專利名稱：高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，尤其是一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。
(二)
背景技術(shù)：
目前，在電路內(nèi)部或外部連接的高壓或大容量開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)方面，有 以下幾種形態(tài)
(1) 形態(tài)1如圖1所示的反相器直接驅(qū)動(dòng)電路，直接使用反相器2或電平
轉(zhuǎn)換電路LVS的輸出信號(hào)來驅(qū)動(dòng)高壓開關(guān)，這樣當(dāng)電源1和公共地之間的電壓
范圍變動(dòng)很大時(shí)，為了防止被驅(qū)動(dòng)開關(guān)的柵極被擊穿，因此所需開關(guān)器件的柵極 耐壓或內(nèi)藏開關(guān)設(shè)計(jì)要求很高，導(dǎo)致在市場(chǎng)上對(duì)器件的可選擇性變差或設(shè)計(jì)的難
度增加，抑或根本無法實(shí)現(xiàn)，影響電路的整體成本；
(2) 形態(tài)2如圖2所示的定電流源與電阻鉗位驅(qū)動(dòng)電路，使用定電流源連 接切換開關(guān)和電阻連接，由于定電流與電阻的乘積一定，因此電阻上的電壓值也 一定，不會(huì)損壞高壓開關(guān)的柵極，但是為了降低功耗，通常定電流源的電流值很 小，電壓基本一定，電阻值則必須很大，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)速度很慢，無法滿足高壓開關(guān) 的高速驅(qū)動(dòng)要求，而且常時(shí)有功耗產(chǎn)生，增大功耗；
(3) 形態(tài)3如圖3所示的附加鉗位驅(qū)動(dòng)電路，使用定電流源連接切換開關(guān)， 但是不需要相對(duì)地端子；與圖1相同，由于輸出信號(hào)的電壓變動(dòng)范圍很大，在電 源2和輸出端子之間需要連接一個(gè)上鉗位電壓電路，在輸出端子和公共地之間也 需要連接一個(gè)下鉗位電壓電路，來控制輸出信號(hào)電壓的波動(dòng)范圍；此電路盡管可 以實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)，但是，由于上、下鉗位電壓電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致電路面積增 大，成本升高；還由于輸出信號(hào)變化的瞬間會(huì)有較大的波動(dòng)范圍，長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì) 高壓驅(qū)動(dòng)開關(guān)的柵極也會(huì)產(chǎn)生劣化，降低其使用壽命，甚至出現(xiàn)誤動(dòng)作；與形態(tài) 2相同，常時(shí)有功耗產(chǎn)生，增大功耗。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，它是一種外部或內(nèi)部開關(guān)的 柵極驅(qū)動(dòng)和控制電路，這種電路具有使用器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，電 路的驅(qū)動(dòng)速度快，功耗低，開關(guān)的動(dòng)作可靠性高，且不會(huì)因?yàn)殡娫措妷悍秶淖?化過大而導(dǎo)致開關(guān)的柵極損壞，避免了相應(yīng)的電路缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形和反相功能的反相器1和反相器2電路、由晶體管PMOSl和晶體管PMOS2
構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；其中，所說的反相器
1和反相器2的電源端子分別與電源1連接，反相器1和反相器2的地端子分別 與公共地連接；所說的反相器l的輸入端子接收輸入信號(hào)，其輸出端子與反相器 2的輸入端子以及晶體管PMOS1的柵極連接；所說的反相器2的輸出端子與晶 體管PMOS2的柵極連接；所說的晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū) 動(dòng)信號(hào)的電路中，晶體管PMOS1的源極和阱分別與電源2連接，其柵極與反 相器1的輸出端子連接，漏極與高壓開關(guān)電路的輸入端連接；所說的晶體管 PMOS2的源極和阱分別與高壓開關(guān)電路的輸入端連接，其柵極與反相器2的輸 出端子連接，漏極與相對(duì)地端子連接。
上述所說的高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，還包括實(shí)現(xiàn)低電壓信號(hào)輸入高電壓信號(hào)輸出 的電平轉(zhuǎn)換電路LVS;所說的電平轉(zhuǎn)換電路LVS的輸入端子接收輸入信號(hào)，其 輸出端子與反相器1的輸入端子連接，電源端子與電源1連接，地端子與公共地 連接。
一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形和反相功能的反相 器1電路、由晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及 需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；其中，所說的反相器l的電源端子與電源l連接，地 端子與公共地連接；所說的反相器1的輸入端子以及晶體管PMOS2的柵極直接 接收輸入信號(hào)；所說的反相器l的輸出端子與晶體管PMOSl的柵極連接；所說 的晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路中，晶體管 PMOS1的源極和阱分別與電源2連接，其柵極與反相器1的輸出端子連接，漏 極則與的輸入端連接；所說的晶體管PMOS2的源極和阱分別與高壓開關(guān)電路的 輸入端連接，其柵極接收輸入信號(hào)，漏極與相對(duì)地端子連接。
上述所說的一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，它還可以包括實(shí)現(xiàn)低電壓信號(hào)輸入高電 壓信號(hào)輸出的電平轉(zhuǎn)換電路LVS;所說的電平轉(zhuǎn)換電路LVS的輸入端接收輸入 信號(hào)，其輸出端子分別連接反相器l的輸入端子以及晶體管PMOS2的柵極，電 源端子與電源l連接，地端子與公共地連接。
上述所說的相對(duì)地是在電源1和公共地之間，根據(jù)高壓開關(guān)的柵極耐壓值確 定一個(gè)電壓值。
一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用，其特征在于它適用于多電源電路系統(tǒng)中對(duì)各 種不同輸入信號(hào)電壓范圍的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并輸出符合高壓開關(guān)柵極耐壓值 要求的驅(qū)動(dòng)電路裝置。
本發(fā)明的工作原理為在電源l和公共地之間，根據(jù)高壓開關(guān)的柵極耐壓值確定一個(gè)電壓值作為電源2的相對(duì)地使用，由于電源2的相對(duì)地之間的最大電壓 值設(shè)定為小于高壓開關(guān)的柵極耐壓值，因此高壓驅(qū)動(dòng)開關(guān)的柵極不會(huì)被擊穿損
壞，或?qū)е聳艠O劣化，影響其使用壽命。由于晶體管PMOS1和晶體管PMOS2 構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路的兩個(gè)晶體管PMOS的柵極分別連接的是相互反相 的信號(hào)，當(dāng)晶體管PM0S1為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管PMOS2則為關(guān)閉狀態(tài)。反之， 當(dāng)晶體管PM0S1為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，晶體管PMOS2則為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，輸出信 號(hào)具有較大的驅(qū)動(dòng)能力，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳送和對(duì)高壓開關(guān)的高速驅(qū)動(dòng)，而 且不會(huì)破壞高壓開關(guān)的柵極。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、本發(fā)明的電路使用器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)， 其占用芯片的面積小，電路的驅(qū)動(dòng)速度快，功耗低，開關(guān)的動(dòng)作可靠性高；2、 由于電源2與相對(duì)地之間的最大電壓值設(shè)定為小于高壓開關(guān)的柵極耐壓值，使得 高壓驅(qū)動(dòng)開關(guān)的柵極不會(huì)因?yàn)殡娫措妷悍秶淖兓^大而導(dǎo)致開關(guān)的柵極損壞 的,-3、適合在多電源電路系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)各種不同輸入信號(hào)電壓范圍的信號(hào)， 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，并輸出符合高壓開關(guān)柵極耐壓值要求的驅(qū)動(dòng)電路裝置。
(四)


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反相器直接驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中定電流源與電阻鉗位驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中附加鉗位驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明所涉一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明所涉一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的另一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明所涉一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸入輸出信號(hào)的傳輸特性圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l: 一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路(見圖4)，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整 形和反相功能的反相器1和反相器2電路、由晶體管PMOS1和晶體管PMOS2 構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；其中，所說的反相器 1和反相器2的電源端子分別與電源1連接，反相器1和反相器2的地端子分別 與公共地連接；所說的反相器1的輸入端子接收輸入信號(hào)，其輸出端子與反相器 2的輸入端子以及晶體管PMOS1的柵極連接；所說的反相器2的輸出端子與晶 體管PMOS2的柵極連接；所說的晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū) 動(dòng)信號(hào)的電路中，晶體管PMOS1的源極和阱分別與電源2連接，其柵極與反 相器1的輸出端子連接，漏極與高壓開關(guān)電路的輸入端連接；所說的晶體管 PMOS2的源極和阱分別與高壓開關(guān)電路的輸入端連接，其柵極與反相器2的輸 出端子連接，漏極與相對(duì)地端子連接。
6上述所說的高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，還包括實(shí)現(xiàn)低電壓信號(hào)輸入高電壓信號(hào)輸出
的電平轉(zhuǎn)換電路LVS;所說的電平轉(zhuǎn)換電路LVS的輸入端子接收輸入信號(hào)，其
輸出端子與反相器1的輸入端子連接，電源端子與電源1連接，地端子與公共地
連接。(見圖4)
上述所說的相對(duì)地是在電源1和公共地之間，根據(jù)高壓開關(guān)的柵極耐壓值確 定一個(gè)電壓值。
一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用，其特征在于它適用于多電源電路系統(tǒng)中對(duì)各 種不同輸入信號(hào)電壓范圍的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并輸出符合高壓開關(guān)柵極耐壓值 要求的驅(qū)動(dòng)電路裝置。
實(shí)施例2: —種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路(見圖5)，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整 形和反相功能的反相器1電路、由晶體管PM0S1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；其中，所說的反相器l的電源端 子與電源1連接，地端子與公共地連接；所說的反相器1的輸入端子以及晶體管 PMOS2的柵極直接接收輸入信號(hào)；所說的反相器1的輸出端子與晶體管PM0S1 的柵極連接；所說的晶體管PM0S1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電 路中，晶體管PM0S1的源極和阱分別與電源2連接，其柵極與反相器1的輸 出端子連接，漏極則與的輸入端連接；所說的晶體管PMOS2的源極和阱分別與 高壓開關(guān)電路的輸入端連接，其柵極接收輸入信號(hào)，漏極與相對(duì)地端子連接。
上述所說的一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，它還可以包括實(shí)現(xiàn)低電壓信號(hào)輸入高電 壓信號(hào)輸出的電平轉(zhuǎn)換電路LVS;所說的電平轉(zhuǎn)換電路LVS的輸入端接收輸入 信號(hào)，其輸出端子分別連接反相器l的輸入端子以及晶體管PMOS2的柵極，電 源端子與電源l連接，地端子與公共地連接。(見圖5)
上述所說的相對(duì)地是在電源1和公共地之間，根據(jù)高壓開關(guān)的柵極耐壓值確 定一個(gè)電壓值。
一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用，其特征在于它適用于多電源電路系統(tǒng)中對(duì)各 種不同輸入信號(hào)電壓范圍的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并輸出符合高壓開關(guān)柵極耐壓值 要求的驅(qū)動(dòng)電路裝置。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比
由上述實(shí)施例和圖6的本發(fā)明的輸入輸出信號(hào)的傳輸特性顯示，本發(fā)明所涉 及的電路與通常使用的電路相比，既可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳送和高速驅(qū)動(dòng)，也不 存在常時(shí)功耗，可以廣泛適用于各種不同的多電源系統(tǒng)電路中作為驅(qū)動(dòng)電路部 分，對(duì)降低系統(tǒng)電路成本，降低電路功耗，滿足低功耗設(shè)計(jì)，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1、一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形和反相功能的反相器1和反相器2電路、由晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；其中，所說的反相器1和反相器2的電源端子分別與電源1連接，反相器1和反相器2的地端子分別與公共地連接；所說的反相器1的輸入端子接收輸入信號(hào)，其輸出端子與反相器2的輸入端子以及晶體管PMOS1的柵極連接；所說的反相器2的輸出端子與晶體管PMOS2的柵極連接；所說的晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路中，晶體管PMOS1的源極和阱分別與電源2連接，其柵極與反相器1的輸出端子連接，漏極與高壓開關(guān)電路的輸入端連接；所說的晶體管PMOS2的源極和阱分別與高壓開關(guān)電路的輸入端連接，其柵極與反相器2的輸出端子連接，漏極與相對(duì)地端子連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 所說的高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，還包括實(shí)現(xiàn)低電壓信號(hào)輸入高電壓信號(hào)輸 出的電平轉(zhuǎn)換電路LVS;所說的電平轉(zhuǎn)換電路LVS的輸入端子接收 輸入信號(hào)，其輸出端子與反相器1的輸入端子連接，電源端子與電源 l連接，地端子與公共地連接。
3、 一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形和 反相功能的反相器1電路、由晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成 的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；其中，所說的 反相器1的電源端子與電源1連接，地端子與公共地連接；所說的反 相器1的輸入端子以及晶體管PMOS2的柵極直接接收輸入信號(hào)；所 說的反相器1的輸出端子與晶體管PMOSl的柵極連接；所說的晶體 管PMOSl和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路中，晶體管 PMOS1的源極和阱分別與電源2連接，其柵極與反相器1的輸出端 子連接，漏極則與的輸入端連接；所說的晶體管PMOS2的源極和阱 分別與高壓開關(guān)電路的輸入端連接，其柵極接收輸入信號(hào)，漏極與相 對(duì)地端子連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所說的一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所說的一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，它還可以包括實(shí)現(xiàn)低電壓信號(hào)輸入高 電壓信號(hào)輸出的電平轉(zhuǎn)換電路LVS;所說的電平轉(zhuǎn)換電路LVS的輸 入端接收輸入信號(hào)，其輸出端子分別連接反相器1的輸入端子以及晶體管PMOS2的柵極，電源端子與電源1連接，地端子與公共地連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所說的一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于所說的相對(duì)地是在電源1和公共地之間，根據(jù)高壓開關(guān)的柵極耐 壓值確定一個(gè)電壓值。
6、 一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用，其特征在于它適用于多電源 電路系統(tǒng)中對(duì)各種不同輸入信號(hào)電壓范圍的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并輸 出符合高壓開關(guān)柵極耐壓值要求的驅(qū)動(dòng)電路裝置。
全文摘要
一種高壓開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形和反相功能的反相器1和反相器2電路、由晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；或者它包括實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形和反相功能的反相器1電路、由晶體管PMOS1和晶體管PMOS2構(gòu)成的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路以及需要驅(qū)動(dòng)的高壓開關(guān)電路；優(yōu)越性在于使用器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，其占用芯片的面積小，電路的驅(qū)動(dòng)速度快，功耗低，開關(guān)的動(dòng)作可靠性高；由于電源2與相對(duì)地之間的最大電壓值設(shè)定為小于高壓開關(guān)的柵極耐壓值，使得高壓驅(qū)動(dòng)開關(guān)的柵極不會(huì)因?yàn)殡娫措妷悍秶淖兓^大而導(dǎo)致開關(guān)的柵極損壞的。
文檔編號(hào)H03K17/687GK101562444SQ200810154720
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者呂英杰, 張小興, 戴宇杰 申請(qǐng)人:天津南大強(qiáng)芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有限公司