JP2002198800A - Level shift circuit - Google Patents

Level shift circuit

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JP2002198800A
JP2002198800A JP2000399101A JP2000399101A JP2002198800A JP 2002198800 A JP2002198800 A JP 2002198800A JP 2000399101 A JP2000399101 A JP 2000399101A JP 2000399101 A JP2000399101 A JP 2000399101A JP 2002198800 A JP2002198800 A JP 2002198800A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in a conventional level shift circuit that a size of MOS transistors(TRs) employed for the level shift circuit is inevitably increased because the performance of the MOS TRs needs to be enhanced. SOLUTION: N channel MOS TRs are newly added to the conventional level shift circuit so as to always bring the gate potential for the N channel MOS TRs in cross connection a Vtn or over when it is turned on, independently of the capability of the MOS TRs so as to permit state transition even when P channel MOS TRs with an extremely high capacity are not employed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低電圧系の信号レ
ベルを高電圧系の信号レベルに変換するレベルシフト回
路に関する。特に、本発明は、半導体基板上に集積化さ
れたLCDドライバICに内蔵されるレベルシフト回路に関
する。
The present invention relates to a level shift circuit for converting a low-voltage signal level into a high-voltage signal level. In particular, the present invention relates to a level shift circuit built in an LCD driver IC integrated on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】レベルシフト回路は、低電圧系の信号レ
ベルを高電圧系の信号レベルに変換するとういう役割を
担っている。レベルシフト回路は、LCDドライバICがLCD
パネルを駆動する際に、CPU等からの低電圧系の信号を
入力し、シフトレジスタ等によって所定の信号処理を行
い、その出力を液晶を駆動するための高電圧系の信号に
変換することに用いられる。
2. Description of the Related Art A level shift circuit plays a role of converting a low-voltage signal level into a high-voltage signal level. For the level shift circuit, the LCD driver IC is an LCD
When driving a panel, a low-voltage signal from a CPU or the like is input, predetermined signal processing is performed by a shift register, etc., and the output is converted to a high-voltage signal for driving a liquid crystal. Used.

【0003】図5に、半導体基板上に集積化される従来
のレベルシフト回路の回路図を示す。図5において、Tr
1およびTr2はPチャネル型MOSトランジスタであり、Tr3
およびTr4はNチャネル型MOSトランジスタである。VDDは
高電圧系の電源電圧であり、VEEは低電圧系の電源電圧
である。ここで、Tr1、Tr2のゲートには、VDDまたはVSS
が供給される。このVSSは、Tr1、Tr2をONできるだけVDD
より低ければよく、制御系で用いられる数V(たとえば5
V)だけVDDより低い電圧である。
FIG. 5 shows a circuit diagram of a conventional level shift circuit integrated on a semiconductor substrate. In FIG. 5, Tr
1 and Tr2 are P-channel MOS transistors, and Tr3
And Tr4 are N-channel MOS transistors. VDD is a high-voltage power supply voltage, and VEE is a low-voltage power supply voltage. Here, VDD or VSS is applied to the gates of Tr1 and Tr2.
Is supplied. This VSS is VDD as much as possible to turn on Tr1 and Tr2.
The lower the better, the few V used in the control system (eg 5
V) is lower than VDD.

【0004】従来のレベルシフト回路のDC動作を以下に
説明する。入力信号の初期値が仮にVDDの場合、Tr1はOF
F、Tr2はON、Tr3はON、Tr4はOFFとなる。このとき、ノ
ードAはVEE電位、ノードBはVDD電位であり、出力はVEE
になる(状態A)。
[0004] The DC operation of the conventional level shift circuit will be described below. If the initial value of the input signal is VDD, Tr1 is OF
F and Tr2 are ON, Tr3 is ON, and Tr4 is OFF. At this time, the node A is at the VEE potential, the node B is at the VDD potential, and the output is VEE potential.
(State A).

【0005】状態Aにおいて、入力信号に接地電圧VSSを
入力する。入力信号をVDDからVSSに切り替えた瞬間、Tr
1はOFFからONに、Tr2はONからOFFに変化する。このと
き、ノードAは、Tr1とTr3がONになっているために、Tr1
とTr3の抵抗分割した電位になる。また、ノードBは、Tr
2とTr4がOFFになるために、VDD電位(フローティング)
のまま保持される(状態B)。
In state A, a ground voltage VSS is input as an input signal. At the moment when the input signal is switched from VDD to VSS, Tr
1 changes from OFF to ON, and Tr2 changes from ON to OFF. At this time, since the Tr1 and Tr3 are ON, the node A
And the potential divided by the resistance of Tr3. Node B is Tr
VDD potential (floating) to turn off 2 and Tr4
(State B).

【0006】状態Bにおいて、ノードAの電位がTr4がON
する電圧Vtn以上になれば、Tr4がONになり、ノードBがV
DD電位になり、レベルシフトとして安定動作する(状態
C)。
In state B, the potential at node A is Tr4 ON
Voltage Vtn or more, Tr4 turns on, and node B
DD potential and stable operation as level shift (state
C).

【0007】なお、状態Cから、状態Aに移る場合も、上
記説明と同様である。
[0007] The transition from state C to state A is the same as described above.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記レベルシフト回路
に、レベルシフトとしての動作をさせるためには、状態
BからTr4を確実にONにしなければならない。このために
は、Tr1とTr3の抵抗分割したノードAの電位が必ずTr4を
ONする電圧Vtn以上になる必要がある。しかし、従来の
レベルシフト回路では、Tr1のVgs(ゲート・ソース間電
圧)にVDD-VSS間の電圧が、Tr3のVgsにVDD-VEE間の電圧
がかかることから、Tr1のVgsと、Tr3のVgsに最大で数十
倍もの電圧差が生じることになる。一般的に、C-MOSト
ランジスタを飽和領域で使用する場合のON抵抗値は、Vg
sの2乗に比例して減少するので、使用する電圧にもよる
が、Tr1とTr3の抵抗分割電位をTr4をONする電圧Vtn以上
にするために、Tr1の能力を極端に大きく、Tr3の能力を
極端に小さく設計する必要がある。このような回路の特
徴により、従来のレベルシフト回路では、MOSトランジ
スタの能力差を作るために、レベルシフト回路に用いら
れるMOSトランジスタのサイズがどうしても大きくな
る。ひいては、レベルシフト回路を含むICの面積が圧迫
される。
In order for the above-mentioned level shift circuit to operate as a level shift, a state shift is required.
B to Tr4 must be turned on. For this purpose, the potential of the node A, which is obtained by dividing the resistance of Tr1 and Tr3, must be equal to Tr4.
It needs to be higher than the ON voltage Vtn. However, in the conventional level shift circuit, the voltage between VDD and VSS is applied to Vgs (gate-source voltage) of Tr1, and the voltage between VDD and VEE is applied to Vgs of Tr3. A voltage difference of up to several tens of times occurs in Vgs. Generally, when a C-MOS transistor is used in the saturation region, the ON resistance value is Vg
Since it decreases in proportion to the square of s, depending on the voltage used, in order to make the resistance division potential of Tr1 and Tr3 higher than the voltage Vtn for turning on Tr4, the capability of Tr1 is extremely large, and Tr3 The capacity must be designed to be extremely small. Due to the characteristics of such a circuit, in the conventional level shift circuit, the size of the MOS transistor used in the level shift circuit is inevitably increased in order to create a difference in performance between the MOS transistors. As a result, the area of the IC including the level shift circuit is squeezed.

【0009】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできるレベルシフト回路を提供することを目的とす
る。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の
特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発
明の更なる有利な具体例を規定する。
Therefore, an object of the present invention is to provide a level shift circuit which can solve the above-mentioned problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous embodiments of the present invention.

【0010】また、従来のレベルシフト回路では、高電
圧を扱うために、高耐圧プロセスが使用される。このと
き、レベルシフトの入力(Tr1、Tr2のゲート)は、低電
圧しかかからないため、Tr1、Tr2は高電圧がゲートにか
かる他のMOSトランジスタに比べ、能力が極端に少なく
なる。このことから、各MOSトランジスタ能力のバラン
スを考えてレベルシフトを設計した場合、レベルシフト
を構成するその他のMOSトランジスタに比べ、Tr1、Tr2
のMOSトランジスタサイズが非常に大きくなってしま
う。
In the conventional level shift circuit, a high withstand voltage process is used to handle a high voltage. At this time, the input of the level shift (the gates of Tr1 and Tr2) receives only a low voltage, so that Tr1 and Tr2 have extremely low capability compared to other MOS transistors to which a high voltage is applied to the gate. From this, when the level shift is designed in consideration of the balance of the capability of each MOS transistor, Tr1 and Tr2 are compared with other MOS transistors constituting the level shift.
MOS transistor size becomes very large.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第1の形
態によると、本発明のレベルシフト回路は、第1電位と
第2電位との間に構成されて成るレベルシフト回路にお
いて、ゲートに入力信号が印加される第1のPチャネル
型MOSトランジスタと、ゲートに入力信号が反転した反
転信号が印加される第2のPチャネル型MOSトランジスタ
と、第1および第2のPチャネル型MOSトランジスタのソ
ースに第1電位を印加する第1電源と、ゲートとドレイ
ンとが相互にクロス接続され、第1、第2のPチャネル
型MOSトランジスタのドレインにそれぞれ接続された第
1、第2のNチャネル型MOSトランジスタと、第1のNチ
ャネル型MOSトランジスタのソースにドレインが接続さ
れ、第1のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、
第1のNチャネル型MOSトランジスタのドレインと第2の
Nチャネル型MOSトランジスタのゲートが接続された第1
のノードに、第1のNチャネル型MOSトランジスタのドレ
インとの間にゲートが接続された第3のNチャネル型MOS
トランジスタと、第2のNチャネル型MOSトランジスタの
ソースにドレインが接続され、第2のPチャネル型MOSト
ランジスタのドレインと、第2のNチャネル型MOSトラン
ジスタのドレインと第3のNチャネル型MOSトランジスタ
のゲートが接続された第2のノードに、第2のNチャネ
ル型MOSトランジスタのドレインとの間にゲートが接続
された第4のNチャネル型MOSトランジスタと、第3およ
び第4のNチャネル型MOSトランジスタのソースに第2電
位を印加する第2電源と、を備える。
According to a first aspect of the present invention, a level shift circuit according to the present invention is a level shift circuit configured between a first potential and a second potential. A first P-channel MOS transistor to which an input signal is applied, a second P-channel MOS transistor to which an inverted signal obtained by inverting the input signal is applied to a gate, and first and second P-channel MOS transistors A first power supply for applying a first potential to the source of the transistor, a gate and a drain are cross-connected to each other, and first and second power supplies are respectively connected to the drains of the first and second P-channel MOS transistors. A drain connected to a source of the N-channel MOS transistor and a source of the first N-channel MOS transistor, a drain of the first P-channel MOS transistor;
The drain of the first N-channel MOS transistor and the second
The first to which the gate of the N-channel MOS transistor is connected
A third N-channel MOS transistor having a gate connected to the drain of the first N-channel MOS transistor
The drain is connected to the source of the transistor and the second N-channel MOS transistor, the drain of the second P-channel MOS transistor, the drain of the second N-channel MOS transistor, and the third N-channel MOS transistor A fourth N-channel MOS transistor having a gate connected between the second node connected to the gate of the second N-channel MOS transistor and a third and fourth N-channel MOS transistor; A second power supply for applying a second potential to the source of the MOS transistor.

【0012】また、本発明のレベルシフト回路は、第1
および第2のPチャネル型MOSトランジスタのゲート酸化
膜厚を、第1、第2、第3、および第4のNチャネル型M
OSトランジスタのゲート酸化膜厚より薄くしたことを特
徴とする。
Further, the level shift circuit of the present invention has a first
And the second, third, and fourth N-channel MOS transistors have gate oxide thicknesses of the first, second, third, and fourth P-channel MOS transistors.
It is characterized in that it is thinner than the gate oxide film thickness of the OS transistor.

【0013】また、本発明のレベルシフト回路からの出
力を受けるインバータは、ゲートに入力信号が印加さ
れ、ソースに第1の電位が印加される第3のPチャネル
型MOSトランジスタと、ドレインが第3のPチャネル型MO
Sトランジスタに接続され、ゲートにレベルシフト回路
からの出力信号が印加され、ソースに第2の電位が印加
される第5のNチャネル型MOSトランジスタとを備える。
In the inverter receiving the output from the level shift circuit of the present invention, an input signal is applied to a gate and a first potential is applied to a source. 3 P-channel MO
A fifth N-channel MOS transistor connected to the S transistor, having a gate to which an output signal from the level shift circuit is applied, and a source to which a second potential is applied;

【0014】[作用]本発明のように、従来型のレベルシ
フト回路に、第3、第4のNチャネル型MOSトランジスタ
を新たに追加することにより、たすきがけになるNチャ
ネル型MOSトランジスタがONになる際のゲート電位をMOS
トランジスタの能力に関係なく、必ずVtn以上にするこ
とができる。これにより、Pチャネル型MOSトランジスタ
を大幅に小さくするとともに、コストダウンにも寄与す
ることができる。
[Operation] By adding third and fourth N-channel MOS transistors to the conventional level shift circuit as in the present invention, the N-channel MOS transistors which are cross-connected become ON. When the gate potential becomes MOS
Regardless of the capacity of the transistor, it can be always set to Vtn or more. This can significantly reduce the size of the P-channel MOS transistor and contribute to cost reduction.

【0015】さらに、第1および第2のPチャネル型MOS
トランジスタのゲート酸化膜厚を薄くすることにより、
MOSトランジスタの能力を向上させることにより、MOSト
ランジスタのサイズを大きくしなくて済む。これにより
ICチップの縮小とコストダウンが実現される。
Further, first and second P-channel MOSs
By reducing the gate oxide film thickness of the transistor,
By improving the capability of the MOS transistor, it is not necessary to increase the size of the MOS transistor. This
IC chips can be reduced and costs can be reduced.

【0016】また、本発明のインバータを設けることに
より、たとえば3Vと30Vにレベル変換する場合には、リ
ーク電流を約100分の1に減少させることができる。
By providing the inverter of the present invention, for example, when level conversion is performed between 3 V and 30 V, the leak current can be reduced to about 1/100.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明
されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に
必須であるとは限らない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the present invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention and have the features described in the embodiments. Not all combinations are essential to the solution of the invention.

【0018】[実施形態1]まず、実施形態1として、本
発明のレベルシフト回路を説明する。図1は、本発明の
実施形態1に係り、半導体基板上に集積化されたレベル
シフト回路の回路図である。
[First Embodiment] First, as a first embodiment, a level shift circuit of the present invention will be described. FIG. 1 is a circuit diagram of a level shift circuit integrated on a semiconductor substrate according to the first embodiment of the present invention.

【0019】本実施形態のレベルシフト回路は、ゲート
に入力信号が印加される第1のPチャネル型MOSトランジ
スタ(Tr1)と、ゲートに入力信号が反転した反転信号
が印加される第2のPチャネル型MOSトランジスタ(Tr
2)と、第1および第2のPチャネル型MOSトランジスタ
のソースに第1電位を印加する第1電源(VDD)と、ゲ
ートとドレインとが相互にクロス接続され、第1、第2
のPチャネル型MOSトランジスタのドレインにそれぞれ接
続された第1、第2のNチャネル型MOSトランジスタ(そ
れぞれ、Tr1、Tr2)と、第1のNチャネル型MOSトランジ
スタのソースにドレインが接続され、第1のPチャネル
型MOSトランジスタのドレインと、第1のNチャネル型MO
Sトランジスタのドレインと第2のNチャネル型MOSトラ
ンジスタのゲートが接続された第1のノードに、第1の
Nチャネル型MOSトランジスタのドレインとの間にゲート
が接続された第3のNチャネル型MOSトランジスタ(Tr
5)と、第2のNチャネル型MOSトランジスタのソースに
ドレインが接続され、第2のPチャネル型MOSトランジス
タのドレインと、第2のNチャネル型MOSトランジスタの
ドレインと第3のNチャネル型MOSトランジスタのゲート
が接続された第2のノードに、第2のNチャネル型MOSト
ランジスタのドレインとの間にゲートが接続された第4
のNチャネル型MOSトランジスタ(Tr6)と、第3および
第4のNチャネル型MOSトランジスタのソースに第2電位
を印加する第2電源(VEE)と、を備える。
The level shift circuit according to the present embodiment includes a first P-channel MOS transistor (Tr1) in which an input signal is applied to a gate and a second P-channel MOS transistor (Tr1) in which an inverted signal of the input signal is applied to a gate. Channel type MOS transistor (Tr
2), a first power supply (VDD) for applying a first potential to the sources of the first and second P-channel MOS transistors, and a gate and a drain cross-connected to each other.
The first and second N-channel MOS transistors (Tr1 and Tr2, respectively) connected to the drain of the P-channel MOS transistor, and the drain of the first N-channel MOS transistor connected to the source; The drain of one P-channel MOS transistor and the first N-channel MOS
The first node connected to the drain of the S transistor and the gate of the second N-channel MOS transistor has a first node.
A third N-channel MOS transistor having a gate connected to the drain of the N-channel MOS transistor (Tr
5), the drain is connected to the source of the second N-channel MOS transistor, the drain of the second P-channel MOS transistor, the drain of the second N-channel MOS transistor, and the third N-channel MOS transistor A fourth node having a gate connected between the second node to which the gate of the transistor is connected and the drain of the second N-channel MOS transistor
, And a second power supply (VEE) for applying a second potential to the sources of the third and fourth N-channel MOS transistors.

【0020】入力信号初期値が仮にVDDの場合、Tr1はOF
F、Tr2はON、Tr3はON、Tr4はhalf ON、Tr5はhalf ON、T
r6はONとなる。ここで、Tr4とTr5のhalf ONとは、Tr5の
自己バイアスにより、ノードAがVEEに対し、Tr5のVtnだ
け持ち上がるため、限りなくOFFに近い状態であること
を意味する。なお、ノードBはVDD電位であり、出力はVD
Dになる(状態A)。
If the initial value of the input signal is VDD, Tr1 is OF
F, Tr2 ON, Tr3 ON, Tr4 half ON, Tr5 half ON, T
r6 turns ON. Here, “half ON of Tr4 and Tr5” means that the node A is lifted by Vtn of Tr5 with respect to VEE due to the self-bias of Tr5, so that it is in a state close to OFF as much as possible. Node B is at the VDD potential and the output is VD
It becomes D (state A).

【0021】状態Aにおいて、入力信号にVSSを入力す
る。入力信号が、VDDからVSSに切り替わった瞬間に、Tr
1は、OFFからONに変化し、Tr2はONからOFFに変化する。
このとき、ノードAは、Tr1とTr3がONになるため、Tr1、
Tr3、およびTr5で抵抗分割した電位(VDD×R(Tr1)/(R(T
r1)+R(Tr3)+R(Tr5)))になる。ただし、Tr5に自己バイ
アスがかかるため、ノードAは、Tr5のVtn以下にない。
また、ノードBは、Tr2とTr4がOFF(Tr4は限りなくOFF
に近い)になるため、VDD電位(フローティングに近
い)のまま保持される(状態B)。
In state A, VSS is input as an input signal. At the moment when the input signal switches from VDD to VSS, Tr
1 changes from OFF to ON, and Tr2 changes from ON to OFF.
At this time, node A turns on Tr1, Tr3 because Tr1 and Tr3 are ON.
Potential divided by resistance of Tr3 and Tr5 (VDD × R (Tr1) / (R (T (T
r1) + R (Tr3) + R (Tr5))). However, since Tr5 is self-biased, node A is not below Vtn of Tr5.
Also, in node B, Tr2 and Tr4 are OFF (Tr4 is infinitely OFF)
, And is maintained at the VDD potential (close to floating) (state B).

【0022】状態Bにおいて、ノードAの電位は、Tr4のV
tn以下になることはないので、Tr4がOnになり、ノードB
はVEE+(Tr6をONする電圧Vtn)の電位になる(出力はVDD
になる)。ノードBがVEEに近づけば、Tr3がOFFに近づ
き、ノードAがVDD電位になり、レベルシフトとして安定
に動作する(状態C)。
In state B, the potential at node A is
Since it does not fall below tn, Tr4 turns on and node B
Is the potential of VEE + (voltage Vtn for turning on Tr6) (output is VDD
become). When the node B approaches VEE, Tr3 approaches OFF, the node A becomes the VDD potential, and operates stably as a level shift (state C).

【0023】このように、状態Aにおいて、ノードAの電
位がTr5の自己バイアス分(Vtn5)だけ高い状態にある。
従って、状態Bに移行したときに、Tr4が確実にONにな
り、状態Cへの移行が安定して行われる。また、状態Cか
ら状態Aへの移行についても同様である。
As described above, in the state A, the potential of the node A is higher by the self-bias of the transistor Tr5 (Vtn5).
Therefore, when the state transitions to the state B, Tr4 is reliably turned on, and the transition to the state C is performed stably. The same applies to the transition from state C to state A.

【0024】[実施形態2]次に、図2に示す本発明の実
施形態2は、上述した実施形態1のレベルシフト回路を
半導体基板上に集積化したものであり、Tr1およびTr2の
ゲート酸化膜を、Tr3、Tr4、Tr5、およびTr6のゲート酸
化膜よりも薄くしたことを特徴とする。
[Embodiment 2] Next, Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 2 is one in which the above-described level shift circuit of Embodiment 1 is integrated on a semiconductor substrate, and gate oxidation of Tr1 and Tr2 is performed. The film is characterized in that it is thinner than the gate oxide films of Tr3, Tr4, Tr5, and Tr6.

【0025】Tr1およびTr2は、P型Si基板11上に、膜
厚tox(300Å)のゲート酸化膜12を介して、ゲート電
極13が形成され、その両側にソース層14、ドレイン
層15が形成されている。ドレイン層15は、ゲート電
極12に自己整合された低濃度のN-層15Aと、ゲート
電極からオフセットされた高濃度のN+層15Bとからな
る。上記トランジスタは、ゲート電極12に制御回路か
らの電圧(たとえば5V程度)が印加されるだけであり、
高電圧は印加されないので、ゲート耐圧劣化の問題は生
じない。
For Tr1 and Tr2, a gate electrode 13 is formed on a P-type Si substrate 11 via a gate oxide film 12 having a thickness of tox (300 °), and a source layer 14 and a drain layer 15 are formed on both sides thereof. Have been. The drain layer 15 includes a low-concentration N layer 15A self-aligned with the gate electrode 12, and a high-concentration N + layer 15B offset from the gate electrode. In the above transistor, only a voltage (for example, about 5 V) from a control circuit is applied to the gate electrode 12,
Since no high voltage is applied, the problem of gate breakdown voltage deterioration does not occur.

【0026】なお、本実施形態のようなゲート酸化膜の
厚さが異なるトランジスタを1つのチップ内に収容する
ためには、特開平8−70247号公報に記載されてい
るような構成をとることが好適である。
In order to accommodate transistors having different thicknesses of gate oxide films in one chip as in this embodiment, a configuration as described in JP-A-8-70247 is required. Is preferred.

【0027】このように、Tr1およびTr2のゲート酸化膜
を、Tr3、Tr4、Tr5、およびTr6のゲート酸化膜よりも薄
くすることにより、Tr1およびTr2の能力が向上するの
で、Tr1およびTr2のサイズを小さくすることができる。
また、Tr1およびTr2のサイズを従来と同等にした場合に
は、動作スピードが速くなり、高速のデータ転送にも対
応可能となる。
As described above, by making the gate oxide films of Tr1 and Tr2 thinner than the gate oxide films of Tr3, Tr4, Tr5 and Tr6, the capabilities of Tr1 and Tr2 are improved. Can be reduced.
Further, when the sizes of Tr1 and Tr2 are made equal to those of the related art, the operation speed is increased, and high-speed data transfer can be supported.

【0028】[実施形態3]図3は、本発明のレベルシフ
ト回路に通常のCMOSインバータを接続した回路図を示
す。本発明のレベルシフト回路では、出力のレベルがVE
E電位まで下がりきらない(Tr6のVtn分だけVEEより高く
なる)ために、出力を従来型のCMOS−インバータなどで
受けたとき、何らかの要因で、リーク電流が発生する可
能性がある。レベルシフトの出力は高電圧なので、リー
クが発生した場合には、その量は無視できないほど大き
くなる。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a circuit diagram in which a normal CMOS inverter is connected to the level shift circuit of the present invention. In the level shift circuit of the present invention, when the output level is VE
When the output is received by a conventional CMOS-inverter or the like, there is a possibility that a leak current may occur for some reason because the voltage does not fall to the E potential (becomes higher than VEE by Vtn of Tr6). Since the output of the level shift is a high voltage, when a leak occurs, the amount thereof becomes so large that it cannot be ignored.

【0029】そこで、上記の課題を解消するために、本
実施形態のレベルシフト回路に有用なインバータが考案
された。図4に本発明の実施形態3に係る、インバータ
20を有するレベルシフト回路の回路図を示す。
Therefore, in order to solve the above problem, an inverter useful for the level shift circuit of the present embodiment has been devised. FIG. 4 is a circuit diagram of a level shift circuit having an inverter 20 according to the third embodiment of the present invention.

【0030】本実施形態のインバータ20は、ゲートに
入力信号が印加され、ソースに第1の電位(VDD)が印
加される第3のPチャネル型MOSトランジスタ(Tr7)
と、ドレインが第3のPチャネル型MOSトランジスタに接
続され、ゲートにレベルシフト回路からの出力信号が印
加され、ソースに第2の電位(VEE)が印加される第5
のNチャネル型MOSトランジスタ(Tr8)とを備える。
In the inverter 20 of the present embodiment, a third P-channel MOS transistor (Tr7) in which an input signal is applied to a gate and a first potential (VDD) is applied to a source.
And the drain is connected to the third P-channel MOS transistor, the output signal from the level shift circuit is applied to the gate, and the second potential (VEE) is applied to the source.
N-channel MOS transistor (Tr8).

【0031】このように、本実施形態では、Tr7のゲー
トに印加される電圧は、Tr1、Tr3に印加されるのと同じ
制御系の低電圧である。すなわち、VDDまたはVSSであ
る。これにより、レベルシフトを受けるMOSトランジス
タTr7のゲートには、高電圧がかからない。たとえば、V
DDとVSSの電位差は3Vである。CMOSトランジスタに流れ
る電流は、ゲート電圧の2乗に比例して増えるため、3V
を30Vにレベル変換する場合、リーク電流は約100分の1
に減少する。近年、モバイル機器などの省力化が進む中
において、リーク電流を減少させることは必須技術であ
り、本発明はその対策として非常に有効である。
As described above, in this embodiment, the voltage applied to the gate of Tr7 is a low voltage of the same control system as that applied to Tr1 and Tr3. That is, it is VDD or VSS. As a result, a high voltage is not applied to the gate of the MOS transistor Tr7 subjected to the level shift. For example, V
The potential difference between DD and VSS is 3V. Since the current flowing through the CMOS transistor increases in proportion to the square of the gate voltage,
When the level is converted to 30V, the leakage current is about 1/100
To decrease. In recent years, as the labor saving of mobile devices and the like progresses, it is essential to reduce the leak current, and the present invention is very effective as a countermeasure.

【0032】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を
加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、
特許請求の範囲の記載から明らかである。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. Various changes or improvements can be added to the above embodiment. It should be noted that such modified or improved embodiments may be included in the technical scope of the present invention.
It is clear from the description of the claims.

【0033】[0033]

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よればレベルシフト回路のサイズを小さくすることがで
きる。また、トランジスタの動作スピードを増し、レベ
ルシフトを高速動作に対応させることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the size of the level shift circuit can be reduced. Further, the operation speed of the transistor can be increased, and the level shift can be performed at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態1に係るレベルシフト回路
10の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a level shift circuit 10 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態2に係るMOSトランジスタ
の構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a MOS transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明のレベルシフト回路に通常のCMOSイン
バータを接続した回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram in which a normal CMOS inverter is connected to the level shift circuit of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態3に係るインバータ20を
有するレベルシフト回路の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a level shift circuit having an inverter 20 according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 半導体基板上に集積化される、従来のレベル
シフト回路の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional level shift circuit integrated on a semiconductor substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レベルシフト回路、20 インバータ。 10 level shift circuits, 20 inverters.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西部 栄次 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 菊地 修一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F048 AB10 AC03 BA01 BB16 BC05 BC06 BG12 5J056 AA00 AA32 BB57 CC21 DD13 DD29 EE07 FF08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Eiji Seibu 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Shuichi Kikuchi 2-5-1 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 F-term (reference) in Sanyo Electric Co., Ltd. 5F048 AB10 AC03 BA01 BB16 BC05 BC06 BG12 5J056 AA00 AA32 BB57 CC21 DD13 DD29 EE07 FF08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1電位と第2電位との間に構成されて
成るレベルシフト回路において、 ゲートに入力信号が印加される第1のPチャネル型MOSト
ランジスタと、 ゲートに前記入力信号が反転した反転信号が印加される
第2のPチャネル型MOSトランジスタと、 前記第1および第2のPチャネル型MOSトランジスタのソ
ースに前記第1電位を印加する第1電源と、 ゲートとドレインとが相互にクロス接続され、前記第
1、第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインにそ
れぞれ接続された第1、第2のNチャネル型MOSトランジ
スタと、 前記第1のNチャネル型MOSトランジスタのソースにドレ
インが接続され、前記第1のPチャネル型MOSトランジス
タのドレインと、前記第1のNチャネル型MOSトランジス
タのドレインと前記第2のNチャネル型MOSトランジスタ
のゲートが接続された第1のノードに、前記第1のNチ
ャネル型MOSトランジスタのドレインとの間にゲートが
接続された第3のNチャネル型MOSトランジスタと、 前記第2のNチャネル型MOSトランジスタのソースにドレ
インが接続され、前記第2のPチャネル型MOSトランジス
タのドレインと、前記第2のNチャネル型MOSトランジス
タのドレインと前記第3のNチャネル型MOSトランジスタ
のゲートが接続された第2のノードに、前記第2のNチ
ャネル型MOSトランジスタのドレインとの間にゲートが
接続された第4のNチャネル型MOSトランジスタと、 前記第3および第4のNチャネル型MOSトランジスタのソ
ースに前記第2電位を印加する第2電源と、 を備えることを特徴とするレベルシフト回路。
1. A level shift circuit configured between a first potential and a second potential, wherein: a first P-channel MOS transistor having an input signal applied to a gate; and the input signal being inverted at a gate. A second P-channel MOS transistor to which the inverted signal applied is applied; a first power supply for applying the first potential to the sources of the first and second P-channel MOS transistors; And a first and a second N-channel MOS transistor respectively connected to the drains of the first and second P-channel MOS transistors, and a drain and a source connected to the source of the first N-channel MOS transistor. Are connected, the drain of the first P-channel MOS transistor, the drain of the first N-channel MOS transistor, and the second N-channel MOS transistor A third N-channel MOS transistor having a gate connected to a first node to which a gate is connected, and a drain of the first N-channel MOS transistor; and a second N-channel MOS transistor. The drain of the second P-channel MOS transistor, the drain of the second N-channel MOS transistor and the gate of the third N-channel MOS transistor are connected. A fourth N-channel MOS transistor having a gate connected to a drain of the second N-channel MOS transistor at a node of the second N-channel MOS transistor; and a source connected to the third and fourth N-channel MOS transistors. And a second power supply for applying a second potential.
【請求項2】 請求項1に記載のレベルシフト回路にお
いて、 前記第1および第2のPチャネル型MOSトランジスタのゲ
ート酸化膜厚を、前記第1、第2、第3、および第4の
Nチャネル型MOSトランジスタのゲート酸化膜厚より薄く
したことを特徴とするレベルシフト回路。
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein said first and second P-channel MOS transistors have gate oxide thicknesses of said first, second, third and fourth gate transistors.
A level shift circuit characterized in that the thickness of the gate oxide film is smaller than that of an N-channel MOS transistor.
【請求項3】 請求項1または2に記載のレベルシフト
回路において、 さらに、 ゲートに前記入力信号が印加され、ソースに前記第1の
電位が印加される第3のPチャネル型MOSトランジスタ
と、 ドレインが前記第3のPチャネル型MOSトランジスタに接
続され、ゲートに前記レベルシフト回路からの出力信号
が印加され、ソースに前記第2の電位が印加される第5
のNチャネル型MOSトランジスタと、 を有するレベルシフト回路。
3. The level shift circuit according to claim 1, further comprising: a third P-channel MOS transistor in which the input signal is applied to a gate and the first potential is applied to a source. A drain connected to the third P-channel MOS transistor, an output signal from the level shift circuit applied to a gate, and a second potential applied to a source;
And an N-channel MOS transistor.
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