[发明专利]模拟电平转换器

说明书

技术领域

本发明有关于一种模拟电路，特别是有关于一种具有可调电压偏移量范围的模拟电平转换装置。

背景技术

源跟随器(source follower)通常作为一种电平转换器用来在模拟电路中提供固定电压偏移值。图1为传统源跟随器的示意图。N型金属氧化物半导体场效晶体管(N Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor，以下简称NMOS)M₁的基极耦接至输入电压V_in，源极耦接至输出节点以提供输出电压V_out。电流源耦接至输出节点，将电流I_b接地。电压偏移V_out-V_in则与组件的特性有关，如NMOS M₁的临界电压V_th与宽/长比W/L以及电流I_b的电平。而临界电压V_th为主要影响因素，因为如果NMOS M₁的电压没有超过临界电压V_th，则NMOS M₁将无法打开。

近年来，随着低压电路的发展，对于在比临界电压小的较小电压电平间转换的需求也逐渐增加。由于图1所示的传统电平转换器提供的电压值是固定的，所以无法满足上述需求。图2为根据图1中的源跟随器的转换曲线图。当NMOS M₁为普通的NMOS时，曲线M_a表示图1中电压的转换。电压偏移V_a不能低于NMOS的临界电压V_th。如果NMOS M₁使用本征(native)NMOS，临界电压V_th可以降低以实现转换曲线M_c。然而，电压偏移V_c可能由于太小而无法被使用。可以调节NMOS M₁的宽/长比W/L或者电流I_c以增加电压偏移V_c，但是调整的范围非常有限。低临界电压组件可以用作NMOS M₁以实现曲线M_b，使偏移电压V_b位于偏移电压V_a与V_c之间。由于使用临界电压组件需要额外的光罩(mask)以及增加成本，但其电压的调节范围却有限。

发明内容

因此，需要一种可以调节的模拟电平转换器以解决上述问题。

本发明提供一种模拟电平转换器，用以接收输入电压以产生输出电压，包括：N型金属氧化物半导体场效晶体管，其基极耦接至输入电压输入的输入节点；电阻装置，电阻装置的第一端耦接至N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极，电阻装置的第二端耦接至输出电压输出的输出节点；以及电流源，耦接至输出节点，减少来自输出节点的电流。

本发明还提供一种模拟电平转换器，用以接收输入电压以产生输出电压，包括：P型金属氧化物半导体场效晶体管，其基极耦接至输入电压输入的输入节点；电阻装置，该电阻装置的第一端耦接至P型金属氧化物半导体场效晶体管的源极，电阻装置的第二端耦接至输出电压输出的输出节点；以及电流源，耦接至输出节点，为电阻装置提供电流。

本发明可以在不需要额外增加电路成本以及工作的情况下提供灵活的电压变化范围。

附图说明

图1显示传统源跟随器。

图2显示依据图1中传统源跟随器的转换曲线示意图。

图3为本发明实施例的电平转换器的示意图。

图4为依据图3的电平转换器的转换曲线示意图。

图5为本发明另一实施例的电平转换器的示意图。

图6为产生电流源的电路示意图。

具体实施方式

图3为本发明实施例的电平转换器的示意图。在此模拟电平转换器中，NMOS M₂的基极耦接至输入电压为V_in输入节点，电阻R_L的一端耦接至NMOS M₂的源极，另一端耦接至输出电压为V_out的输出节点。电流源耦接至输出节点，并从输出节点将电流I_b接地。

在电压V_in与V_out之间的电压偏移可以表示为：