利用基极偏压的电平转换器制造技术

一种电平转换器，是用于薄膜晶体管液晶显示器，包含：一转换电路，用以将一输入电压电平转换成一输出电压电平，包含：一第一晶体管，包含一源极、一漏极、一栅极及一基极；以及一第二晶体管，包含一源极、一漏极、一栅极及一基极；一第一偏压电路，用以对该第一晶体管的该基极偏压，包含一输入端及一输出端；以及一第二偏压电路，用以对该第二晶体管的该基极偏压，包含一输入端及一输出端；该第一偏压电路的该输出端连接于该第一晶体管的该基极，该第二偏压电路的该输出端连接于该第二晶体管的该基极。基极偏压电路，用来对输入端晶体管的基极进行偏压，藉以调整输入端晶体管的临界电压，以达到高速、省电及低电压输入的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种电平转换器，具体说有关一种用于薄膜晶体管液晶显示器的电平转换器。(2)
技术介绍
薄膜晶体管液晶显示器需要一种电平转换器，将一输入电压转换成一较高的输出电压，供驱动显示器各组件。由于使用薄膜晶体管(TFT)制程，其晶体管的临界电压值大于传统互补金属氧化物半导体(CMOS)制程，因此需要一个检测电路来检测薄膜晶体管的临界电压，以避免输入电压过低导致电平转换器无法正常工作。图1为一习知电平转换器，如图所示，电平转换器的基本架构包含一个转换电路32、一个第一检测电路27及一第二检测电路29。转换电路32包含一对输入晶体管(input transistor)第一晶体管2和第二晶体管4，及一对负载晶体管(load transistor)第三晶体管6和第四晶体管8。第一检测电路27包含一第五晶体管10、一第一输入端18和一第一电流源14。第二检测电路29包含一第六晶体管12、第二输入端20和一第二电流源16。第一输入端18及第二输入端20的输入信号为一对互补信号。第五晶体管10和第六晶体管12是用来检测第一晶体管2及第二晶体管4的临界电压，确保第一晶体管2及第二晶体管4均操作于适当的工作区间，以完成电平转换的任务。图2为另一习知电平转换器，基本架构与图1者相同，不同处在于第三晶体管6及第四晶体管8的栅极的接线方式。图3为另一习知电平转换器，基本架构亦与图1者相同，不同处在于图3的习知多了一个第七晶体管13，藉由第七晶体管13，此种电平转换器便不需第二输入端20仍可正常的工作。由于现今电子产品所需处理的数据量增加，各组件间的工作频率也必须跟着提高，但上述习知例中的第一晶体管2及第二晶体管4随时皆处于导通状态，严重影响了习知电平转换器的速度。同时，由于第五晶体管10及第六晶体管12的接线方式，使其功能如同二极管，因此习知电平转换器有两个直流路径由电流源(第一电流源14及第二电流源16)经检测晶体管(第五晶体管10及第六晶体管12)至接地端，产生不必要的电源消耗。(3)
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了克服习知电平转换器的缺点而提供一种应用于薄膜晶体管液晶显示器的高速、低电压输入及减少电源消耗的电平转换器。本专利技术的电平转换器，是用于薄膜晶体管液晶显示器，其特点是，包含一转换电路，用以将一输入电压电平转换成一输出电压电平，它包含一第一晶体管，包含一源极、一漏极、一栅极及一基极；以及一第二晶体管，包含一源极、一漏极、一栅极及一基极；一第一偏压电路，用以对该第一晶体管的该基极偏压，包含一输入端及一输出端；以及一第二偏压电路，用以对该第二晶体管的该基极偏压，包含一输入端及一输出端；其中，该第一偏压电路的该输出端连接于该第一晶体管的该基极，该第二偏压电路的该输出端连接于该第二晶体管的该基极。本专利技术的电平转换器，用于薄膜晶体管液晶显示器，其包含一个转换电路及两个偏压电路。转换电路具有两个输入晶体管及两个负载晶体管，用来将输入电平转换成输出电平。偏压电路具有一输入端及一输出端，输入端连接于转换电路的输入端，输出端连接于输入晶体管的基极(body)，可依据输入信号电平的高低来调整输入晶体管的临界电压，使其可工作于高速的环境及低电压输入的情况下。同时由于偏压电路为静态逻辑电路(static-logic circuit)，亦可减少此电平转换器的直流损耗。(4)附图说明图1为一习知例的电路图；图2为另一习知例的电路图；图3为另一习知例的电路图4为本专利技术第一实施例的电路图；图5为本专利技术第二实施例的电路图；图6为本专利技术第三实施例的电路图。(5)具体实施方式本专利技术为一种电平转换器，是用于薄膜晶体管液晶显示器，可将一输入电压值转换成一较高的输出电压值，其包含一组偏压电路，用来对输入晶体管进行偏压，藉以调整输入晶体管的临界电压值，使此种电平转换器能工作于低电压、高频的环境，并节省直流损耗。薄膜晶体管(thin film transistor)的临界电压值可由以下公式来表示 其中，γ与Φf为半导体制程参数，VSB为源极(source)与基极的电压差，Vth0为VSB＝0V时的临界电压值，Vth为实际临界电压值。从以上公式得知，有两种方式可降低薄膜晶体管的临界电压，一为控制半导体制程参数γ与Φf，一为控制源极与基极的电压差VSB。然而，要从半导体制程来改善薄膜晶体管的临界电压是非常困难的，因此，本专利技术提供一种偏压电路，用来控制薄膜晶体管临界电压值的大小，使其临界电压值可随着输入信号的改变而改变。本专利技术的电平转换器包含一转换电路、一第一偏压电路及一第二偏压电路。转换电路是用来将一输入电压电平转换成一输出电压电平，包含两个输入晶体管及两个负载晶体管，输入晶体管为n信道薄膜晶体管(n-channelTFT)，包含一源极、一漏极(drain)、一栅极(gate)及一基极，负载晶体管为p信道薄膜晶体管(p-channel TFT)，包含一源极、一漏极及一栅极。第一偏压电路及第二偏压电路分别用来对两个输入晶体管的基极进行偏压，其输出端连接于输入晶体管的基极，以调整输入晶体管的临界电压值。图4为本专利技术的第一实施例，如图所示，转换电路32包含第一晶体管2、第二晶体管4、第三晶体管6及第四晶体管8，第一偏压电路的输入端34连接于第一输入端18及第一晶体管2的栅极，输出端36连接于第一晶体管2的基极，第二偏压电路的输入端38连接于第二输入端20及第二晶体管4的栅极，输出端40连接于第二晶体管4的基极，第一晶体管2及第二晶体管4的源极接地，第一晶体管2的漏极连接于第三晶体管6的漏极，第二晶体管4的漏极连接于第四晶体管8的漏极，第三晶体管6的栅极连接于第三晶体管6的漏极，第四晶体管8的栅极连接于第三晶体管6的栅极，第三晶体管6及第四晶体管8的源极连接于一电源30，第四晶体管8的漏极为第一输出端22，用来输出其输出电压电平。其中，第一输入端18与第二输入端20的输入信号彼此互补。当第一输入端18的信号为高准位(如5V)，即第二输入端20的信号为低准位(如0V)时，信号通过第一偏压电路26及第二偏压电路28，输出至第一晶体管2及第二晶体管4的基极，使得第一晶体管2的基极电压提高而第二晶体管4的基极电压降低。根据上述的公式，第一晶体管2的临界电压会下降(例如从3.5V降至2V)，第二晶体管4的临界电压会上升(例如从2V升至3.5V)，因此第一晶体管2的栅极电压高于临界电压且第二晶体管4的栅极电压低于临界电压，使得第一晶体管2导通且第二晶体管4关闭，此时转换电路32的功能有如一个放大器(amplifier)，第一输出端22的输出信号将会放大其第一输入端18的输入信号(例如输出信号为12V)。相反的，当第一输入端18的信号为低准位，即第二输入端20的信号为高准位时，第一晶体管2的临界电压提高且第二晶体管4的临界电压降低，使得第一晶体管2关闭且第二晶体管4导通，此时第一输出端22的电压被拉至低准位(与第一输入端18的信号相同)。由上述可知，第一输出端22的输出信号与第一输入端18的输入信号同相并放大一特定比例。当第一输入端18的信号为高准位时，第一晶体管2的基极电压亦需为高准位，当第一输入端18的信号为低准位时，第一晶体管2的基极电压亦需为低准位。因此，第一偏压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电平转换器，是用于薄膜晶体管液晶显示器，其特征在于，包含：一转换电路，用以将一输入电压电平转换成一输出电压电平，包含：一第一晶体管，包含一源极、一漏极、一栅极及一基极；以及一第二晶体管，包含一源极、一漏极、一栅极 及一基极；一第一偏压电路，用以对该第一晶体管的该基极偏压，包含一输入端及一输出端；以及一第二偏压电路，用以对该第二晶体管的该基极偏压，包含一输入端及一输出端；其中，该第一偏压电路的该输出端连接于该第一晶体管的该基极， 该第二偏压电路的该输出端连接于该第二晶体管的该基极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柯明道，龚文侠，戴亚翔，
申请(专利权)人：统宝光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]