JP2002374158A - Output circuit with high withstand voltage - Google Patents

Output circuit with high withstand voltage

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JP2002374158A
JP2002374158A JP2001179452A JP2001179452A JP2002374158A JP 2002374158 A JP2002374158 A JP 2002374158A JP 2001179452 A JP2001179452 A JP 2001179452A JP 2001179452 A JP2001179452 A JP 2001179452A JP 2002374158 A JP2002374158 A JP 2002374158A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a output circuit with high withstand voltage capable of decreasing power consumption and preventing malfunction of a load. SOLUTION: This output circuit with high withstand voltage consists of an output stage circuit, i.e., a CMOS circuit 1 consisting of P1 on the HIGH side and N1 on the LOW side, and a preceding stage, i.e., a CMOS circuit 2 consisting of P2 and N2. An output signal Vout is outputted from an intermediate point of the circuit 1, and a load is driven by the signal Vout. The relation between thresholds of the P1 and P2 is set to Vtp1>Vtp2. By setting Vtp1>Vtp2, since P2 is turned on earlier than P1, P1 can be prevented from being turned on in the starting process of power supply voltage. Thus, malfunctions (malfunction of a load) of a plasma display can be prevented during its maintenance period, and power consumption of the output stage circuit can be reduced also.

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、CMOS回路で構
成された高耐圧出力回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage output circuit composed of a CMOS circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】pチャネル形MOSFETとnチャネル
形MOSFETによって構成されるCMOS回路技術は
低消費電力を達成できることから、モノリシックICに
は欠くことができない要素技術となっている。また、C
MOS回路はディジタル信号処理用ICに使用されてい
たが、近年のCMOS回路技術の進歩により、CMOS
回路を用いたアナログ信号処理用ICも実現されてい
る。
2. Description of the Related Art A CMOS circuit technology comprising a p-channel MOSFET and an n-channel MOSFET can achieve low power consumption and is therefore an essential technology for a monolithic IC. Also, C
MOS circuits have been used in digital signal processing ICs.
An analog signal processing IC using a circuit has also been realized.

【0003】さらに、CMOS回路は低電圧の信号処理
用ICのみならず高耐圧パワーICにも採用されてい
る。例えば、プラズマディスプレイ(PDP)などを駆
動するドライバーICでは、素子耐圧120Vのpチャ
ネル形MOSFETとnチャネル形MOSFETによっ
て構成されるCMOS回路が、出力回路として集積され
ている。
Further, CMOS circuits are employed not only in low-voltage signal processing ICs but also in high-voltage power ICs. For example, in a driver IC for driving a plasma display (PDP) or the like, a CMOS circuit composed of a p-channel MOSFET and an n-channel MOSFET having an element withstand voltage of 120 V is integrated as an output circuit.

【0004】このように、CMOS回路は低電圧駆動の
ディジタル信号処理用ICやアナログ信号処理用ICだ
けでなく、高耐圧のドライバICなどにも適用され、そ
の用途はますます拡大している。図3は、従来の高耐圧
出力回路の回路図である。この高耐圧出力回路はプラズ
マディスプレーなどを駆動用する高耐圧IC(集積回
路)の高耐圧出力回路である。この高耐圧出力回路は、
高耐圧ICに64出力分搭載されている。
As described above, the CMOS circuit is applied not only to a digital signal processing IC or an analog signal processing IC driven at a low voltage but also to a driver IC having a high withstand voltage, and the use thereof is expanding more and more. FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional high withstand voltage output circuit. This high withstand voltage output circuit is a high withstand voltage output circuit of a high withstand voltage IC (integrated circuit) for driving a plasma display or the like. This high withstand voltage output circuit
64 outputs are mounted on the high voltage IC.

【0005】HIGH側のpチャネル形MOSFET
(P1)とLOW側のnチャネル形MOSFET(N
1)によってCMOS回路1が構成されている。この回
路の前段には、pチャネル形MOSFET(P2)とn
チャネル形MOSFET(N2)によって構成されたC
MOS回路2がある。CMOS回路1は出力段回路であ
り、その出力によって負荷が駆動される。一方、CMO
S回路2はCMOS回路1を駆動する前段回路である。
この出力段回路と前段回路で高耐圧出力回路は構成され
る。
High-side p-channel MOSFET
(P1) and an n-channel MOSFET (N
1) forms the CMOS circuit 1. The p-channel MOSFET (P2) and n
C constituted by a channel type MOSFET (N2)
There is a MOS circuit 2. The CMOS circuit 1 is an output stage circuit, and its output drives a load. On the other hand, CMO
The S circuit 2 is a pre-stage circuit that drives the CMOS circuit 1.
This output stage circuit and the preceding stage circuit constitute a high breakdown voltage output circuit.

【0006】P1とN1の個々のデバイスに要求される
電流駆動能力はVoutに接続される負荷の容量によっ
て決まる。P2とN2に対してはP1とN1のゲート容
量を充放電する電流駆動能力が要求される。通常、P1
とN1にはP2とN2よりも大きな電流駆動能力が必要
とされる。CMOS回路1とCOMS回路2の定常動作
は以下の通りである。VinにLOWの信号が入力され
るとP2がオン状態になり、CMOS回路2の中点電位
Va(P2のドレインとN2のドレインの接続点aでの
電位)が電源電圧VHと同電位になる。そして、N1が
オンとなり、Voutにはオフの信号、すなわちGND
電位が出力される。P1とN2はオフ状態である。
The current driving capability required for each of the devices P1 and N1 is determined by the capacity of a load connected to Vout. P2 and N2 are required to have current drive capability for charging and discharging the gate capacitances of P1 and N1. Usually P1
And N1 need a larger current driving capability than P2 and N2. The normal operation of the CMOS circuit 1 and the COMS circuit 2 is as follows. When a LOW signal is input to Vin, P2 turns on, and the midpoint potential Va (potential at the connection point a between the drain of P2 and the drain of N2) of the CMOS circuit 2 becomes the same potential as the power supply voltage VH. . Then, N1 is turned on and Vout has an off signal, that is, GND.
The potential is output. P1 and N2 are off.

【0007】一方、VinにHIGHの信号が入力され
た場合、各素子のスイッチング状態が逆転し、Vout
にはオンの信号、すなわちVHが出力される。CMOS
回路1の出力Voutは、Vinによって制御されるオ
ンとオフの繰り返しの信号が出力される。
On the other hand, when a HIGH signal is input to Vin, the switching state of each element is reversed, and Vout
Outputs an ON signal, that is, VH. CMOS
As an output Vout of the circuit 1, a signal of repetition of ON and OFF controlled by Vin is output.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】CMOS回路1の過渡
的な動作をつぎに説明する。Vinに入力される電圧の
立ち上がり時と立下りに時に、P1とN1が同時にオン
状態となる期間が存在する。この状態では、P1とN1
を介してVHからGNDに電流が流れる。この電流は集
積回路の消費電力を増加させることになる。また、プラ
ズマディスプレーなどのコンデンサCが負荷として接続
される場合には、この電流は負荷電流Ioutとなって
コンデンサCを充電し、プラズマディスプレーのパネル
の濃淡に変化が出るなどの誤動作(負荷の誤動作)を発
生させることがある。
The transient operation of the CMOS circuit 1 will be described below. At the time of rising and falling of the voltage input to Vin, there is a period in which P1 and N1 are simultaneously in the ON state. In this state, P1 and N1
, A current flows from VH to GND. This current increases the power consumption of the integrated circuit. When a capacitor C such as a plasma display is connected as a load, this current becomes a load current Iout, charges the capacitor C, and causes a malfunction such as a change in the density of the plasma display panel (malfunction of the load). ) May occur.

【0009】高耐圧出力回路を構成するN1、N2、P
1、P2のスイッチング動作はそれぞれのゲートに印加
される電圧で制御される。そして、そのゲート電圧に対
するスイッチング動作を支配するのが各素子のしきい値
電圧である。以下の説明でしきい値の値は絶対値とす
る。例えば、Vinの信号においてVH−VinがP2
のしきい値電圧(Vtp2)よりも低い場合はP2をス
イッチングさせることができない。また、VH−Vin
がVtp2に対してわずかに高い値であると、P2を十
分に駆動することができない。そのため、どちらの信号
レベルからもCMOS回路1の正常な動作を得ることは
できない。このように、CMOS回路の動作において
は、その回路を構成するMOSFETのしきい値電圧が
重要なパラメータとなる。
N1, N2, P constituting a high withstand voltage output circuit
1, the switching operation of P2 is controlled by the voltage applied to each gate. It is the threshold voltage of each element that controls the switching operation with respect to the gate voltage. In the following description, the threshold value is an absolute value. For example, in the signal of Vin, VH−Vin is P2
If the threshold voltage is lower than the threshold voltage (Vtp2), P2 cannot be switched. Also, VH-Vin
Is slightly higher than Vtp2, P2 cannot be driven sufficiently. Therefore, normal operation of the CMOS circuit 1 cannot be obtained from either signal level. As described above, in the operation of the CMOS circuit, the threshold voltage of the MOSFET constituting the circuit is an important parameter.

【0010】通常、ICに搭載される回路構成素子のし
きい値電圧は、各導電形に応じて一定になるように製造
される。しかし、製造上のバラツキなどにより、同導電
形の全ての素子が同じしきい値電圧となることはない。
例えば、図3に示したP1のしきい値電圧(Vtp1)
がVtp2に完全に一致することはない。また、高耐圧
パワーICなどでは、出力素子に低オン抵抗化が施され
ているため、同一の微小なドレイン電流が流れるゲート
電圧をしきい値電圧と規定すると、出力段回路のCMO
S回路1のMOSFETのしきい値電圧が、前段回路の
CMOS回路2のMOSFETのしきい値電圧よりも低
くなる。例えば、図3の回路を高耐圧パワーICの出力
回路とすると、Vtp1<Vtp2となる。
Usually, the threshold voltage of a circuit component mounted on an IC is manufactured to be constant according to each conductivity type. However, all elements of the same conductivity type do not have the same threshold voltage due to manufacturing variations.
For example, the threshold voltage (Vtp1) of P1 shown in FIG.
Does not completely match Vtp2. In a high breakdown voltage power IC or the like, since the output element has a low on-resistance, if the gate voltage at which the same minute drain current flows is defined as the threshold voltage, the CMO of the output stage circuit is
The threshold voltage of the MOSFET of the S circuit 1 becomes lower than the threshold voltage of the MOSFET of the CMOS circuit 2 of the preceding circuit. For example, if the circuit in FIG. 3 is an output circuit of a high voltage power IC, Vtp1 <Vtp2.

【0011】このように、Vtp1<Vtp2となる
と、電源電圧の立ち上がり時につぎのような問題が発生
する。この電源電圧が立ち上がる動作は、プラズマディ
スプーの維持期間などで定常的に行われる。出力端子V
outには負荷が接続されており、P1がオフの状態、
すなわちVoutがLOWの状態の時に、電源電圧を0
VからVHまで立ち上げた状態を考える。
As described above, when Vtp1 <Vtp2, the following problem occurs when the power supply voltage rises. The operation of raising the power supply voltage is performed constantly during the maintenance period of the plasma display. Output terminal V
out is connected to a load, P1 is in an off state,
That is, when Vout is LOW, the power supply voltage is set to 0.
Consider a state in which the voltage has risen from V to VH.

【0012】VinにはP1がオフ状態となるように信
号が入力されるため、P2はオン状態となる。しかし、
初期状態では電源電圧が0Vであるため、P2のゲート
−ソース間電圧はVtp2よりも低い。したがって、初
期状態ではP2はオフ状態である。また、CMOS回路
2の中点電圧Vaは0Vである。電源電圧の上昇ととも
にP2のゲート−ソース間電圧が増加し、P2はオン状
態となる。そして、Vaも上昇し、P1のゲート−ソー
ス間電圧が Vtp1以下となって、P1のオフ状態が
保持される。
Since a signal is input to Vin so that P1 is turned off, P2 is turned on. But,
Since the power supply voltage is 0 V in the initial state, the gate-source voltage of P2 is lower than Vtp2. Therefore, P2 is off in the initial state. The midpoint voltage Va of the CMOS circuit 2 is 0V. As the power supply voltage increases, the gate-source voltage of P2 increases, and P2 is turned on. Then, Va also increases, and the gate-source voltage of P1 becomes Vtp1 or less, and the off state of P1 is maintained.

【0013】ここで、Vaの電位はP2がオン状態にな
ることによって上昇するため、Vtp1<Vtp2が成
り立っている場合では、P2がオン状態になる前にP1
がオン状態となる。その結果、図3に示した、電源端子
からVoutに流れる負荷電流Ioutが発生すること
になる。図4は、電源電圧とIoutの関係を示す。上
図は電源電圧で、下図がIoutの時間変化である。電
源電圧が上昇し、Vtp1に達すると、P1がオンして
Ioutが流れ始める。電源電圧がVtp2に達すると
P2がオンしてP1がオフするために、Ioutは零に
なる。
Here, since the potential of Va rises when P2 is turned on, if Vtp1 <Vtp2 holds, P1 is turned on before P2 is turned on.
Is turned on. As a result, the load current Iout flowing from the power supply terminal to Vout shown in FIG. 3 is generated. FIG. 4 shows the relationship between the power supply voltage and Iout. The upper diagram shows the power supply voltage, and the lower diagram shows the time change of Iout. When the power supply voltage rises and reaches Vtp1, P1 turns on and Iout starts to flow. When the power supply voltage reaches Vtp2, P2 turns on and P1 turns off, so that Iout becomes zero.

【0014】このIoutはP1の電流駆動能力が大き
いほど大きくなり、且つ、Vtp1とVtp2の差が大
きいほどIoutによる誤動作の程度も増大する。ま
た、プラズマディスプレー駆動用ICなどでは、ICに
搭載された全出力回路において、同時にIoutが発生
するために、消費電力も大きくなる。以上のように、C
MOS回路を出力回路として搭載した高耐圧出力回路で
は、出力段回路のpチャネル形MOSFETのしきい値
電圧が、前段回路のpチャネル形MOSFETのしきい
電圧よりも低くなるために、電源電圧の立ち上がる時、
即ち、プラズマディスプレーの維持期間に誤動作(負荷
の誤動作)が発生したり、出力段回路の消費電力を増大
させたりする。
This Iout increases as the current driving capability of P1 increases, and the degree of malfunction due to Iout increases as the difference between Vtp1 and Vtp2 increases. Further, in a plasma display driving IC or the like, since Iout occurs simultaneously in all output circuits mounted on the IC, power consumption increases. As described above, C
In a high withstand voltage output circuit in which a MOS circuit is mounted as an output circuit, the threshold voltage of the p-channel MOSFET of the output stage circuit becomes lower than the threshold voltage of the p-channel MOSFET of the preceding stage circuit. When standing up,
That is, a malfunction (malfunction of the load) occurs during the sustain period of the plasma display, or the power consumption of the output stage circuit increases.

【0015】この発明の目的は、前記の課題を解決し、
消費電力を低減し、負荷の誤動作を防止できる高耐圧出
力回路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a high withstand voltage output circuit capable of reducing power consumption and preventing a load from malfunctioning.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、第1のpチャネル形MOSFETと第2のnチャ
ネル形MOSFETとで構成され、前記第1のpチャネ
ル形MOSFETのドレインと前記第2のnチャネル形
MOSFETのドレインとの第1接続点から出力信号が
出力される出力段回路と、該出力段回路を駆動する第3
のpチャネル形MOSFETと第4のnチャネル形MO
SFETに構成され、前記第3のpチャネル形MOSF
ETのドレインと前記第4のnチャネル形MOSFET
のドレインとの第2接続点と、前記第1のpチャネル形
MOSFETのゲートが接続する前段回路と、を具備す
る高耐圧出力回路であって、第1のpチャネル形MOS
FETのしきい値電圧を第3のpチャネル形MOSFE
Tのしきい値電圧より高くする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a first p-channel MOSFET and a second n-channel MOSFET, wherein the drain of the first p-channel MOSFET and the An output stage circuit for outputting an output signal from a first connection point with the drain of the second n-channel MOSFET, and a third stage for driving the output stage circuit
P-channel MOSFET and fourth n-channel MOSFET
The third p-channel type MOSF
ET drain and the fourth n-channel MOSFET
A high withstand voltage output circuit comprising: a second connection point with the drain of the first p-channel MOSFET; and a preceding circuit to which the gate of the first p-channel MOSFET is connected.
The threshold voltage of the FET is changed to a third p-channel type MOSFET.
T is set higher than the threshold voltage.

【0017】また、前記第1のpチャネル形MOSFE
Tのゲートと前記第2のnチャネル形MOSFETのゲ
ートとの第3接続点に入力信号が入力されるCMOS回
路で構成される前記出力段回路と、前記第2接続点から
前記第3接続点に出力信号を出力し、前記第3のpチャ
ネル形MOSFETのゲートと前記第4のnチャネル形
MOSFETのゲートとの第4接続点に入力信号が入力
されるCMOS回路で構成される前段回路とを具備する
構成とする。
Further, the first p-channel type MOSFE
An output stage circuit including a CMOS circuit in which an input signal is input to a third connection point between a gate of T and a gate of the second n-channel MOSFET; and a third connection point from the second connection point A pre-stage circuit comprising a CMOS circuit in which an input signal is input to a fourth connection point between the gate of the third p-channel MOSFET and the gate of the fourth n-channel MOSFET. It is configured to include:

【0018】また、第5のpチャネル形MOSFETの
ドレインと第6のnチャネル形MOSFETのドレイン
とが接続し、該接続点と前記第3のpチャネル形MOS
FETのゲートと接続し、前記第5のpチャネル形MO
SFETのゲートと前記第2接続点と接続する前記前段
回路を具備する構成とする。前記のように、出力段回路
を構成するpチャネル形MOSFETのしきい値電圧
を、そのpチャネル形MOSFETを駆動する前段回路
のpチャネル形MOSFETのしきい電圧よりも高くす
ることにより、出力段回路を構成するpチャネル形MO
SFETが先にオン状態となるのを防止し、プラズマデ
ィスプレーの維持期間での誤動作を防止することができ
る。また、出力段回路の消費電力を減少させることがで
きる。
The drain of the fifth p-channel MOSFET is connected to the drain of the sixth n-channel MOSFET, and the connection point is connected to the third p-channel MOSFET.
The fifth p-channel type MO connected to the gate of the FET.
It is configured to include the preceding circuit connected to the gate of the SFET and the second connection point. As described above, by making the threshold voltage of the p-channel MOSFET constituting the output stage circuit higher than the threshold voltage of the p-channel MOSFET of the preceding circuit which drives the p-channel MOSFET, P-channel type MO that constitutes a circuit
It is possible to prevent the SFET from being turned on first, thereby preventing a malfunction during the maintenance period of the plasma display. Further, power consumption of the output stage circuit can be reduced.

【0019】尚、特開平7−231253公報に、出力
回路をCMOS回路で構成した類似の回路で、出力段回
路のpチャネル形MOSFETのしきい値を前段回路の
pチャネル形MOSFETのしきい値より高くすること
が開示されているが、この公報においは、回路が信号用
回路であり、パワーをとる高耐圧回路ではなく、また、
出力段回路のCMOS回路のしきい値を高くするのは、
遅延時間の短縮が主要目的と効果であり、筆者が提案し
た発明の主要目的と効果である誤動作防止とは異なる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-231253 discloses a similar circuit in which the output circuit is constituted by a CMOS circuit, and the threshold value of the p-channel MOSFET of the output stage circuit is set to the threshold value of the p-channel MOSFET of the preceding stage circuit. Although it is disclosed to make the circuit higher, in this publication, the circuit is a signal circuit, not a high withstand voltage circuit that takes power,
The reason for raising the threshold value of the CMOS circuit of the output stage circuit is that
Reducing the delay time is the main object and effect, and is different from the main object and effect of the invention proposed by the writer, which is malfunction prevention.

【0020】また、特開平6−164361公報にも、
出力段回路のCMOS回路のしきい値を高くすることが
開示されているが、出力段回路の占有面積を小さくしな
がら、貫通電流の防止と充放電電流の変化率の低減を同
時に達成することが主要目的と効果であり、筆者が提案
した発明の主要目的と効果とは異なる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-164361 discloses that
Although it is disclosed that the threshold value of the CMOS circuit of the output stage circuit is increased, it is necessary to simultaneously prevent the through current and reduce the change rate of the charge / discharge current while reducing the area occupied by the output stage circuit. Are the main objects and effects, which are different from the main objects and effects of the invention proposed by the author.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1実施例の
高耐圧出力回路の要部回路図である。図3と同一箇所に
は同一の符号を記した。この高耐圧出力回路は、HIG
H側のpチャネル形MOSFET(P1)とLOW側の
nチャネル形MOSFET(N1)によって構成される
CMOS回路1の出力段回路と、pチャネル形MOSF
ET(P2)とnチャネル形MOSFET(N2)によ
って構成されるCMOS回路2の前段回路から成り立っ
ている。CMOS回路1の中点から出力信号Voutが
出力され、この出力信号Voutによって負荷が駆動さ
れる。前記のP1とP2のしきい値電圧の関係をVtp
1>Vtp2となるようにする。尚、しきい値電圧の値
は絶対値である。
FIG. 1 is a main part circuit diagram of a high withstand voltage output circuit according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. This high withstand voltage output circuit is HIG
An output stage circuit of the CMOS circuit 1 composed of an H-side p-channel MOSFET (P1) and a LOW-side n-channel MOSFET (N1);
It is composed of a circuit preceding the CMOS circuit 2 constituted by ET (P2) and an n-channel MOSFET (N2). An output signal Vout is output from the middle point of the CMOS circuit 1, and the output signal Vout drives the load. The relationship between the threshold voltages of P1 and P2 is Vtp
1> Vtp2. Note that the value of the threshold voltage is an absolute value.

【0022】Vtp1>Vtp2とすることで、P2が
P1より早くオン状態になるために、電源電圧が立ち上
がり過程で、P1がオン状態になることはない。そのた
め、電源電圧立ち上がり時に、図4のような、Iout
が流れないため、プラズマディスプレーの維持期間での
誤動作(負荷の誤動作)を防止できる。また、Iout
が流れないため、出力段回路の消費電力を低減すること
もできる。
By setting Vtp1> Vtp2, P2 is turned on earlier than P1, so that P1 will not be turned on in the process of raising the power supply voltage. Therefore, when the power supply voltage rises, Iout as shown in FIG.
Does not flow, it is possible to prevent malfunctions (load malfunctions) during the sustain period of the plasma display. Also, Iout
Does not flow, the power consumption of the output stage circuit can be reduced.

【0023】図2は、この発明の第2実施例の高耐圧出
力回路の要部回路図である。以下の説明でP3、P4、
P5はpチャネル形MOSFET、N3、N4、N5は
nチャネル形MOSFETで、Vin3、Vin4、V
in5は入力端子/入力信号である。この高耐圧出力回
路は、CMOS回路3、4、5から構成され、CMOS
回路3が出力段回路で、CMOS回路4、5は前段回路
である。CMOS回路3のP3のゲートはCMOS回路
4の中点に接続し、N3のゲートにVin3が入力され
る。
FIG. 2 is a main part circuit diagram of a high withstand voltage output circuit according to a second embodiment of the present invention. In the following description, P3, P4,
P5 is a p-channel MOSFET, N3, N4, and N5 are n-channel MOSFETs, and Vin3, Vin4, V
in5 is an input terminal / input signal. This high withstand voltage output circuit is composed of CMOS circuits 3, 4, and 5, and
The circuit 3 is an output stage circuit, and the CMOS circuits 4 and 5 are previous stage circuits. The gate of P3 of the CMOS circuit 3 is connected to the middle point of the CMOS circuit 4, and Vin3 is input to the gate of N3.

【0024】P4のゲートはCMOS回路5の中点と接
続し、P5のゲートはCMOS回路4の中点に接続す
る。N4、N5のゲートはVin4、Vin5が入力さ
れる。前記のP3とP4のしきい値電圧の関係をVtp
3>Vtp4となるようにする。つぎに、図2の回路の
動作を説明する。P3のスイッチングはVin4とVi
n5によって制御され、N3のスイッチングはVin3
によって制御される。そして、Voutの出力状態は以
下の動作によって決まる。
The gate of P4 is connected to the middle point of the CMOS circuit 5, and the gate of P5 is connected to the middle point of the CMOS circuit 4. Vin4 and Vin5 are input to the gates of N4 and N5. The relationship between the threshold voltages of P3 and P4 is Vtp
3> Vtp4. Next, the operation of the circuit of FIG. 2 will be described. Switching of P3 is Vin4 and Vi
The switching of N3 is controlled by Vin3
Is controlled by The output state of Vout is determined by the following operation.

【0025】Vout=HIGHとなる動作の場合につ
いて説明する。P3をオン、N3をオフ状態にする。P
3をオンさせるためにはVin4にHIGHの信号を入
力し、Vin5にLOWの信号を入力する。この信号状
態ではN4とP5がオンし、N5とP4がオフする。P
3のゲートにはN4を介してGNDが印加されることに
なり、P3はオン状態となる。一方、Vin3にはLO
Wの信号が入力されており、N3はオフ状態である。
The operation in the case where Vout = HIGH will be described. P3 is turned on and N3 is turned off. P
To turn on 3, a HIGH signal is input to Vin4 and a LOW signal is input to Vin5. In this signal state, N4 and P5 are turned on, and N5 and P4 are turned off. P
GND is applied to the gate of No. 3 via N4, and P3 is turned on. On the other hand, Vin3 has LO
The signal of W is input, and N3 is off.

【0026】Vout=LOWとなる動作の場合につい
て説明する。P3をオフし、N3をオン状態にする。V
in4とVin5の信号を上記とは反転することによ
り、P3のゲートにP5を介してVHが印加される。こ
れにより、P3はオフ状態となる。一方、N3はVin
3にをHIGHを入力することによりオンする。この回
路では、Vin3とVin4、Vin5のタイミング調
整が可能であるため、図1の回路のように、P3とN3
が同時にオン状態となる期間はできない。また、Vin
4とVin5のタイミングをずらすことにより、P4−
N4経由の貫通電流とP5−N5経由の貫通電流も防止
することができる。
The operation when Vout = LOW will be described. P3 is turned off and N3 is turned on. V
By inverting the signals of in4 and Vin5 from the above, VH is applied to the gate of P3 via P5. As a result, P3 is turned off. On the other hand, N3 is Vin
3 is turned on by inputting HIGH. In this circuit, it is possible to adjust the timing of Vin3, Vin4, and Vin5. Therefore, as shown in the circuit of FIG.
Cannot be turned on at the same time. Also, Vin
By shifting the timing of Vin4 and Vin5, P4-
A through current via N4 and a through current via P5-N5 can also be prevented.

【0027】電源電圧の立ち上がり時は、VoutがH
IGHインピーダンスモードになるように信号が入力さ
れる。すなわち、Vin3とVin4はLOWの信号が
入力され、Vin5、にはHIGHの信号が入力され
る。この状態で電源電圧を0VからHVへ上昇させた場
合に、Vtp3>Vtp4となっているために、図4の
ような、Ioutが流れない。そのために、プラズマデ
ィスプレイの維持期間での誤動作(負荷の誤動作)を防
止することができる。また、Ioutが流れないため、
出力段回路の消費電力を低減することもできる。
When the power supply voltage rises, Vout is at H level.
A signal is input so as to be in the IGH impedance mode. That is, a low signal is input to Vin3 and Vin4, and a high signal is input to Vin5. In this state, when the power supply voltage is increased from 0 V to HV, Iout does not flow as shown in FIG. 4 because Vtp3> Vtp4. Therefore, malfunction (malfunction of the load) during the sustain period of the plasma display can be prevented. Also, because Iout does not flow,
The power consumption of the output stage circuit can also be reduced.

【0028】第1実施例および第2実施例で、P2、P
4のしきい値電圧をP1、P3よりも低い値に設定する
ことは、テラスゲート構造の採用や、チャネルドープな
どの製造技術を用いることにより、容易に実現すること
ができる。
In the first and second embodiments, P2, P
Setting the threshold voltage of No. 4 to a value lower than P1 and P3 can be easily realized by adopting a terrace gate structure or using a manufacturing technique such as channel doping.

【0029】[0029]

【発明の効果】この発明によれば,CMOS回路を出力
回路として搭載した高耐圧出力回路において、その出力
段回路のCMOS回路を構成するpチャネル形MOSF
ETのしきい値電圧を、そのpチャネル形MOSFET
を駆動する前段回路のpチャネル形MOSFETのしき
い電圧よりも高くすることで、電源電圧立ち上がり時
に、プラズマデスプレーなどの維持期間での誤動作(負
荷の誤動作)を防止し、また、出力段回路の消費電力を
低減することができる。
According to the present invention, in a high withstand voltage output circuit in which a CMOS circuit is mounted as an output circuit, a p-channel type MOSF constituting a CMOS circuit of the output stage circuit is provided.
The threshold voltage of ET is changed by the p-channel type MOSFET.
By driving the power supply voltage higher than the threshold voltage of the p-channel MOSFET of the preceding stage circuit, a malfunction (load malfunction) during the sustain period of the plasma display or the like is prevented when the power supply voltage rises. Power consumption can be reduced.

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

【図1】この発明の第1実施例の高耐圧出力回路の要部
回路図
FIG. 1 is a main part circuit diagram of a high withstand voltage output circuit according to a first embodiment of the present invention;

【図2】この発明の第2実施例の高耐圧出力回路の要部
回路図
FIG. 2 is a main part circuit diagram of a high withstand voltage output circuit according to a second embodiment of the present invention;

【図3】従来の高耐圧出力回路図FIG. 3 is a conventional high withstand voltage output circuit diagram.

【図4】電源電圧とIoutの関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a power supply voltage and Iout.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CMOS回路(出力段回路) 2、3 CMOS回路(前段回路) P1、P2、P3、P4、P5 pチャネル形MOSF
ET N1、N2、N3、N4、N5 nチャネル形MOSF
ET Vin、Vin3、Vin4、Vin5 入力信号/入
力端子 Vout 出力信号/出力端子 VH 電源電圧/電源高電位端子 GND グランド/グランド端子 C 負荷容量
1 CMOS circuit (output stage circuit) 2, 3 CMOS circuit (pre-stage circuit) P1, P2, P3, P4, P5 p-channel type MOSF
ET N1, N2, N3, N4, N5 n-channel MOSF
ET Vin, Vin3, Vin4, Vin5 Input signal / Input terminal Vout Output signal / Output terminal VH Power supply voltage / Power supply high potential terminal GND Ground / Ground terminal C Load capacitance

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1のpチャネル形MOSFETと第2の
nチャネル形MOSFETとで構成され、前記第1のp
チャネル形MOSFETのドレインと前記第2のnチャ
ネル形MOSFETのドレインとの第1接続点から出力
信号が出力される出力段回路と、該出力段回路を駆動す
る第3のpチャネル形MOSFETと第4のnチャネル
形MOSFETに構成され、前記第3のpチャネル形M
OSFETのドレインと前記第4のnチャネル形MOS
FETのドレインとの第2接続点と、前記第1のpチャ
ネル形MOSFETのゲートが接続する前段回路と、を
具備する高耐圧出力回路であって、第1のpチャネル形
MOSFETのしきい値電圧を第3のpチャネル形MO
SFETのしきい値電圧より高くすることを特徴とする
高耐圧出力回路。
A first p-channel MOSFET and a second n-channel MOSFET;
An output stage circuit for outputting an output signal from a first connection point between the drain of the channel type MOSFET and the drain of the second n-channel type MOSFET; a third p-channel type MOSFET for driving the output stage circuit; 4 n-channel MOSFETs, and the third p-channel MOSFET M
The drain of the OSFET and the fourth n-channel MOS
A high breakdown voltage output circuit comprising: a second connection point to a drain of an FET; and a preceding circuit to which a gate of the first p-channel MOSFET is connected, wherein the threshold voltage of the first p-channel MOSFET is Voltage is applied to the third p-channel type MO
A high withstand voltage output circuit characterized in that the voltage is higher than the threshold voltage of the SFET.
【請求項2】前記第1のpチャネル形MOSFETのゲ
ートと前記第2のnチャネル形MOSFETのゲートと
の第3接続点に入力信号が入力されるCMOS回路で構
成される前記出力段回路と、前記第2接続点から前記第
3接続点に出力信号を出力し、前記第3のpチャネル形
MOSFETのゲートと前記第4のnチャネル形MOS
FETのゲートとの第4接続点に入力信号が入力される
CMOS回路で構成される前段回路とを具備することを
特徴とする請求項1に記載の高耐圧出力回路。
2. The output stage circuit comprising a CMOS circuit in which an input signal is input to a third connection point between the gate of the first p-channel MOSFET and the gate of the second n-channel MOSFET. An output signal is output from the second connection point to the third connection point, and the gate of the third p-channel MOSFET is connected to the fourth n-channel MOSFET.
2. The high withstand voltage output circuit according to claim 1, further comprising: a pre-stage circuit including a CMOS circuit in which an input signal is input to a fourth connection point with the gate of the FET.
【請求項3】第5のpチャネル形MOSFETのドレイ
ンと第6のnチャネル形MOSFETのドレインとが接
続し、該接続点と前記第3のpチャネル形MOSFET
のゲートと接続し、前記第5のpチャネル形MOSFE
Tのゲートと前記第2接続点と接続する前記前段回路を
具備すること特徴とする請求項1に記載の高耐圧出力回
路。
3. The drain of a fifth p-channel MOSFET is connected to the drain of a sixth n-channel MOSFET, and the connection point is connected to the third p-channel MOSFET.
Of the fifth p-channel type MOSFE
2. The high-withstand-voltage output circuit according to claim 1, further comprising the preceding-stage circuit connected to the gate of T and the second connection point.
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