JP2000293257A - マイクロコンピュータ - Google Patents
マイクロコンピュータInfo
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- JP2000293257A JP2000293257A JP11100281A JP10028199A JP2000293257A JP 2000293257 A JP2000293257 A JP 2000293257A JP 11100281 A JP11100281 A JP 11100281A JP 10028199 A JP10028199 A JP 10028199A JP 2000293257 A JP2000293257 A JP 2000293257A
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- circuit
- output
- clock
- oscillation circuit
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
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- Microcomputers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力端子に接続された高耐圧または中耐圧の
N―MOSに、リング発振回路の出力に基づいて昇圧さ
れた電圧を印加するマイコンの消費電力を低減する。 【解決手段】 第1の周波数の発振回路13と第2の発
振周波数の発振回路16とリング発振回路9の発振動作
を命令によってデータをラッチするラッチ回路20の出
力OSC−CONTによって制御し、発振回路13の出
力をシステムクロックとする場合には、発振回路16の
動作を停止して、リング発振回路9の出力を昇圧回路6
に供給し、発振回路16の出力をシステムクロックとす
る場合には、発振回路13及びリング発振回路9の動作
を中止して、発振回路16の出力を昇圧回路6に供給す
る。
N―MOSに、リング発振回路の出力に基づいて昇圧さ
れた電圧を印加するマイコンの消費電力を低減する。 【解決手段】 第1の周波数の発振回路13と第2の発
振周波数の発振回路16とリング発振回路9の発振動作
を命令によってデータをラッチするラッチ回路20の出
力OSC−CONTによって制御し、発振回路13の出
力をシステムクロックとする場合には、発振回路16の
動作を停止して、リング発振回路9の出力を昇圧回路6
に供給し、発振回路16の出力をシステムクロックとす
る場合には、発振回路13及びリング発振回路9の動作
を中止して、発振回路16の出力を昇圧回路6に供給す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部から電源電圧
以上の高電圧が印加される外部出力端子を備えたマイク
ロコンピュータ(以下マイコンと略す)に関し、特に、
そのマイコンの消費電力の低減を目的とする。
以上の高電圧が印加される外部出力端子を備えたマイク
ロコンピュータ(以下マイコンと略す)に関し、特に、
そのマイコンの消費電力の低減を目的とする。
【0002】
【従来の技術】一般に、マイコンは、数多くの入出力端
子を備えており、その出力信号のレベルは、通常マイコ
ンの接地電位と電源電位である。しかし、近年マイコン
の用途の拡大により、電源電圧以上以上の電圧を取り扱
うものが増えてきた。例えば、液晶ドライバ回路を内蔵
したマイコンや、蛍光表示管ドライバを内蔵するマイコ
ンや、プラズマディスプレイのドライバ回路を内蔵する
マイコンなどがある。このようなマイコンは、電源電圧
以上の高電圧が外部から出力端子に直接印加されること
が多いため、外部端子を駆動するMOSトランジスタ
は、高耐圧のトランジスタが要求された。
子を備えており、その出力信号のレベルは、通常マイコ
ンの接地電位と電源電位である。しかし、近年マイコン
の用途の拡大により、電源電圧以上以上の電圧を取り扱
うものが増えてきた。例えば、液晶ドライバ回路を内蔵
したマイコンや、蛍光表示管ドライバを内蔵するマイコ
ンや、プラズマディスプレイのドライバ回路を内蔵する
マイコンなどがある。このようなマイコンは、電源電圧
以上の高電圧が外部から出力端子に直接印加されること
が多いため、外部端子を駆動するMOSトランジスタ
は、高耐圧のトランジスタが要求された。
【0003】図2は、従来のマイコンの一部回路ブロッ
ク図であり、外部端子1と電源電圧VDDの間には、出
力MOSトランジスタのP−MOS2と高耐圧のN−M
OS3が直列に接続されている。P−MOS2のゲート
には、データバス4に転送されたデータを保持して出力
する出力回路5の出力が接続される。また、N−MOS
3のゲートには、電源電圧VDDよりN−MOS3のス
レッショルド電圧より高い電圧VDD+が昇圧回路6か
ら印加される。この昇圧回路6は、リング発振回路7の
発振出力をコンデンサによって積み上げることによって
電源電圧以上の電圧を発生する回路である。また、リン
グ発振回路7は、インバータが複数従属接続され、入力
に出力が帰還されてなる発振回路であり、その発振周波
数は、100KHz程度である。
ク図であり、外部端子1と電源電圧VDDの間には、出
力MOSトランジスタのP−MOS2と高耐圧のN−M
OS3が直列に接続されている。P−MOS2のゲート
には、データバス4に転送されたデータを保持して出力
する出力回路5の出力が接続される。また、N−MOS
3のゲートには、電源電圧VDDよりN−MOS3のス
レッショルド電圧より高い電圧VDD+が昇圧回路6か
ら印加される。この昇圧回路6は、リング発振回路7の
発振出力をコンデンサによって積み上げることによって
電源電圧以上の電圧を発生する回路である。また、リン
グ発振回路7は、インバータが複数従属接続され、入力
に出力が帰還されてなる発振回路であり、その発振周波
数は、100KHz程度である。
【0004】このようなマイコンの外部端子1には、抵
抗8によって電圧−Vsが印加される。即ち、出力回路
5のレベルがVDDレベルの場合には、P−MOS2
は、オフであり、外部端子1の電圧は、抵抗8によって
−Vsに引き下げられる。従って、 N−MOS3のソ
ース及びドレインと半導体基板の間の電位差が大きくな
るため、中または高耐圧のNチャネルMOSが使用され
るのである。
抗8によって電圧−Vsが印加される。即ち、出力回路
5のレベルがVDDレベルの場合には、P−MOS2
は、オフであり、外部端子1の電圧は、抵抗8によって
−Vsに引き下げられる。従って、 N−MOS3のソ
ース及びドレインと半導体基板の間の電位差が大きくな
るため、中または高耐圧のNチャネルMOSが使用され
るのである。
【0005】一方、出力回路5の出力レベルが接地電圧
レベルの場合には、P−MOS2がオンするため、外部
端子1の電圧は、VDDレベルに引き上げられる。この
時、N−MOS3のゲートには、電源電圧VDDよりN
−MOS3のスレッショルド電圧Vt以上高い電圧VD
D+が印加されているために、N−MOS3のソースに
は、電源電圧VDDがそのまま現れる。ゲートの電圧が
VDDであれば、ソースの電圧は、N−MOS3のVt
だけ低下した電圧となってしまう。
レベルの場合には、P−MOS2がオンするため、外部
端子1の電圧は、VDDレベルに引き上げられる。この
時、N−MOS3のゲートには、電源電圧VDDよりN
−MOS3のスレッショルド電圧Vt以上高い電圧VD
D+が印加されているために、N−MOS3のソースに
は、電源電圧VDDがそのまま現れる。ゲートの電圧が
VDDであれば、ソースの電圧は、N−MOS3のVt
だけ低下した電圧となってしまう。
【0006】このように、高電圧が印加される外部端子
1には、中または高耐圧のN−MOSが使用され、ま
た、N−MOSのVtによって電圧低下が発生しないよ
うにリング発振回路7と昇圧回路6によって高電圧が作
成されるのである。
1には、中または高耐圧のN−MOSが使用され、ま
た、N−MOSのVtによって電圧低下が発生しないよ
うにリング発振回路7と昇圧回路6によって高電圧が作
成されるのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図2に示されたマイコ
ンにおいて、1MHzや4MHzのシステムクロックを
用いて昇圧を行うと、高速の昇圧動作となり消費電力が
増加してしまう。そこでリング発振回路7を設けて10
0KHz程度の周波数を作成しているのであるが、リン
グ発振回路7は、電源が印加されている間は、常時発振
を行っているので、消費電力をそれ以上低減することが
できなかった。特に、マイコンのシステムクロックを比
較的低い周波数、例えば、32KHzの信号を使用し
て、低消費電力化を図ったシステムの場合には、リング
発振回路の消費電力が大きくなり、問題であった。
ンにおいて、1MHzや4MHzのシステムクロックを
用いて昇圧を行うと、高速の昇圧動作となり消費電力が
増加してしまう。そこでリング発振回路7を設けて10
0KHz程度の周波数を作成しているのであるが、リン
グ発振回路7は、電源が印加されている間は、常時発振
を行っているので、消費電力をそれ以上低減することが
できなかった。特に、マイコンのシステムクロックを比
較的低い周波数、例えば、32KHzの信号を使用し
て、低消費電力化を図ったシステムの場合には、リング
発振回路の消費電力が大きくなり、問題であった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した点に
鑑みて創作されたものであり、外部から高電圧が印加さ
れる出力端子と、該出力端子に接続された高耐圧MOS
トランジスタと、該MOSトランジスタと所定電源の間
に接続された出力MOSトランジスタと、リング発振回
路と、該リング発振回路の出力を使用して電源電圧より
高い電圧を発生し前記高耐圧MOSトランジスタのゲー
トに印加する昇圧回路とを備えたマイクロコンピュータ
において、第1の周波数のクロック信号を発生する第1
クロック発生回路と、前記第1の周波数より低い第2の
周波数のクロック信号を発生する第2クロック発生回路
と、前記第1クロック発生回路と前記第2クロック発生
回路の一方をシステムクロックとするクロック制御回路
と、前記第2クロック発生回路の出力と前記リング発振
回路の出力を前記クロック制御回路に基づいて選択し、
前記昇圧回路に印加する切換回路を備え、前記第2クロ
ック発生回路の出力がシステムクロックとして選択され
たときに前記第2クロック発止回路の出力を昇圧回路に
選択出力することにより、低消費電力化を図ったもので
ある。
鑑みて創作されたものであり、外部から高電圧が印加さ
れる出力端子と、該出力端子に接続された高耐圧MOS
トランジスタと、該MOSトランジスタと所定電源の間
に接続された出力MOSトランジスタと、リング発振回
路と、該リング発振回路の出力を使用して電源電圧より
高い電圧を発生し前記高耐圧MOSトランジスタのゲー
トに印加する昇圧回路とを備えたマイクロコンピュータ
において、第1の周波数のクロック信号を発生する第1
クロック発生回路と、前記第1の周波数より低い第2の
周波数のクロック信号を発生する第2クロック発生回路
と、前記第1クロック発生回路と前記第2クロック発生
回路の一方をシステムクロックとするクロック制御回路
と、前記第2クロック発生回路の出力と前記リング発振
回路の出力を前記クロック制御回路に基づいて選択し、
前記昇圧回路に印加する切換回路を備え、前記第2クロ
ック発生回路の出力がシステムクロックとして選択され
たときに前記第2クロック発止回路の出力を昇圧回路に
選択出力することにより、低消費電力化を図ったもので
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に従って具体
的に説明する。図1は、本発明の実施形態を示すブロッ
ク図であり、図2と同一のものについては、同一図番を
付して説明を略す。
的に説明する。図1は、本発明の実施形態を示すブロッ
ク図であり、図2と同一のものについては、同一図番を
付して説明を略す。
【0010】本実施形態のリング発振回路9は、NOR
ゲート10と複数のインバータ11の従属接続で構成さ
れ、最終段のインバータの出力が、初段のNORゲート
10の一方の入力に帰還されている。また、NORゲー
ト10の他方の入力には、外部端子12に印加された信
号CONTが供給される。即ち、このリング発振回路9
は、クロック制御信号OSC−CONTによってその発
振の停止が制御可能となっている。
ゲート10と複数のインバータ11の従属接続で構成さ
れ、最終段のインバータの出力が、初段のNORゲート
10の一方の入力に帰還されている。また、NORゲー
ト10の他方の入力には、外部端子12に印加された信
号CONTが供給される。即ち、このリング発振回路9
は、クロック制御信号OSC−CONTによってその発
振の停止が制御可能となっている。
【0011】また、発振回路13は、第1クロック発生
回路であり、NORゲート14とNORゲート14の入
出力間に外部端子を介して接続された水晶振動子等の発
振子15によって構成される。NORゲート14の他方
の入力には、発振動作を制御する制御信号OSC−CO
NTが印加される。この発振回路13の発振周波数は、
発振子15の固有周波数によって決定され、例えば1M
Hzあるいは4MHzの周波数である。
回路であり、NORゲート14とNORゲート14の入
出力間に外部端子を介して接続された水晶振動子等の発
振子15によって構成される。NORゲート14の他方
の入力には、発振動作を制御する制御信号OSC−CO
NTが印加される。この発振回路13の発振周波数は、
発振子15の固有周波数によって決定され、例えば1M
Hzあるいは4MHzの周波数である。
【0012】一方、発振回路16は、第2クロック発生
回路であり、NORゲート17とNORゲート17の入
出力間に外部端子を介して接続された水晶振動子等の発
振子18によって構成される。NORゲート17の他方
の入力には、発振動作を制御する制御信号OSC−CO
NTがインバータ19を介して印加される。この発振回
路16の発振周波数は例えば32KHzである。
回路であり、NORゲート17とNORゲート17の入
出力間に外部端子を介して接続された水晶振動子等の発
振子18によって構成される。NORゲート17の他方
の入力には、発振動作を制御する制御信号OSC−CO
NTがインバータ19を介して印加される。この発振回
路16の発振周波数は例えば32KHzである。
【0013】ラッチ回路20は、クロック切換命令が実
行されたときに、データバス4に転送されたデータを保
持するレジスタの一種であり、クロック制御回路を構成
する。ラッチ回路20の出力は、クロック制御信号OS
C−CONTとして発振回路13のNORゲート14の
入力に印加され、また、インバータ19によって反転さ
れた信号が発振回路16のNORゲート17の入力に印
加される。
行されたときに、データバス4に転送されたデータを保
持するレジスタの一種であり、クロック制御回路を構成
する。ラッチ回路20の出力は、クロック制御信号OS
C−CONTとして発振回路13のNORゲート14の
入力に印加され、また、インバータ19によって反転さ
れた信号が発振回路16のNORゲート17の入力に印
加される。
【0014】リング発振回路9の出力は、ORゲート2
1の一方の入力に接続され、発振回路16の出力はAN
Dゲート22の一方の入力に接続される。また、AND
ゲート22の出力は、ORゲート21の他方の入力に接
続され、ANDゲート22の他方の入力にはラッチ回路
20の出力、即ち、クロック制御信号OSC−CONT
が供給される。これらORゲート21とANDゲート2
2は、リング発振回路9の発振出力と発振回路16の発
振出力の切換回路23を構成している。切換回路23の
出力、即ち、ORゲート21の出力は、昇圧回路16に
印加される。
1の一方の入力に接続され、発振回路16の出力はAN
Dゲート22の一方の入力に接続される。また、AND
ゲート22の出力は、ORゲート21の他方の入力に接
続され、ANDゲート22の他方の入力にはラッチ回路
20の出力、即ち、クロック制御信号OSC−CONT
が供給される。これらORゲート21とANDゲート2
2は、リング発振回路9の発振出力と発振回路16の発
振出力の切換回路23を構成している。切換回路23の
出力、即ち、ORゲート21の出力は、昇圧回路16に
印加される。
【0015】高速の処理が要求される通常の動作状態で
は、ラッチ回路20には、「0」が保持される。このと
きクロック制御信号OSC−CONTは、「L」レベル
となるため、発振回路13の発振が行われ、発振回路1
6の発振は停止され、その出力は「L」レベルに固定さ
れた状態になる。従って、発振回路13の1MHzまた
は4MHzの発振出力は、NORゲート24を介してシ
ステムクロックとして出力される。一方、リング発振回
路9のNORゲート10にはクロック制御信号OSC−
CONTの「L」レベルが印加されるため、リング発振
回路9は、発振を持続する。従って、ORゲート21の
出力は、リング発振回路9の出力となり、昇圧回路6
は、発振回路9の発振出力に基づいた昇圧動作を行う。
は、ラッチ回路20には、「0」が保持される。このと
きクロック制御信号OSC−CONTは、「L」レベル
となるため、発振回路13の発振が行われ、発振回路1
6の発振は停止され、その出力は「L」レベルに固定さ
れた状態になる。従って、発振回路13の1MHzまた
は4MHzの発振出力は、NORゲート24を介してシ
ステムクロックとして出力される。一方、リング発振回
路9のNORゲート10にはクロック制御信号OSC−
CONTの「L」レベルが印加されるため、リング発振
回路9は、発振を持続する。従って、ORゲート21の
出力は、リング発振回路9の出力となり、昇圧回路6
は、発振回路9の発振出力に基づいた昇圧動作を行う。
【0016】一方、それほど高速の処理を必要とせず、
低消費電力が要求されるモード、例えば、内蔵した時計
機能のみを動作するような場合には、クロック切換命令
を実行することによって、データバス4からラッチ回2
0に「1」が転送保持される。これにより、クロック制
御信号OSC−CONTは、「H」レベルとなり、発振
回路13とリング発振回路9の発振は、停止され、その
両出力は、「L」レベルに固定される。一方、発振回路
16の発振動作が開始され、その32KHzの発振出力
がNORゲート24を介してシステムクロックとして出
力され、更に、ANDゲート22及びORゲート21を
介して昇圧回路6に出力される。従って、この場合に
は、発振回路16のみが32KHzと比較的低い周波数
で動作するため、消費電力が低減されることになる。
低消費電力が要求されるモード、例えば、内蔵した時計
機能のみを動作するような場合には、クロック切換命令
を実行することによって、データバス4からラッチ回2
0に「1」が転送保持される。これにより、クロック制
御信号OSC−CONTは、「H」レベルとなり、発振
回路13とリング発振回路9の発振は、停止され、その
両出力は、「L」レベルに固定される。一方、発振回路
16の発振動作が開始され、その32KHzの発振出力
がNORゲート24を介してシステムクロックとして出
力され、更に、ANDゲート22及びORゲート21を
介して昇圧回路6に出力される。従って、この場合に
は、発振回路16のみが32KHzと比較的低い周波数
で動作するため、消費電力が低減されることになる。
【0017】本実施形態の場合、発振回路13と発振回
路16は、振動子を使用した構成であるが、振動子を使
用せずに、外部からNORゲート14または17の入力
に周波数信号を供給しても良い。
路16は、振動子を使用した構成であるが、振動子を使
用せずに、外部からNORゲート14または17の入力
に周波数信号を供給しても良い。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、システムクロックとし
て第1の周波数と、第1の周波数より低い第2の周波数
を切り替える機能を有するマイコンにおいて、低消費電
力動作のモードにするために、システムクロックとして
使用する発振回路の周波数をリング発振回路より低い第
2の周波数に切り替えた場合、リング発振回路の発振を
停止して、低い周波数に切り替えられたシステムクロッ
クの発振周波数を使用して昇圧を行うことにより、低消
費電力を図ることができる。
て第1の周波数と、第1の周波数より低い第2の周波数
を切り替える機能を有するマイコンにおいて、低消費電
力動作のモードにするために、システムクロックとして
使用する発振回路の周波数をリング発振回路より低い第
2の周波数に切り替えた場合、リング発振回路の発振を
停止して、低い周波数に切り替えられたシステムクロッ
クの発振周波数を使用して昇圧を行うことにより、低消
費電力を図ることができる。
【図1】本発明のマイクロコンピュータの一部のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】従来のマイクロコンピュータの一部ブロック図
である。
である。
1 外部端子 2 P−MOS 3 N−MOS 4 データバス 5 出力回路 6 昇圧回路 7、9 リング発振回路 13 第1の発振回路 16 第2の発振回路 23 切換回路
Claims (2)
- 【請求項1】 外部から高電圧が印加される出力端子
と、該出力端子に接続された高耐圧MOSトランジスタ
と、該MOSトランジスタと所定電源の間に接続された
出力MOSトランジスタと、リング発振回路と、該リン
グ発振回路の出力を使用して電源電圧より高い電圧を発
生し前記高耐圧MOSトランジスタのゲートに印加する
昇圧回路とを備えたマイクロコンピュータにおいて、第
1の周波数のクロック信号を発生する第1クロック発生
回路と、前記第1の周波数より低い第2の周波数のクロ
ック信号を発生する第2クロック発生回路と、前記第1
クロック発生回路と前記第2クロック発生回路の一方を
システムクロックとするクロック制御回路と、前記第2
クロック発生回路の出力と前記リング発振回路の出力を
前記クロック制御回路に基づいて選択し、前記昇圧回路
に印加する切換回路を備え、前記第2クロック発生回路
の出力がシステムクロックとして選択されたときに前記
第2クロック発止回路の出力を昇圧回路に選択出力する
ことを特徴とするマイクロコンピュータ。 - 【請求項2】 前記クロック制御回路は、クロック切換
命令の実行によってセットまたはリセットされるラッチ
回路であることを特徴とする請求項1記載のマイクロコ
ンピュータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11100281A JP2000293257A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | マイクロコンピュータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11100281A JP2000293257A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | マイクロコンピュータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000293257A true JP2000293257A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14269824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11100281A Pending JP2000293257A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | マイクロコンピュータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000293257A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1202151A2 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-02 | Seiko Epson Corporation | Data transfer control device and electronic equipment |
-
1999
- 1999-04-07 JP JP11100281A patent/JP2000293257A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1202151A2 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-02 | Seiko Epson Corporation | Data transfer control device and electronic equipment |
EP1202151A3 (en) * | 2000-10-31 | 2003-05-21 | Seiko Epson Corporation | Data transfer control device and electronic equipment |
US7047434B2 (en) | 2000-10-31 | 2006-05-16 | Seiko Epson Corporation | Data transfer control device and electronic equipment |
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