[實用新型]一種電平位移電路

無效

• 申請號: 201120028429.3
• 申請日: 2011-01-27
• 公開（公告）號: CN202034956U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 方健;柏文斌;管超;吳瓊樂;王澤華;高大偉;陳呂赟;楊毓俊;羅杰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03K5/08
• 分類號: H03K5/08
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本實用新型屬于芯片設計技術領域，涉及高壓功率MOS柵驅動集成電路，具體涉及一種電平位移電路。

背景技術

功率MOS柵驅動集成電路是HVIC(高壓集成電路)的典型電路之一，廣泛應用于家用電器與工業設備、航空、航天、武器系統等方面。其具體應用的一個重要方面是用來實現高低壓電平位移，到目前為止，通用的功率MOS柵驅動集成電路大都采用兩路完全相同的LDMOS來實現電平位移電路，即雙脈沖觸發式的電平位移電路。兩路電平位移的方式使電路結構復雜和芯片面積增大。研究表明，電平位移電路占據整個系統功耗的80％以上。

一種比較經典的高壓電平位移電路如圖1所示，包括兩個窄脈沖產生電路A和B、兩個脈沖濾波電路A和B和信號恢復電路，由于LDMOS耐高壓的特性，該電路通過高壓LDMOS管M1和M2及其負載電阻R1和R2進行電平位移，可以彌補通常電平位移電路不耐高壓的缺點，并且具有功耗低的優點，尤其針對不同的占空比輸入電壓都可以有效的實現電平位移。但是由于該電路通過使用兩個窄脈沖表征輸入控制信號的上升沿和下降沿，在電平轉換中分別使用兩路LDMOS電平位移電路，高壓器件利用率低，增加了電路版圖的面積。

為克服電路版圖的面積較大的問題，在文獻“武振宇、方健、喬明、李肇基，單路LDMOS實現的高壓電平位移電路及其應用，微電子學，Vol?37(2)，2007，250-254”，提出了另一種高壓電平位移電路，包括脈沖產生電路、脈沖整形電路、濾波電路、信號恢復電路，該電平位移電路使用了一個LDMOS管及其負載電阻進行電平位移，該電路實現了單路LDMOS電平位移電路，高壓器件利用率提高，電路版圖面積減少了，但是會帶來另外一個問題是單路窄脈沖無法表征輸入控制信號的上升沿和下降沿，無法使不同的占空比輸入電壓都可以有效的實現電平位移。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有的電平位移電路存在的缺陷，提出了一種電平位移電路。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案，一種電平位移電路，包括雙脈沖產生與整形電路、高低電平位移轉換電路、高壓脈沖濾波整形電路和RS觸發器，輸入電壓連接到雙脈沖產生與整形電路輸入端，其特征在于，高低電平位移轉換電路包括LDMOS管，NMOS管，第一電阻，第二電阻，第三電阻，第一二極管和第二二極管，輸入電壓連接到NMOS管的柵極，NMOS管的漏極與LDMOS管的源極相連，NMOS管的源極與第一電阻相連，第一電阻的另一端連接到絕對地，第二電阻與LDMOS管的漏極相連，第二電阻的另一端連接到絕對地，第三電阻一端接LDMOS管的漏極，另一端與外部的高壓電源相連，第一二極管的正極與LDMOS管的漏極相連，第一二極管的負極與第二二極管的正極相連，第二二極管的負極與外部的高壓電源相連，雙脈沖產生與整形電路的輸出端與LDMOS管的柵極相連，LDMOS管的漏極與高壓脈沖濾波整形電路的輸入端相連，高壓脈沖濾波整形電路的兩個輸出端分別與RS觸發器的R端和S端相連，其中上升沿脈沖輸出端與RS觸發器的R端相連，下降沿脈沖輸出端與RS觸發器的S端相連，RS觸發器的Q端即為電平位移電路輸出電壓。

上述高壓脈沖濾波整形電路包括：第一比較器，第二比較器和或非門，其中，第一比較器的負輸入端與第二比較器的正輸入端相連接作為高壓脈沖濾波整形電路的輸入端，第一比較器的正輸入端與外部的第一基準電壓相連，第二比較器的負輸入端與外部的第二基準電壓相連，第一比較器和第二比較器的電源端與外部的高壓電源相連，第一比較器和第二比較器的地端與外部的浮動地相連，第二比較器的輸出端即為高壓脈沖濾波整形電路的下降沿脈沖輸出端，第一比較器與第二比較器的輸出端分別與或非門的兩個輸入端相連，或非門的輸出端即為高壓脈沖濾波整形電路的上升沿脈沖輸出端。

本實用新型的有益效果：相比現有的高壓電平位移電路使用兩個LDMOS管，本實用新型的電平位移電路只使用了一個LDMOS管，其他器件為中低壓普通器件，因而減小了版圖面積，簡化了電路結構設計，降低了工藝實現的難度；相比文獻中的單路LDMOS電路，本實用新型的電平位移電路可以通過單路脈沖的高低電平表征輸入控制信號的上升沿和下降沿，實現不同的占空比輸入電壓的有效電平位移。

附圖說明

圖1為現有的一種電平位移電路結構示意圖。

圖2為本實用新型的電平位移電路結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例的高低電平位移轉換電路結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例的高壓脈沖濾波整形電路結構示意圖。