多电源型电平转换器制造技术

提供了一种多电源型电平转换器。所提供的多电源型电平转换器包括两级架构的第一电平转换器和第二电平转换器，使得甚至当以与正常上电序列不同的序列应用第一至第三电源时选择性地接收第一至第三电源并且改变信号电平。在电平没有改变的情况下输出输出电压，并且在第一电平转换器和第二电平转换器中未生成短路电流。

【技术实现步骤摘要】
多电源型电平转换器相关申请的交叉引用本申请要求于2013年6月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0071941号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本申请以用于所有目的。
以下描述涉及一种电平转换器。以下描述还涉及一种配置为两级电平转换器的多电源型电平转换器，每级具有四个MOS晶体管从而与上电(power-on)序列无关地以恒定电平恒定地输出电压。
技术介绍
为了使通常的存储电路或各种集成电路(IC)电路正常操作，需要对电路施加合适的电压。大多数半导体集成电路包括用于执行各种功能的若干电路块，并且存在用于驱动这些电路块的各种电源电压。因此，电路块使用电平转换器来改变电压电平，以使得在各电路块之间成功地进行接口连接。例如，这样的电平转换器用在显示驱动器IC(DDI)中，例如用于驱动有机发光二极管(OLED)或液晶二极管(LCD)的面板的驱动IC。这些IC使得能够向电平转换器依次提供多个电源，以对应于上电序列。通过以这种方式提电源力，这允许在适当地改变信号水平的情况下在屏幕上显示一系列图像数据项。典型地，施加到IC中所包括的电平转换器的电源电压包括作为上电电压的第一电源(VDDL)和第二电源(VDDH)以及作为接地电压(GND)的第三电源(VSSH)。然而，接地电压(VSSH)可以不具有‘0’电平。在示例中，VSSH具有‘负(-)’值，并且第一电源(VDDL)具有‘0’值。在该示例中，第二电源(VDDH)具有比第一电源和第三电源更高的电源电压。在两级电平转换器中以预定序列施加电源电压。在该序列中，以特定序列(例如VDDL->VSSH->VDDH)施加电源电压。然而，由于系统设计中的缺陷或在系统操作时由外部噪声引起的非故意因素，有时可出现未以预定序列施加电源电压的错误。因而，存在下述问题：电平转换器的输出电压的电平不是恒定的，并且构成电平转换器的各电路装置可能物理上受到通过MOS晶体管的不恰当激活操作而生成的短路电流的损坏。参照图1描述由于电源电压的供应序列的改变而引发问题的情形。图1是示出具有多电源结构的电平转换器的电路配置图的示例。在下面描述的电路配置图中，金属氧化物半导体(MOS)晶体管根据MOS晶体管是P型还是N型而被称作PM或NM。MOS晶体管是用于通过提供包括用于传输信号的载流子的导通沟道来放大或切换电子信号的晶体管。在N型MOS晶体管中，载流子为电子，并且在P型MOS晶体管中载流子为空穴。如图1所示，电平转换器10包括均具有四个MOS晶体管的第一电平转换器20和第二电平转换器30。在每个电平转换器中，MOS晶体管中的两个MOS晶体管为P型MOS晶体管，并且MOS晶体管中的两个MOS晶体管为N型MOS晶体管。在此电平转换器10为两级电平转换器。第一电平转换器20包括分别接收输入电压IN的PM1和PM2。第一电平转换器20还接收经逆变器2逆变的输入电压INb以及用于下拉(pulldown)输入电压IN的用作锁存电路的NM1和NM2。PM1和PM2的栅极分别连接到输入电压IN和经逆变的输入电压INb。PM1和PM2的源极连接到第一电源(VDDL)。PM1和PM2的漏极分别连接到节点a和节点b以连接到作为锁存电路的NM1和NM2。构成锁存电路的NM1和NM2的栅极和漏极在节点a和节点b之间交叉连接。NM1和NM2的源极连接到第三电源(VSSH)。V1和V2表示节点a和节点b的电压电位。V1和V2连接到第二电平转换器30。第二电平转换器30包括接收V1和V2的NM3和NM4、以及用作上拉(pullup)装置的锁存电路PM3和PM4。NM3和NM4的栅极分别接收V1和V2。NM3和NM4的源极连接到第三电源(VSSH)。NM3和NM4的漏极分别连接到节点c和节点d以连接到PM3和PM4。因而，PM3和PM4的栅极和漏极交叉连接到节点c和节点d，并且PM3和PM4的源极连接到第二电源(VDDH)。描述在这样的多电源型的两级电平转换器中未应用第一电源(VDDL)的情况作为示例。当未应用第一电源(VDDL)时，NM1和NM2的栅极电位进入接地(GND)状态或接地(GND)电平的浮动状态。作为这种情形的结果，连接到节点a和节点b的PM1和PM2接通。在这种情形下第一电平转换器10的所有MOS接通，并且因而在第一电平转换器10中形成引起短路电流的从PM1和PM2至NM1和NM2的电流路径。类似地，当节点a和节点b的电压电位V1和V2变为用于接通NM3和NM4的电位时，还接通PM3和PM4。因而，在这样的情形下形成生成短路电流的从PM3和PM4至NM3和NM4的电流路径。另外，电平转换器10包括PM5和NM5。形成第二电平转换器30的输出端子的用作逆变器的PM5和NM5也通过连接PM4和NM4的节点上的电压电位V4而接通。因而，短路电流从PM5流经NM5。基于刚刚讨论的问题，电平转换器10可能由于电平转换器10中的非故意电流(例如短路电流)而不能如设计的那样操作。在一些情况下，当短路电流的量大时，构成电平转换器的各种装置(即，MOS本身)物理上损坏。因此，当电平转换器10遇到这样的情形时，以与电平转换器10的设计相反的方式改变输出电压电平。当在应用第三电源(VSSH)之前应用第二电源(VDDH)时也会引起类似的问题。在前述的电平转换器10中，在表1中定义了取决于VDDL、VDDH和VSSH的上电序列的PM5与NM5之间的电流流动状态，并且还参照图2示出了所述电流流动状态。图2是示出对应于图1中所示的电平转换器10的短路电流的生成区域的图。表1在表1中，呈现了VDDL、VDDH和VSSH的可能上电状态的各种组合。上电状态通过接地(GND)或上电(P-O)表示。基于上电状态，表1呈现了V1、V2、V3、V4和输出(OUT)的对应节点电压。节点电压通过浮动(F)、转变(T)、高或低(H/L)或者低或高(L/H)来表示。SCC列是基于其他列表明是否存在逆变器PM5和NM5的短路电流的一组条目。当应用VDDL时，由于阻碍了电流流动，所以没有生成短路电流。同时，当VDDL接地并且应用VDDH或VSSH时，在PM5与NM5之间生成短路电流。在方法中，为了避免短路电流，单独提供上电序列被预先确定的电源单元。然而，在这样的方法中，电源单元的电路配置变得更复杂。
技术实现思路
示例提供了一种配置为与上电序列无关地输出预设电压电平的输出电压的多电源型电平转换器。提供本
技术实现思路
，从而以简化形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的选定的构思。本
技术实现思路
非旨在识别所要求保护的主题内容的关键特征或必要特征，也非旨在用于帮助确定所要求保护的主题内容的范围。在一个一般方面，多电源型电平转换器包括：第一电平转换器，所述第一电平转换器位于第一电源与第三电源之间，并且被配置为根据输入信号分别通过节点a和节点b输出第一电压电平和第二电压电平；第二电平转换器，所述第二电平转换器位于第二电源与所述第三电源之间，并且被配置为根据所述第一电压电平和所述第二电压电平分别通过节点c和节点d输出第三电压电平和第四电压电平；以及检测单元，所述检测单元被配置为检测是否在应用所述第一电源之前将所述第三电源应用于所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电源型电平转换器，包括：第一电平转换器，所述第一电平转换器位于第一电源与第三电源之间，并且被配置为根据输入信号分别通过节点a和节点b输出第一电压电平和第二电压电平；第二电平转换器，所述第二电平转换器位于第二电源与所述第三电源之间，并且被配置为根据所述第一电压电平和所述第二电压电平分别通过节点c和节点d输出第三电压电平和第四电压电平；以及检测单元，所述检测单元被配置为检测是否在应用所述第一电源之前将所述第三电源应用于所述第一电平转换器，其中响应于在应用所述第一电源之前应用所述第三电源，所述检测单元被配置为使所述节点a的所述第一电压电平和所述节点b的所述第二电压电平分别进入高电平状态和低电平状态。

【技术特征摘要】
2013.06.21 KR 10-2013-00719411.一种多电源型电平转换器，包括：第一电平转换器，所述第一电平转换器位于第一电源与第三电源之间，并且被配置为根据输入信号分别通过节点a和节点b输出第一电压电平和第二电压电平；第二电平转换器，所述第二电平转换器位于第二电源与所述第三电源之间，并且被配置为根据所述第一电压电平和所述第二电压电平分别通过节点c和节点d输出第三电压电平和第四电压电平；以及检测单元，所述检测单元被配置为检测是否在应用所述第一电源之前将所述第三电源应用于所述第一电平转换器，其中响应于在应用所述第一电源之前应用所述第三电源，所述检测单元被配置为使所述节点a的所述第一电压电平和所述节点b的所述第二电压电平分别进入高电平状态和低电平状态。2.根据权利要求1所述的多电源型电平转换器，其中，响应于将所述第二电源应用于所述第二电平转换器，所述节点c和所述节点d被配置为分别根据所述第一电压电平和所述第二电压电平进入低电平状态和高电平状态。3.根据权利要求1所述的多电源型电平转换器，还包括：输出单元，所述输出单元被配置为从所述节点d接收所述高电平状态的第四电压电平，将所接收的第四电压电平的状态逆变为低电平状态，并且被配置为输出所述低电平状态的所述第四电压电平。4.根据权利要求1所述的多电源型电平转换器，其中，所述检测单元包括多个开关装置，响应于应用所述第三电源将所述多个开关装置保持在关断状态，并且根据所述节点b的所述第二电压电平来接通所述多个开关装置。5.根据权利要求4所述的多电源型电平转换器，其中，所述检测单元还包括：第一金属氧化物半导体，被配置为检测所述节点b的所述第二电压电平；第二金属氧化物半导体，其连接到所述第一金属氧化物半导体并且具有接地GND电平的栅极电压；以及第三金属氧化物半导体，其连接到所述第二金属氧化物半导体并且被上拉驱动，从而允许所述节点a响应于接通所述第一金属氧化物半导体和所述第二金属氧化物半导体而进入高电平状态。6.根据权利要求5所述的多电源型电平转换器，其中，响应于所述节点b的所述第二电压电平等于或大于所述第一金属氧化物半导体的阈值而接通所述第一金属氧化物半导体和所述第二金属氧化物半导体。7.根据权利要求6所述的多电源型电平转换器，其中，在所述第一电源、所述第二电源和所述第三电源之中，所述第二电源具有最高电压电平，并且所述第三电源具有最低电压电平。8.根据权利要求7所述的多电源型电平转换器，其中，所述第一电源为较低电源电压VDDL，所述第二电源为较高电源电压VDDH，并且所述第三电源为参考电压VSSH。9.一种多电源型电平转换器，包括：第一电平转换器，所述第一电平转换器位于第一电源与第三电源之间，并且被配置为根据输入信号分别通过节点a和节点b输出第一电压电平和第二电压电平；第二电平转换器，所述第二电平转换器位于第二电源与所述第三电源之间，并且被配置为根据所述第一电压电平和所述第二电压电平分别通过节点c和节点d输出第三电压电平和第四电压电平；以及检测单元，所述检测单元被配置为检测是否在应用所述第三电源之前将所述第二电源应用于所述第二电平转换器，其中响应于在应用所述第三电源之前应用所述第二电源，所述检测单元被配置为使所述节点c的所述第三电压电平和所述节点d的所述第四电压电平分别进入低电平状态和高电平状态。10.根据权利要求9所述的多电源型电平转换器，还包括：输出单元，所述输出单元被配置为通过所述节点d接收所述高电平状态的所述第四电压电平，将所接收的第四电压电平的状态逆变为低电平状态，并且被配置为输出所述低电平状态的所述第四电压电平。11.根据权利要求10所述的多电源型电平转换器，其中，所述检测单元包括：第一P型金属氧化物半导体，其连接到所述节点d；第二P型金属氧化物半导体，其连接到所述第一P型金属氧化物半导体并且具有接地GND电平的栅极电压；以及第一N型金属氧化物半导体，其连接到所述第二P型金属氧化物半导体并且被下拉驱动，以允许所述节点c响应于接通所述第一P型金属氧化物半导体和所述第二P型金属氧化物半导体而进入低电平状态。12.根据权利要求11所述的多电源型电平转换器，其中，响应于所述节点c的所述第三电压电平等于或小于所述第一P型金属氧化物半导体的阈值，接通所述第一P型金属氧化物半导体、所述第二P型金属氧化物半导体和所述第一N型金属氧化物半导体。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：薛正训，权五俊，
申请(专利权)人：美格纳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR