[发明专利]电压准位移位电路

说明书

本发明公开一种电压准位移位电路，包含一操作于一第一系统电源的最高准位电压至第一低准位电压之间的电压箝位单元、一耦接于该电压箝位单元及该第一系统电源的第二低准位电压之间的单一功率开关晶体管，以及一通过一开关单元连接至单一功率开关晶体管栅极的限流电路；其中，该第一低准位电压高于该二低准位电压。当该单一功率开关晶体管不导通，输出电压会上拉至该第一系统电源的最高准位电压；当体导通时，该限流电路限制该单一功率开关晶体管的导通电流不超过一电流上限值，以确保该电压箝位单元不必设置另一个高耐受功率晶体管，而使输出电压箝住于该第一低准位电压。

技术领域

本发明涉及一种电压准位移位电路，尤其涉及一种电压准位移位电路。

背景技术

对于不同电源工作环境下的集成电路，其逻辑数值的判断并不相同。以使用0V～5V的系统电源电压范围的集成电路来说，其于判断逻辑数值时，当信号电压准位为0V，则判断逻辑数值为0；当信号电压准位为5V，则判断逻辑数值为1。再以应用于电源管理的模拟集成电路所使用0V至60V系统电源电压范围为例，其于判断逻辑数值时，当信号电压准位为0V，则判断逻辑数值为0；当信号电压准位为60V，则判断逻辑数值为1。当此两者集成电路合并使用，如图8所示，其间必须串接有一电压准位移位电路52，以将前级电路50所输出其系统电源电压范围中的输出信号的电压准位，移位至下级电路51所使用系统电源电压范围的电压准位，才能让下级电路51正确地判断出相同的逻辑数值。

详言之，当使用较低压系统电源的集成电路作为上级电路50且输出一电压准位为5V的输出信号(逻辑数值为1)至使用较高压系统电源的下级电路51时，先由该电压准位移位电路将其电压准位移位至60V，如此该较高压集成电路即可判断为相同逻辑数值1。请参阅图9所示，为一种既有电压准位移位电路52，其包含有一第一及第二上功率开关M1、M2、一第一及第二下功率开关M3、M4及一反向器INV。该第一及第二上功率开关M1、M2源极连接至下级电路51使用的工作电压的高准位电压端(60V)，其漏极则分别连接至对应第一及第二下功率开关M3、M4的漏极，而其栅极则分别连接至第二及第一下功率开关M4、M3的漏极；又该第一及第二下功率开关M3、M4源极则连接至该工作电压的低准位电压端(0V)；其中该第二上及下功率开关M2、M4连接节点node1为该电压准位移位电路52的输出端Vout。该反向器INV连接至较低压系统电源，以接收其输出的电压信号(0V或5V)，其输入端Vin与该第一下功率开关M3的栅极连接，而输出端Vout则与该第二下功率开关M4的栅极连接。

当较低压集成电路输出的电压信号准位为5V(为该较低压集成电路的逻辑数值1)，则该第一下功率开关M3导通，但第二下功率开关M4不导通；因为该第一下功率开关M3导通，故使得该第二上功率开关M2导通，令输出端Vout所输出的信号电压准位为60V(为该高压集成电路的逻辑数值1)；又当较低压集成电路输出的电压信号准位为0V(为该较低压集成电路的逻辑数值0)，则该第一下功率开关M3不导通，但第二下功率开关导通M4；因为该第二下功率开关M4导通，故使得输出端Vout所输出信号的电压准位为0V(为该高压集成电路的逻辑数值1)；如此，该电压准位移位电路52确实可将使用较低压系统电源的上级电路50所输出的电压信号准位0V、5V移位至使用较高压系统的电压范围0V、60V，如图8所示。

由于前揭电压准位移位电路52连接至该高压系统电源，其第一及第二上功率开关M1、M2与第一及第二下功率开关M3、M4必须使用高耐受电压的功率晶体管，才能正常使用于较高压系统电源的电压范围(0V至60V)。然而，高耐受电压的功率晶体管不仅需要大集成电路的布局面积，其半导体工艺成本高，并非最佳的选择。