[发明专利]一种电平转换使能控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种用于基于BCD工艺(在同一芯片上制作双极管bipolar、CMOS和DMOS器件的单片集成工艺)开发的列驱动电路的电平转换使能控制电路。

背景技术

在用于大尺寸TFT-LCD屏的列驱动电路(Source Driver)中，当采用HV(HighVoltage，高压)CMOS工艺开发时，由于该工艺提供的MOS管的阈值电压大、跨导小、导通电阻大，因此，对于大负载应用而言，其输出电路的面积会比较大。为了解决上述问题，业内人士开始利用BCD工艺中的LDMOS器件的跨导大、导通电阻小的特征，基于BCD工艺，开发用于大尺寸TFT-LCD屏的列驱动电路，从而减小输出电路的面积，缩小列驱动电路的面积。

如图1所示，在上述的基于BCD工艺开发的列驱动电路中，通常是采用在MOS管的栅极加控制电压来实现对电路的开闭控制的，即在PMOS管M2’的栅极输入一使能控制信号VCP，在NMOS管M3’的栅极输入一使能控制信号VCN，通过改变使能控制信号VCP、VCN的大小来开闭PMOS管M1’和NMOS管M4’；具体来说，当使能控制信号VCP与模拟地GNDA的电位一致为0时，PMOS管M1’关闭，从而输出信号VPB的电位近似为模拟电源VDDA，同理，当使能控制信号VCN的电位与模拟电源VDDA一致时，NMOS管M4’关闭，使得输出信号VNB的电位近似为模拟地GNDA的电位；使能时，令使能控制信号VCP、VCN的电位分别为模拟电源VDDA和模拟地GNDA的电位，此时，PMOS管M2’和NMOS管M3’被关闭，从而让NMOS管M1’和PMOS管M4正常工作。上述的使能控制信号VCP、VCN由使能控制电路产生。

在高压工艺中，使能控制电路一般通过一个电平转换电路来实现，即将低电源域的逻辑电位变换到高电源域来控制电路的开启和关闭；如图2所示，在这种传统的基于高压工艺的电平转换使能控制电路中，输入信号IN为低电源域的逻辑输入信号，其逻辑高为VDD，逻辑低为GND，输出信号OUT、OUTB分别为高电源域的逻辑输出信号，其中VDD为数字电源，VDDA为模拟电源，GND为数字地，GNDA为模拟地，且数字地GND和模拟地GNDA的电位为0；当输入信号IN＝VDD时，输出信号OUT＝VDDA；输出信号OUTB＝GNDA；当输入信号IN＝GND时，输出信号OUT＝GNDA；输出信号OUTB＝VDDA；由此可知，只要将输出信号OUT、OUTB分别输出给图1中的使能控制信号VCP、VCN，就可以实现对图1中电路的开闭控制，例如当输入信号IN为高时，电路工作在使能状态。

然而，由于高压工艺中器件的栅源(GS)或者栅衬(GB)耐压小(栅氧层比较薄)，因此，上述基于高压工艺的传统电平转换使能控制电路运用在BCD工艺中，就会产生下列问题：

1、电平转换使能控制电路中的MOS管会损坏；

例如在图2中，当输入信号IN为高(即＝VDD)时，PMOS管M4”的栅压为GNDA，此时PMOS管M4”的栅源电压为VDDA，PMOS管M4”会因该栅源电压太高而损坏；当输入信号IN为低(即＝GND)时，同理，NMOS管M3”也会损坏。

2、在非使能(disable)时，由于此时MOS管的栅源电压太高，已经足以击穿栅氧层，因此，电平转换使能控制电路的输出电压也不能直接用于关闭DMOS管。

综上所述，传统的电平转换使能控制电路用在BCD工艺中，主要出现的问题是输入MOS管的栅电压(即输入信号IN)在0和VDDA之间变化会使得MOS管的栅源电压最高达到VDDA，从而造成栅氧击穿，或者栅衬击穿。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种电平转换使能控制电路，以防止栅源击穿，并有效控制在列驱动电路中的后续电路。

本发明所述的一种电平转换使能控制电路，它包括依次串联在一外部电源与地之间的第一限流模块和第一MOS管、依次串联在所述外部电源与地之间的第二限流模块和第二MOS管、并联在所述第一MOS管的漏极和源极之间的第一电压钳位模块以及并联在所述第二限流模块两端的且相互串联的第二电压钳位模块和第三限流模块，其中，所述第一MOS管的栅极接收一使能输入信号，其漏极输出第一使能输出信号；所述第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的漏极连接，其源极接地；所述第二电压钳位模块和第三限流模块之间输出第二使能输出信号。

在上述的电平转换使能控制电路中，