驱动电路的电平转换器及其运作方法
【专利摘要】本发明公开一种应用于显示器的驱动电路的电平转换器。电平转换器包含第一级电平转换单元及第二级电平转换单元，用以将输入电压信号升压转换为输出电压信号。由于本发明的电平转换器所需的晶体管开关的总数比现有技术少很多，且可以不需设置额外的电压源来提供中间电压，故能降低制造成本并提升多电源域的信号升压转换效率。
【专利说明】驱动电路的电平转换器及其运作方法
【技术领域】
[0001]本发明是与显示器的驱动电路有关，特别是关于一种应用于显示器的驱动电路的电平转换器及其运作方法。
【背景技术】
[0002]在传统显示器的驱动电路中，当电平转换器(Level shifter)进行多电源域(mult1-power domain)的信号升压转换时，为了避免一次信号升压转换的转换电压过大(例如从O?1.5伏特升压转换至6?12伏特)，使得跨压超过其金氧半场效晶体管(MOSFET)元件所能承受的耐压，导致漏电及缩短其使用寿命等缺点，已知的电平转换器通常都会使用较多级数的电平转换单元依序进行多次的信号升压转换，由此使得每次信号升压转换的转换电压均不会超过其金氧半场效晶体管元件所能承受的耐压，故能避免漏电的情形发生并且可延长其使用寿命。
[0003]举例而言，如图1所示，传统的电平转换器I包含有五级的电平转换单元11?15，假设电平转换器I的输入端IN及INB的输入电压为O?1.5伏特，当O?1.5伏特的输入电压依序经过电平转换单元11?15的信号升压转换处理后，将会转换成具有6?12伏特的输出电压信号OUTP及OUTPB，并通过电平转换器I的输出端将其输出。
[0004]然而，传统的电平转换器I所包含的金氧半场效晶体管(MOSFET)元件数量高达26个之多(Ml?M26)，并且需要设置有两个额外的电压源来提供信号升压转换处理所需的两个中间电压VCLl及VCL2，导致其制造成本增加并使得其电路结构变得较为复杂。此外，由于整个信号升压转换处理程序还需依序分成四段来进行，亦会导致电平转换器I进行多电源域的信号升压转换效率变差。
[0005]因此，本发明提出一种驱动电路的电平转换器及其运作方法，以解决现有技术所遭遇到的上述问题。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一较佳具体实施例为一种电平转换器。在此实施例中，电平转换器是应用于一显不器的一驱动电路，用以将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。
[0007]第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关及一第八晶体管开关。第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关及第八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一操作电压之间；第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与操作电压之间；第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极是耦接输入电压信号；第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接一半操作电压，半操作电压为操作电压的一半；第七晶体管开关的闸极是耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间的一第一接点；第八晶体管开关的闸极是耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间的一第二接点。
[0008]第二级电平转换单元包含一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关，其中第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第九晶体管开关及第十一晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第十晶体管开关及第十二晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第九晶体管开关的闸极是耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间的一第一输出端；第十晶体管开关的闸极是耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间的一第二输出端；第十一晶体管开关的闸极是耦接至第一接点；第十二晶体管开关的闸极是耦接至第二接点；第二级电平转换单元是通过第一输出端及第二输出端将输出电压信号输出。
[0009]于一实施例中，操作电压为12伏特,半操作电压为6伏特,输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特，输出电压信号的电压范围为6?12伏特。
[0010]于一实施例中，若第一晶体管开关?第四晶体管开关的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，第五晶体管开关?第八晶体管开关的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，则第一晶体管开关及第二晶体管开关操作于O?(6-VTN)伏特的电压范围,其跨压小于6伏特；第三晶体管开关及第四晶体管开关操作于VTN?6伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第五晶体管开关及第六晶体管开关操作于6?(12-VTP)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第七晶体管开关及第八晶体管开关操作于(6+VTP)?12伏特的电压范围,其跨压小于6伏特。
[0011]于一实施例中，电平转换器进一步包含另一第二级电平转换单元。另一第二级电平转换单元包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关及一第十六晶体管开关，其中第十三晶体管开关及第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第十五晶体管开关及第十六晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第十三晶体管开关及第十五晶体管开关彼此串接于接地端与半操作电压之间；第十四晶体管开关及第十六晶体管开关彼此串接于接地端与半操作电压之间；第十三晶体管开关的闸极是耦接至第一晶体管开关与第三晶体管开关之间；第十四晶体管开关的闸极是耦接至第二晶体管开关与第四晶体管开关之间；第十五晶体管开关的闸极是耦接至第十四晶体管开关与第十六晶体管开关之间的一第三输出端；第十六晶体管开关的闸极是耦接至第十三晶体管开关与第十五晶体管开关之间的一第四输出端；另一第二级电平转换单元是通过第三输出端及第四输出端输出另一输出电压信号。
[0012]于一实施例中，另一输出电压信号是与输出电压信号具有相同的逻辑及不同的电压范围。
[0013]于一实施例中，操作电压为12伏特,半操作电压为6伏特,输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特,输出电压信号的电压范围为6?12伏特,另一输出电压信号的电压范围为O?6伏特。
[0014]根据本发明的另一较佳具体实施例为一种电平转换器运作方法。于此实施例中，电平转换器运作方法是用以运作一显不器的一驱动电路中的一电平转换器将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。
[0015]第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关及一第八晶体管开关。第二级电平转换单元包含一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关。第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、第四晶体管开关、第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关、第八晶体管开关、第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关。
[0016]第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一操作电压之间。第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与操作电压之间。第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接一半操作电压。半操作电压为操作电压的一半。第七晶体管开关的闸极是耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间的一第一接点。第八晶体管开关的闸极是耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间的一第二接点。第九晶体管开关及第十一晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间。第十晶体管开关及第十二晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间。第九晶体管开关的闸极是耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间的一第一输出端。第十晶体管开关的闸极是耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间的一第二输出端。第十一晶体管开关的闸极是耦接至第一接点。第十二晶体管开关的闸极是耦接至第二接点。
[0017]该方法包含下列步骤:(a)通过该第一晶体管开关及该第二晶体管开关的闸极接收该输入电压信号；(b)通过该第十一晶体管开关及该第十二晶体管开关的闸极分别自该第一接点及该第二接点接收一第一电压信号及一第二电压信号；以及(C)通过该第一输出端及该第二输出端输出该输出电压信号。
[0018]根据本发明的另一较佳具体实施例为一种电平转换器。在此实施例中，电平转换器是应用于一显不器的一驱动电路，用以将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。
[0019]第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关、一第八晶体管开关、一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关。第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、第四晶体管开关、第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关、第八晶体管开关、第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于接地端与第一中间电压之间；第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与第一中间电压之间；第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极是耦接输入电压信号；第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接第二中间电压，第二中间电压小于第一中间电压；第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关的闸极均耦接至接地端；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关及第八晶体管开关的闸极均耦接至第一中间电压；第七晶体管开关的闸极耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间；第八晶体管开关的闸极耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间；第九晶体管开关与第十一晶体管开关是耦接于半操作电压与第一中间电压之间；第十晶体管开关与第十二晶体管开关是耦接于半操作电压与第一中间电压之间；第九晶体管开关及第十晶体管开关的闸极均耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间；第十一晶体管开关与第十二晶体管开关的闸极均耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间；第九晶体管开关及第十晶体管开关的闸极分别耦接至半操作电压；第十一晶体管开关与第十二晶体管开关的闸极分别耦接至第一中间电压。
[0020]第二级电平转换单元包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关、一第十六晶体管开关、一第十七晶体管开关及一第十八晶体管开关，其中第十三晶体管开关及第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第十三晶体管开关、第十五晶体管开关及第十七晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间，半操作电压为操作电压的一半；第十四晶体管开关、第十六晶体管开关及第十八晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第十三晶体管开关与第十四晶体管开关的闸极耦接半操作电压；第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关的闸极耦接操作电压；第十三晶体管开关与第十五晶体管开关的闸极均耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间；第十四晶体管开关与第十六晶体管开关的闸极均耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间；第十七晶体管开关是通过第一输出端耦接至第十四晶体管开关与第十六晶体管开关之间；第十八晶体管开关是通过第二输出端耦接至第十三晶体管开关与第十五晶体管开关之间；第二级电平转换单元是通过第一输出端及第二输出端将输出电压信号输出。
[0021]根据本发明的另一较佳具体实施例为一种电平转换器运作方法。于此实施例中，电平转换器运作方法是用以运作一显不器的一驱动电路中的一电平转换器将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。
[0022]第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关、一第八晶体管开关、一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关，其中第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、第四晶体管开关、第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关、第八晶体管开关、第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于接地端与第一中间电压之间；第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与第一中间电压之间；第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极是耦接输入电压信号；第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接第二中间电压，第二中间电压是小于第一中间电压；第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关的闸极均耦接至接地端；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关及第八晶体管开关的闸极均耦接至第一中间电压；第七晶体管开关的闸极耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间；第八晶体管开关的闸极耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间；第九晶体管开关与第十一晶体管开关是耦接于半操作电压与第一中间电压之间；第十晶体管开关与第十二晶体管开关是耦接于半操作电压与第一中间电压之间；第九晶体管开关及第十晶体管开关的闸极均耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间；第十一晶体管开关与第十二晶体管开关的闸极均耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间；第九晶体管开关及第十晶体管开关的闸极分别耦接至半操作电压；第十一晶体管开关与第十二晶体管开关的闸极分别耦接至第一中间电压；第二级电平转换单元包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关、一第十六晶体管开关、一第十七晶体管开关及一第十八晶体管开关，其中第十三晶体管开关及第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第十三晶体管开关、第十五晶体管开关及第十七晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间，半操作电压为操作电压的一半；第十四晶体管开关、第十六晶体管开关及第十八晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第十三晶体管开关与第十四晶体管开关的闸极耦接半操作电压；第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关的闸极耦接操作电压；第十三晶体管开关与第十五晶体管开关的闸极均耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间；第十四晶体管开关与第十六晶体管开关的闸极均耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间；第十七晶体管开关系通过第一输出端耦接至第十四晶体管开关与第十六晶体管开关之间；第十八晶体管开关是通过第二输出端耦接至第十三晶体管开关与第十五晶体管开关之间。
[0023]该方法包含下列步骤:(a)通过第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极接收输入电压信号；(b)通过第十三晶体管开关及第十五晶体管开关的闸极自第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间接收第一电压信号以及通过第十四晶体管开关及第十六晶体管开关的闸极自第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间接收一第二电压信号；以及(C)通过第一输出端及第二输出端将输出电压信号输出。
[0024]相较于现有技术，根据本发明的驱动电路的电平转换器及其运作方法具有下列优占-
^ \\\.
[0025](I)本发明的电平转换器所需的金氧半场效晶体管元件的数量比传统的电平转换器减少很多，并且还可以不设置额外的电压源来提供信号升压转换处理所需的中间电压，故能有效降低其制造成本并简化其电路结构。
[0026](2)本发明的电平转换器仅需两级电平转换单元的操作即可完成整个信号升压转换处理程序，不需分成多段程序进行，故可有效提升电平转换器进行多电源域的信号升压转换效率。
[0027](3)本发明的电平转换器亦可通过第一级电平转换单元中的金氧半场效晶体管元件之间适当的稱接设计达到缩减电路布局(layout)面积的功效。
[0028]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为传统的驱动电路的电平转换器的示意图。
[0030]图2为根据本发明的一较佳具体实施例的电平转换器的功能方块图。
[0031]图3为图2的电平转换器的详细电路图。
[0032]图4为根据本发明的另一较佳具体实施例的电平转换器的功能方块图。
[0033]图5为图4的电平转换器的详细电路图。
[0034]图6为根据本发明的另一较佳具体实施例的驱动电路的电平转换器运作方法的流程图。
[0035]图7为根据本发明的另一较佳具体实施例的电平转换器的功能方块图。
[0036]图8为图7的电平转换器的详细电路图。
[0037]图9为根据本发明的另一较佳具体实施例的驱动电路的电平转换器运作方法的流程图。
[0038]主要元件符号说明:
[0039]SlO ?S14、S20 ?S24:流程步骤
[0040]Ml?M26:晶体管开关
[0041]I?2、4、7:电平转换器
[0042]11?15、21?22、41?42、44、71?72:电平转换单元
[0043]IN、INB:输入电压信号
[0044]OUTP、OUTPB、OUTN、OUTNB:输出电压信号
[0045]VCLl、VCL2:中间电压
[0046]AGND:接地端
[0047]AVDD:操作电压
[0048]hAVDD:半操作电压
[0049]VIP, VlN, V2P、V2N、V3P、V3N、V4P、V4N:电压
[0050]Vl ?V2:电压
[0051]Pl:第一接点
[0052]P2:第二接点
[0053]OTl?0T4:第一输出端?第四输出端
【具体实施方式】
[0054]根据本发明的一较佳具体实施例为一种驱动电路的电平转换器。于此实施例中，电平转换器是应用于一显示器的一驱动电路，但不以此为限。首先，请参照图2，图2为此实施例中的电平转换器的功能方块图。如图2所示，电平转换器2包含第一级电平转换单元21及第二级电平转换单元22。其中，第一级电平转换单元21是耦接于接地端AGND与操作电压AVDD之间；第二级电平转换单元22是耦接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间；第一级电平转换单元21耦接第二级电平转换单元22。
[0055]接着，请参照图3，图3为图2的电平转换器2的详细电路图。如图3所示，电平转换器2的第一级电平转换单元21包含第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8。其中，第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3及第四晶体管开关M4为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8为P型金氧半场效晶体管开关。
[0056]于此实施例中，第一晶体管开关Ml、第三晶体管开关M3、第五晶体管开关M5及第七晶体管开关M7彼此串接于接地端AGND与操作电压AVDD之间；第二晶体管开关M2、第四晶体管开关M4、第六晶体管开关M6及第八晶体管开关M8彼此串接于接地端AGND与操作电压AVDD之间。第一晶体管开关Ml及第二晶体管开关M2的闸极(Gate)是耦接输入电压信号IN及INB ;第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第五晶体管开关M5及第六晶体管开关M6的闸极均耦接半操作电压hAVDD，其中，半操作电压hAVDD为操作电压AVDD的一半。第三晶体管开关M3的基极(Base)耦接至第一晶体管开关Ml与第三晶体管开关M3之间；第四晶体管开关M4的基极耦接至第二晶体管开关M2与第四晶体管开关M4之间；第五晶体管开关M5的基极耦接至第七晶体管开关M7与第五晶体管开关M5之间；第六晶体管开关M6的基极耦接至第八晶体管开关M8与第六晶体管开关M6之间。第七晶体管开关M7的闸极是耦接至第六晶体管开关M6与第八晶体管开关M8之间的第一接点Pl ;第八晶体管开关M8的闸极是耦接至第五晶体管开关M5与第七晶体管开关M7之间的第二接点P2。
[0057]电平转换器2的第二级电平转换单元22包含第九晶体管开关M9、第十晶体管开关M10、第十一晶体管开关Mll及第十二晶体管开关M12。其中，第九晶体管开关M9及第十晶体管开关MlO为N型金氧半场效晶体管开关；第十一晶体管开关Mll及第十二晶体管开关M12为P型金氧半场效晶体管开关。第九晶体管开关M9及第十一晶体管开关Mll彼此串接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间；第十晶体管开关MlO及第十二晶体管开关M12彼此串接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间。第九晶体管开关M9的闸极是耦接至第十晶体管开关MlO与第十二晶体管开关M12之间的第一输出端OTl ;第十晶体管开关MlO的闸极是耦接至第九晶体管开关M9与第十一晶体管开关Mll之间的第二输出端0T2。第十一晶体管开关Mll的闸极是耦接至第一级电平转换单元21中的第一接点P1，用以自第一接点Pl接收第一电压信号VlP ;第十二晶体管开关M12的闸极是耦接至第一级电平转换单元21中的第二接点P2，用以自第二接点P2接收第二电压信号V1N。第二级电平转换单元22是通过第一输出端OTl及第二输出端0T2分别将输出电压信号OUTP及OUTPB输出。
[0058]于实际应用中，假设操作电压AVDD为12伏特，半操作电压hAVDD为6伏特，输入电压信号IN及INB的电压范围为O?1.5伏特，输出电压信号OUTP及OUTPB的电压范围为6?12伏特，第一晶体管开关Ml?第四晶体管开关M4的临界电压为大于零的VTN且其元件耐压为6伏特，第五晶体管开关M5?第八晶体管开关M8的临界电压为大于零的VTP且其元件耐压为6伏特，则第一晶体管开关Ml及第二晶体管开关M2是操作于O?(6-VTN)伏特的电压范围，由于VTN大于零，故其跨压小于6伏特。第三晶体管开关M3及第四晶体管开关M4操作于VTN?6伏特的电压范围，其跨压小于6伏特。第五晶体管开关M5及第六晶体管开关M6操作于6?(12-VTP)伏特的电压范围,其跨压小于6伏特。第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8操作于(6+VTP)?12伏特的电压范围，其跨压小于6伏特。
[0059]需说明的是，此实施例中的P型金氧半场效晶体管开关(M5?M8)的闸极与基极/源极/汲极之间的耐压为6伏特，而其源极/汲极与基极之间的耐压为10伏特；此实施例中的N型金氧半场效晶体管开关(Ml?M4)的闸极与基极/源极/汲极之间的耐压为6伏特，而其源极/汲极与基极之间的耐压为11伏特。
[0060]由上述可知:根据本发明的电平转换器2仅需包含有两级电平转换单元(第一级电平转换单元21及第二级电平转换单元22)，总共也仅需12个晶体管开关元件(第一晶体管开关Ml?第十二晶体管开关M12)即可完成整个信号升压转换处理程序，不但比图1所示的传统的电平转换器I所需的五级电平转换单元11?15,总共需要26个晶体管开关元件减少很多，而且也不需设置额外的电压源来提供信号升压转换处理所需的中间电压，故能有效节省制造成本并提升电平转换器的信号升压转换效率。
[0061]根据本发明的另一较佳具体实施例亦为一种驱动电路的电平转换器。于此实施例中，电平转换器是应用于一显示器的一驱动电路，但不以此为限。首先，请参照图4，图4为此实施例中的电平转换器的功能方块图。如图4所示，电平转换器4包含第一级电平转换单元41及两个第二级电平转换单元42及44。其中，第一级电平转换单元41是耦接于接地端AGND与操作电压AVDD之间；第二级电平转换单元42是耦接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间；第二级电平转换单元44是耦接于接地端AGND与半操作电压hAVDD之间；第一级电平转换单元21分别耦接两个第二级电平转换单元42及44。
[0062]接着，请参照图5，图5为图4的电平转换器4的详细电路图。如图5所示，电平转换器4的第一级电平转换单元41包含第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8。其中，第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3及第四晶体管开关M4为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8为P型金氧半场效晶体管开关。
[0063]于此实施例中，第一晶体管开关Ml、第三晶体管开关M3、第五晶体管开关M5及第七晶体管开关M7彼此串接于接地端AGND与操作电压AVDD之间；第二晶体管开关M2、第四晶体管开关M4、第六晶体管开关M6及第八晶体管开关M8彼此串接于接地端AGND与操作电压AVDD之间。第一晶体管开关Ml及第二晶体管开关M2的闸极是耦接输入电压信号IN及INB ;第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第五晶体管开关M5及第六晶体管开关M6的闸极均耦接半操作电压hAVDD，其中，半操作电压hAVDD为操作电压AVDD的一半。第三晶体管开关M3的基极(Base)耦接至第一晶体管开关Ml与第三晶体管开关M3之间；第四晶体管开关M4的基极耦接至第二晶体管开关M2与第四晶体管开关M4之间；第五晶体管开关M5的基极耦接至第七晶体管开关M7与第五晶体管开关M5之间；第六晶体管开关M6的基极耦接至第八晶体管开关M8与第六晶体管开关M6之间。第七晶体管开关M7的闸极是耦接至第六晶体管开关M6与第八晶体管开关M8之间的第一接点Pl ;第八晶体管开关M8的闸极是耦接至第五晶体管开关M5与第七晶体管开关M7之间的第二接点P2。
[0064]电平转换器4的第二级电平转换单元42包含第九晶体管开关M9、第十晶体管开关M10、第十一晶体管开关Mll及第十二晶体管开关M12。其中，第九晶体管开关M9及第十晶体管开关MlO为N型金氧半场效晶体管开关；第十一晶体管开关Mll及第十二晶体管开关M12为P型金氧半场效晶体管开关。第九晶体管开关M9及第十一晶体管开关Mll彼此串接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间；第十晶体管开关MlO及第十二晶体管开关M12彼此串接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间。第九晶体管开关M9的闸极是耦接至第十晶体管开关MlO与第十二晶体管开关M12之间的第一输出端OTl ;第十晶体管开关MlO的闸极是耦接至第九晶体管开关M9与第十一晶体管开关Mll之间的第二输出端0T2。第十一晶体管开关Mll的闸极是耦接至第一级电平转换单元41中的第一接点Pl ;第十二晶体管开关M12的闸极是耦接至第一级电平转换单元41中的第二接点P2。第二级电平转换单元42是通过第一输出端OTl及第二输出端0T2分别将输出电压信号OUTP及OUTPB输出。
[0065]至于电平转换器4的第二级电平转换单元44包含第十三晶体管开关M13、第十四晶体管开关M14、第十五晶体管开关M15及第十六晶体管开关M16。其中，第十三晶体管开关M13及第十四晶体管开关M14为N型金氧半场效晶体管开关；第十五晶体管开关M15及第十六晶体管开关M16为P型金氧半场效晶体管开关。第十三晶体管开关M13及第十五晶体管开关M15彼此串接于接地端AGND与半操作电压hAVDD之间；第十四晶体管开关M14及第十六晶体管开关M16彼此串接于接地端AGND与半操作电压hAVDD之间。第十三晶体管开关M13的闸极是耦接至第一晶体管开关Ml与第三晶体管开关M3之间；第十四晶体管开关M14的闸极是耦接至第二晶体管开关M2与第四晶体管开关M4之间；第十五晶体管开关M15的闸极是耦接至第十四晶体管开关14与第十六晶体管开关16之间的第三输出端0T3 ；第十六晶体管开关M16的闸极是耦接至第十三晶体管开关M13与第十五晶体管开关M15之间的第四输出端0T4 ;第二级电平转换单元44是通过第三输出端0T3及第四输出端0T4分别将输出电压信号OUTN及OUTNB输出。
[0066]于实际应用中，假设操作电压AVDD为12伏特，半操作电压hAVDD为6伏特，输入电压信号IN及INB的电压范围为O?1.5伏特，输出电压信号OUTP及OUTPB的电压范围为6?12伏特，第一晶体管开关Ml?第四晶体管开关M4的临界电压为大于零的VTN且其元件耐压为6伏特，第五晶体管开关M5?第八晶体管开关M8的临界电压为大于零的VTP且其元件耐压为6伏特，则第一晶体管开关Ml及第二晶体管开关M2是操作于O?(6-VTN)伏特的电压范围，由于VTN大于零，故其跨压小于6伏特。第三晶体管开关M3及第四晶体管开关M4操作于VTN?6伏特的电压范围，其跨压小于6伏特。第五晶体管开关M5及第六晶体管开关M6操作于6?(12-VTP)伏特的电压范围,其跨压小于6伏特。第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8操作于(6+VTP)?12伏特的电压范围，其跨压小于6伏特。
[0067]实际上，此实施例中的P型金氧半场效晶体管开关(M5?M8)的闸极与基极/源极/汲极之间的耐压为6伏特，而其源极/汲极与基极之间的耐压为10伏特；此实施例中的N型金氧半场效晶体管开关(Ml?M4)的闸极与基极/源极/汲极之间的耐压为6伏特，而其源极/汲极与基极之间的耐压为11伏特。
[0068]需注意的是，第二级电平转换单元44通过第三输出端0T3及第四输出端0T4所分别输出的输出电压信号OUTN及OUTNB是与第二级电平转换单元42通过第一输出端OTl及第二输出端0T2所分别输出的输出电压信号OUTP及OUTPB具有相同的逻辑，但具有不同的电压范围。
[0069]举例而言，第二级电平转换单元42通过第一输出端OTl及第二输出端0T2所分别输出的输出电压信号OUTP及OUTPB的电压范围为6?12伏特，而第二级电平转换单元44通过第三输出端0T3及第四输出端0T4所分别输出的输出电压信号OUTN及OUTNB的电压范围为O?6伏特。
[0070]由上述可知:根据本发明的电平转换器4仅需包含有两级电平转换单元(第一级电平转换单元41与两个第二级电平转换单元42及44)，总共也仅需16个晶体管开关元件(第一晶体管开关Ml?第十六晶体管开关M16)即可完成整个信号升压转换处理程序，使得两个第二级电平转换单元42及44分别输出具有相同的逻辑，但具有不同的电压范围的输出电压信号。这不但比图1所示的传统的电平转换器I所需的五级电平转换单元11?15，总共需要26个晶体管开关元件减少很多，而且也不需设置额外的电压源来提供信号升压转换处理所需的中间电压，故能有效节省制造成本并提升电平转换器的信号升压转换效率。
[0071]根据本发明的另一较佳具体实施例为一种驱动电路的电平转换器运作方法。于此实施例中，电平转换器运作方法是用以运作一显示器的一驱动电路中的一电平转换器将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。
[0072]第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关及一第八晶体管开关。第二级电平转换单元包含一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关。第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、第四晶体管开关、第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关、第八晶体管开关、第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关。
[0073]第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一操作电压之间。第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与操作电压之间。第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接一半操作电压。半操作电压为操作电压的一半。第七晶体管开关的闸极是耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间的一第一接点。第八晶体管开关的闸极是耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间的一第二接点。第九晶体管开关及第十一晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间。第十晶体管开关及第十二晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间。第九晶体管开关的闸极是耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间的一第一输出端。第十晶体管开关的闸极是耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间的一第二输出端。第十一晶体管开关的闸极是耦接至第一接点。第十二晶体管开关的闸极是耦接至第二接点。
[0074]请参照图6，图6为此实施例的驱动电路的电平转换器运作方法的流程图。如图6所示，首先，于步骤SlO中，该方法通过第一级电平转换单元中的第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极接收输入电压信号。接着，于步骤S12中，该方法通过第二级电平转换单元中的第十一晶体管开关及第十二晶体管开关的闸极分别自第一级电平转换单元中的第一接点及第二接点接收一第一电压信号及一第二电压信号。然后，于步骤S14中，该方法通过第二级电平转换单元中的第一输出端及第二输出端将输出电压信号输出。
[0075]根据本发明的另一较佳具体实施例为一种驱动电路的电平转换器。于此实施例中，电平转换器是应用于一显示器的一驱动电路，但不以此为限。首先，请参照图7，图7为此实施例中的电平转换器的功能方块图。如图7所示，电平转换器7包含第一级电平转换单元71及第二级电平转换单元72。其中，第一级电平转换单元71是耦接于接地端AGND与第一中间电压VCLl之间；第二级电平转换单元72是耦接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间；第一级电平转换单元71耦接第二级电平转换单元72。
[0076]接着，请参照图8，图8为图7的电平转换器7的详细电路图。如图8所示，第一级电平转换单元71包含第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7、第八晶体管开关M8、第九晶体管开关M9、第十晶体管开关M10、第十一晶体管开关Mll及第十二晶体管开关M12。其中，第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第九晶体管开关M9及第十晶体管开关MlO为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7、第八晶体管开关M8、第十一晶体管开关Mll及第十二晶体管开关M12为P型金氧半场效晶体管开关。
[0077]第一晶体管开关Ml、第三晶体管开关M3、第五晶体管开关M5及第七晶体管开关M7彼此串接于接地端AGND与第一中间电压VCLl之间；第二晶体管开关M2、第四晶体管开关M4、第六晶体管开关M6及第八晶体管开关M8彼此串接于接地端AGND与第一中间电压VCLl之间；第一晶体管开关Ml及第二晶体管开关M2的闸极是耦接输入电压信号IN及INB ;第三晶体管开关M3、第四晶体管开关M4、第五晶体管开关M5及第六晶体管开关M6的闸极均耦接第二中间电压VCL2，其中第二中间电压VCL2是小于第一中间电压VCLI。
[0078]第一晶体管开关Ml、第二晶体管开关M2、第三晶体管开关M3及第四晶体管开关M4的闸极均耦接至接地端AGND ;第五晶体管开关M5、第六晶体管开关M6、第七晶体管开关M7及第八晶体管开关M8的闸极均耦接至第一中间电压VCLl ;第七晶体管开关M7的闸极耦接至第六晶体管开关M6与第八晶体管开关M8之间；第八晶体管开关M8的闸极耦接至第五晶体管开关M5与第七晶体管开关M7之间；第九晶体管开关M9与第十一晶体管开关Mll是耦接于半操作电压hAVDD与第一中间电压VCLl之间；第十晶体管开关MlO与第十二晶体管开关M12是耦接于半操作电压hAVDD与第一中间电压VCLl之间；第九晶体管开关M9及第十晶体管开关MlO的闸极均耦接至第五晶体管开关M5与第七晶体管开关M7之间；第十一晶体管开关Mll与第十二晶体管开关M12的闸极均耦接至第六晶体管开关M6与第八晶体管开关M8之间；第九晶体管开关M9及第十晶体管开关MlO的闸极分别耦接至半操作电压hAVDD ;第十一晶体管开关Mll与第十二晶体管开关M12的闸极分别耦接至第一中间电压VCLl0
[0079]第二级电平转换单元72包含第十三晶体管开关M13、第十四晶体管开关M14、第十五晶体管开关M15、第十六晶体管开关M16、第十七晶体管开关M17及第十八晶体管开关M18，其中第十三晶体管开关M13及第十四晶体管开关M14为N型金氧半场效晶体管开关；第十五晶体管开关M15、第十六晶体管开关M16、第十七晶体管开关M17及第十八晶体管开关M18为P型金氧半场效晶体管开关。
[0080]第十三晶体管开关M13、第十五晶体管开关M15及第十七晶体管开关M17彼此串接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间，其中半操作电压hAVDD为操作电压AVDD之一半。第十四晶体管开关M14、第十六晶体管开关M16及第十八晶体管开关M18彼此串接于半操作电压hAVDD与操作电压AVDD之间；第十三晶体管开关M13与第十四晶体管开关M14的闸极耦接半操作电压hAVDD;第十五晶体管开关M15、第十六晶体管开关M16、第十七晶体管开关M17及第十八晶体管开关M18的闸极耦接操作电压AVDD ;第十三晶体管开关M13与第十五晶体管开关M15的闸极均耦接至第九晶体管开关M9与第十一晶体管开关Mll之间；第十四晶体管开关M14与第十六晶体管开关M16的闸极均耦接至第十晶体管开关MlO与第十二晶体管开关M12之间；第十七晶体管开关M17是通过第一输出端OUTP耦接至第十四晶体管开关M14与第十六晶体管开关M16之间；第十八晶体管开关M18是通过第二输出端OUTB耦接至第十三晶体管开关M13与第十五晶体管开关M15之间；第二级电平转换单元72是通过第一输出端OUTP及第二输出端OUTB将输出电压信号输出。
[0081 ] 于一实施例中，假设操作电压AVDD为12伏特，半操作电压hAVDD为6伏特，输入电压信号IN及INB的电压范围为O?1.5伏特，输出电压信号OUTP及OUTB的电压范围为6?12伏特，第一中间电压VCLl为7.5伏特，第二中间电压VCL2为4.5伏特，但不以此为限。
[0082]假设第一晶体管开关Ml?第四晶体管开关M4的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，第五晶体管开关M5?第八晶体管开关M8的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，VTN及VTP均大于零。第一晶体管开关Ml?第四晶体管开关M4均操作于O?(4.5-VTN)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第五晶体管开关M5?第八晶体管开关M8均操作于(4.5+VTP)?7.5伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；第九晶体管开关M9?第十二晶体管开关M12均操作于6?7.5伏特的电压范围，其跨压小于6伏特。
[0083]由上述可知:根据本发明的电平转换器7仅需包含有两级电平转换单元(第一级电平转换单元71及第二级电平转换单元72),总共也仅需18个晶体管开关元件(第一晶体管开关Ml?第十八晶体管开关M18)即可完成整个信号升压转换处理程序，不但比图1所示的传统的电平转换器I所需的五级电平转换单元11?15,总共需要26个晶体管开关元件减少很多，而且通过将第一晶体管开关Ml?第四晶体管开关M4均耦接至接地端AGND以及将第五晶体管开关M5?第八晶体管开关M8均耦接至第一中间电压VCLl的耦接方式大幅缩小电平转换器7中的第一级电平转换单元71所需占用的电路布局(layout)面积，故能有效节省电平转换器所需的芯片面积并提升电平转换器的信号升压转换效率。
[0084]根据本发明的另一较佳具体实施例为一种电平转换器运作方法。于此实施例中，电平转换器运作方法是用以运作一显不器的一驱动电路中的一电平转换器将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号。电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元。
[0085]于此实施例中，第一级电平转换单元包含第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关、第八晶体管开关、第九晶体管开关、第十晶体管开关、第十一晶体管开关及第十二晶体管开关，其中第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、第四晶体管开关、第九晶体管开关及第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关、第八晶体管开关、第十一晶体管开关及第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关。
[0086]第一晶体管开关、第三晶体管开关、第五晶体管开关及第七晶体管开关彼此串接于接地端与第一中间电压之间；第二晶体管开关、第四晶体管开关、第六晶体管开关及第八晶体管开关彼此串接于接地端与第一中间电压之间；第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极是耦接输入电压信号；第三晶体管开关、第四晶体管开关、第五晶体管开关及第六晶体管开关的闸极均耦接第二中间电压，第二中间电压小于第一中间电压；第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关的闸极均耦接至接地端；第五晶体管开关、第六晶体管开关、第七晶体管开关及第八晶体管开关的闸极均耦接至第一中间电压；第七晶体管开关的闸极耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间；第八晶体管开关的闸极耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间。
[0087]第九晶体管开关与第十一晶体管开关是耦接于半操作电压与第一中间电压之间；第十晶体管开关与第十二晶体管开关是耦接于半操作电压与第一中间电压之间；第九晶体管开关及第十晶体管开关的闸极均耦接至第五晶体管开关与第七晶体管开关之间；第十一晶体管开关与第十二晶体管开关的闸极均耦接至第六晶体管开关与第八晶体管开关之间；第九晶体管开关及第十晶体管开关的闸极分别耦接至半操作电压；第十一晶体管开关与第十二晶体管开关的闸极分别耦接至第一中间电压。
[0088]第二级电平转换单元包含第十三晶体管开关、第十四晶体管开关、第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关，其中第十三晶体管开关及第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；第十三晶体管开关、第十五晶体管开关及第十七晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间，半操作电压为操作电压之一半；第十四晶体管开关、第十六晶体管开关及第十八晶体管开关彼此串接于半操作电压与操作电压之间；第十三晶体管开关与第十四晶体管开关的闸极耦接半操作电压；第十五晶体管开关、第十六晶体管开关、第十七晶体管开关及第十八晶体管开关的闸极耦接操作电压；第十三晶体管开关与第十五晶体管开关的闸极均耦接至第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间；第十四晶体管开关与第十六晶体管开关的闸极均耦接至第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间；第十七晶体管开关是通过第一输出端耦接至第十四晶体管开关与第十六晶体管开关之间；第十八晶体管开关是通过第二输出端耦接至第十三晶体管开关与第十五晶体管开关之间。
[0089]请参照图9，图9为此实施例的驱动电路的电平转换器运作方法的流程图。如图9所示，首先，于步骤S20中，该方法通过第一晶体管开关及第二晶体管开关的闸极接收输入电压信号。于步骤S22中，该方法通过第十三晶体管开关及第十五晶体管开关的闸极自第九晶体管开关与第十一晶体管开关之间接收第一电压信号以及通过第十四晶体管开关及第十六晶体管开关的闸极自第十晶体管开关与第十二晶体管开关之间接收第二电压信号。在步骤S24中，该方法通过第一输出端及第二输出端将输出电压信号输出。
[0090]相较于现有技术，根据本发明的驱动电路的电平转换器及其运作方法具有下列优占-
^ \\\.
[0091](I)本发明的电平转换器所需的金氧半场效晶体管(MOSFET)元件的数量比传统的电平转换器减少很多，并且还可以不设置额外的电压源来提供信号升压转换处理所需的中间电压，故能有效降低其制造成本并简化其电路结构。
[0092](2)本发明的电平转换器仅需两级电平转换单元的操作即可完成整个信号升压转换处理程序，不需分成多段程序进行，故可有效提升电平转换器进行多电源域的信号升压转换效率。
[0093](3)本发明的电平转换器亦可通过第一级电平转换单元中的金氧半场效晶体管元件之间适当的稱接设计达到缩减电路布局(layout)面积的功效。
[0094]由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
【权利要求】
1.一种电平转换器,应用于一显不器的一驱动电路，用以将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号，其特征在于，该电平转换器包含: 一第一级电平转换单元，包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关及一第八晶体管开关，其中该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第五晶体管开关、该第六晶体管开关、该第七晶体管开关及该第八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第一晶体管开关、该第三晶体管开关、该第五晶体管开关及该第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一操作电压之间；该第二晶体管开关、该第四晶体管开关、该第六晶体管开关及该第八晶体管开关彼此串接于该接地端与该操作电压之间；该第一晶体管开关及该第二晶体管开关的闸极是耦接该输入电压信号；该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第五晶体管开关及该第六晶体管开关的闸极均耦接一半操作电压，该半操作电压为该操作电压的一半；该第七晶体管开关的闸极是耦接至该第六晶体管开关与该第八晶体管开关之间的一第一接点；该第八晶体管开关的闸极是耦接至该第五晶体管开关与该第七晶体管开关之间的一第二接点；以及 一第二级电平转换单元，包含一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关，其中该第九晶体管开关及该第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第十一晶体管开关及该第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第九晶体管开关及该第十一晶体管开关彼此串接于该半操作电压与该操作电压之间；该第十晶体管开关及该第十二晶体管开关彼此串接于该半操作电压与该操作电压之间；该第九晶体管开关的闸极是耦接至该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关之间的一第一输出端；该第十晶体管开关的闸极是耦接至该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关之间的一第二输出端；该第十一晶体管开关的闸极是耦接至该第一接点；该第十二晶体管开关的闸极是耦接至该第二接点；该第二级电平转换单元是通过该第一输出端及该第二输出端输出该输出电压信号。
2.如权利要求1所述的电平转换器，其特征在于，该操作电压为12伏特，该半操作电压为6伏特,该输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特,该输出电压信号的电压范围为6?12伏特。
3.如权利要求2所述的电平转换器，其特征在于，若该第一晶体管开关?该第四晶体管开关的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，该第五晶体管开关?该第八晶体管开关的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，则该第一晶体管开关及该第二晶体管开关操作于O?(6-VTN)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第三晶体管开关及该第四晶体管开关操作于VTN?6伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第五晶体管开关及该第六晶体管开关操作于6?(12-VTP)伏特的电压范围,其跨压小于6伏特；该第七晶体管开关及该第八晶体管开关操作于(6+VTP)?12伏特的电压范围，其跨压小于6伏特，VTN及VTP均大于零。
4.如权利要求1所述的电平转换器，其特征在于，进一步包含: 另一第二级电平转换单元，包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关及一第十六晶体管开关，其中该第十三晶体管开关及该第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第十五晶体管开关及该第十六晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第十三晶体管开关及该第十五晶体管开关彼此串接于该接地端与该半操作电压之间；该第十四晶体管开关及该第十六晶体管开关彼此串接于该接地端与该半操作电压之间；该第十三晶体管开关的闸极是耦接至该第一晶体管开关与该第三晶体管开关之间；该第十四晶体管开关的闸极是耦接至该第二晶体管开关与该第四晶体管开关之间；该第十五晶体管开关的闸极是耦接至该第十四晶体管开关与该第十六晶体管开关之间的一第三输出端；该第十六晶体管开关的闸极是耦接至该第十三晶体管开关与该第十五晶体管开关之间的一第四输出端；该另一第二级电平转换单元通过该第三输出端及该第四输出端输出另一输出电压信号。
5.如权利要求4所述的电平转换器,其特征在于,该另一输出电压信号与该输出电压信号具有相同的逻辑及不同的电压范围。
6.如权利要求4所述的电平转换器，其特征在于，该操作电压为12伏特，该半操作电压为6伏特,该输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特,该输出电压信号的电压范围为6?12伏特，该另一输出电压信号的电压范围为O?6伏特。
7.—种电平转换器运作方法,用以运作一显不器的一驱动电路中的一电平转换器将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号，其特征在于，该电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元，该第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关及一第八晶体管开关；该第二级电平转换单元包含一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关；该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第九晶体管开关及该第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第五晶体管开关、该第六晶体管开关、该第七晶体管开关、该第八晶体管开关、该第十一晶体管开关及该第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第一晶体管开关、该第三晶体管开关、该第五晶体管开关及该第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一操作电压之间；该第二晶体管开关、该第四晶体管开关、该第六晶体管开关及该第八晶体管开关彼此串接于该接地端与该操作电压之间；该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第五晶体管开关及该第六晶体管开关的闸极均耦接一半操作电压，该半操作电压为该操作电压的一半；该第七晶体管开关的闸极是耦接至该第六晶体管开关与该第八晶体管开关之间的一第一接点；该第八晶体管开关的闸极是耦接至该第五晶体管开关与该第七晶体管开关之间的一第二接点；该第九晶体管开关及该第十一晶体管开关彼此串接于该半操作电压与该操作电压之间；该第十晶体管开关及该第十二晶体管开关彼此串接于该半操作电压与该操作电压之间；该第九晶体管开关的闸极是耦接至该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关之间的一第一输出端；该第十晶体管开关的闸极是耦接至该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关之间的一第二输出端；该第十一晶体管开关的闸极是耦接至该第一接点；该第十二晶体管开关的闸极是耦接至该第二接点，该方法包含下列步骤: (a)通过该第一晶体管开关及该第二晶体管开关的闸极接收该输入电压信号； (b)通过该第十一晶体管开关及该第十二晶体管开关的闸极分别自该第一接点及该第二接点接收一第一电压信号及一第二电压信号；以及 (C)通过该第一输出端及该第二输出端输出该输出电压信号。
8.如权利要求7所述的电平转换器运作方法，其特征在于，该操作电压为12伏特，该半操作电压为6伏特，该输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特，该输出电压信号的电压范围为6?12伏特。
9.如权利要求8所述的电平转换器运作方法，其特征在于，若该第一晶体管开关?该第四晶体管开关的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，该第五晶体管开关?该第八晶体管开关的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，则该第一晶体管开关及该第二晶体管开关操作于O?(6-VTN)伏特的电压范围,其跨压小于6伏特；该第三晶体管开关及该第四晶体管开关操作于VTN?6伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第五晶体管开关及该第六晶体管开关操作于6?(12-VTP)伏特的电压范围,其跨压小于6伏特；该第七晶体管开关及该第八晶体管开关操作于(6+VTP)?12伏特的电压范围，其跨压小于6伏特，VTN及VTP均大于零。
10.如权利要求7所述的电平转换器运作方法，其特征在于，该电平转换器进一步包含另一第二级电平转换单元，该另一第二级电平转换单元包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关及一第十六晶体管开关，该第十三晶体管开关及该第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第十五晶体管开关及该第十六晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第十三晶体管开关及该第十五晶体管开关彼此串接于该接地端与该半操作电压之间；该第十四晶体管开关及该第十六晶体管开关彼此串接于该接地端与该半操作电压之间；该第十三晶体管开关的闸极是耦接至该第一晶体管开关与该第三晶体管开关之间；该第十四晶体管开关的闸极是耦接至该第二晶体管开关与该第四晶体管开关之间；该第十五晶体管开关的闸极是耦接至该第十四晶体管开关与该第十六晶体管开关之间的一第三输出端；该第十六晶体管开关的闸极是耦接至该第十三晶体管开关与该第十五晶体管开关之间的一第四输出端，该方法进一步包含下列步骤: (d)通过该第十三晶体管开关的闸极自该第一晶体管开关与该第三晶体管开关之间接收一第三电压信号并通过该第十四晶体管开关的闸极自该第二晶体管开关与该第四晶体管开关之间接收一第四电压信号；以及 (e)通过该第三输出端及该第四输出端输出另一输出电压信号。
11.如权利要求10所述的电平转换器运作方法,其中该另一输出电压信号与该输出电压信号具有相同的逻辑及不同的电压范围。
12.如权利要求10所述的电平转换器运作方法，其特征在于，该操作电压为12伏特，该半操作电压为6伏特,该输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特,该输出电压信号的电压范围为6?12伏特，该另一输出电压信号的电压范围为O?6伏特。
13.—种电平转换器,应用于一显不器的一驱动电路，用以将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号，其特征在于，该电平转换器包含: 一第一级电平转换单元，包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关、一第八晶体管开关、一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关，其中该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第九晶体管开关及该第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第五晶体管开关、该第六晶体管开关、该第七晶体管开关、该第八晶体管开关、该第十一晶体管开关及该第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第一晶体管开关、该第三晶体管开关、该第五晶体管开关及该第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一第一中间电压之间；该第二晶体管开关、该第四晶体管开关、该第六晶体管开关及该第八晶体管开关彼此串接于该接地端与该第一中间电压之间；该第一晶体管开关及该第二晶体管开关的闸极是耦接该输入电压信号；该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第五晶体管开关及该第六晶体管开关的闸极均稱接一第二中间电压，该第二中间电压小于该第一中间电压；该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关的闸极均耦接至该接地端；该第五晶体管开关、该第六晶体管开关、该第七晶体管开关及该第八晶体管开关的闸极均耦接至该第一中间电压；该第七晶体管开关的闸极耦接至该第六晶体管开关与该第八晶体管开关之间；该第八晶体管开关的闸极耦接至该第五晶体管开关与该第七晶体管开关之间；该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关是耦接于一半操作电压与该第一中间电压之间；该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关是耦接于该半操作电压与该第一中间电压之间；该第九晶体管开关及该第十晶体管开关的闸极均耦接至该第五晶体管开关与该第七晶体管开关之间；该第十一晶体管开关与该第十二晶体管开关的闸极均耦接至该第六晶体管开关与该第八晶体管开关之间；该第九晶体管开关及该第十晶体管开关的闸极分别耦接至该半操作电压；该第十一晶体管开关与该第十二晶体管开关的闸极分别耦接至该第一中间电压；以及 一第二级电平转换单元，包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关、一第十六晶体管开关、一第十七晶体管开关及一第十八晶体管开关，其中该第十三晶体管开关及该第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第十五晶体管开关、该第十六晶体管开关、该第十七晶体管开关及该第十八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第十三晶体管开关、该第十五晶体管开关及该第十七晶体管开关彼此串接于该半操作电压与一操作电压之间，该半操作电压为该操作电压的一半；该第十四晶体管开关、该第十六晶体管开关及该第十八晶体管开关彼此串接于该半操作电压与该操作电压之间；该第十三晶体管开关与该第十四晶体管开关的闸极耦接该半操作电压；该第十五晶体管开关、该第十六晶体管开关、该第十七晶体管开关及该第十八晶体管开关的闸极耦接该操作电压；该第十三晶体管开关与该第十五晶体管开关的闸极均耦接至该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关之间；该第十四晶体管开关与该第十六晶体管开关的闸极均耦接至该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关之间；该第十七晶体管开关是通过一第一输出端耦接至该第十四晶体管开关与该第十六晶体管开关之间；该第十八晶体管开关是通过一第二输出端耦接至该第十三晶体管开关与该第十五晶体管开关之间；该第二级电平转换单兀是通过该第一输出端及该第二输出端输出该输出电压信号。
14.如权利要求13所述的电平转换器，其特征在于，该操作电压为12伏特，该半操作电压为6伏特，该输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特，该输出电压信号的电压范围为6?12伏特，该第一中间电压为7.5伏特，该第二中间电压为4.5伏特。
15.如权利要求14所述的电平转换器，其特征在于，若该第一晶体管开关?该第四晶体管开关的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，该第五晶体管开关?该第八晶体管开关的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，则该第一晶体管开关?该第四晶体管开关均操作于O?(4.5-VTN)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第五晶体管开关?该第八晶体管开关均操作于(4.5+VTP)?7.5伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第九晶体管开关?该第十二晶体管开关均操作于6?7.5伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；VTN及VTP均大于零。
16.—种电平转换器运作方法,用以运作一显不器的一驱动电路中的一电平转换器将一输入电压信号升压转换为一输出电压信号，其特征在于，该电平转换器包含一第一级电平转换单元及一第二级电平转换单元，该第一级电平转换单元包含一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一第五晶体管开关、一第六晶体管开关、一第七晶体管开关、一第八晶体管开关、一第九晶体管开关、一第十晶体管开关、一第十一晶体管开关及一第十二晶体管开关，其中该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第九晶体管开关及该第十晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第五晶体管开关、该第六晶体管开关、该第七晶体管开关、该第八晶体管开关、该第十一晶体管开关及该第十二晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第一晶体管开关、该第三晶体管开关、该第五晶体管开关及该第七晶体管开关彼此串接于一接地端与一第一中间电压之间；该第二晶体管开关、该第四晶体管开关、该第六晶体管开关及该第八晶体管开关彼此串接于该接地端与该第一中间电压之间；该第一晶体管开关及该第二晶体管开关的闸极是耦接该输入电压信号；该第三晶体管开关、该第四晶体管开关、该第五晶体管开关及该第六晶体管开关的闸极均耦接一第二中间电压，该第二中间电压小于该第一中间电压；该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关的闸极均耦接至该接地端；该第五晶体管开关、该第六晶体管开关、该第七晶体管开关及该第八晶体管开关的闸极均耦接至该第一中间电压；该第七晶体管开关的闸极耦接至该第六晶体管开关与该第八晶体管开关之间；该第八晶体管开关的闸极耦接至该第五晶体管开关与该第七晶体管开关之间；该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关是耦接于一半操作电压与该第一中间电压之间；该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关是耦接于该半操作电压与该第一中间电压之间；该第九晶体管开关及该第十晶体管开关的闸极均耦接至该第五晶体管开关与该第七晶体管开关之间；该第十一晶体管开关与该第十二晶体管开关的闸极均耦接至该第六晶体管开关与该第八晶体管开关之间；该第九晶体管开关及该第十晶体管开关的闸极分别耦接至该半操作电压；该第十一晶体管开关与该第十二晶体管开关的闸极分别耦接至该第一中间电压；第二级电平转换单元，包含一第十三晶体管开关、一第十四晶体管开关、一第十五晶体管开关、一第十六晶体管开关、一第十七晶体管开关及一第十八晶体管开关，其中该第十三晶体管开关及该第十四晶体管开关为N型金氧半场效晶体管开关；该第十五晶体管开关、该第十六晶体管开关、该第十七晶体管开关及该第十八晶体管开关为P型金氧半场效晶体管开关；该第十三晶体管开关、该第十五晶体管开关及该第十七晶体管开关彼此串接于该半操作电压与一操作电压之间，该半操作电压为该操作电压的一半；该第十四晶体管开关、该第十六晶体管开关及该第十八晶体管开关彼此串接于该半操作电压与该操作电压之间；该第十三晶体管开关与该第十四晶体管开关的闸极耦接该半操作电压；该第十五晶体管开关、该第十六晶体管开关、该第十七晶体管开关及该第十八晶体管开关的闸极耦接该操作电压；该第十三晶体管开关与该第十五晶体管开关的闸极均耦接至该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关之间；该第十四晶体管开关与该第十六晶体管开关的闸极均耦接至该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关之间；该第十七晶体管开关通过一第一输出端耦接至该第十四晶体管开关与该第十六晶体管开关之间；该第十八晶体管开关系通过一第二输出端耦接至该第十三晶体管开关与该第十五晶体管开关之间，该方法包含下列步骤: (a)通过该第一晶体管开关及该第二晶体管开关的闸极接收该输入电压信号； (b)通过该第十三晶体管开关及该第十五晶体管开关的闸极自该第九晶体管开关与该第十一晶体管开关之间接收一第一电压信号以及通过该第十四晶体管开关及该第十六晶体管开关的闸极自该第十晶体管开关与该第十二晶体管开关之间接收一第二电压信号；以及 (C)通过该第一输出端及该第二输出端输出该输出电压信号。
17.如权利要求16所述的电平转换器运作方法，其特征在于，该操作电压为12伏特，该半操作电压为6伏特,该输入电压信号的电压范围为O?1.5伏特,该输出电压信号的电压范围为6?12伏特,该第一中间电压为7.5伏特,该第二中间电压为4.5伏特。
18.如权利要求17所述的电平转换器运作方法，其特征在于，若该第一晶体管开关?该第四晶体管开关的临界电压为VTN且元件耐压为6伏特，该第五晶体管开关?该第八晶体管开关的临界电压为VTP且元件耐压为6伏特，则该第一晶体管开关?该第四晶体管开关均操作于O?(4.5-VTN)伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第五晶体管开关?该第八晶体管开关均操作于(4.5+VTP)?7.5伏特的电压范围，其跨压小于6伏特；该第九晶体管开关?该第十二晶体管开关均操作于6?7.5伏特的电压范围,其跨压小于6伏特；VTN及VTP均大于零。
【文档编号】H03K19/0175GK104518776SQ201410189818
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2013年10月4日
【发明者】庄凯岚, 王振宇, 陈建儒 申请人:瑞鼎科技股份有限公司