[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010206842.4
• 申請(qǐng)日: 2010-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN101866580A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉永元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 旭曜科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G09F3/20
• 分類號(hào): G09F3/20
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別涉及一種轉(zhuǎn)壓器。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)壓器可接收信號(hào)范圍較小的輸入信號(hào)并將其對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)換為信號(hào)范圍較大的輸出信號(hào)，是界面電路中的重要構(gòu)筑方塊。譬如說，在驅(qū)動(dòng)顯示面板的柵極驅(qū)動(dòng)器(gate?driver)芯片中，芯片內(nèi)原始控制信號(hào)的信號(hào)范圍為0到3伏特，但要輸出至驅(qū)動(dòng)顯示面板的柵極時(shí)，所需的信號(hào)范圍可能就要擴(kuò)大為-8到3伏特。為了順利地于兩種信號(hào)范圍間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就需要用到轉(zhuǎn)壓器，用以將0到3伏特的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為-8到3伏特的輸出信號(hào)。

請(qǐng)參考第1圖，其所示意的是一現(xiàn)有轉(zhuǎn)壓器10。現(xiàn)有轉(zhuǎn)壓器10具有一對(duì)晶體管TP1、TP2與另一對(duì)晶體管TN1、TN2，晶體管TP1和晶體管TP2為p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，晶體管TN1和晶體管TN2為n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。輸入信號(hào)IN經(jīng)反相器INV反相后成為另一輸入信號(hào)INB，輸入信號(hào)IN與輸入信號(hào)INB的信號(hào)范圍在電壓VPP與VSS之間。轉(zhuǎn)壓器10則運(yùn)作于電壓VPP與VGL之間，用以根據(jù)輸入信號(hào)IN/INB而在節(jié)點(diǎn)n2與n1分別提供對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)OUT/OUTB，并將輸出信號(hào)OUT/OUTB的信號(hào)范圍擴(kuò)大到電壓VPP至VGL之間。其中，晶體管TP1與晶體管TP2的柵極分別接收輸入信號(hào)IN與INB，晶體管TN1與晶體管TN2的柵極則分別耦接節(jié)點(diǎn)n2與n1。

現(xiàn)有轉(zhuǎn)壓器10的運(yùn)作可簡(jiǎn)介如下。譬如說，當(dāng)輸入信號(hào)IN由電壓VPP轉(zhuǎn)態(tài)為電壓VSS時(shí)，晶體管TP1會(huì)開始導(dǎo)通，用以將節(jié)點(diǎn)n1的電壓(輸出信號(hào)OUTB)拉高至電壓VPP。隨節(jié)點(diǎn)n1的電壓上升，晶體管TN2也會(huì)開始導(dǎo)通，以將節(jié)點(diǎn)n2的電壓(輸出信號(hào)OUT)拉低至電壓VGL。

不過，當(dāng)輸入信號(hào)IN原本還維持于電壓VPP時(shí)，晶體管TN1是導(dǎo)通的。故當(dāng)輸入信號(hào)IN要由電壓VPP轉(zhuǎn)態(tài)為電壓VSS時(shí)，導(dǎo)通的晶體管TP1要和導(dǎo)通的晶體管TN1互相競(jìng)爭(zhēng)。導(dǎo)通的晶體管TN1會(huì)傾向?qū)⒐?jié)點(diǎn)n1的電壓維持于較低的電壓VGL，故晶體管TP1必須要比晶體管TN1導(dǎo)通更多電流、達(dá)到更好的導(dǎo)通程度，才能將節(jié)點(diǎn)n1的電壓提高到電壓VPP。

然而，由于晶體管TP1是p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其驅(qū)動(dòng)電流的潛力較弱，譬如：其載子移動(dòng)率(carrier?mobility)較低，故需要以較大的長(zhǎng)寬比(aspect?ratio才能驅(qū)動(dòng)足夠的電流以超越晶體管TN1，長(zhǎng)寬比即溝道寬度與長(zhǎng)度的比值W/L。這也導(dǎo)致晶體管TP1與TP2的布局面積，亦即轉(zhuǎn)壓器10的總布局面積無法縮減。

另外，當(dāng)晶體管TP1因輸入信號(hào)IN轉(zhuǎn)態(tài)而和晶體管TN1競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，晶體管TP1導(dǎo)通的大電流也會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)期間造成電流較大、延續(xù)時(shí)間較久的短路電流，在競(jìng)爭(zhēng)期間內(nèi)持續(xù)從電壓VPP獲取功率，增加現(xiàn)有轉(zhuǎn)壓器10的功率消耗。

再者，現(xiàn)有轉(zhuǎn)壓器10是由電壓所驅(qū)動(dòng)的。也就是說，各晶體管TP1至TP2、TN1至TN2是各自根據(jù)其柵極與源極間跨壓而運(yùn)作的，故其電路設(shè)計(jì)必須根據(jù)用戶的需要對(duì)輸入信號(hào)范圍的電壓與輸出信號(hào)范圍的電壓進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)，在不同的應(yīng)用下，其電路設(shè)計(jì)也必須改變。譬如說，若某一應(yīng)用是要將0至3伏特的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)壓為-3至3伏特的輸出信號(hào)，另一應(yīng)用則要將0至3伏特的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)壓為-20至3伏特的輸出信號(hào)，則針對(duì)將0至3伏特的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)壓為-3至3伏特的輸出信號(hào)所設(shè)計(jì)的現(xiàn)有轉(zhuǎn)壓器無法適用于將0至3伏特的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)壓為-20至3伏特的輸出信號(hào)，必須針對(duì)將0至3伏特的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)壓為-20至3伏特的輸出信號(hào)另外設(shè)計(jì)不同參數(shù)的轉(zhuǎn)壓器，即電路尺寸更大的轉(zhuǎn)壓器。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供了一種轉(zhuǎn)壓器，該轉(zhuǎn)壓器能夠縮減布局面積，且無需針對(duì)不同的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)不同的尺寸的電路。

一種轉(zhuǎn)壓器，包含有：

一第一電流電路，具有一第一輸出端與一第二輸出端；所述第一電流電路依據(jù)一輸入信號(hào)及接收的一第一偏壓而選擇于所述第一輸出端與所述第二輸出端的其中之一輸出一第一電流，其中，所述輸入信號(hào)位于一第一電壓與一共同電壓之間，所述第一輸出端的一第一輸出信號(hào)與所述第二輸出端的一第二輸出信號(hào)分別位于一第二電壓與所述共同電壓之間，所述第一電壓介于所述第二電壓與所述共同電壓之間；

一開關(guān)電路，具有一第一連接端、一第二連接端、一第三連接端與一第四連接端，所述第一連接端與所述第二連接端分別耦接所述第一輸出端與所述第二輸出端，所述開關(guān)電路根據(jù)所述第一連接端的信號(hào)決定是否將所述第二連接端導(dǎo)通至所述第四連接端，并根據(jù)所述第二連接端的信號(hào)決定是否將所述第一連接端導(dǎo)通至所述第三連接端；