王晓婧 曾艳妮 王虎 熊平

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快速浮置高压电平转换器将输入的逻辑电平信号转换为正或负高电压域，在高速功率转换器应用中受到越来越多的关注[1-2]。在文献[2-5]中已经报道了几种基于交叉耦合CMOS 锁存器对的快速电平转换器。在文献[2]中，电容耦合电平移位电路可以显着减小传播延迟，但是由于片上电容器的电压处理能力，电压转换范围受到限制。在[3-4]中实现了另一种采用共源共栅方式使用两对反相器的架构。此架构中堆叠的晶体管可以承受比工艺极限更高的电压，但是需要在VDD 和接地中间提供额外的辅助电源电压。在文献[5-6]中报道了一种基于高压共源共栅锁存结构的快速浮动高压电平转换器，其中使用了DMOS 晶体管用以吸收两个电压域之间的电压差以保护晶体管在操作时不会击穿。本文提出了一种基于[5]的电瓶转换器结构并改善其转换速度，于电路中加入一预充电偏置电路，可减少电平转换操作期间的电压转换延迟，减小额外的功率消耗，设计以调用P-cell 为基础，布局整体电路。

1 浮地电压转换器架构

1.1 浮地电压转换器原理

图1(a)显示了类似[5]中提出的一种浮动电压转换的架构，可将0~5V 的电平转换到较高电压的VSSH~VDDH（例如20~25V）。图2(a)显示了与图1(a)对称的架构，可以把0~5V 的电平平移转换到较低电压的VSSE~VDDE（例如 -25~-20V）。通过采用高压钳位DMOS 晶体管，该种电路可以成功地阻止高压开关操作影响低压逻辑，击穿低压晶体管，但是转换速度受到高压DMOS 晶体管寄生组件的限制。……