电平移位电路的制造方法与工艺

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种电平移位电路。

背景技术：
电平移位电路将低压控制信号转换为高压控制信号，实现低压逻辑对高压功率输出级的控制，应用于高压器件的控制技术领域，在电机驱动、等离子显示（PDP）、有机发光二极管显示（OLED）和FLASH存储器电路等方面得到了广泛应用。在高压器件的控制技术领域，可将控制电路和高压输出驱动电路集成在一起，实现高耐压、大电流、高精度。常规的电平移位电路将低压控制信号转换为高压控制信号用于驱动高压下工作的输出级PMOS管。电平移位电路作为连接控制电路和输出驱动级的关键电路，一方面要求有很高的驱动能力，满足输出级的驱动要求；另一方面电平移位电路也是高电压工作电路，要求有比较低的静态电流，从而降低功耗。图1示出了现有技术的一种电平移位电路的结构示意图，包括第一PMOS晶体管PM11、第二PMOS晶体管PM12、第一NMOS晶体管NM11和第二NMOS晶体管NM12。所述第一PMOS晶体管PM11的源极和第二PMOS晶体管PM12的源极连接电压源VHH；所述第一PMOS晶体管PM11的漏极连接所述第一NOMS晶体管NM11的漏极和第二PMOS晶体管PM12的栅极，所述第一PMOS晶体管PM11的栅极连接所述第二PMOS晶体管PM12的漏极和第二NMOS晶体管NM12的漏极；所述第一NMOS晶体管NM11和第二NMOS晶体管NM12的源极接地；所述第一NMOS晶体管NM11的栅极为所述电平移位电路的第一输入端INa，所述第二NMOS晶体管NM12的栅极为所述电平移位电路的第二输入端INb，所述第二PMOS晶体管PM12的漏极和所述第二NMOS晶体管NM12的漏极为所述电平移位电路的输出端OUT。电平移位电路工作过程中，所述第一输入端INa加载输入信号，所述第二输入端INb加载与所述输入信号相位相反的信号。当所述输入信号为低电平时，所述第一NMOS晶体管NM11处于关闭状态，所述第二NMOS晶体管NM12处于开启状态，所述第一PMOS晶体管PM11处于开启状态，所述第二PMOS晶体管PM12处于关闭状态，所述电平移位电路的输出端OUT输出低电平。当输入信号从低电平切换到高电平时，所述第一NMOS晶体管NM11处于开启状态，所述第二NMOS晶体管NM12处于关闭状态，所述第一PMOS晶体管PM11处于关闭状态，所述第二PMOS晶体管PM12处于开启状态，所述电平移位电路输出端OUT输出高电平VHH。但是在输入信号电平转换的过程中，例如由低电平转换为高电平的过程中，当第一NMOS晶体管NM11开启时，若第一PMOS晶体管PM11还没有关闭，就会形成一条在从高压电压源VHH到地的电路，具有较大的电流。因此现有技术的电平移位电路功耗高。其他有关信息还可以参考公开号为US2011/273940A1的美国发明专利申请。

技术实现要素：
本发明解决的问题是现有技术的电平移位电路功耗高。为解决上述问题，本发明提供了一种电平移位电路，包括：第一电平移位电路，用于根据输入信号输出第一电平信号，所述第一电平移位电路的第一输入端连接所述输入信号，所述第一电平移位电路的第二输入端连接反相的输入信号，所述第一电平移位电路的输出端输出所述第一电平信号，所述第一电平信号的电平翻转速度小于所述输入信号的电平翻转速度；反相器，用于将所述第一电平信号反相；第二电平移位电路，用于根据所述第一电平信号输出第二电平信号，所述第二电平移位电路的第一输入端连接所述第一电平信号，所述第二电平移位电路的第二输入端连接经所述反相器反相的第一电平信号，所述第二电平信号的输出端输出所述第二电平信号，所述第二电平信号的电平翻转速度小于所述第一电平信号的电平翻转速度。可选的，所述第一电平移位电路由具有第一阈值电压的MOS晶体管组成，所述第二电平移位电路由具有第二阈值电压的MOS晶体管组成。可选的，所述第二阈值电压大于所述第一阈值电压。可选的，所述第一电平移位电路包括第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管、第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管的源极和衬底连接第一电源，所述第二PMOS晶体管的源极和衬底连接第一电源；所述第一PMOS晶体管的漏极连接所述第二PMOS晶体管的栅极和第一NMOS晶体管的漏极，所述第一PMOS晶体管的栅极连接所述第二PMOS晶体管的漏极和第二NMOS晶体管的漏极；所述第一NMOS晶体管的源极和衬底接地，所述第二NMOS晶体管的源极和衬底接地；所述第一NMOS晶体管的栅极为所述第一电平移位电路的第一输入端，所述第二NMOS晶体管的栅极为所述第一电平移位电路的第二输入端，所述第一PMOS晶体管的漏极和所述第一NMOS晶体管的漏极为所述第一电平移位电路的输出端。可选的，所述第一电源电压小于3.3伏特。可选的，所述第一电源的电压等于所述反相器的电源电压。可选的，所述第一电源的电压小于所述反相器的电源电压。可选的，所述第一电源的电压范围为1.0伏特~1.2伏特，所述反相器的电源电压范围为1.5伏特~3.3伏特。可选的，所述第一电源的电压范围为1.35伏特~1.65伏特，所述反相器的电源电压范围为1.5伏特~3.3伏特。可选的，所述第二电平移位电路包括第三PMOS晶体管、第四PMOS晶体管、第五PMOS晶体管、第六PMOS晶体管、第三NOMS晶体管和第四NMOS晶体管，所述第三PMOS晶体管的源极和衬底连接第二电源，所述第四PMOS晶体管的源极和衬底连接第二电源；所述第三PMOS晶体管的栅极连接所述第六PMOS晶体管的漏极和所述第四NMOS晶体管的漏极，所述第三PMOS晶体管的漏极连接所述第五NMOS晶体管的源极；所述第四PMOS晶体管的栅极连接所述第五PMOS晶体管的漏极和第三NMOS晶体管的漏极，所述第四PMOS晶体管的漏极连接所述第六PMOS晶体管源极；所述第五PMOS晶体管的衬底和所述第六PMOS晶体管的衬底连接所述第二电源，所述第五PMOS晶体管的栅极连接第三NMOS晶体管的栅极，所述第六PMOS晶体管的栅极连接所述第四NMOS晶体管的栅极；所述第三NMOS晶体管的衬底和源极接地，所述第四NMOS晶体管的衬底和源极接地；所述第五PMOS晶体管的栅极和第三NMOS晶体管的栅极为所述第二电平移位电路的第一输入端，所述第六PMOS晶体管的栅极和所述第四NMOS晶体管的栅极为所述第二电平移位电路的第二输入端，所述第五PMOS晶体管的漏极和所述第三NMOS晶体管的漏极为所述第二电平移位电路的输出端。可选的，所述第二电源的电压范围为3.3伏特~16伏特。可选的，所述第二阈值电压等于第一阈值电压。可选的，还包括，高压传输PMOS晶体管，所述高压传输PMOS晶体管的栅极连接所述第二电平信号，所述高压传输PMOS晶体管的源极和衬底连接所述第二电源，所述高压传输PMOS晶体管的漏极为高压输出端。与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明实施例的电平移位电路包括第一电平移位电路和第二电平移位电路。所述第一电平移位电路根据输入信号输出第一电平信号，由于所述第一电平移位电路的缓冲作用，所述的第一电平信号与所述输入信号相比，电平翻转的速度降低。在电平移位电路中，当输入信号的电平翻转速度较低时，输出端的电平翻转速度也较低，电平移位电路工作时的峰值电流降低、平均电流降低，可以降低电平移位电路的功耗。因此，将所述第一电平信号作为输入，经第二电平移位电路转换为高压信号后，所述第二电平移位电路输出的第二电平信号的翻转速度又小于所述第一电平信号，电路的功耗降低。本发明实施例的电平移位电路正是利用两级电平移位电路降低了接高压电源的第二电平移位电路的输入信号的电平翻转速度，达到降低功耗的目的。进一步的，所述第一电平移位电路的第一电源的电压可以等于所述反相器的电源电压，也可以小于所述反相器的电源电压。当所述第一电源的电压较小时，所述第一电平移位电路可用于低电源电压逻辑电路的电平转换，再将第一电平移位电路输出的第一电平信号作为第二电平移位电路的输入，产生高压输出电平。因此，本发明实施例的电平移位电路适用于低电源电压逻辑电路的电平转换。附图说明图1是现有技术的电平移位电路的结构示意图；图2和图3是本发明实施例的电平移位电路的结构示意图；图4是本发明实施例的电平移位电路与现有技术的电平移位电路输出电压和工作电流的仿真结果比较图。具体实施方式由

背景技术：
可知，现有技术采用电平移位电路将低压控制信号转换为高压控制信号，但是现有技术的电平移位电路，由于输入信号的电平翻转速度快，在高压转换过程中的功耗高。为解决上述问题，本发明的发明人提出了一种电平移位电路，请参考图2，所述电平移位电路包括：第一电平移位电路201，用于根据输入信号输出第一电平信号Vout1，所述第一电平移位电路201的第一输入端INa1连接所述输入信号，所述第一电平移位电路201的第二输入端INb1连接反相的输入信号，所述第一电平移位电路201的输出端输出所述第一电平信号Vout1，所述第一电平信号Vout1的电平翻转速度小于所述输入信号的电平翻转速度；反相器INV，用于将所述第一电平信号Vout1反相；第二电平移位电路202，用于根据所述第一电平信号Vout1输出第二电平信号Vout2，所述第二电平移位电路202的第一输入端INa2连接所述第一电平信号Vout1，所述第二电平移位电路202的第二输入端INb2连接经所述反相器INV反相的第一电平信号Vout1，所述第二电平移位电路的输出端输出所述第二电平信号Vout2，所述第二电平信号Vout2的电平翻转速度小于所述第一电平信号Vout1的电平翻转速度。上述电平移位电路中，所述第二电平移位电路202在将低压控制信号转化为高压控制信号的过程中，将所述第一电平移位电路201输出的第一电平信号Vout1作为输入。由于电平移位电路的工作电流与输入信号的电平翻转速度相关，所述的电平翻转速度为电平信号从高电平转化为低电平或者从低电平转化为高电平的速度，而所述第一电平信号Vout1的电平翻转速度小于所述输入信号，因此上述电平移位电路的功耗低。...