一种电平转换电路及装置的制造方法_3

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极管的阳极电压与第二等效二极管的阴极电压的差VD2W ~W2m = V3-(V3-W2+第一电压)=W2-第一电压;由于VD2W ~W2m = W2-第一电压< W2,所以第二等效二极管的阳极与阴极截止。
[0038]具体的,当输入电压从零变为第一电压时,通过上一段的分析可知,第二电容的第二端电压(即第二电容的下极板电压)C2T = V3-W2+第一电压,由于第二电容的第二端(即第二电容的下极板)与第二开关三极管的栅极连接,第二开关三极管的栅极电压等于第二电容的第二端电压(即第二电容的下极板电压),即VQ2e = C2T = V3-W2+第一电压,又由于第二开关三极管的第二端接地,第二开关三极管的第二端电压VQ2二 = 0V,所以第二开关三极管的栅极电压与第二开关三极管的第二端电压的差VQ2e-VQ2二 = V3-W2+第一电压-O=V3-W2+第一电压;由于W2 < V3彡G2+W2,所以第一电压< VQ2# -VQ2-彡G2+第一电压,又由于第一电压大于所述第二开关三极管的阈值电压G2,所以VQ2e -VQ2二 > G2,第二开关三极管的第一端与第二端导通。又因为第二开关三极管的第一端与输出电压连接,输出电压等于第二开关三极管的第二端电压,所以输出电压为0V。
[0039]需要说明的是,输入电压是信号产生电路产生的,而信号产生电路可以为现有技术中的方波信号产生电路,具体电路可参考现有技术中的方波信号产生电路,本发明在此不再赘述。
[0040]本发明只是在某一时刻输入电压为零或最高电压时,对电平转换电路进行了分析,至于其他时刻的电平转换电路的分析,与此时刻类似,在此不再赘述。
[0041]本发明实施例提供一种电平转换电路,包括:第一等效二极管,第一开关三极管,第二开关三极管,第二等效二极管,第一电容和第二电容;并且,所述输入电压在零与第一电压之间切换;V2-G1-W1 ^VK V2-W1 ;W2 < V3彡G2+W2 ;所述第一电压大于所述第一等效二极管的导通压降,且第一电压大于所述第二开关三极管的阈值电压,且第一电压大于所述第一开关三极管的阈值电压。在输入电压为零时,第二开关三极管处于亚阈值状态,但还是截止;而当输入电压从零变为第一电压时,第二开关三极管从亚阈值状态转变为导通,并使得电平转换电路输出电压为0V,从而实现了电压从输入电压的第一电压到输出OV的转换。这样,由于在输入电压为零时,O < VQ2e -VQ2二彡G2,第二开关三极管处于亚阈值状态,所以在输入电压由零变为第一电压时,只要第二开关三极管的第一端电压与栅极电压的差从OV到G2间的一个值变化到大于第二开关三极管的阈值电压G2就可以使得第二开关三极管立即导通,而无需从OV过度至亚阈值状态再到完全导通状态,最终提高了电平转换电路的切换速度。进一步的,根据电容的特征可知,当电容接收到瞬间跳变信号时,具有无延时作用,所以本发明中的第一电容和第二电容在接收到的信号为从零变为第一电压或者从第一电压变为零时,均具有无延时作用,进一步提高了电平转换电路的切换速度。
[0042]进一步的,当所述输入电压从所述第一电压变为零时,第一等效二极管的阳极与阴极的电压差不大于所述第一等效二极管的导通压降,所述第一等效二极管的阳极与阴极截止;所述第一开关三极管的栅极和第一端的电压差的绝对值大于所述第一开关三极管的阈值电压,所述第一开关三极管的第一端与第二端导通;所述第二等效二极管的阳极与阴极的电压差等于所述第二等效二极管的导通压降,所述第二等效二极管处于预导通状态;所述第二开关三极管的栅极和第二端的电压差的绝对值不大于所述第二开关三极管的阈值电压,所述第二开关三极管的第一端与第二端截止,使得所述输出电压为第二参考电压。
[0043]具体的,当输入电压从零变为第一电压时,由于第一电容的第二端(即第一电容的下极板)与输入电压连接,所以第一电容的第二端电压(即第一电容的下极板电压)C1τ =第一电压;并且当输入电压从零变为第一电压时,第一等效二极管的阳极与阴极导通,由于第一等效二极管的阴极与第一参考电压Vl连接,第一等效二极管的阴极电压VDIm =VI,则第一等效二极管的阳极电压VDlp日=V1+W1 ;由于第一电容的第一端(即第一电容的上极板)与第一等效二极管的阳极连接,所以第一电容的第一端电压(即第一电容的上极板电压)Cl上=VDl阳=V1+W1 ;所以第一电容的上极板和下极板的电压差Cl上_下=Cl上-ClT= V1+W1-第一电压。在输入电压从第一电压变为零时,第一电容的下极板电压为零,CIt= 0V,而为了保证第一电容的电压不突变,即第一电容的上极板和下极板的电压差C1±_T=V1+W1-第一电压,则第一电容的上极板电压Cl上=V1+W1-第一电压;由于第一等效二极管的阳极与第一电容的第一端(即第一电容的上极板)连接,则第一等效二极管的阳极电压VDlp日=Cl± = V1+W1-第一电压,第一等效二极管的阳极与第一等效二极管的阴极电压的差VDl阳-VDlpj1 = V1+W1-第一电压-Vl = Wl-第一电压< Wl,所以第一等效二极管的阳极与阴极截止。
[0044]具体的,由上一段中的分析可知,当输入电压从第一电压变为零时,第一电容的上极板电压Cl±= V1+W1-第一电压,由于第一开关三极管的栅极与第一电容的第一端(第一电容的上极板)连接,则第一开关三极管的栅极电压VQlaj = Cli = V1+W1-第一电压;又由于第一开关三极管的第一端与第二参考电压V2连接,第一开关三极管的第一端电压VQl-=V2,所以第一开关三极管的第一端电压与第一开关三极管的栅极电压的差VQL -VQle=V2- (V1+W1-第一电压),又因为 V2-G1-W1 ^ Vl < V2-W1,所以第一电压< VQl一 -VQl栅SGl+第一电压;由于第一电压大于所述第一开关三极管的阈值电压Gl JljGKVQL-VQl?1,所以第一开关三极管的第一端和第二端导通。由于第一开关三极管的第一端与第二参考电压连接,且第一开关三极管的第二端与输出电压连接,所以输出电压为第二参考电压。
[0045]具体的,由上述分析可知,在输入电压为零时,第二电容的第二端电压与第二电容的第一端电压的差,即C2T -C2±= V3-W2。在输入电压从第一电压变为零时,第二电容的第一端(即第二电容的上极板)与输入电压连接,第二电容的第一端电压(即第二电容的上极板电压)02±从第一电压变为0V,为了保证第二电容两端电压差C2T -C2± = V3-W2不变,贝IJ第二电容的第二端电压(即第二电容的下极板电压)C2T = V3-W2;由于第二等效二极管的阴极与第二电容的第二端(即第二电容的下极板)连接,所以第二等效二极管的阴极电压VD2W = C2T = V3-W2,同时由于第二等效二极管的阳极与第三参考电压V3连接,第二等效二极管的阳极电压VD2W = V3,所以第二等效二极管的阳极电压与第二等效二极管的阴极电压的差VD2阳-VD2K = V3-(V3-W2) = W2 ;由于VD2阳-VD2K = W2,所以第二等效二极管处于预导通状态。
[0046]具体的,由上一段分析可知,在输入电压从第一电压变为零时,第二电容的第二端电压(即第二电容的下极板电压)C2T= V3-W2;由于第二开关三极管的栅极与第二电容的第二端(即第二电容的下极板)连接,所以第二开关三极管的栅极电压VQ2e=C2T= V3-W2,同时由于第二开关三极管的第二端接地,第二开关三极管的第二端电压VQ2二 =0V,所以第二开关三极管的栅极电压与第二开关三极管的第二端电压的差VQ2e-VQ2二 =V3-W2-0 = V3-W2 ;由于 W2 < V3 彡 G2+W2,所以 O < VQ2栅-VQ2- ( G2,所以第二开关三极管处于亚阈值状态,第二开关三极管的第一端和第二端截止。
[0047]进一步的,Vl= V2-G1-W1 ;V3 = G2+W2。
[0048]当输入电压为零时,根据上述对图2的分析可知,由于第二等效二极管存在漏电流,所以第二等效二极管的阳极与阴极导通。此时,第二开关三极管的栅极电压VQ2e = VD2阴=V3-W2 ;由于第二开关三极管的第二端接地,VQ2二 = 0V,则第二开关三极管的栅极电压与第二开关三极管的第二端电压的差VQ2e -VQ2二 = VQ2e = V3-W2 ;而V3 = G2+W2,则VQ2H-VQ2 二 = G2,所以此时第二开关三极管处于预导通状态。
[0049]所以,在V3 = G2+W2的情况下,当输入电压为零时,第二开关三极管处于预导通状态,并且在输入电压从零变为第一电压时第二开关三极管的第一端与第二端导通,输出电压为0V。此时第二开关三极管可以从预导通状态直接变为导通状态,也就是说,一
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