[发明专利]电平调整电路

说明书

技术领域

本发明提供一种电平调整电路，尤指一种仅需较小面积的电平调整电路。

背景技术

电平调整电路(level shifter circuit)一般应用在两个数字电路之间，用来改变一输入信号的电压电平，以产生具有另一电压电平的输出信号。一般来说，信号的逻辑数值(譬如逻辑1或是逻辑0)通常是通过判断信号的电压电平来决定，但是不同的数字电路对于逻辑值的定义方式却有所不同；举例来说，假设在一第一数字电路中，如果信号的电压电平大于2.5V，信号便对应逻辑值1，而在一第二数字电路中，信号的电压电平必须要大于5V，信号才会对应逻辑值1。

那么，相同的信号在第一数字电路与第二数字电路的定义会有所不同，举例来说，一个电压电平为2.5V的信号，在第一数字电路时对应逻辑值1，而在第二数字电路却对应逻辑值0；很明显地，如果信号未经过转换，便直接由第一数字电路传递至第二数字电路时，两数字电路之间的定义差异会造成信号的误判，进而使得整体电路的操作出现问题。

因此，电平调整电路会进行第一数字电路以及第二数字电路之间的信号转换工作，以解决上述的问题；以前述的例子而言，电平调整电路将第一数字电路中具有高电压电平2.5V的信号加以转换，以将信号的电压电平转换为5V；如此一来，当信号传送至下一级的数字电路时，便可以正确的将5V的信号判读为逻辑值1。如业界所熟知，电平调整电路已经广泛地应用在各种电路之中，譬如芯片内外的信号交换，或是液晶显示面板的内外部电路之间的信号转换。

请参阅图1，图1为2对1的6位数字模拟转换器110搭配熟知的电平调整电路120的示意图。以此例来说，数字模拟转换器110具有64种输出，以六层2对1的开关实现之。首先，译码电路130接收一个6位的信号，并将其转换成为电平调整电路120的输入信号I₀、I_0b、I₁、I_1b、I₂、I_2b、I₃、I_3b、I₄、I_4b、I₅、I_5b，由于输入信号I₀～I₅、I_0b～I_5b的电压电平较低，无法驱动数字模拟转换器110的内部开关，因此电平调整电路120调整输入信号的电平，以产生足以驱动数字模拟转换器110内部开关的输出信号Q₀～Q₅、Q_0b～Q_5b；如此一来，于每一层内部开关中，每两个开关均有一个开关会因为电平调整电路120所产生的控制信号Q₀～Q₅或Q_0b～Q_5b而导通，经由六层开关的运作，数字模拟转换器110便可以从多个参考电压(ref1，ref2，…，ref64)中挑选一模拟电压输出。

在此请注意，在前述的例子之中，信号I_xb为I_x的反向信号，而电平调整电路120可输出信号Q₀～Q₅、Q_0b～Q_5b，至于要采用何种信号作为内部开关的控制电压之用，可以由电路设计者自行选择，举例来说，若数字模拟转换器110内部的开关由NMOS组成，则电路设计者可以利用输出信号Q₀～Q₅来驱动内部的NMOS开关；另一方面，若数字模拟转换器110内部的开关由PMOS组成，则电路设计者便利用反向的输出信号Q₀～Q₅来驱动内部的PMOS开关。

请参阅图2，图2为图1所示电平调整电路120的详细电路图。如图2所示，电平调整电路120包含有四个晶体管m1～m4。其中PMOS晶体管m1与m2的栅极分别与彼此的漏极相互耦接，NMOS晶体管m3与m4的栅极为整个电平调整单元的输入端，而漏极为其输出端；很明显地，由输入端输入的控制信号I₀与I_0b可以控制PMOS晶体管m1与m2的导通状态，进而在输出端产生相对应的控制信号Q₀与Q_0b。