[实用新型]一种电平位移电路

说明书

技术领域

本实用新型属于芯片设计技术领域，涉及高压功率MOS栅驱动集成电路，具体涉及一种电平位移电路。

背景技术

功率MOS栅驱动集成电路是HVIC(高压集成电路)的典型电路之一，广泛应用于家用电器与工业设备、航空、航天、武器系统等方面。其具体应用的一个重要方面是用来实现高低压电平位移，到目前为止，通用的功率MOS栅驱动集成电路大都采用两路完全相同的LDMOS来实现电平位移电路，即双脉冲触发式的电平位移电路。两路电平位移的方式使电路结构复杂和芯片面积增大。研究表明，电平位移电路占据整个系统功耗的80％以上。

一种比较经典的高压电平位移电路如图1所示，包括两个窄脉冲产生电路A和B、两个脉冲滤波电路A和B和信号恢复电路，由于LDMOS耐高压的特性，该电路通过高压LDMOS管M1和M2及其负载电阻R1和R2进行电平位移，可以弥补通常电平位移电路不耐高压的缺点，并且具有功耗低的优点，尤其针对不同的占空比输入电压都可以有效的实现电平位移。但是由于该电路通过使用两个窄脉冲表征输入控制信号的上升沿和下降沿，在电平转换中分别使用两路LDMOS电平位移电路，高压器件利用率低，增加了电路版图的面积。

为克服电路版图的面积较大的问题，在文献“武振宇、方健、乔明、李肇基，单路LDMOS实现的高压电平位移电路及其应用，微电子学，Vol 37(2)，2007，250-254”，提出了另一种高压电平位移电路，包括脉冲产生电路、脉冲整形电路、滤波电路、信号恢复电路，该电平位移电路使用了一个LDMOS管及其负载电阻进行电平位移，该电路实现了单路LDMOS电平位移电路，高压器件利用率提高，电路版图面积减少了，但是会带来另外一个问题是单路窄脉冲无法表征输入控制信号的上升沿和下降沿，无法使不同的占空比输入电压都可以有效的实现电平位移。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的电平位移电路存在的缺陷，提出了一种电平位移电路。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案，一种电平位移电路，包括双脉冲产生与整形电路、高低电平位移转换电路、高压脉冲滤波整形电路和RS触发器，输入电压连接到双脉冲产生与整形电路输入端，其特征在于，高低电平位移转换电路包括LDMOS管，NMOS管，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第一二极管和第二二极管，输入电压连接到NMOS管的栅极，NMOS管的漏极与LDMOS管的源极相连，NMOS管的源极与第一电阻相连，第一电阻的另一端连接到绝对地，第二电阻与LDMOS管的漏极相连，第二电阻的另一端连接到绝对地，第三电阻一端接LDMOS管的漏极，另一端与外部的高压电源相连，第一二极管的正极与LDMOS管的漏极相连，第一二极管的负极与第二二极管的正极相连，第二二极管的负极与外部的高压电源相连，双脉冲产生与整形电路的输出端与LDMOS管的栅极相连，LDMOS管的漏极与高压脉冲滤波整形电路的输入端相连，高压脉冲滤波整形电路的两个输出端分别与RS触发器的R端和S端相连，其中上升沿脉冲输出端与RS触发器的R端相连，下降沿脉冲输出端与RS触发器的S端相连，RS触发器的Q端即为电平位移电路输出电压。

上述高压脉冲滤波整形电路包括：第一比较器，第二比较器和或非门，其中，第一比较器的负输入端与第二比较器的正输入端相连接作为高压脉冲滤波整形电路的输入端，第一比较器的正输入端与外部的第一基准电压相连，第二比较器的负输入端与外部的第二基准电压相连，第一比较器和第二比较器的电源端与外部的高压电源相连，第一比较器和第二比较器的地端与外部的浮动地相连，第二比较器的输出端即为高压脉冲滤波整形电路的下降沿脉冲输出端，第一比较器与第二比较器的输出端分别与或非门的两个输入端相连，或非门的输出端即为高压脉冲滤波整形电路的上升沿脉冲输出端。

本实用新型的有益效果：相比现有的高压电平位移电路使用两个LDMOS管，本实用新型的电平位移电路只使用了一个LDMOS管，其他器件为中低压普通器件，因而减小了版图面积，简化了电路结构设计，降低了工艺实现的难度；相比文献中的单路LDMOS电路，本实用新型的电平位移电路可以通过单路脉冲的高低电平表征输入控制信号的上升沿和下降沿，实现不同的占空比输入电压的有效电平位移。

附图说明

图1为现有的一种电平位移电路结构示意图。

图2为本实用新型的电平位移电路结构示意图。

图3为本实用新型实施例的高低电平位移转换电路结构示意图。

图4为本实用新型实施例的高压脉冲滤波整形电路结构示意图。