JPH0974348A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPH0974348A JPH0974348A JP7229538A JP22953895A JPH0974348A JP H0974348 A JPH0974348 A JP H0974348A JP 7229538 A JP7229538 A JP 7229538A JP 22953895 A JP22953895 A JP 22953895A JP H0974348 A JPH0974348 A JP H0974348A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、昇圧レベルシフタを具
備した、多電源ICに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-power supply IC having a boost level shifter.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来昇圧レベルシフタは、例えば図4に
示す様に、低電圧電源(以下、VDDLと略す)を電源
とするインバータ401、高電圧電源(以下、VDDH
と略す)を電源とする昇圧回路402、そしてVDDH
を電源とするインバータ403で構成されている。ここ
ではインバータ401に入力信号を与えるVDDL系で
動作する他の内部回路は図示しない。通常昇圧回路40
2はPchトランジスタ404とNchトランジスタ4
06によるインバータとPchトランジスタ407とN
chトランジスタ409によるインバータの各々の出力
がPchトランジスタ405、および408のゲートに
接続されて構成されていた。2. Description of the Related Art A conventional boosting level shifter includes, for example, as shown in FIG. 4, an inverter 401 which uses a low voltage power source (hereinafter abbreviated as VDDL) and a high voltage power source (hereinafter VDDH).
Abbreviated) as the power source, and VDDH
It is comprised by the inverter 403 which uses as a power supply. Here, other internal circuits operating in the VDDL system for supplying the input signal to the inverter 401 are not shown. Normal booster circuit 40
2 is a Pch transistor 404 and an Nch transistor 4
06-based inverter, Pch transistor 407 and N
Each output of the inverter by the ch transistor 409 is connected to the gates of the Pch transistors 405 and 408.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】多電源ICにおいて低
消費電力化の為に、各電源系の回路を動作させない時に
は、電源をオフすることが望ましいが、従来の昇圧レベ
ルシフタの場合、昇圧回路がインバータ構成となってい
る為、VDDHをオフした場合には、VDDL〜VSS
間に電流は流れない。しかしVDDLをオフした場合に
は、インバータ401の出力がオープン状態になるだけ
でなく、インバータ401前段の出力であるIN端子も
オープンとなる(これはIN端子に外部から直接信号が
与えられない限り避けられない)。そのため昇圧回路4
02を構成するPchインバータ404、407、およ
び、Nchインバータ406、409のゲート電位が不
定状態となり、VDDH〜VSS間にリーク電流が流れ
てしまう。この為VDDLをオフ状態にすることが出来
ないという問題を有する。In order to reduce the power consumption in a multi-power supply IC, it is desirable to turn off the power supply when the circuits of each power supply system are not operated, but in the case of the conventional step-up level shifter, the step-up circuit is Since it has an inverter configuration, when VDDH is turned off, VDDL to VSS
No current flows between them. However, when VDDL is turned off, not only the output of the inverter 401 becomes open, but also the IN terminal which is the output of the front stage of the inverter 401 becomes open (unless a signal is directly applied to the IN terminal from the outside). Unavoidable). Therefore, the booster circuit 4
02, the gate potentials of the Pch inverters 404 and 407 and the Nch inverters 406 and 409 forming the 02 are indefinite, and a leak current flows between VDDH and VSS. Therefore, there is a problem that VDDL cannot be turned off.
【0004】そこで本発明は従来の昇圧レベルシフタの
問題点を解決するもので、昇圧レベルシフタにおいてV
DDLおよびVDDHのどちらをオフしても電源間にリ
ーク電流の流れることのない半導体装置を供給すること
を目的とする。Therefore, the present invention solves the problems of the conventional boost level shifter.
It is an object to supply a semiconductor device in which a leak current does not flow between power supplies regardless of which of DDL and VDDH is turned off.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】第1の電位の第1の電源
端子と接地電位の第2の電源端子との間に接続された第
1のインバータと、前記第1のインバータの入力信号及
び出力信号とに基づき動作する第2の電位の第3の電源
端子と前記第2の電源端子ととの間に接続された昇圧回
路と、前記昇圧回路の出力信号が入力され前記第2の電
位で動作する第2のインバータとを備え、前記昇圧回路
と前記第2または前記第3の電源端子との間に昇圧回路
の動作を制御するスイッチを有すること、前記スイッチ
はNchFETからなり、前記FETのゲート端子には
前記接地電位または前記第2の電位が与えられてなるこ
と、前記第2のインバータの入力端子をプルアップする
プルアップトランジスタを備え、前記プルアップトラン
ジスタのゲート電極は、前記FETのゲート電極と共通
接続されてなること、前記スイッチはPchFETから
なり、前記FETのゲート端子には前記接地電位または
前記第2の電位が与えられてなること、前記第2のイン
バータの入力端子をプルダウンするプルダウントランジ
スタを備え、前記プルダウントランジスタのゲート電極
は、前記FETのゲート電極と共通接続されてなるこ
と、基準電位と前記第1の電源端子の電位を比較する電
圧検出回路を備え、前記FETのゲート電位は前記電圧
検出回路の出力によって制御されてなることを特徴とす
る。A first inverter connected between a first power supply terminal having a first potential and a second power supply terminal having a ground potential; an input signal of the first inverter; A booster circuit connected between the third power supply terminal having a second potential and operating on the basis of the output signal and the second power supply terminal, and an output signal of the booster circuit being input to the second potential A switch for controlling the operation of the booster circuit between the booster circuit and the second or third power supply terminal, the switch being an NchFET, and the FET Is provided with the ground potential or the second potential, and a pull-up transistor for pulling up the input terminal of the second inverter is provided. Is commonly connected to the gate electrode of the FET, the switch is a PchFET, and the ground potential or the second potential is applied to the gate terminal of the FET, the second inverter A pull-down transistor that pulls down the input terminal of the FET, the gate electrode of the pull-down transistor is commonly connected to the gate electrode of the FET, and a voltage detection circuit for comparing a reference potential with the potential of the first power supply terminal. The gate potential of the FET is controlled by the output of the voltage detection circuit.
【0006】[0006]
【実施例】本発明の第1の実施例として図1に昇圧レベ
ルシフタの回路図を示す。図1において、VDDLを電
源とするインバータ101と、VDDHを電源とする昇
圧回路102、および、VDDHを電源とするインバー
タ103で昇圧レベルシフタを構成している。ここで昇
圧回路102は、VDDH電源をソースとするPchト
ランジスタ107とNchトランジスタ109のゲート
にVDDL電源の回路からの信号が伝播されるIN端子
が接続され、VDDH電源をソースとするPchトラン
ジスタ104とNchトランジスタ106のゲートに、
IN端子の反転信号であるインバータ101の出力が接
続されている。また、Pchトランジスタ104とNc
hトランジスタ106のドレイン間にPchトランジス
タ105、また、Pchトランジスタ107とNchト
ランジスタ109のドレイン間にPchトランジスタ1
08が設けられ、Pchトランジスタ105のゲート
は、Pchトランジスタ107、108、Nchトラン
ジスタ109で構成されるインバータの出力であるA点
に接続され、Pchトランジスタ108のゲートは、P
chトランジスタ104、105、Nchトランジスタ
106で構成されるインバータの出力であるB点に接続
され、VDDL電位をVDDH電位に昇圧する昇圧機能
部を構成している。また、VDDH電源とA点の間にプ
ルアップトランジスタとしてPchトランジスタ110
が設けられ、VSS電源とC点の間に昇圧回路102の
動作を制御するスイッチとしてNchトランジスタ11
1が設けられている。Pchトランジスタ110とNc
hトランジスタ111のゲートにはVDDH電源の回路
からの信号が伝播されるCNT端子が接続され、制御機
能部を構成している。1 shows a circuit diagram of a boost level shifter as a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an inverter 101 having VDDL as a power source, a booster circuit 102 having VDDH as a power source, and an inverter 103 having VDDH as a power source constitute a boosting level shifter. Here, the booster circuit 102 includes a Pch transistor 107 having a VDDH power source as a source, an IN terminal for transmitting a signal from a circuit of a VDDL power source connected to the gates of an Nch transistor 109, and a Pch transistor 104 having a VDDH power source as a source. At the gate of Nch transistor 106,
The output of the inverter 101, which is the inverted signal of the IN terminal, is connected. In addition, Pch transistor 104 and Nc
The Pch transistor 105 is placed between the drains of the h transistors 106, and the Pch transistor 1 is placed between the drains of the Pch transistor 107 and the Nch transistor 109.
08 is provided, the gate of the Pch transistor 105 is connected to the point A which is the output of the inverter composed of the Pch transistors 107 and 108, and the Nch transistor 109, and the gate of the Pch transistor 108 is P
It is connected to the point B which is the output of the inverter constituted by the ch transistors 104 and 105 and the Nch transistor 106, and constitutes a boosting function unit that boosts the VDDL potential to the VDDH potential. Further, a Pch transistor 110 is used as a pull-up transistor between the VDDH power source and point A.
Is provided, and the Nch transistor 11 is used as a switch for controlling the operation of the booster circuit 102 between the VSS power source and the point C.
1 is provided. Pch transistor 110 and Nc
The h-transistor 111 has a gate connected to a CNT terminal to which a signal from the VDDH power supply circuit is propagated, and constitutes a control function unit.
【0007】これにより、制御(CNT)端子にVDD
H電位が供給された場合は、Pchトランジスタ110
はオフし、Nchトランジスタ111はオンする為、I
N端子に伝播されたVDDL電位、および、VSS電位
は昇圧回路102で昇圧され、OUT端子へVDDH電
位、および、VSS電位として伝播され昇圧レベルシフ
タとして機能する。又、CNT端子にVSS電位が供給
された場合はPchトランジスタ110はオンし、Nc
hトランジスタ111はオフする為、IN端子にVDD
L電位およびVSS電位が供給されてもOUT端子はV
SS電位が出力されることになる。よって、論理的には
昇圧回路102はIN端子、CNT端子を入力とし、A
点を出力とする2入力NAND構成となっており、昇圧
レベルシフタはIN端子、CNT端子を入力とし、OU
T端子を出力とする2入力NAND構成となっている。
これにより、VDDL電源をオフした場合においてもC
NT端子にVSS電位を供給することにより、Nchト
ランジスタ111がオフする為、IN端子とB点の電位
がVDDL電位からVSS電位の間の中間電位となって
も、VDDH電源、VSS電源間に電流が流れることは
ない。As a result, VDD is applied to the control (CNT) terminal.
When the H potential is supplied, the Pch transistor 110
Turns off and the Nch transistor 111 turns on.
The VDDL potential and the VSS potential propagated to the N terminal are boosted by the booster circuit 102, propagated to the OUT terminal as the VDDH potential and the VSS potential, and function as a boost level shifter. Further, when the VSS potential is supplied to the CNT terminal, the Pch transistor 110 is turned on, and Nc
Since the h transistor 111 is turned off, VDD is applied to the IN terminal.
Even if L potential and VSS potential are supplied, OUT terminal is V
The SS potential will be output. Therefore, logically, the booster circuit 102 receives the IN terminal and the CNT terminal as input, and
It has a 2-input NAND configuration that outputs points, and the boost level shifter receives IN terminal and CNT terminal as input
It has a 2-input NAND configuration in which the T terminal is an output.
As a result, even when the VDDL power supply is turned off, C
By supplying the VSS potential to the NT terminal, the Nch transistor 111 is turned off. Therefore, even if the potential at the IN terminal and the point B becomes an intermediate potential between the VDDL potential and the VSS potential, a current flows between the VDDH power supply and the VSS power supply. Does not flow.
【0008】また、本発明の第2の実施例として図2に
昇圧レベルシフタの回路図を示す。As a second embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a circuit diagram of a boost level shifter.
【0009】図2において、VDDLを電源とするイン
バータ201とVDDHを電源とする昇圧回路202、
インバータ203、および、電圧検出回路212の制御
機能部を構成する。Pchトランジスタ210とNch
トランジスタ211のゲートには電圧検出回路212の
出力が接続されており、昇圧回路202は電圧検出回路
212の出力信号により制御される。また、電圧検出回
路212は、プラス端子にVDDL電源が接続され、マ
イナス端子にVref端子が接続されている。In FIG. 2, an inverter 201 powered by VDDL and a booster circuit 202 powered by VDDH,
It constitutes an inverter 203 and a control function unit of the voltage detection circuit 212. Pch transistor 210 and Nch
The output of the voltage detection circuit 212 is connected to the gate of the transistor 211, and the booster circuit 202 is controlled by the output signal of the voltage detection circuit 212. Further, in the voltage detection circuit 212, the VDDL power supply is connected to the plus terminal and the Vref terminal is connected to the minus terminal.
【0010】よってVref端子にVDDL電源の変動
範囲より若干低い電位を基準電位として供給することに
より、VDDL電源がオンしている場合は、Vref端
子の電位よりVDDL電源の電位が高い為、比較回路2
12は、VDDH電位を出力し、VDDL電源をオフし
た場合は、Vref端子の電位よりVDDL電源の電位
が低くなる為、比較回路212はVSS電位を出力する
ことになる。Therefore, by supplying the Vref terminal with a potential slightly lower than the fluctuation range of the VDDL power supply as the reference potential, when the VDDL power supply is on, the potential of the VDDL power supply is higher than the potential of the Vref terminal. Two
Reference numeral 12 outputs the VDDH potential, and when the VDDL power supply is turned off, the potential of the VDDL power supply becomes lower than the potential of the Vref terminal, so that the comparison circuit 212 outputs the VSS potential.
【0011】これにより、VDDL電源がオンしている
時は昇圧回路202が動作状態になり、またVDDL電
源をオフした時は昇圧回路202が停止状態となる為、
VDDL電源をオフした時にVDDH電源系の回路よ
り、VDDL電源をオフしたことを認識する制御信号を
入力する必要がなく、かつ、VDDH電源からVSS電
源間に電流が流れることを防止することができる。As a result, when the VDDL power supply is on, the booster circuit 202 is in the operating state, and when the VDDL power supply is off, the booster circuit 202 is in the stop state.
It is not necessary to input a control signal for recognizing that the VDDL power supply is turned off from the VDDH power supply system circuit when the VDDL power supply is turned off, and it is possible to prevent a current from flowing from the VDDH power supply to the VSS power supply. .
【0012】また、図1、図2においてNAND構成の
昇圧回路を用いたが、これは、VDDHと昇圧回路の間
にスイッチとして設けられたPchトンランジスタと、
プルダウントランジスタとして設けられたNchトラン
ジスタとによる、NOR構成の昇圧回路においても同様
に対応する。A NAND-type booster circuit is used in FIGS. 1 and 2. This is a Pch transistor provided as a switch between VDDH and the booster circuit.
The same applies to a NOR-structured booster circuit including an Nch transistor provided as a pull-down transistor.
【0013】スイッチとなるトランジスタの挿入による
昇圧回路のトランジスタ能力の降下を考慮すると、スイ
ッチにはPchトランジスタのほうが望ましい。Considering the drop in the transistor capability of the booster circuit due to the insertion of the switch transistor, a Pch transistor is preferable for the switch.
【0014】また図3は、図1の信号伝播例を示すブロ
ック図である。図3において、チップ内部は、VDDL
電源で動作するVDDL系ロジック302、昇圧レベル
シフタ303、及びVDDH電源で動作するVDDH系
ロジック304で構成され、チップ周辺はチップ外部と
の信号インターフェイスを行うI/Oセルと電源が配置
されており、VDDL電位およびVSS電位の信号イン
ターフェイスを行うVDDL系I/O301と、VDD
H電位およびVSS電位の信号インターフェイスを行う
VDDH系I/O305、およびVDDL電源、VDD
H電源、VSS電源で構成されている。FIG. 3 is a block diagram showing an example of signal propagation in FIG. In FIG. 3, the inside of the chip is VDDL.
It is composed of a VDDL system logic 302 that operates by a power supply, a boost level shifter 303, and a VDDH system logic 304 that operates by a VDDH power supply, and an I / O cell that performs a signal interface with the outside of the chip and a power supply are arranged around the chip. VDDL system I / O 301 that performs signal interface of VDDL potential and VSS potential, and VDD
VDDH system I / O 305 that performs signal interface of H potential and VSS potential, VDDL power supply, VDD
It is composed of H power supply and VSS power supply.
【0015】ここで、VDDL系I/O301とVDD
L系ロジック302と昇圧レベルシフタ303にVDD
L電源が供給され、VDDH系I/O305とVDDH
系ロジック304と昇圧レベルシフタ303にVDDH
電源が供給され、VSS電源は、全ての回路に供給され
ている。Here, VDDL system I / O 301 and VDD
VDD to L system logic 302 and boost level shifter 303
LH power is supplied, VDDH system I / O 305 and VDDH
VDDH for system logic 304 and boost level shifter 303
Power is supplied and VSS power is supplied to all circuits.
【0016】信号の伝播は、VDDL系I/O301と
VDDL系ロジック302との間、およびVDDH系I
/O305とVDDH系ロジック304との間では、双
方向インターフェイスされており、VDDL系ロジック
302とVDDH系ロジック304の間のインターフェ
イスについては、ロジック302からロジック304へ
は昇圧レベルシフタ303を介して行われ、ロジック3
04からロジック302へのインターフェイスは直接行
われている。The signal is propagated between the VDDL system I / O 301 and the VDDL system logic 302 and the VDDH system I / O 301.
There is a bidirectional interface between the / O 305 and the VDDH system logic 304, and the interface between the VDDL system logic 302 and the VDDH system logic 304 is performed from the logic 302 to the logic 304 via the boost level shifter 303. , Logic 3
The interface from 04 to logic 302 is done directly.
【0017】ここで、VDDL電源をオフした場合VD
DH系ロジック304又は、VDDH系I/O305か
らの制御信号(A点)により、昇圧レベルシフタ303
をコントロールし、VDDH電源〜VSS間のリーク電
流を防止する。When VDDL power is turned off, VD
The boost level shifter 303 is controlled by the control signal (point A) from the DH logic 304 or the VDDH I / O 305.
Is controlled to prevent a leak current between the VDDH power supply and VSS.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば昇
圧回路の動作を制御するスイッチにより、昇圧レベルシ
フタを制御可能としている為、VDDL電源をオフして
も余計な消費電流が流れず、低消費電流化が図れるとい
う効果がある。As described above, according to the present invention, the boost level shifter can be controlled by the switch for controlling the operation of the boost circuit. Therefore, even if the VDDL power supply is turned off, extra current consumption does not flow. There is an effect that the current consumption can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の第1の実施例の昇圧レベルシフタの回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a boost level shifter according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例の昇圧レベルシフタの回
路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a boost level shifter according to a second embodiment of the present invention.
【図3】図1の信号伝播例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of signal propagation in FIG.
【図4】従来例を示す昇圧レベルシフタ回路回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram of a boost level shifter circuit showing a conventional example.
101、103、201、203、401、403・・
・・インバータ 102、202、402・・・・・昇圧回路 104、105、107、108、110、204、2
05、207、208、210、404、405、40
7、408・・・Pchトランジスタ 106、109、111、206、209、211、4
06、409・・・・Nchトランジスタ 212・・・・電圧検出回路 301、305・・・・I/Oセルブロック 302、304・・・・ロジックブロック 303・・・・昇圧レベルシフタブロック101, 103, 201, 203, 401, 403 ...
..Inverters 102, 202, 402 ... Step-up circuits 104, 105, 107, 108, 110, 204, 2
05, 207, 208, 210, 404, 405, 40
7, 408 ... Pch transistors 106, 109, 111, 206, 209, 211, 4
06, 409 ... Nch transistor 212 ... Voltage detection circuit 301, 305 ... I / O cell block 302, 304 ... Logic block 303 ... Boost level shifter block
Claims (6)
第2の電源端子との間に接続された第1のインバータ
と、前記第1のインバータの入力信号及び出力信号とに
基づき動作する第2の電位の第3の電源端子と前記第2
の電源端子ととの間に接続された昇圧回路と、前記昇圧
回路の出力信号が入力され前記第2の電位で動作する第
2のインバータとを備え、前記昇圧回路と前記第2また
は前記第3の電源端子との間に昇圧回路の動作を制御す
るスイッチを有することを特徴とする半導体装置。1. A first inverter connected between a first power supply terminal having a first potential and a second power supply terminal having a ground potential, and an input signal and an output signal of the first inverter. A third power supply terminal of a second potential which operates based on the
A booster circuit connected between the booster circuit and the second power source terminal, and a second inverter that receives the output signal of the booster circuit and operates at the second potential. 3. A semiconductor device having a switch for controlling the operation of the booster circuit between the power supply terminal 3 and the power supply terminal 3.
記FETのゲート端子には前記接地電位または前記第2
の電位が与えられてなることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。2. The switch is composed of an NchFET, and a gate terminal of the FET has the ground potential or the second
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is provided with a potential of 2.
ップするプルアップトランジスタを備え、前記プルアッ
プトランジスタのゲート電極は、前記FETのゲート電
極と共通接続されてなることを特徴とする請求項2記載
の半導体装置。3. A pull-up transistor for pulling up an input terminal of the second inverter is provided, and a gate electrode of the pull-up transistor is commonly connected to a gate electrode of the FET. 2. The semiconductor device according to 2.
記FETのゲート端子には前記接地電位または前記第2
の電位が与えられてなることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。4. The switch is composed of a PchFET, and the gate terminal of the FET has the ground potential or the second
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is provided with a potential of 2.
ウンするプルダウントランジスタを備え、前記プルダウ
ントランジスタのゲート電極は、前記FETのゲート電
極と共通接続されてなることを特徴とする請求項3記載
の半導体装置。5. A pull-down transistor for pulling-down the input terminal of the second inverter is provided, and the gate electrode of the pull-down transistor is commonly connected to the gate electrode of the FET. Semiconductor device.
較する電圧検出回路を備え、前記FETのゲート電位は
前記電圧検出回路の出力によって制御されてなることを
特徴とする請求項2〜5いずれか記載の半導体装置。6. A voltage detection circuit for comparing a reference potential with a potential of the first power supply terminal, wherein a gate potential of the FET is controlled by an output of the voltage detection circuit. 5. The semiconductor device according to any one of 5 to 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7229538A JPH0974348A (en) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7229538A JPH0974348A (en) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0974348A true JPH0974348A (en) | 1997-03-18 |
Family
ID=16893746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7229538A Withdrawn JPH0974348A (en) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0974348A (en) |
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