一种电平移位电路设计

 电平移位电路将低压控制信号转换为高压控制信号，实现低压逻辑对高压功率输出级的控制，属于高压器件的控制技术领域，在电机驱动、PDP显示、OLED显示等方面得到了广泛的应用。在高压器件的控制技术领域，可将控制电路和高压输出驱动电路集成在一起，实现高耐压、大电流、高精度。为了提供很大的驱动能力，通常需要采用很大的输出级驱动管。电平移位电路作为连接控制电路和输出驱动级的关键电路，一方面要求有很高的驱动能力，满足输出级的驱动要求；另一方面电平移位电路也是高电压工作，要求有比较低的静态电流，从而降低功耗。常规的电平移位电路将0～VDD（VDD为普通电平）低电压控制信号转换为0～VPP（VPP为高压电平）的高电压控制信号，用于驱动高压下工作的输出级PMOS管。在该情况下，输出级PMOS管的最大栅源电压为VPP，为保证可靠性，必须使晶体管能够承受VPP的高电压，通常采用增加栅氧厚度等一些复杂的工艺解决，但一方面增加了工艺成本，另一方面当工作电压不断增大时，工艺解决的难度将大幅提高。

　　对于输出级NMOS管，常规的方法是采用0～VDD的低电压控制信号直接驱动。随着工艺的不断发展，控制电路的工作电压VDD不断降低，并且输出级的栅氧厚度较厚，因此造成低电平控制信号的驱动能力不足。

　　本文提出了新的电平移位栅电压控制电路，利用二极管的反向工作特性，结合正反馈电路状态转换时二极管两端电压差很大，发生反向击穿，瞬态击穿电流很大，提供了很大的驱动能力，使状态快速转换；状态稳定后，二极管两端电压差较小，静态电流很小，电路的静态功耗很低，正反馈实现快速的状态转换，最终设计出输出级PMOS管栅电压电平移位电路，实现从0～VDD到VP～VPP（VP根据输出级PMOS管的工艺参数而定，既保证PMOS管很好的开启，又满足可靠性要求）的电平转换，为输出级PMOS管提供栅驱动电压。输出级NMOS管栅电压电平移位电路从0～VDD到0～VN（VN根据输出级NMOS管的工艺参数而定，既保证NMOS管很好地开启，又满足可靠性要求）的电平转换，为输出级NMOS管提供栅驱动电压。