[发明专利]用于传输晶体管栅极电压的多电平控制电路、方法及其系统

权利要求书

1.一种晶体管控制电路，用于提供从源到汇点的信号，其特征在于，该电路包括：

具有导通状态和非导通状态的场效应晶体管，所述场效应晶体管具有栅极、源极和漏极；

第一比较器，被配置成比较所述场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压以及基于所述源电压和所述第一参考电压之间的差值提供第一输出；以及

开关放大器，被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加同所述第一比较器的第一输出成函数关系的栅极电压。

2.根据权利要求1所述的晶体管控制电路，其中，当所述源电压等于所述第一参考电压时，所述栅极电压为所述第一参考电压与所述场效应晶体管所需的栅源电压(Vgs)之和。

3.根据权利要求1所述的晶体管控制电路，其中，当所述源电压低于所述第一参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第一栅极电压；以及

当所述源电压高于所述第一参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第二栅极电压，所述第二栅极电压高于所述第一栅极电压。

4.根据权利要求3所述的晶体管控制电路，其中，当所述源电压高于所述第一参考电压时，所述第一比较器被配置成比较第二参考电压与所述源电压，所述第二参考电压高于所述第一参考电压；以及

当所述源电压高于所述第二参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第三栅极电压，所述第三栅极电压高于所述第二栅极电压。

5.根据权利要求3所述的晶体管控制电路，其中，所述开关放大器包括：

第一电荷泵级，配置成提供第一栅极电压；

第二电荷泵级，配置成将第一栅极电压转换为第二栅极电压；以及

开关，配置成：

当所述源电压低于所述第一参考电压时，绕过第二电荷泵级；以及

当所述源电压高于所述第一参考电压时，将第二栅极电压连接到所述第二电荷泵级以及将来自所述第二电荷泵级的所述第二栅极电压连接到所述场效应晶体管的栅极。

6.根据权利要求3所述的晶体管控制电路，包括：

第二比较器，被配置成比较所述场效应晶体管的源极处的源电压与第三参考电压并基于所述源电压和所述第三参考电压之间的差值提供第二输出，所述第三参考电压高于所述第一参考电压；以及

其中，当所述源电压高于所述第三参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第四栅极电压，所述第四栅极电压高于所述第一栅极电压。

7.一种晶体管控制方法，用于提供从源到汇点的信号，其特征在于，包括：

比较将场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压；

当所述源电压低于所述第一参考电压时，将第一电荷泵处的输入电压转换为第一栅极电压并将所述第一栅极电压施加到所述场效应晶体管的栅极；以及

当所述源电压高于所述第一参考电压时，将第一电荷泵处的输入电压转换为第二栅极电压并将所述第二栅极电压施加到所述场效应晶体管的栅极，所述第二栅极电压高于所述第一栅极电压。

8.根据权利要求7所述的晶体管控制方法，包括：

当所述源电压高于所述第一参考电压时，比较所述源电压与第二参考电压，所述第二参考电压高于所述第一参考电压；以及

当源电压高于第一栅极电压时，将第二电荷泵处的输入电压转换为第三栅极电压以及当源电压高于第二参考电压时，将所述第三栅极电压施加到所述场效应晶体管的栅极，所述第三栅极电压高于所述第一栅极电压。

9.根据权利要求3-6中任一项所述的晶体管控制电路或权利要求7或8所述的晶体管控制方法，其中，所述第一栅极电压为所需的栅源电压(Vgs)，配置成为所述场效应晶体管提供低ON电阻；以及

所述第二栅极电压为所需的Vgs与所述第一参考电压之和。

10.根据权利要求1所述的晶体管控制电路或权利要求7所述的晶体管控制方法，其中，所述场效应晶体管的源极处的源电压包括共模电压。