电平移位电路、功率器件和电器设备制造技术

本申请公开一种电平移位电路、功率器件和电器设备。该电平移位电路包括交叉耦合的晶体管对和一对钳位电路，交叉耦合的晶体管对中的晶体管的源极连接于电压输入端；一对钳位电路中每个钳位电路一一对应地将电压输入端和晶体管对中每个晶体管的栅极相连接，用于将晶体管的栅极电压钳位于设定电压，设定电压小于电压输入端提供的电压。本申请可以解决电平移位电路中的至少部分晶体管的栅极所加电压近似等于电压输入端的电压值的问题。等于电压输入端的电压值的问题。等于电压输入端的电压值的问题。

【技术实现步骤摘要】
电平移位电路、功率器件和电器设备


[0001]本申请涉及集成电路
，特别是涉及一种电平移位电路、功率器件和电器设备。

技术介绍

[0002]现有的电平移位电路中的至少部分晶体管的栅极所加电压偏高，近似等于电源电压输入端的电压值，为了保证这部分晶体管能够正常工作，需要让它们的耐压(Breakdown Voltage，BV)超过电压输入端的电压值。为此一般需要增加晶体管的栅氧化层的厚度来增加晶体管的耐压BV，但是这样会降低跨导，并且工艺复杂，成本增加。

技术实现思路

[0003]本申请主要的目的是提供一种电平移位电路、功率器件和电器设备，以解决电平移位电路中的至少部分晶体管的栅极所加电压近似于电压输入端的电压值的问题。
[0004]为解决上述问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电平移位电路，该电平移位电路包括交叉耦合的晶体管对和一对钳位电路：
[0005]交叉耦合的晶体管对中的晶体管的源极连接电源电压输入端；
[0006]一对钳位电路中每个钳位电路一一对应地将电压输入端和晶体管对中的每个晶体管的栅极相连接，用于将晶体管对中的晶体管的栅极电压钳位于设定电压，其中设定电压小于电压输入端提供的电压。
[0007]其中，钳位电路包括钳位器件，钳位器件的第一端连接电压输入端，钳位器件的第二端连接晶体管的栅极。
[0008]其中，钳位器件为场效应管；
[0009]钳位电路还包括恒压单元，恒压单元连接钳位器件的栅极。
[0010]其中，恒压单元包括第一偏置单元和第二偏置单元，
[0011]第一偏置单元包括第一晶体管和第二晶体管，第二偏置单元包括第三晶体管、第四晶体管和电阻；
[0012]第一晶体管和第三晶体管的源极均连接电压输入端，第一晶体管的栅极和第三晶体管的栅极相连接，第三晶体管的漏极连接第三晶体管的栅极和第四晶体管的漏极；
[0013]第二晶体管的漏极连接第一晶体管的漏极和第二晶体管的栅极，第二晶体管的源极连接接地电压，第二晶体管的栅极和第四晶体管的栅极相连接，第四晶体管的源极连接于电阻的第一端，电阻的第二端连接接地电压；
[0014]其中，第四晶体管的宽长比为第二晶体管的宽长比的N倍，N为大于1的整数；第三晶体管的漏极还连接钳位器件的栅极。
[0015]其中，钳位器件为齐纳管；
[0016]钳位电路包括限流单元，限流单元连接于钳位器件的第二端。
[0017]其中，电平移位电路包括第一下拉晶体管和第二下拉晶体管，交叉耦合的晶体管
对包括第一上拉晶体管和第二上拉晶体管；
[0018]第一上拉晶体管的漏极连接于第二上拉晶体管的栅极和第一下拉晶体管的漏极，第一下拉晶体管的源极连接接地电压；
[0019]第二上拉晶体管的漏极连接于第一上拉晶体管的栅极和第二下拉晶体管的漏极，第二下拉晶体管的源极连接接地电压；
[0020]钳位电路包括第一钳位器件和第二钳位器件，第一钳位器件的第一端连接于电压输入端，第一钳位器件的第二端连接于第二上拉晶体管的漏极，第二钳位器件的第一端连接电压输入端，第二钳位器件的第二端连接第一上拉晶体管的漏极。
[0021]其中，电平移位电路还包括输出晶体管和第五晶体管；
[0022]输出晶体管的栅极连接于第一上拉晶体管的漏极，输出晶体管的源极连接于电压输入端，输出晶体管的漏极连接于第五晶体管的漏极，第五晶体管的源极连接接地电压。
[0023]其中，第一钳位器件和第二钳位器件均为齐纳管；
[0024]钳位电路还包括第一限流单元和第二限流单元，第一限流单元的一端连接第二钳位器件的第二端和第一上拉晶体管的漏极，第一限流单元的另一端连接第一下拉晶体管的漏极，第二限流单元的一端连接第一钳位器件的第二端和第二上拉晶体管的漏极，第二限流单元的另一端连接第二下拉晶体管的漏极。
[0025]其中，电平移位电路还包括输入单元和反相器；
[0026]输入单元连接于第一下拉晶体管的栅极；
[0027]反相器的一端连接于输入单元，反相器的另一端连接于第二下拉晶体管的栅极和第五晶体管的栅极。
[0028]为解决上述问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种功率器件，该功率器件包括上述的电平移位电路。
[0029]为解决上述问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电器设备，该电器设备包括如上述的功率器件。
[0030]本申请在电平移位电路中设置一对钳位电路，该对钳位电路中每个钳位电路一一对应地将电压输入端和交叉耦合的晶体管对中的每个晶体管的栅极相连接，这样通过钳位电路使晶体管对中的晶体管的栅极所加电压小于或等于设定电压，从而可以使交叉耦合的晶体管对中的晶体管栅极所加电压低于电压输入端提供的电压。
附图说明
[0031]图1是一种电平移位电路的结构示意图；
[0032]图2是另一种电平移位电路的结构示意图；
[0033]图3是本申请电平移位电路一实施方式的结构示意图；
[0034]图4是本申请电平移位电路一实施例的结构示意图；
[0035]图5是本申请电平移位电路另一实施例的结构示意图；
[0036]图6是本申请电平移位电路又一实施例的结构示意图；
[0037]图7是本申请功率器件一实施方式的结构示意图；
[0038]图8是本申请电器设备一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
[0040]需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0041]另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
[0042]在图1的六管电平移位电路中，交叉耦合的晶体管对中的第一上拉晶体管MP1和第二上拉晶体管MP2的源极端均连接于电压输入端，第一下拉晶体管MN1、第二下拉晶体管MN2和第五晶体管MN3均与输入单元IN电性连接；而输出晶体管MP3的漏极端为输出端，以将电平移位电路处理过的信号输出。具体地，当输入单元IN的输入信号为高电平1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电平移位电路，其特征在于，所述电平移位电路包括：交叉耦合的晶体管对，所述晶体管对中的晶体管的源极连接于电压输入端；一对钳位电路，所述一对钳位电路中每个钳位电路一一对应地将所述电压输入端和所述晶体管对中每个晶体管的栅极相连接，用于将所述晶体管的栅极电压钳位于设定电压，所述设定电压小于所述电压输入端提供的电压。2.根据权利要求1所述的电平移位电路，其特征在于，所述钳位电路包括钳位器件，所述钳位器件的第一端连接所述电压输入端，所述钳位器件的第二端连接所述晶体管的栅极。3.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述钳位器件为场效应管；所述钳位电路还包括恒压单元，所述恒压单元连接所述钳位器件的栅极。4.根据权利要求3所述的电平移位电路，其特征在于，所述恒压单元包括第一偏置单元和第二偏置单元，所述第一偏置单元包括第一晶体管和第二晶体管，所述第二偏置单元包括第三晶体管、第四晶体管和电阻；所述第一晶体管和所述第三晶体管的源极均连接所述电压输入端，所述第一晶体管的栅极和所述第三晶体管的栅极相连接，所述第三晶体管的漏极连接所述第三晶体管的栅极和所述第四晶体管的漏极；所述第二晶体管的漏极连接所述第一晶体管的漏极和所述第二晶体管的栅极，所述第二晶体管的源极连接接地电压，所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极相连接，所述第四晶体管的源极连接于所述电阻的第一端，所述电阻的第二端连接接地电压，其中，所述第四晶体管的宽长比为所述第二晶体管的宽长比的N倍，N为大于1的整数；所述第三晶体管的漏极还连接所述钳位器件的栅极。5.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述钳位器件为齐纳管；所述钳位电路包括限流单元，所述限流单元连接于所述钳位器件的第二端。6.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述电平移位电路包括第一下拉晶体管和第二下拉晶体管，所述交叉耦合的晶体管对包括第一上拉晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利书，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：