基于高压dmos实现的电平转换电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于高压DMOS实现的电平转换电路，主要由低压电路（10）和高压电路（20）组成，其特征在于，所述低压电路（10）由高压DMOS（11），与高压DMOS（11）的栅极相连接的脉冲发生电路（12），以及一端与高压DMOS（11）的源极相连接、另一端接地的温度互补电路（13）组成；所述高压DMOS（11）的漏极则与高压电路（20）相连接。本实用新型通过温度互补电路能有效的对高压DMOS进行温度补偿，不仅其整体电路结构非常简单，而且其性能非常稳定。
【专利说明】基于高压DMOS实现的电平转换电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高压集成电路的电平转换技术，具体是指将高压集成电路中的信号从低压模块转换到高压模块的基于高压DMOS实现的电平转换电路。
【背景技术】
[0002]高压集成电路(HVIC)是一种带有欠压保护、逻辑控制等功能的栅极驱动电路，它将电力电子与半导体技术相结合，逐渐取代传统的分立元件，越来越多地被应用在大功率MOSFET、IGBT等驱动领域。电平转换电路是高压集成电路的核心部分，其主要功能是在同一晶圆上将对地O?20V的信号转换成对地600?620V或者1200?1220V的信号。
[0003]目前，应用于高压集成电路的电平转换电路大多采用恒定电流控制高压DMOS导通的形式来实现，其主要包括低压模块和高压模块两个电路。其中，低压模块由低压电源供电，而高压模块则由高压电源供电。由于高压DMOS的导通电流受外界环境温度的影响很大，因此一旦外界环境温度发生变化，则电平转换电路就很容易失效，导致高压集成电路的合格率很低。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服目前高压集成电路的电平转换电路因外界环境温度变化容易弓I起电平转换失败，进而导致高压集成电路的合格率很低的缺陷，提供一种结构可靠，能有效避免外界环境温度对电平转换影响的基于高压DMOS实现的电平转换电路。
[0005]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:基于高压DMOS实现的电平转换电路，主要由低压电路和高压电路组成，所述低压电路由高压DM0S，与高压DMOS的栅极相连接的脉冲发生电路，以及一端与高压DMOS的源极相连接、另一端接地的温度互补电路组成；所述高压DMOS的漏极则与高压电路相连接。
[0006]为了较好的实现本实用新型，所述温度互补电路由相互串接的正温度系数电阻R2和负温度系数电阻R3组成，所述正温度系数电阻R2的另一端则与高压DMOS的源极相连接，而负温度系数电阻R3的另一端则接地。
[0007]进一步地，所述高压电路由反相器、串接在反相器的两个输入端之间的降压电阻R1，与该降压电阻Rl相并联的钳位二极管，以及与反向器的输出端相连接的输出信号处理电路组成；所述高压DMOS的漏极则与反向器的输入端相连接。
[0008]本实用新型较现有技术相比具有以下优点及有益效果:
[0009](I)本实用新型通过温度互补电路能有效的对高压DMOS进行温度补偿，不仅其整体电路结构非常简单，而且其性能非常稳定。
[0010](2)本实用新型能在全温度范围内有效保证高压DMOS漏断电流的稳定，从而有效克服B⑶工艺中高压DMOS阈值电压和电阻受温度影响的离散性，能显著的提高高压集成电路的合格率。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的电路结构原理图。
[0012]以上附图中的附图标记名称为:
[0013]10一低压电路，11一DMOS, 12一脉冲发生电路，13一温度互补电路，20 —局压电路，21—反相器，22—钳位二极管，23—输出信号处理电路。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0015]实施例
[0016]如图1所示，本实用新型的电平转换电路包括低压电路10和高压电路20两个部分，其中，低压电路10由低压电源供电，高压电路20则由高压电源供电。低压电路10的主要作用就是将低压信号转换成高压信号。如图所示，该低压电路10包括有高压DM0S11、脉冲发生电路12和温度互补电路13，而温度互补电路13则为本实用新型的核心创造点，其由一对温度互补的正温度系数电阻R2和负温度系数电阻R3组成。
[0017]连接时，脉冲发生电路12的输出端与高压DMOSll的栅极相连接，脉冲发生电路12的一个输入端与低压电源的正端VCC相连接，其另一个输入端则接地。温度互补电路13中的正温度系数电阻R2的一端与高压DMOSll的源极相连接，其另一端与负温度系数电阻R3相连接，而负温度系数电阻R3的另一端则接地。
[0018]所述高压电路20则包括有反相器21、降压电阻R1、钳位二极管22和输出信号处理电路23。降压电阻Rl串接在反相器21的两个输入端之间，而钳位二极管22则与降压电阻Rl相并联，信号处理电路23则与反向器21的输出端相连接，为了确保效果，钳位二极管22的阳极、降压电阻Rl和反相器21的输入端要为同一等势点，其均与高压DMOSll的漏极
相连接。
[0019]而反相器21的另一个输入端则要与降压电阻Rl的另一端和钳位二极管22的阴极为同一等势点，并与高压电源的正端VB相连接。反相器21的第三个输入端则与高压电源的负端VS相连接。
[0020]运行时，当脉冲发生电路12输出基于所述低压电源的低电平时，高压DMOSll截止，高压DMOSll的源端电压与GND相同，高压DMOSll的漏断电压与VB相同，高压电路的反相器21的输入为基于所述高压电源的高电平，反相器21的输出为基于所述高压电源的低电平，传输到输出信号处理电路23。
[0021]当脉冲发生电路12输出基于所述低压电源的高电平时，高压DMOSll导通，高压DMOSll的源端电压为VCC — VGS (_s);正温度系数电阻R2和负温度系数电阻R3的电压为VCC—VGS (_s)，流过正温度系数电阻R2和负温度系数电阻R3上的电流为10，高压DMOSll产生的漏极电流与源极电流基本一样，为10。
[0022]此时，高压DMOSll产生的漏极电流IO与电阻R2的关系为:
[0023]10* (R2+R3) =VCC-VGS (_s)?VCC-Vth (DM0S)
[0024]IO= (VCC-Vth (dmos)) / (R2+R3)0
[0025]其中，正温度系数电阻R2在常温下电阻值为R2A，正温度系数为a2 ；负温度系数电阻R3在常温下电阻值为R3A，负温度系数为a3。正温度系数电阻R2的电阻值与负温度系数电阻R3的电阻值之和为R2A+R3A。当温度变化为Λ T时，正温度系数电阻R2增加的电阻值约为Λ T*a2*R2A,负温度系数电阻R3减少的电阻值约为Λ T*a3*R3A。因此，只要保证正温度系数电阻R2增加的阻值与负温度系数电阻R3减少的阻值之和为O，就能保证R2+R3的阻值之和在温度变化时保持不变，即:
[0026]Δ T*a2*R2A+ Δ T*a3*R3A=0 ；
[0027]a2= (R3A/R2A) *a3。
[0028]综上，本实用新型用负温度系数电阻R3来补偿正温度系数温度电阻R2，只要保证a2= (R3A/R2A)*a3,当温度变化时就能保证高压DMOS漏断电流IO保持不变，保证电平转换电路的高压模块能获得低压模块的信号。
[0029]如上所述，便可以很好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.基于高压DMOS实现的电平转换电路，主要由低压电路(10)和高压电路(20)组成，其特征在于，所述低压电路(10)由高压DMOS (11)，与高压DMOS (11)的栅极相连接的脉冲发生电路(12)，以及一端与高压DMOS (11)的源极相连接、另一端接地的温度互补电路(13)组成；所述高压DMOS (11)的漏极则与高压电路(20)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于高压DMOS实现的电平转换电路，其特征在于，所述温度互补电路(13)由相互串接的正温度系数电阻R2和负温度系数电阻R3组成，所述正温度系数电阻R2的另一端则与高压DMOS (11)的源极相连接，而负温度系数电阻R3的另一端则接地。
3.根据权利要求1或2所述的基于高压DMOS实现的电平转换电路，其特征在于，所述高压电路(20)由反相器(21)、串接在反相器(21)的两个输入端之间的降压电阻R1，与该降压电阻Rl相并联的钳位二极管(22)，以及与反向器(21)的输出端相连接的输出信号处理电路(23)组成；所述高压DMOS (11)的漏极则与反向器(21)的输入端相连接。
【文档编号】H03K19/0175GK203608177SQ201320756584
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】谢正开 申请人:峰岹科技（深圳）有限公司