專利名稱：具有電壓提升的電平偏移電路及其電壓提升電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電平偏移電路及其電壓提升電路，且特別涉及一種具有 電壓提升的電平偏移電路及其電壓提升電路。
背景技術(shù)：
圖l顯示一使用于液晶顯示器(Liquid Crystal Display; LCD)模塊的掃 描驅(qū)動(dòng)器(scan driver)中用以將一^氐電壓數(shù)字信號(low-voltage digital signal)轉(zhuǎn)換成一高電壓數(shù)字信號(high-voltage digital signal)的現(xiàn)有電 平偏移電路l。該電平偏移電路l包括彼此耦接的四個(gè)HV(高電壓)MOS晶體管 Tl-T4。其中，HV PM0S晶體管T1及T2的源極接收一第一電壓VDDA(例如，9伏 特或14伏特)，而HV麗OS晶體管T3及T4的源極及基板(substrate)連接至一接 地電壓電平VSSA。當(dāng)在HV畫0S晶體管T3的柵極處施加一具有低電壓高狀態(tài) (low-voltage high state)(例如,3. 3伏特)的輸入信號IN時(shí)，HV PMOS晶體 管T2將藉由已導(dǎo)通(turned on)的HV麗OS晶體管TM吏其柵極接地而導(dǎo)通。HV 麗0S晶體管T4藉由一在其柵極處施加的具有低電壓低狀態(tài)(low-voltage low state)(亦即，O伏特)的反相信號INB(輸入信號IN的一反相信號)而截止。因 此，輸出信號DDX將處于具有該第一電壓VDDA電平的高電壓高狀態(tài) (high-voltage high state)。同時(shí)，HV PMOS晶體管Tl藉由其柵極處于第一 電壓VDDA電平而截止(turn off)。亦即，藉由電平偏移電路l將一低電壓高狀 態(tài)(例如，3. 3伏特)轉(zhuǎn)換成一高電壓高狀態(tài)(high-voltage high state)(例如， 9伏特或14伏特)。當(dāng)輸入信號IN切換至低電壓低狀態(tài)(亦即，0伏特)且反相信 號INB切換至低電壓高狀態(tài)(例如，3.3伏特特)時(shí)，HV腿0S晶體管T3將處于截 止?fàn)顟B(tài)且HV麗0S晶體管T4則為導(dǎo)通狀態(tài)。HV PM0S晶體管T1藉由其柵極經(jīng)由 導(dǎo)通的HV畫0S晶體管T4接地而導(dǎo)通，且HV PM0S晶體管T7藉由其柵極經(jīng)由導(dǎo) 通的HV NM0S晶體管T1接收第一電壓VDDA而截止。因此，輸出信號DDX展現(xiàn)一 電壓低狀態(tài)(亦即，0伏特)。亦即，藉由電平偏移電路l將一低電壓低狀態(tài)(亦 即，G伏特)轉(zhuǎn)換成一高電壓低狀態(tài)(亦即，G伏特)。當(dāng)反相信號INB在一些低電壓應(yīng)用中，自低電壓低狀態(tài)切換至低電壓高狀 態(tài)(亦即，自0伏特切換至約1.6伏特)時(shí)，不容易導(dǎo)通具有一約為1.4伏特的閾 值電壓(threshold voltage)的HV NM0S晶體管T4。如此將導(dǎo)致一些問題第 一，輸出信號DDX自高狀態(tài)切換至低狀態(tài)所需的時(shí)間增加；第二，有可能在所 有四個(gè)HV晶體管T1-T4同時(shí)導(dǎo)通的瞬間產(chǎn)生一DC電流路徑；第三，因上述兩個(gè) 問題而造成大的電流耗損；第四，因?yàn)镈C電流4全鎖(DC current latched)而 使轉(zhuǎn)態(tài)失敗(switching states fails)。 一種現(xiàn)有解決方案是添加一電荷泵 (charge pump)將輸入信號IN及反相信號INB的電壓電平提升(例如自1. 6伏特 提升至3. 2伏特)。然而，低電壓應(yīng)用的性質(zhì)將導(dǎo)致由電荷泵聚積的電荷受到 限制。因此，該解決方案需要使用大的電容(相當(dāng)在電路上需占用大的面積)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一方面提供一具有電壓提升的電平偏移電路，藉由增加在電平 偏移電路的輸入級處的電壓電平，以增強(qiáng)該電平偏移電路使用于低電壓應(yīng)用 時(shí)的轉(zhuǎn)態(tài)能力(capability of switching states),例如使用于LCD面;f反的源 才及馬區(qū)動(dòng)器(source driver)的J氐電壓應(yīng)用。本發(fā)明另一方面提供一電壓提升電路，藉由對一電容器充電以產(chǎn)生一上 升輸入信號至一電平偏移單元。本發(fā)明揭示一種具有電壓提升的電平偏移電路，其包括電壓提升電路及 至少一個(gè)反相器。該電壓提升電路輸出第一輸入信號且包括電容元件；第 一開關(guān)，其根據(jù)第一控制信號接收第一電壓且對該電容元件充電；第二開關(guān)， 其根據(jù)第二控制信號將該電容元件放電且能夠產(chǎn)生該第 一輸入信號；及第三 開關(guān)，其根據(jù)該第一控制信號接收第二電壓且能夠產(chǎn)生該第一輸入信號。該 至少 一個(gè)反相器調(diào)節(jié)該第 一輸入信號且耦接至該電壓提升電路。


圖1顯示一現(xiàn)有電平偏移電^S及圖2顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的一具有電壓提升的電平偏移電路。 附圖符號說明1 現(xiàn)有電平偏移電路2 具有電壓提升的電平偏移電路10 電平偏移單元20 電壓提升電路CA 特定電壓電平 CtrlB第二控制信號IN' 第二輸入信號15 反相器 201 電容元件 Ctrl第一控制信號 DDX輸出信號 IN輸入信號 INB反相信號 Ml 第一開關(guān) M3 第三開關(guān) OUT輸出信號INB' 第二輸入反相信號IR 第一輸入信號 M2 第二開關(guān)M4 HV NMOS晶體管Tl、 T2、 T3、 T4 HV MOS晶體管VSSA "J妄地電壓電平具體實(shí)施方式
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有電壓提升的電平偏移電路2。該具路20包括電容元件201、第一開關(guān)M1、第二開關(guān)M2及第三開關(guān)M3。在本實(shí)施例 中，三個(gè)開關(guān)M1-M3及電容元件201為HV麗OS晶體管，且其基板均連接至一接 地電壓電平VSSA。 HV麗0S晶體管M1經(jīng)由其源極耦4妄至電容元件201、經(jīng)由其 漏極接收第一電壓VDDA (例如，9或14伏特)且在其柵極處接收一第一控制信號 ctrl。 HV畫OS晶體管M2經(jīng)由其漏極耦接至電容元件201且在其柵極處接收一 第二控制信號ctrlB。 HV NM0S晶體管M3經(jīng)由其源極耦接至HV麗0S晶體管M2、 在其柵極處接收該第一控制信號ctrl且在其漏極處接收一第二電壓VDDD (例 如，3. 6伏特)。藉由將HV NMOS M4的基^反、源極及漏極連接至該接地電壓電 平VSSA以形成該電容元件201。以下說明圖2的具有電壓提升的電平偏移電路2的操作原理。請注意，第 一控制信號ctrl與第二控制信號ctrlB彼此互補(bǔ)。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘朿trl處于高 邏輯狀態(tài)中，且第二控制信號ctrlB處于低邏輯狀態(tài)中時(shí)，HV麗0S晶體管M1 接收第一電壓VDDA且將電容元件201充電至一特定電壓電平CA,該特定電壓電 平CA取決于第一控制信號ctrl的電壓電平。亦即，特定電壓電平CA等于第一 控制信號ctrl的電壓電平減去HV NM0S晶體管M1的閾值電壓。同時(shí)，HV麗OS 晶體管M3藉由第一控制信號ctrl而導(dǎo)通且產(chǎn)生具該第二電壓VDDD電平的第一。該電壓提升電輸入信號IR。亦即，HV麗0S晶體管M3在HV NM0S晶體管M1對該電容元件201 充電時(shí)產(chǎn)生第 一輸入信號IR。當(dāng)?shù)?一控制信號c t r 1切換至低邏輯狀態(tài)(亦即， 第二控制信號ctrlB切換至高邏輯狀態(tài))時(shí)，HV腿0S晶體管M1及M3截止，且入信號IR。反相器15耦接至電壓提升電路20且將第一輸入信號IR轉(zhuǎn)換成一第 二輸入信號I『及一第二輸入反相信號INB'。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，該具有電壓提升的電平偏移電路2進(jìn)一步包括 電平偏移單元10(參看圖2)，該電平偏移單元10的結(jié)構(gòu)類似于圖1的電平偏移 電路1的結(jié)構(gòu)。電平偏移單元10將第二輸入信號IN'轉(zhuǎn)換成一輸出信號OUT。當(dāng) 第二輸入信號IN'處于高邏輯狀態(tài)中時(shí)，該輸出信號OUT的電壓電平高于第二 輸入信號IN'的電壓電平。參看圖1及圖2，第二輸入信號IN'及第二輸入反相 信號INB'分別連接至輸入信號IN及反相信號INB。該具有電壓提升的電平偏移 電路2可進(jìn)一步包括復(fù)數(shù)個(gè)反相器15及復(fù)數(shù)個(gè)對應(yīng)的電平偏移單元10。對于以上實(shí)施例，當(dāng)本發(fā)明的具有電壓提升的電平偏移電路2使用于一 LCD面板的一源極驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，該第 一電壓VDDA將用作模擬信號的一高邏輯狀 態(tài)且該第二電壓VDDD將用作數(shù)字信號的 一 高邏輯狀態(tài)。根據(jù)以上實(shí)施例，在電壓電平單元的輸入級處的電壓電平被提升，藉此 在HV NM0S晶體管T4(參圖1)的柵極與源極之間的電壓差被增加。因此，在低 電壓應(yīng)用中具有電壓提升的電平偏移電路的轉(zhuǎn)態(tài)能力可有效獲得改善。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人士仍 可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因 此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示者，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā) 明的替換及修飾，并為本發(fā)明的申請專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種具有電壓提升的電平偏移電路，其包含電壓提升電路，包含電容元件；第一開關(guān)，其根據(jù)第一控制信號接收第一電壓且對該電容元件充電；第二開關(guān)，其根據(jù)第二控制信號使該電容元件放電且能夠產(chǎn)生第一輸入信號；及第三開關(guān)，其根據(jù)該第一控制信號接收第二電壓且能夠產(chǎn)生該第一輸入信號；及至少一個(gè)反相器，其調(diào)節(jié)該第一輸入信號且耦接至該電壓提升電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，更包含耦接 至該至少一個(gè)反相器的至少一個(gè)電平偏移單元。
3. 如權(quán)利要求l所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該電容元件 為一薩0S晶體管，且其基板、源極及漏極均連接至一接地電壓電平。
4. 如權(quán)利要求l所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該第一開關(guān)、 該第二開關(guān)及該第三開關(guān)為晶體管，該等晶體管的基板均連接至一接地電壓電平。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該第一開關(guān) 為一晶體管，該晶體管經(jīng)由其源極耦接至該電容元件，經(jīng)由其漏極接收該第 一電壓且在其柵極處接收該第一控制信號。
6. 如權(quán)利要求1所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該第二開關(guān) 為一晶體管，該晶體管經(jīng)由其漏極耦接至該電容元件，且在其柵極處接收該 第二控制信號。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該第三開關(guān) 為一晶體管，該晶體管經(jīng)由其源極耦接至該第二開關(guān)、在其柵極處接收該第 一控制信號且在其漏極處接收該第二電壓。
8. 如權(quán)利要求2所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該至少一個(gè) 反相器將該第 一輸入信號轉(zhuǎn)換成第二輸入信號及第二輸入反相信號。
9. 如權(quán)利要求8所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該電平偏移 單元將該第二輸入信號轉(zhuǎn)換成輸出信號。
10. 如權(quán)利要求9所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，當(dāng)該第二輸入信號處于高邏輯狀態(tài)中時(shí)，該輸出信號的電壓電平高于該第二輸入信號 的電壓電平。
11. 如權(quán)利要求l所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該第一控 制信號與該第二控制信號彼此互補(bǔ)。
12. 如權(quán)利要求l所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，當(dāng)該第一 開關(guān)對該電容元件充電時(shí)該第三開關(guān)產(chǎn)生該第一輸入信號。
13. 如權(quán)利要求l所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其使用于一LCD 面板的一源極驅(qū)動(dòng)器中。
14. 如權(quán)利要求l所述的具有電壓提升的電平偏移電路，其中，該第一電 壓是作為模擬信號的一高邏輯狀態(tài)且該第二電壓是作為數(shù)字信號的一高邏輯 狀態(tài)。
15. —種電壓提升電路，用于產(chǎn)生一電平偏移電路的上升輸入信號，其中， 在第 一節(jié)點(diǎn)處接收一原始輸入信號且在第二節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生該上升輸入信號，該電壓提升電路包含電容器，其具有耦接至該第 一節(jié)點(diǎn)的一端及接收第 一電壓的另 一端； 第 一開關(guān)，其具有接收第二電壓的一端及耦接至該第 一節(jié)點(diǎn)的另 一端，且由一第一控制信號控制；第二開關(guān)，其耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)之間，且由第二控制信號控制；及第三開關(guān)，其具有接收第三電壓的一端及耦接至該第二節(jié)點(diǎn)的另 一端， 且由該第一控制信號控制；其中，該第一控制信號與該第二控制信號彼此互補(bǔ)。
全文摘要
一種具有電壓提升的電平偏移電路(level shift circuit)及其電壓提升電路，該具有電壓提升的電平偏移電路包括電壓提升電路及至少一個(gè)反相器。該電壓提升電路包含電容元件；第一開關(guān)，其根據(jù)第一控制信號接收第一電壓且充電該電容元件；第二開關(guān)，其根據(jù)第二控制信號將該電容元件放電且能夠產(chǎn)生第一輸入信號；及第三開關(guān)，其根據(jù)該第一控制信號接收一第二電壓且能夠產(chǎn)生該第一輸入信號。該至少一個(gè)反相器調(diào)節(jié)該第一輸入信號且耦接至該電壓提升電路。
文檔編號H03K19/0175GK101222224SQ20071015423
公開日2008年7月16日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者張育瑞 申請人:奇景光電股份有限公司