[發明專利]一種高壓驅動電路

有效

• 申請號: 201210316814.7
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102843123A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 喬明;何逸濤;周鋅;溫恒娟;向凡;吳文杰;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03K19/003
• 分類號: H03K19/003
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于功率集成電路技術領域，涉及一種高壓驅動電路。

技術背景

隨著智能功率集成電路的快速發展，高壓芯片的設計越來越受關注。高壓驅動電路是高壓芯片設計中不可或缺的重要部分，它要求大驅動能力、高耐壓、小功耗和高可靠性等。同時由于控制電平為低壓邏輯，所以高壓電平轉化電路的設計也至關重要。

傳統的高壓驅動電路如圖1所示，其包括高壓電平位移電路和輸出級電路。高壓PMOS管P11和P12、高壓NMOS管N11和N12、反相器INV11組成了高壓電平位移電路，其中：INV11的輸入端和N11的柵極接輸入信號，INV11的輸出端接N12的柵極，P11的漏極、P12的柵極和N11的漏極相接，P11的柵極、P12的漏極和N12的漏極耦接于S，作為高壓電平位移電路的輸出端。高壓PMOS管P13和高壓NMOS管N13組成輸出級電路，其中N13的柵極接輸入信號，P13的柵極接高壓電平位移電路的輸出端S，P13的漏極與N13的漏極相接，作為整個高壓驅動電路的輸出端。P11、P12和P13的源極都接高壓電源V_HV，N11、N12和N13的源極都接參考電位V_SS（GND）。P11和P12寬長比相同，N11和N12寬長比相同，輸出級P13和N13為提供大的驅動能力，有較大寬長比。當IN為低電平時，N11和N13關斷，N12導通；N12的導通導致P11柵極電壓被拉低，使P11導通；由于P11導通，N11關斷，P12的柵極為高壓，使P12關斷；由于P12關斷，N12導通，高壓電平位移模塊輸出端S為低電平，使P13導通；輸入級P13導通和N13關斷，使OUT輸出為V_HV。反之，當IN為高電平時，N11和N13導通，N12關斷；N11的導通導致P12柵極電壓被拉低，使P12導通；由于P12導通，N12關斷，高壓電平位移模塊輸出端S為高壓，使P13截止；輸入級P13截止和N13導通，使OUT輸出為0V。這種傳統的高壓驅動電路，高壓PMOS管柵極電壓信號的變化范圍都為0V～V_HV，所以高壓PMOS管的柵極需要承受高壓，必須為厚柵氧器件；同時由于其包括六個高壓MOS器件，占用了大量的芯片面積；除此之外如果高壓電源V_HV擺動，會對高壓電平位移輸出信號帶來大約兩倍大小的擺動，繼而對輸出信號帶來相應擺動，降低了器件的可靠性。

發明內容

本發明針對傳統高壓驅動電路中只能采用高壓厚柵氧PMOS器件，占用芯片面積大和輸出信號不穩定的問題，提供一種高壓驅動電路。

本發明的技術方案是：

一種高壓驅動電路，包括高壓電平位移電路、高端輸出級電路、低端輸出級電路、電流源和死區控制電路；輸入信號IN接死區控制電路的輸入端，死區控制電路的輸出端A和B與高壓電平位移電路相接，死區控制電路的輸出端C與低端輸出級電路相接，高壓電平位移電路與電流源耦接于D，高壓電平位移電路的輸出端E控制高端輸出級電路，高端輸出級電路與低端輸出級電路的連接點F作為整個高壓驅動電路的輸出端；高壓電源V_HV與高壓電平位移電路和高端輸出級電路相連，低壓電源V_DD與死區控制電路高壓端相連，參考電位V_SS與電流源低壓端、死區控制電路低壓端和低端輸出級電路相連。

所述高壓電平位移電路由四個PMOS管M41、M42、M43和M44與兩個高壓NMOS管N41和N42構成。四個PMOS管M41、M42、M43和M44具有相同的寬長比，兩個高壓NMOS管N41和N42具有相同的寬長比。四個PMOS管M41、M42、M43和M44的源極都接高壓電源V_HV，兩個高壓NMOS管N41和N42的源極互連并接電流源輸出端D；第一高壓NMOS管N41的柵極接死區控制電路的輸出端A，第二高壓NMOS管N42的柵極接死區控制電路的輸出端B；第一PMOS管M41和第二PMOS管M42的漏極互連并接第一高壓NMOS管N41的漏極，第三PMOS管M43和第四PMOS管M44的漏極互連并接第二高壓NMOS管N42的漏極；第一PMOS管M41和第三PMOS管M43的柵極互連并接第一高壓NMOS管N41的漏極，第二PMOS管M42和第四PMOS管M44的柵極互連并接第二高壓NMOS管N42的漏極。第二高壓NMOS管N42的漏極連接點E作為高壓電平位移電路的輸出端。