[发明专利]驱动电路的电平转换器及其运作方法

说明书

技术领域

本发明是与显示器的驱动电路有关，特别是关于一种应用于显示器的驱动电路的电平转换器及其运作方法。

背景技术

在传统显示器的驱动电路中，当电平转换器(Level shifter)进行多电源域(multi-power domain)的信号升压转换时，为了避免一次信号升压转换的转换电压过大(例如从0～1.5伏特升压转换至6～12伏特)，使得跨压超过其金氧半场效晶体管(MOSFET)元件所能承受的耐压，导致漏电及缩短其使用寿命等缺点，已知的电平转换器通常都会使用较多级数的电平转换单元依序进行多次的信号升压转换，由此使得每次信号升压转换的转换电压均不会超过其金氧半场效晶体管元件所能承受的耐压，故能避免漏电的情形发生并且可延长其使用寿命。

举例而言，如图1所示，传统的电平转换器1包含有五级的电平转换单元11～15，假设电平转换器1的输入端IN及INB的输入电压为0～1.5伏特，当0～1.5伏特的输入电压依序经过电平转换单元11～15的信号升压转换处理后，将会转换成具有6～12伏特的输出电压信号OUTP及OUTPB，并通过电平转换器1的输出端将其输出。

然而，传统的电平转换器1所包含的金氧半场效晶体管(MOSFET)元件数量高达26个之多(M1～M26)，并且需要设置有两个额外的电压源来提供信号升压转换处理所需的两个中间电压VCL1及VCL2，导致其制造成本增加并使得其电路结构变得较为复杂。此外，由于整个信号升压转换处理程序还需依序分成四段来进行，亦会导致电平转换器1进行多电源域的信号升压转换效率变差。

因此，本发明提出一种驱动电路的电平转换器及其运作方法，以解决现有技术所遭遇到的上述问题。

发明内容

根据本发明的一较佳具体实施例为一种电平转换器。在此实施例中，电平转换器是应用于一显示器的一驱动电路，用以将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。

第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关及一第八晶体管开关。第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关及第八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一操作电压之间；第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与操作电压之间；第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极是耦接输入电压信号；第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接一半操作电压，半操作电压为操作电压的一半；第七晶体管开关的闸极是耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间的一第一接点；第八晶体管开关的闸极是耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间的一第二接点。

第二级电平转换单元包含一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关，其中第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第九晶体管开关及第十一晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第十晶体管开关及第十二晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第九晶体管开关的闸极是耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间的一第一输出端；第十晶体管开关的闸极是耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间的一第二输出端；第十一晶体管开关的闸极是耦接至第一接点；第十二晶体管开关的闸极是耦接至第二接点；第二级电平转换单元是通过第一输出端及第二输出端将输出电压信号输出。

于一实施例中，操作电压为12伏特，半操作电压为6伏特，输入电压信号的电压范围为0～1.5伏特，输出电压信号的电压范围为6～12伏特。

于一实施例中，若第一晶体管开关～第四晶体管开关的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，第五晶体管开关～第八晶体管开关的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，则第一晶体管开关及第二晶体管开关操作于0～(6-VTN)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第三晶体管开关及第四晶体管开关操作于VTN～6伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第五晶体管开关及第六晶体管开关操作于6～(12-VTP)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第七晶体管开关及第八晶体管开关操作于(6+VTP)～12伏特的电压范围，其跨压小于6伏特。