shí)，存在設(shè)計(jì)上的自由度。
[0172]根據(jù)應(yīng)用，例如，Vx，ο+可能是40[V]，第2穩(wěn)定狀態(tài)的Vx可能是30[V]。此時(shí)，第I電容器Cl的值決定在寄生電容Cx的1/3程度就足夠。因溫度、工藝及環(huán)境的變化，即使在建模的寄生電容Cx的值上有誤差，如上所述存在像鉗位電路Dl的安全裝置，在決定第I電容器Cl值的方面，存在設(shè)計(jì)上的自由度。
[0173]此時(shí)，根據(jù)圖6，顯示在第I穩(wěn)定狀態(tài)第5開關(guān)SW5使第I電容器Cl的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)短路(short)，但本發(fā)明的思想并不受限于此，亦可以設(shè)計(jì)使得第I電容器Cl的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)間的電壓具有非零定值。此時(shí)，第I電容器Cl的一側(cè)節(jié)點(diǎn)連接的第2電源和第I穩(wěn)定狀態(tài)的第I電容器Cl兩側(cè)節(jié)點(diǎn)間的電壓是，通過(guò)電荷共享可以降低第I穩(wěn)定狀態(tài)的Vx，o的程度就足夠。不是與第I電源連接的第I電容器Cl的一側(cè)節(jié)點(diǎn)，而是設(shè)計(jì)第I電容器Cl的另一側(cè)節(jié)點(diǎn)在第I穩(wěn)定狀態(tài)的電壓，可使第2穩(wěn)定狀態(tài)的Vx的目標(biāo)電壓位于另一側(cè)節(jié)點(diǎn)在第I穩(wěn)定狀態(tài)的電壓和第I穩(wěn)定狀態(tài)的Vx，ο之間。如果第I電源VBAT的電壓在第I穩(wěn)定狀態(tài)和第2穩(wěn)定狀態(tài)相同時(shí)，第2穩(wěn)定狀態(tài)的Vx的目標(biāo)電壓Vx，I可由下面的數(shù)學(xué)式8來(lái)表示。
[0174][數(shù)學(xué)式8]
[0175]Vx，I =Vx, O-1Bl.Rl
[0176]S卩，第2穩(wěn)定狀態(tài)的Vx的目標(biāo)電壓Vx，I是由第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I電源VBAT的電壓和偏置電路的偏置電壓來(lái)決定。
[0177]電平移位電路600迅速地達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)后，輸入控制信號(hào)ΦI從ON轉(zhuǎn)換到OFF時(shí)(第2切換過(guò)程)，瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行如下。
[0178]首先，在第2穩(wěn)定狀態(tài)(時(shí)間區(qū)域t3〈〈t〈t4)輸入控制信號(hào)ΦI是ON狀態(tài)，因此第6開關(guān)SW6短路(short)，第2電容器C2的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)短路。此時(shí)，第2電容器C2的一側(cè)節(jié)點(diǎn)可以連接于第2電源，且第2電源可以是接地GND，但如上所述，亦可以是其它電平的標(biāo)準(zhǔn)電壓。為了便于說(shuō)明，如圖6所示，假定第2電源是接地，進(jìn)行下面的說(shuō)明。即，在第2穩(wěn)定狀態(tài)，可以控制使得第2電容器C2的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)均具有O [ V ]的電壓。
[0179]而且，在第2穩(wěn)定狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)Y的電壓是對(duì)第I電源VBAT的電壓按第4開關(guān)SW4的閾值電壓VT，SW4大小反映電壓下降而形成。即，第2穩(wěn)定狀態(tài)，第2開關(guān)SW2的源柵電壓V_SGSW2具有VT，SW4的大小。
[0180]輸入控制信號(hào)Φ I從ON轉(zhuǎn)換到OFF時(shí)，第I開關(guān)SWl開放(open)，節(jié)點(diǎn)X通過(guò)電阻器Rl開始上升以跟隨第I電源VBAT的電壓。如上所述，由于電阻器Rl的存在，節(jié)點(diǎn)X在第I穩(wěn)定狀態(tài)的目標(biāo)電壓是第I電源VBAT的電壓。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)X的電壓Vx的時(shí)間響應(yīng)特性是由時(shí)間常數(shù)RI.Cx決定，所以Vx的變化會(huì)非常慢的進(jìn)行。圖9的V_SGPSW顯示(VBAT-Vx )，如圖9的曲線930所示，輸入控制信號(hào)Φ I從ON轉(zhuǎn)換到OFF之后，V_SGPSW稍微下降的狀態(tài)表示時(shí)間常數(shù)Rl.Cx的瞬態(tài)響應(yīng)。即，輸入控制信號(hào)Φ I從ON轉(zhuǎn)換到OFF之后，反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ2從OFF轉(zhuǎn)換到ON之前的時(shí)間區(qū)域(t4〈t〈t5)中，Vx會(huì)跟隨時(shí)間常數(shù)Rl.Cx的瞬態(tài)響應(yīng)。
[0181 ]接著，在時(shí)間t = t5，反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)φ 2從OFF轉(zhuǎn)換到ON時(shí)，第3開關(guān)SW3短路(short)，節(jié)點(diǎn)Y和第2電容器C2相互連接。此時(shí)，由于寄生電容Cy和第2電容器C2之間的電荷共享，Vy可能會(huì)迅速下降。參照?qǐng)D9，第2開關(guān)SW2的源柵電壓V_SGSW2隨著反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2從OFF轉(zhuǎn)換到ON迅速上升，此時(shí)的迅速上升是基于寄生電容Cy和第2電容器C2之間的電荷共享。參照?qǐng)D9，第2開關(guān)SW2的源柵電壓V_SGSW2在時(shí)間區(qū)域t>t5根據(jù)電荷共享迅速上升，由此第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電SV_SGPSW可以迅速地下降為O。如此的情形顯示在圖9的曲線950上。
[0182]節(jié)點(diǎn)Y的電壓迅速變化時(shí)，第2開關(guān)SW2的源柵電壓V_SGSW2可能瞬間大于限制電壓。應(yīng)付這種情況，配置鉗位二極管D2，根據(jù)鉗位二極管D2的反向電壓，決定第2開關(guān)SW2的源柵電SV_SGSW2在第I穩(wěn)定狀態(tài)的值。即，第2開關(guān)SW2的源柵電壓V_SGSW2可以根據(jù)第I穩(wěn)定狀態(tài)的鉗位二極管D2的反向電壓而決定，在第2穩(wěn)定狀態(tài)可以根據(jù)第4開關(guān)SW4的閾值電壓VT, SW4而決定。這種過(guò)沖(overshoot)及根據(jù)鉗位二極管D2的穩(wěn)定化過(guò)程顯示在圖9的曲線940上。
[0183]節(jié)點(diǎn)Y的電壓迅速地變化而第2開關(guān)SW2導(dǎo)通時(shí)，節(jié)點(diǎn)X的電壓迅速地上升接近第I電源VBAT的電壓。節(jié)點(diǎn)X具有與第I電源VBAT的電壓相同的電壓。由此，第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓V_SGPSW變成O，電平移位電路600達(dá)到第I穩(wěn)定狀態(tài)。
[0184]在圖6顯示第6開關(guān)SW6在第2穩(wěn)定狀態(tài)使第2電容器C2的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)短路，但與第I電容器Cl相同的理由，在第2穩(wěn)定狀態(tài)并不一定要第2電容器C2的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)短路。亦可以設(shè)計(jì)使得第2電容器C2的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)間的電壓具有非零定值。此時(shí)，第2電容器C2的一側(cè)節(jié)點(diǎn)連接的第2電源和第2穩(wěn)定狀態(tài)的第2電容器C2兩側(cè)節(jié)點(diǎn)間的電壓是，通過(guò)電荷共享可以降低第2穩(wěn)定狀態(tài)的Vy的程度就足夠。不是與第2電源連接的第2電容器C2的一側(cè)節(jié)點(diǎn)，而是設(shè)計(jì)第I電容器Cl的另一側(cè)節(jié)點(diǎn)在第I穩(wěn)定狀態(tài)的電壓，可使第I穩(wěn)定狀態(tài)的Vy的目標(biāo)電壓位于另一側(cè)節(jié)點(diǎn)在第2穩(wěn)定狀態(tài)的電壓和第2穩(wěn)定狀態(tài)的Vy之間。
[0185]寄生電容Cy和第2電容器C2之間電荷共享的結(jié)果Vy是根據(jù)寄生電容Cy和第2電容器C2的電容C2的比率而決定。此時(shí)，即使C2太大而Vy過(guò)于迅速降低，由鉗位二極管02將乂_SGSW2鉗位，可以保護(hù)第2開關(guān)SW2及第4開關(guān)SW4，因此在設(shè)計(jì)C2時(shí)也存在自由度。
[0186]S卩，因溫度、工藝及環(huán)境的變化，即使在建模的寄生電容Cy的值上有誤差，如上所述存在像鉗位電路D2的安全裝置，在決定第2電容器C2值的方面，存在設(shè)計(jì)上的自由度。
[0187]再參照?qǐng)D9，輸入控制信號(hào)ΦI和反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ2之間存在兩者信號(hào)均為OFF的狀態(tài)。時(shí)間區(qū)域t2〈t〈t3及時(shí)間區(qū)域t4〈t〈t5相當(dāng)于此。若輸入控制信號(hào)Φ1和反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2都同時(shí)為ON狀態(tài)時(shí)，形成從節(jié)點(diǎn)X或節(jié)點(diǎn)Y向接地GND連接的電流路徑(currentpath)，根據(jù)偏置條件可能從第I電源VBAT到接地GND流過(guò)非常大的直通電流。這種直通電流可能嚴(yán)重降低電平移位電路600的效率，因此必須設(shè)計(jì)使得輸入控制信號(hào)Φ I和反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2兩者不能同時(shí)為0N。
[0188]另一方面，從第2穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第I穩(wěn)定狀態(tài)的瞬態(tài)，S卩，在輸入控制信號(hào)Φ1變成OFF，反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2尚未變成ON的狀態(tài)，第I傳輸開關(guān)PSW的源柵電壓V_SGPSW顯示時(shí)間常數(shù)Rl.Cx的瞬態(tài)響應(yīng)特性。圖9的時(shí)間區(qū)域t4〈t〈t5相當(dāng)于此。當(dāng)?shù)贗傳輸開關(guān)PSW的源柵電SV_SGPSW顯示根據(jù)時(shí)間常數(shù)Rl.Cx的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，從第I電源VBAT發(fā)生的泄漏電荷越大，因此需要設(shè)計(jì)使得輸入控制信號(hào)Φ I變成OFF之后且反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2變成ON之間的時(shí)間區(qū)域t4〈t〈t5不要太長(zhǎng)。即，輸入控制信號(hào)Φ I變成OFF之后，反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ 2變成ON之間的時(shí)間區(qū)域是輸入控制信號(hào)Φ I變成OFF之后，使第I開關(guān)SWl及第6開關(guān)SW6充分開放(open)的時(shí)間就好，在此以上的時(shí)間區(qū)域?qū)?huì)變成降低電平移位電路600效率的原因。
[0189]從第I穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第2穩(wěn)定狀態(tài)的瞬態(tài)，S卩，在反轉(zhuǎn)輸入控制信號(hào)Φ2變成0FF，輸入控制信號(hào)Φ I尚未變成ON的狀態(tài)，因第3開關(guān)SW3關(guān)閉，經(jīng)過(guò)第4開關(guān)SW4流過(guò)的電流變O。因此，第4開關(guān)SW4的源柵電壓是第4開關(guān)SW4的閾值電壓VT，SW4，在第2穩(wěn)定狀態(tài)第4開關(guān)SW4的源柵電壓保持第4開關(guān)SW4的閾值電壓VT，SW4。如此過(guò)程顯示在圖9的曲線910上。
[0190]圖10是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路控制方法的工作流程圖。
[0191]參照?qǐng)D10，電平移位電路600在電平移位電路的輸出信號(hào)OUT為第I穩(wěn)定狀態(tài)(Low)時(shí)，控制第5開關(guān)SW5使得第I電容器Cl的一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有與第I傳輸開關(guān)PSW的控制節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)X)的電壓Vx相反極性的第I電壓電平(S1010)。
[0192]或是，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，取代第5開關(guān)SW5，可以控制第I電容器Cl周圍的電路使得在第I電容器Cl的一側(cè)節(jié)點(diǎn)上施加恒定的非零第I電壓電平。
[0193]電平移位電路600對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)OUT從第2電源GND的電壓電平切換到第I電源VBAT的壓電平的第I切換工作，通過(guò)第I開關(guān)SWl連接第I傳輸開關(guān)PSW的控制節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)X)和第I電容器Cl的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)(S1020)。
[0194]電平移位電路600可以加速第I傳輸開關(guān)PSW的控制節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)X)的電壓Vx的變化(transit1n)(S1030)。步驟S1030對(duì)應(yīng)在圖9的曲線920顯示的V_SGPSW或Vx的迅速變化。如上所述，這種迅速變化是通過(guò)節(jié)點(diǎn)X和第I電容器Cl之間的電荷共享(charge sharing)而發(fā)生。即，由于在步驟S1020連接節(jié)點(diǎn)X和第I電容器Cl的一側(cè)節(jié)點(diǎn)，在S1030發(fā)生電荷共享，可以加速節(jié)點(diǎn)X的電壓變化。
[0195]此時(shí)，節(jié)點(diǎn)X電壓Vx是從第I狀態(tài)(VBAT)變化到第2狀態(tài)(VBAT-1B1.Rl)，設(shè)計(jì)者預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)X的寄生電容Cx大小，考慮第I傳輸開關(guān)PSW可取的源柵電壓的工作范圍，可以決定第I電容器Cl的大小。
[0196]在第I穩(wěn)定狀態(tài)，第I電容器Cl的第I狀態(tài)值可以看成第I電容器Cl被充電的電位，電荷共享時(shí)根據(jù)第I電容器Cl的第I狀態(tài)值和節(jié)點(diǎn)X的第I狀態(tài)(High)值(電壓，VBAT)之間的差異可以決定節(jié)點(diǎn)X的電荷共享即刻的電壓。
[0197]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電平移位電路控制方法的工作流程圖。
[0198]參照?qǐng)D11，電平移位器600在輸出信號(hào)OUT為第2穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)(具有第I電源VBAT的電壓電平)，控制第6開關(guān)SW6使得第2電容器C2的一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平(SlllO)。
[0199]電平移位器600對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)OUT從第2穩(wěn)定狀態(tài)切換到第I穩(wěn)定狀態(tài)(GND)的第2切換工作，連接第2開關(guān)SW2的控制節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)Y)和第2電容器C2的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)(控制在第I電壓電平)(S1120)。
[0200]在步驟SI120之后，節(jié)點(diǎn)Y和第2電容器C2的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)生電荷共享而加速節(jié)點(diǎn)Y的電壓Vy的變化(S1130)。
[0201]此時(shí)，第2電容器C2的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)的電壓可以看成第2電容器C2的第2狀態(tài)值，在第2穩(wěn)定狀態(tài)根據(jù)節(jié)點(diǎn)Y的電壓值和第2電容器C2的第2狀態(tài)值之間的差異，可以決定節(jié)點(diǎn)Y的電荷共享即刻的電壓電平。
[0202]節(jié)點(diǎn)Y的電壓迅速降低后，第2開關(guān)SW2導(dǎo)通，對(duì)第I傳輸開關(guān)PSW的控制節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)X進(jìn)行充電。即，第2開關(guān)SW2的控制節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)Y的電壓變化被加速，因此節(jié)點(diǎn)X的電壓變化也被加速(SI 140)。
[0203]在本發(fā)明將節(jié)點(diǎn)X的電壓從第I穩(wěn)定狀態(tài)(Vx，o)變化到第2穩(wěn)定狀態(tài)(Vx，I)方面，其構(gòu)成的特征在于，在RC delay的瞬態(tài)響應(yīng)之前，適用電荷共享(charge sharing)技術(shù)，促進(jìn)從第I穩(wěn)定狀態(tài)(Vx，ο)到領(lǐng)先第2穩(wěn)定狀態(tài)(Vx，I)的預(yù)備性第2狀態(tài)(Vx，ο+)的迅速變化。
[0204]電荷共享是用于縮短RCdelay的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，將瞬態(tài)響應(yīng)的起始點(diǎn)要改變到靠近第2穩(wěn)定狀態(tài)的預(yù)備性第2狀態(tài)而采用的，且引起電荷共享的電容器及在該電容器事先充電的電壓可以以用于縮短瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間的電壓起始點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0205]如上所述，在本發(fā)明根據(jù)如具體的構(gòu)成因素等的特定事項(xiàng)和限定的實(shí)施例及圖面進(jìn)行了說(shuō)明，但這些只是為了幫助本發(fā)明的全面理解而提供的，本發(fā)明并不受限于所述實(shí)施例，且本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域中凡是具有通常知識(shí)的技術(shù)人員從這種記載可以實(shí)施多種修改及變形。
[0206]因此，本發(fā)明的思想不應(yīng)局限在說(shuō)明的實(shí)施例而定義，不僅是記載的權(quán)利要求書，而且與該權(quán)利要求書均等或等價(jià)的變形均應(yīng)屬于本發(fā)明思想的范圍。
[0207]商業(yè)上利用可能性
[0208]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換輸入邏輯信號(hào)的電壓電平，并產(chǎn)生具有被轉(zhuǎn)換的電壓電平的輸出邏輯信號(hào)的電平移位電路(level shifter circuit)，更具體的，本發(fā)明涉及改善時(shí)間響應(yīng)特性(time response characteristics)而能夠迅速切換的電平移位電路。
[0209]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電平移位電路，其特征在于，包含:含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(pass switch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路；以及在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述電平移位器的切換工作的升壓IND
IND
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電平移位電路，其特征在于，包含: 含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(paSSswitch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路；以及 在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述電平移位器的切換工作的升壓電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電平移位電路，其特征在于， 在所述電平移位器切換工作時(shí)，所述升壓電路加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的早期瞬態(tài)響應(yīng)。3.一種電平移位電路，其特征在于， 所述升壓電路包含: 所述電平移位器的輸出信號(hào)為第I穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平的電壓的第I電容器；以及 當(dāng)開始用于使所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的切換工作時(shí)，連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的第I開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電平移位電路，其特征在于， 當(dāng)所述第I開關(guān)連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第I電容器之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)閉狀態(tài)的變化，且加速所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電平移位電路，其特征在于，還包含: 在所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)之后且在達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)之前，將所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓控制在預(yù)定電平的偏置電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電平移位電路，其特征在于，還包含: 連接于所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間，并限制所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的電壓以使得所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間的所述電壓不超過(guò)臨界范圍的鉗位電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電平移位電路，其特征在于， 所述升壓電路包含: 在所述第I傳輸開關(guān)導(dǎo)通工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述輸出信號(hào)脫離所述第I穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I切換過(guò)程的第I升壓電路；以及 在所述第I傳輸開關(guān)關(guān)閉工作時(shí)，加速時(shí)間響應(yīng)，從而加速所述輸出信號(hào)脫離所述第2穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的第2切換過(guò)程的第2升壓電路。8.一種電平移位電路，其特征在于，包含: 含有從電平移位器的第I電源向輸出節(jié)點(diǎn)傳遞電壓電平的第I傳輸開關(guān)(passswitch)，和在第2電源和所述第I傳輸開關(guān)之間連接的第2傳輸開關(guān)(pass switch)的電平移位器的輸出級(jí)電路； 當(dāng)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第I狀態(tài)時(shí)，一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第I電壓電平的電壓的第I電容器[Cl];以及 連接所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的第I開關(guān)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電平移位電路，其特征在于，還包含: 在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的電阻器；以及 經(jīng)過(guò)所述第I開關(guān)，與所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的電流源。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電平移位電路，其特征在于，還包含: 在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的鉗位電路。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電平移位電路，其特征在于， 當(dāng)所述第I開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第I電容器之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從所述第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化(transit1n)。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電平移位電路，其特征在于，還包含: 在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電源之間連接的第2開關(guān)； 在所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)[Node Y]連接的第3開關(guān)；以及 一側(cè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)所述第3開關(guān)，與所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接，且所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓為第2狀態(tài)時(shí)，所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)具有第2電壓電平的第2電容器。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電平移位電路，其特征在于， 當(dāng)所述第3開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容和所述第2電容器之間的電荷共享，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，響應(yīng)于所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從所述第2狀態(tài)向所述第I狀態(tài)的變化。14.一種電平移位器的控制方法，其特征在于，包含: 當(dāng)基于包含第I傳輸開關(guān)和第2傳輸開關(guān)的輸出級(jí)電路的工作而輸出的電平移位器的輸出信號(hào)為第I穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制升壓電路的第I電容器使得所述升壓電路的所述第I電容器具有第I狀態(tài)值的步驟;以及 對(duì)應(yīng)于所述輸出信號(hào)從所述第I穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第2穩(wěn)定狀態(tài)的第I切換工作，基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電平移位器的控制方法，其特征在于， 加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化。16.一種電平移位器的控制方法，其特征在于， 加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟包含: 根據(jù)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接的第I開關(guān)的工作，連接所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第I電容器的所述一側(cè)節(jié)點(diǎn)的步驟;以及 基于所述第I電容器的所述第I狀態(tài)值和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的所述第I狀態(tài)的狀態(tài)值之間的差異，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電平移位器的控制方法，其特征在于， 加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，通過(guò)具有所述第I狀態(tài)值的所述第I電容器和所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的寄生電容之間的電荷共享，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第I狀態(tài)向第2狀態(tài)的變化。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電平移位器的控制方法，其特征在于，還包含: 當(dāng)所述電平移位器的所述輸出信號(hào)為所述第2穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制所述升壓電路的第2電容器使得所述升壓電路的所述第2電容器具有第2狀態(tài)值的步驟;以及 對(duì)應(yīng)于所述輸出信號(hào)從所述第2穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第I穩(wěn)定狀態(tài)的第2切換工作，基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電平移位器的控制方法，其特征在于， 基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，包含: 根據(jù)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第2電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接的第3開關(guān)的工作，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟;以及響應(yīng)于所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的步驟。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電平移位器的控制方法，其特征在于， 基于所述第2電容器的所述第2狀態(tài)值，加速所述第I傳輸開關(guān)的切換工作的步驟，包含: 通過(guò)在所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)連接的第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)和所述第2電容器的一側(cè)節(jié)點(diǎn)之間的電荷共享，加速所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化的步驟;以及 響應(yīng)于所述加速的所述第2開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓變化，加速所述第I傳輸開關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)的電壓從第2狀態(tài)向第I狀態(tài)的變化的步驟。
【文檔編號(hào)】H03K19/0185GK105981300SQ201580000260
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】李承鍾, 禹永振, 曺芋鉉
【申請(qǐng)人】硅工廠股份有限公司