信号准位移转电路及直流转直流降压转换控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是关于一种信号准位移转电路及直流转直流降压转换控制电路，尤指一种具轻载节能的信号准位移转电路及直流转直流降压转换控制电路。
【背景技术】
[0002]在传统的直流转直流降压转换电路，若上臂晶体管使用N型金氧半场效晶体管，一般而言需使用信号准位移转电路(Level Shift Circuit)来进行信号准位的调整，以正确地控制上臂晶体管的导通与关断。然而，传统的电流型信号准位移转电路会有功耗大，且产生漏电通路，并不利于轻负载下应用。传统的脉冲型信号准位移转电路虽然没有漏电通路及无功耗大的问题，但是由于是通过晶体管的寄生电容来维持输出信号的准位。当信号准位移转电路的参考准位有抖动时，容易造成信号准位移转电路的输出信号的逻辑状态改变。因此，脉冲型信号准位移转电路的抗干扰能力很差。
[0003]图1为传统的电流型信号准位移转电路的电路示意图。一第一逻辑低电位VSl和一第一逻辑高电位VPl为第一组电源信号的两个逻辑准位。一第二逻辑低电位VS2和一第二逻辑高电位VP2为另外一组电源信号的两个逻辑准位。信号准位移转电路的作用为将高逻辑准位、低逻辑准位分别为第一逻辑高电位VPl和第一逻辑低电位VSl的信号准位转换为高逻辑准位、低逻辑准位分别为第二逻辑高电位VP2和第二逻辑低电位VS2的信号输出。
[0004]当一第一输入信号S位于第一逻辑高电位VPl而一第二输入信号R位于第一逻辑低电位VSl时，一晶体管MN4导通而一晶体管丽5关断。此时，一电流源Ib的电流经晶体管丽I和丽2的镜像复制，而使电流流经晶体管MP1、丽4和丽2。一晶体管MP2同时也镜像晶体管MPl的电流,而将一第一输出信号Q的一电位拉高至第二逻辑高电位VP2。另外，由于晶体管丽5关断而无电流，晶体管MP4和MP3也因无电流而关断。由于，第一输出信号Q的电位位于第二逻辑高电位VP2而导通一晶体管丽7，而将一第二输出信号QN的一电位拉低至第二逻辑低电位VS2。同样地,当第一输入信号S位于第一逻辑低电位VSl而第二输入信号R位于第一逻辑高电位VPl时，第一输出信号Q的电位位于第二逻辑低电位VS2而第二输出信号QN的电位位于第二逻辑高电位VP2。经过上述的准位转换，而使第一输入信号S及第二输入信号R的第一逻辑高电位VPl及第一逻辑低电位VS1，转换成为第一输出信号Q及第二输出信号QN的第二逻辑高电位VP2及第二逻辑低电位VS2。
[0005]为了保证信号准位转换的速度，当第一输入信号S为一高准位而第二输入信号R为一低准位时，从第二逻辑高电位VP2经晶体管MP1、MN4和丽2流到第一逻辑低电位VSl的电流会设计的较大。同样地，当第一输入信号S为一低准位而第二输入信号R为一高准位时，从第二逻辑高电位VP2经晶体管MP4、丽5和丽3流到第一逻辑低电位VSl的电流也设计的较大。这样的电路设计，可确保电流型信号准位移转电路的信号准位转换速度，然而相对地功耗也较高。尤其在直流转直流降压转换电路操作于轻载下，例如:二极管仿真模式(DEM, D1de Emulat1n Mode),电流型信号准位移转电路持续的流经大电流不利于节能，而且在第二逻辑高电位VP2由额外的升压电路提供而非独立的电压源下，也可能导致第二逻辑高电位VP2的降低。
[0006]请参见图2，为传统的改良式电流型信号准位移转电路的电路示意图。相对于图1，改良式电流型信号准位移转电路增加了晶体管MN8和MN9。晶体管MN8和MN9的主要作用在于挡压，其栅极耦接第一逻辑高电位VP1，这样可以确保晶体管MN8和MN9的源极，即晶体管MN4和丽5的漏极的电位被箝制在第一逻辑高电位VPl的下。这样的电路设计下，晶体管MN4和丽5均可以为低压晶体管，而有利于提高晶体管MN4和丽5的切换速度。然而，大功耗的问题仍是存在。
[0007]请参见图3，为传统的脉冲型信号准位移转电路的电路示意图。脉冲信号VPS和VPR分别为第一输入信号S及第二输入信号R的上升沿触发脉冲信号，具有窄脉冲宽度，分别耦接至晶体管丽2和丽3的栅极。请同时参见图4，为图3所示脉冲型信号准位移转电路的信号波形图。当第一输入信号S和脉冲信号VPS都为第一逻辑高电位VPl而第二输入信号R为第一逻辑低电位VSl时，有一股大电流从第二逻辑高电位VP2经过晶体管MP1、MN4和丽2流到第一逻辑低电位VSl。晶体管MP2镜像晶体管MPl的电流，使得第一输出信号Q被拉高为第二逻辑高电位VP2，同时第二输出信号QN则为第二逻辑低电位VS2。当第一输入信号S仍在第一逻辑高电位VPl而脉冲信号VPS转为第一逻辑低电位VSl时，晶体管MPl的电流为零。此时，整个信号准位移转电路不消耗电流。同理，当第二输入信号R和脉冲信号VPR为第一逻辑高电位VPl而第一输入信号S为第一逻辑低电位VSl时,有一股大电流从第二逻辑高电位VP2经过晶体管MP4、丽5和丽3到第一逻辑低电位VSl。晶体管MP3镜像晶体管MP4的电流，使得第二输出信号QN被拉高为第二逻辑高电位VP2，同时第一输出信号Q则为第二逻辑低电位VS2。随后，当第二输入信号R仍在第一逻辑高电位VPl而脉冲信号VPR转为第一逻辑低电位VSl时，此时，整个信号准位移转电路不消耗电流。
[0008]脉冲型信号准位移转电路的优点在于:进行信号转换时，流经大电流而使信号转换速度快，而转换完成后不消耗额外电流，而使整体的功耗低。然而，脉冲型信号准位移转电路仍有缺点。在脉冲信号VPR和VPS皆为低准位时，第一输出信号Q和第二输出信号QN靠晶体管的寄生电容来维持，因此容易受杂讯干扰。
[0009]请参见图5，为立锜美国专利证号7839197所揭示的信号准位移转电路的电路示意图。图5所示的信号准位移转电路结合脉冲型信号准位移转电路与电流型信号准位移转电路而成。请同时参见图6，为图5所示脉冲型信号准位移转电路的信号波形图。当第一输入信号S和脉冲信号VPS为第一逻辑高电位VPl而第二输入信号R为第一逻辑低电位VSl时，有一股电流从第二逻辑高电位VP2经晶体管Ml和M5以及流过一晶体管Mll和一基本电流源642到第一逻辑低电位VSl。此时，一晶体管M8镜像一晶体管Ml的电流，使得第一输出信号Q为第二逻辑高电位VP2而第二输出信号QN为第二逻辑低电位VS2。当第一输入信号S仍为第一逻辑高电位VPl而脉冲信号VPS转为第一逻辑低准位VSl时，晶体管Mll关断而基本电流源642仍维持一基本小电流通过晶体管M5和Ml，这小电流是用来维持第一输出信号Q持续为第二逻辑高准位VP2。同理，当第二输入信号R和脉冲信号VPR为第一逻辑高电位VPl而第一输入信号S为第一逻辑低电位VSl时,有一股电流从第二逻辑高电位VP2经晶体管M4和M6以及流过一晶体管M12和一基本电流源644到第一逻辑低电位VSl。此时，一晶体管M7镜像晶体管M4的电流，使得第二输出信号QN为第二逻辑高电位VP2而第一输出信号Q为第二逻辑低电位VS2。当第二输入信号R仍为第一逻辑高电位VPl而脉冲信号VPR转为第一逻辑低准位VSl时，晶体管M12关断而基本电流源644仍维持一基本小电流通过晶体管M5和Ml仍然有一股小电流通过晶体管M6和M4，这小电流是用来维持第二输出信号QN持续为第二逻辑高准位VP2。晶体管M2和M3为两个镜像加速晶体管。
[0010]图5所示的信号准位移转电路的优点在于结合了脉冲型信号准位移转电路的信号转换快速的优点和电流型信号准位移转电路抗干扰能力强的优点。请参见图7，为图6所示脉冲型信号准位移转电路的第二逻辑高准位信号VP2及第二逻辑低准位信号VS2的波形图。在连续电流模式(CCM, Continuous Current Mode)时,转换电路持续操作而使升压电路持续维持第二逻辑高准位VP2的电位。然而，在二极管仿真模式下，信号准位移转电路中的基本电流源642、644仍会提供小电流而持续消耗来自第二逻辑高准位VP2的能量，导致第二逻辑高电位VP2与第二逻辑低电位VS2之间的压差会慢慢降低而可能造成第一输出信号Q及第二输出信号QN的逻辑准位错误的问题。
【发明内容】
[0011]鉴于先前技术中的信号准位移转电路的问题，本发明的信号准位移转电路于检测到转换电路操作于轻载时，会避免信号准位移转电路消耗额外电流而达到降低功耗及避免输出信号逻辑准位错误的优点。
[0012]为达上述目的，本发明提供了一种信号准位移转电路，包含一信号输入电路、一信号输出电路以及一状态检测电路。信号输入电路耦接于一第一