JP2003347924A - 電圧変換回路および半導体装置 - Google Patents

電圧変換回路および半導体装置

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JP2003347924A JP2002154705A JP2002154705A JP2003347924A JP 2003347924 A JP2003347924 A JP 2003347924A JP 2002154705 A JP2002154705 A JP 2002154705A JP 2002154705 A JP2002154705 A JP 2002154705A JP 2003347924 A JP2003347924 A JP 2003347924A
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mos transistor
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    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
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    • H03K3/356104Bistable circuits using complementary field-effect transistors
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入出力端子間の信号の遅延時間を短縮する。 【解決手段】 待機・動作制御信号であるバッファ回路
10の出力信号を反転させた第1反転信号であるノード
Cにおける信号を出力する反転回路であるインバータ回
路15と、バッファ回路10の出力信号およびインバー
タ回路15の出力信号に基づいて入力信号に応じた動作
用信号または待機用信号をノードBに出力するトライス
テート回路20と、待機用信号であるノードBの信号の
入力により電圧変換出力レベルを所定の電圧レベルに固
定し、動作用信号であるノードBの信号の入力により、
入力信号およびインバータ回路15の出力信号に基づい
て、入力信号電圧を所定の電圧に変換して出力する電圧
出力回路25と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧変換回路およ
びそれを用いた半導体装置に関し、特に、電源電圧の異
なる回路間における信号電圧レベルを変換する電圧変換
回路およびそれを用いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電源電圧の異なる回路間にて信号
の伝達を行う場合には、それらの回路間のインターフェ
イス回路として信号電圧の振幅レベルを変換する電圧変
換回路(レベルシフター回路)が使用されている。
【0003】例えば、MOSトランジスタによって構成
され、異なる電源電圧にて駆動される複数の回路部を有
し、インターフェイス回路として動作する電圧変換回路
の回路構成およびその動作を以下に説明する。
【0004】図7は、上記インターフェイス回路である
電圧変換回路Aの回路図である。図7に示す電圧変換回
路Aは、インバータ回路70および電圧出力回路80を
有している。
【0005】電圧出力回路80の電源電圧および基準電
圧(Lowレベル)は、それぞれVDD1およびVSS
1である。また、インバータ回路70の電源電圧および
基準電圧(Lowレベル)は、それぞれVDD2および
VSS1である。ここで、電圧条件としては、VDD1
>VDD2およびVSS1=VSS2=GNDレベルで
あり、この条件を電圧条件Aとする。
【0006】電圧出力回路80は、P型MOSトランジ
スタ80cおよび80dが並列に接続されている。P型
MOSトランジスタ80cおよび80dの各ソース端子
は、それぞれ電源電圧VDD1に接続され、P型MOS
トランジスタ80cおよび80dの各ドレイン端子は、
それぞれN型MOSトランジスタ80aおよび80bの
ドレイン端子にそれぞれ接続されている。P型MOSト
ランジスタ80cおよび80dの各ゲート端子は、それ
ぞれN型MOSトランジスタ80bおよび80aのドレ
イン端子にそれぞれ接続されている。P型MOSトラン
ジスタ80dおよびN型MOSトランジスタ80bの各
ドレイン端子は、電圧変換回路Aの出力端子である出力
ノードBとなる。N型MOSトランジスタ80aおよび
80bの各ソース端子は、それぞれVSS1=GND
(アース)に接続される。N型MOSトランジスタ80
aのゲート端子は、インバータ回路70の入力端子に接
続され、N型MOSトランジスタ80bのゲート端子
は、インバータ回路70の出力端子に接続される。
【0007】インバータ回路70は、P型MOSトラン
ジスタ70bおよびN型MOSトランジスタ70aから
構成されている。P型MOSトランジスタ70bのドレ
イン端子およびゲート端子は、それぞれN型MOSトラ
ンジスタ70aのドレイン端子およびゲート端子にそれ
ぞれ接続される。P型MOSトランジスタ70bおよび
N型MOSトランジスタ70aの各ドレイン端子は、イ
ンバータ回路70の出力端子となり、P型MOSトラン
ジスタ70bおよびN型MOSトランジスタ70aの各
ゲート端子は、インバータ回路70の入力端子となる。
インバータ回路70の入力端子は、電圧変換回路Aの入
力端子である入力ノードAとなる。P型MOSトランジ
スタ70bおよびN型MOSトランジスタ70aのソー
ス端子は、それぞれ電源電圧VDD2およびVSS2=
GND(アース)に接続される。
【0008】図7の電圧変換回路Aは、入力ノードAに
信号電圧A(Highレベル:VDD2、Lowレベ
ル:VSS2)が入力されると、出力ノードBから信号
電圧B(Highレベル:VDD1、Lowレベル:V
SS1)が出力され、信号電圧AのHighレベル:V
DD2を、信号電圧BのHighレベル:VDD1に電
圧変換する。この動作を、以下に説明する。尚、Hig
hレベルはH状態、LowレベルはL状態と明記する。
【0009】入力ノードAがH(VDD2)状態の場合
を考える。入力ノードAがH状態になると、インバータ
回路70の入力端子および電圧出力回路80のN型MO
Sトランジスタ80aのゲート端子がH状態となり、N
型MOSトランジスタ80aはON状態となる。この
時、インバータ回路70の出力端子はL状態となり、N
型MOSトランジスタ80aのドレイン端子はL状態と
なる。インバータ回路70の出力端子がL状態となる
と、N型MOSトランジスタ80bのゲート端子もL状
態となり、N型MOSトランジスタ80bは、OFF状
態となりN型MOSトランジスタ80bのドレイン端子
はH状態となる。
【0010】N型MOSトランジスタ80bのドレイン
端子がH状態となるとP型MOSトランジスタ80cの
ゲート端子もH状態となり、P型MOSトランジスタ8
0cはOFF状態となり、電圧出力回路80の電源電圧
VDD1は、N型MOSトランジスタ80aのドレイン
端子に印加されず、N型MOSトランジスタ80aのド
レイン端子はL状態を保持する。
【0011】N型MOSトランジスタ80aのドレイン
端子がL状態であると、P型MOSトランジスタ80d
のゲート端子もL状態となり、P型MOSトランジスタ
80dがON状態となる。これにより、電圧出力回路8
0の電源電圧VDD1は、N型MOSトランジスタ80
bのドレイン端子に印加される。この時、N型MOSト
ランジスタ80bは、OFF状態であるので、N型MO
Sトランジスタ80bのドレイン端子のH状態(VDD
1)が出力端子である出力ノードBより出力される。
【0012】入力ノードAがL(VSS2)状態の場合
も同様に説明でき、出力ノードBはL(VSS1)状態
となる。ここで、VSS1=VSS2=GNDである。
【0013】次に、電源電圧の異なる回路間に、図7に
示す電圧変換回路Aではなく、インバータ回路のみが設
けられた場合の動作を図8を用いて説明する。
【0014】図8に示すインバータ回路は、P型MOS
トランジスタ90bおよびN型MOSトランジスタ90
aから構成されている。P型MOSトランジスタ90b
のドレイン端子およびゲート端子は、それぞれN型MO
Sトランジスタ90aのドレイン端子およびゲート端子
に接続される。P型MOSトランジスタ90bおよびN
型MOSトランジスタ90aのドレイン端子は、インバ
ータ回路の出力端子である出力ノードBとなり、P型M
OSトランジスタ90bおよびN型MOSトランジスタ
90aのゲート端子は、インバータ回路の入力端子であ
る入力ノードAとなる。P型MOSトランジスタ90b
およびN型MOSトランジスタ90aのソース端子は、
それぞれ電源電圧VDD1およびVSS1=GND(ア
ース)に接続される。
【0015】このインバータ回路の入力ノードAに、前
述の電圧条件A(VDD1>VDD2およびVSS1=
VSS2=GNDレベル)を満足する信号電圧A(H:
VDD2、L:VSS2)が印加される場合の動作を説
明する。
【0016】VDD1とVDD2との電位差(=VDD
1−VDD2)が、図8のP型MOSトランジスタ90
bの閾値電圧未満である場合、入力ノードAにH状態
(VDD2)の信号電圧Aが入力されると、P型MOS
トランジスタ90bはOFF状態となり、N型MOSト
ランジスタ90aはON状態となるため、出力ノードB
はL状態(VSS1)となる。また、入力ノードAにL
状態(VSS2)の信号電圧Aが入力されると、P型M
OSトランジスタ90bはON状態となり、N型MOS
トランジスタ90aはOFF状態となるため、出力ノー
ドBはH状態(VDD1)となる。これにより、インバ
ータ回路は正常に動作し、入力ノードAおよび出力ノー
ドB間にて、電圧変換(VDD2→VDD1)が行われ
る。
【0017】ところが、VDD1とVDD2との電位差
が、図8のP型MOSトランジスタ90bの閾値電圧以
上である場合、入力ノードAにH状態(VDD2)の信
号電圧Aが入力されると、図8のインバータ回路のP型
MOSトランジスタ90bおよびN型MOSトランジス
タ90aの両方がON状態となる。これにより、電源電
圧VDD1およびVSS1(アース)間に、貫通電流が
発生し、P型MOSトランジスタ90bおよびN型MO
Sトランジスタ90aから成るCMOSトランジスタの
インバータ回路は、信号電圧AがH状態では、貫通電流
が常に流れることになり、低消費電力での駆動が満足で
きなくなる。
【0018】したがって、図7および8に示す回路にお
いて、入力ノードAに電圧条件Aを満足する信号電圧A
(H:VDD2、L:VSS2)が入力されて、出力ノ
ードAより信号電圧B(H:VDD1、L:VSS1)
が正常に出力されるには、図7に示すように電圧出力回
路80が必要となる。
【0019】また、近年、電源電圧の異なるICチップ
を組み合わせてシステム機器を構築する方式、および、
動作電圧、機能等の異なる電圧変換回路ブロックを1チ
ップ化する方式において、前述の電圧条件Aのような信
号入力条件にて動作する回路は、益々、多用される傾向
にあると考えられる。
【0020】図7に示す電圧変換回路Aは、入力電圧と
出力電圧との電圧変換を行う機能のみを持つ回路である
が、これ以外にインターフェイス回路は、スタンバイ
(待機)機能を有する場合、1チップ化された機能の異
なる電圧変換回路ブロック間に使用される場合等があ
る。図9は、スタンバイ(待機)機能を有する場合のイ
ンターフェイス回路である電圧変換回路Bの一例を示す
回路図である。
【0021】図9に示す電圧変換回路Bは、バッファ回
路50、NOR回路60、インバータ回路70および電
圧出力回路80を有している。この電圧変換回路Bは、
電圧変換回路Bの入力端子であるNOR回路60のAD
端子に入力される上記電圧条件Aを満足するAD(アド
レス)信号(H状態:VDD2、L状態:VSS2)
を、電圧変換回路Bの制御端子であるバッファ回路50
のCEB端子に入力されるCEB信号に基づいて制御
し、電圧変換回路Bの出力端子である電圧出力回路80
のADOUTB端子から、AD信号が電圧変換されたA
DOUTB信号(H状態:VDD1、L状態:VSS
1)を出力する。CEB信号は、電圧変換回路Bがスタ
ンバイ状態であるか動作状態であるかを切り換える制御
信号である。尚、インバータ回路70および電圧出力回
路80は、回路構成が図7と同様の回路である。
【0022】バッファ回路50は、CMOSトランジス
タから成るインバータ回路が直列に2段接続されてい
る。1段目のインバータ回路は、P型MOSトランジス
タ50bおよびN型MOSトランジスタ50aから構成
されている。P型MOSトランジスタ50bのドレイン
端子およびゲート端子は、それぞれN型MOSトランジ
スタ50aのドレイン端子およびゲート端子に接続され
る。P型MOSトランジスタ50bおよびN型MOSト
ランジスタ50aの各ドレイン端子は、1段目のインバ
ータ回路の出力端子であり、2段目のインバータ回路の
入力端子に接続されている。P型MOSトランジスタ5
0bおよびN型MOSトランジスタ50aの各ゲート端
子は、バッファ回路50の入力端子であり、スタンバイ
状態と動作状態との切換信号であるCEB信号が入力さ
れるCEB端子となる。P型MOSトランジスタ50b
およびN型MOSトランジスタ50aの各ソース端子
は、それぞれ電源電圧VDD2およびVSS2=GND
(アース)に接続される。
【0023】2段目のインバータ回路も、P型MOSト
ランジスタ50dおよびN型MOSトランジスタ50c
から構成されており、1段目のインバータ回路と同様に
接続されている。P型MOSトランジスタ50dおよび
N型MOSトランジスタ50cの各ゲート端子は、2段
目のインバータ回路の入力端子であり、1段目のインバ
ータ回路の出力端子と接続されている。P型MOSトラ
ンジスタ50dおよびN型MOSトランジスタ50cの
各ドレイン端子は、バッファ回路50の出力端子であ
り、ノードAに接続されている。P型MOSトランジス
タ50dおよびN型MOSトランジスタ50cの各ソー
ス端子は、それぞれ電源電圧VDD2およびVSS2=
GND(アース)にそれぞれ接続される。
【0024】NOR回路60は、直列接続されたP型M
OSトランジスタ60cおよび60d、および、並列接
続されたN型MOSトランジスタ60aおよび60bを
有している。P型MOSトランジスタ60dのソース端
子およびドレイン端子は、それぞれ電源電圧VDD2お
よびP型MOSトランジスタ60cのソース端子にそれ
ぞれ接続され、P型MOSトランジスタ60cのドレイ
ン端子は、N型MOSトランジスタ60aおよび60b
の各ドレイン端子とそれぞれ接続される。P型MOSト
ランジスタ60cのドレイン端子およびN型MOSトラ
ンジスタ60aおよび60bのドレイン端子は、NOR
回路60の出力端子であり、ノードBに接続されてい
る。N型MOSトランジスタ60aおよび60bの各ソ
ース端子は、VSS2=GND(アース)に接続され
る。N型MOSトランジスタ60aのゲート端子は、ノ
ードAを介してバッファ回路50の出力端子に接続され
るとともに、P型MOSトランジスタ60cのゲート端
子に接続される。N型MOSトランジスタ60bのゲー
ト端子は、P型MOSトランジスタ60dのゲート端子
に接続され、NOR回路60の入力端子であり、アドレ
ス信号であるAD信号が入力されるAD端子となる。
【0025】NOR回路60の出力端子は、ノードBを
介してインバータ回路70の入力端子、および、電圧出
力回路80のN型MOSトランジスタ80aのゲート端
子に接続されている。
【0026】インバータ回路70および電圧出力回路8
0は、図7に示す回路と同様の回路構成であり、インバ
ータ回路70の出力端子が、ノードCを介して電圧出力
回路80のN型MOSトランジスタ80bのゲート端子
に接続されている。
【0027】次に、図9に示す電圧変換回路Bの動作を
説明する。電圧変換回路Bは、制御端子であるCEB端
子より入力されるCEB信号がL状態の場合に動作状
態、CEB信号がH状態の場合にスタンバイ状態とな
る。
【0028】CEB信号がH状態(VDD2)の場合、
バッファ回路50の入力端子には、H状態のCEB信号
が入力され、バッファ回路50の出力端子からH状態の
出力信号が出力される。このH状態の出力信号は、ノー
ドAを介してNOR回路60のP型MOSトランジスタ
60cおよびN型MOSトランジスタ60aのゲート端
子に入力され、P型MOSトランジスタ60cはOFF
状態となり、N型MOSトランジスタ60aはON状態
となり、N型MOSトランジスタ60aのドレイン端子
はL状態となる。
【0029】この場合、NOR回路60のAD端子に入
力されるAD信号がH状態またはL状態のどちらので
も、N型MOSトランジスタ60aのドレイン端子に接
続されているNOR回路60の出力端子はL状態となる
ため、L状態の出力信号がノードBを介してインバータ
回路70および電圧出力回路80に出力される。インバ
ータ回路70および電圧回路80は、L状態の信号が入
力されると、図7の電圧変換回路Aの動作にて説明した
ように、電圧出力回路80の出力端子であるADOUT
B端子はL状態となる。
【0030】これにより、電圧変換回路Bは、制御端子
であるCEB端子に入力されるCEB信号がH状態であ
れば、入力端子であるAD端子に入力されるAD信号が
H状態またはL状態の信号状態にかかわらず、出力端子
であるADOUTB端子から出力されるADOUTB信
号は、常に、L状態となり電圧変換回路Bのスタンバイ
状態が保持される。
【0031】次に、CEB信号がL状態(VSS2)の
場合、バッファ回路50の入力端子には、L状態のCE
B信号が入力され、バッファ回路50の出力端子からL
状態の出力信号が出力される。このL状態の出力信号
は、ノードAを介してNOR回路60のP型MOSトラ
ンジスタ60cおよびN型MOSトランジスタ60aの
ゲート端子に入力され、P型MOSトランジスタ60c
は、ON状態となり、N型MOSトランジスタ60aは
OFF状態となる。
【0032】この場合、NOR回路60のAD端子に入
力されるAD信号がH状態であれば、このAD信号がP
型MOSトランジスタ60dおよびN型MOSトランジ
スタ60bのゲート端子に入力され、P型MOSトラン
ジスタ60dはOFF状態となり、N型MOSトランジ
スタ60bのドレイン端子はL状態となる。N型MOS
トランジスタ60bのドレイン端子がL状態となると、
N型MOSトランジスタ60bのドレイン端子に接続さ
れているNOR回路60の出力端子はL状態となるた
め、L状態の出力信号がノードBを介してインバータ回
路70および電圧出力回路80に出力される。インバー
タ回路70および電圧出力回路80は、L状態の信号が
入力されると、電圧出力回路80の出力端子であるAD
OUTB端子はL状態となる。
【0033】また、NOR回路60のAD端子に入力さ
れるAD信号がL状態であれば、P型MOSトランジス
タ60dはON状態となり、N型MOSトランジスタ6
0bはOFF状態となる。この時、N型MOSトランジ
スタ60aおよびN型MOSトランジスタ60bのドレ
イン端子はH状態であり、P型MOSトランジスタ60
cおよびP型MOSトランジスタ60dもON状態であ
るため、P型MOSトランジスタ60cおよびN型MO
Sトランジスタ60bのドレイン端子に接続されている
NOR回路60の出力端子は、電源電圧VDD2は印加
されH状態(VDD2)となり、H状態の出力信号がノ
ードBを介してインバータ回路70および電圧出力回路
80に出力される。インバータ回路70および電圧出力
回路80は、H状態の信号が入力されると、図7の電圧
変換回路Aの動作にて説明したように、電圧出力回路8
0の出力端子であるADOUTB端子はH状態となる。
【0034】これにより、電圧変換回路Bは、制御端子
であるCEB端子に入力されるCEB信号がL状態であ
れば、入力端子であるAD端子に入力されるAD信号の
H状態またはL状態の信号状態に基づいて、出力端子で
あるADOUTB端子から出力されるADOUTB信号
は、それぞれL状態またはH状態の信号状態となり、電
圧変換回路Bの動作状態が保持される。
【0035】図10は、図9に示す電圧変換回路Bのス
タンバイ状態が解除された場合のCEB信号、AD信
号、ADOUTB信号および各ノードA、B、C、Dに
おける信号のタイミングチャートである。ここで、CE
B、AD、ADOUTBおよびノードA、B、C、D
は、それぞれCEB信号、AD信号、ADOUTB信号
およびノードA、B、C、Dにおける信号の信号波形を
示す。
【0036】図9の電圧変換回路Bにおいてスタンバイ
状態が解除される場合、バッファ回路50に入力される
CEB信号がH状態(VDD2)からL状態(VSS2
=GND)に変化するので、バッファ回路50の出力端
子に接続されているノードAにおけるバッファ回路50
の出力信号は、バッファ回路50内の遅延時間(2T)
だけ遅れて、図10のノードAに示すH状態からL状態
に変化する信号波形(H状態:VDD2、L状態:GN
D)になる。
【0037】この場合、NOR回路60に入力されるA
D信号は、図10のADに示すようにL状態(VSS2
=GND)に固定されているとする。この時、図9に示
すNOR回路60の出力端子に接続されているノードB
におけるNOR回路60の出力信号は、NOR回路60
内の遅延時間(1T)だけ遅れて、図10のノードBに
示すL状態からH状態に変化する信号波形(H状態:V
DD2、L状態:GND)になる。
【0038】インバータ回路70の出力端子に接続され
ているノードCにおけるインバータ回路70の出力信号
は、インバーター回路70内の遅延時間(1T)だけ遅
れて、図10のノードCに示すH状態からL状態に変化
する信号波形(H状態:VDD2、L状態:GND)と
なる。
【0039】N型MOSトランジスタ80aのドレイン
端子に接続されているノードDにおける信号は、N型M
OSトランジスタ80aのゲート端子に入力されるノー
ドBの信号状態に基づいて変化し、図10のノードDに
示すH状態からL状態に変化する信号波形(H状態:V
DD1、L状態:GND)となる。
【0040】電圧変換回路Bの出力端子であるADOU
TB端子から出力されるADOUTB信号は、図10の
ノードBおよびノードCに示す信号波形のタイミングを
受けて、図10のADOUTBに示すL状態からH状態
に変化する信号波形(H状態:VDD1、L状態:GN
D)となる。
【0041】図10に示すように、ノードCにおける信
号は、ノードBにおける信号よりも1Tだけ遅延する。
このため、図9の電圧出力回路80内の動作は、まず始
めに図9に示すノードBの信号状態が、NOR回路60
の出力信号に基づいて、L状態からH状態に変化するこ
とによって、N型MOSトランジスタ80aがOFF状
態からON状態になる。N型MOSトランジスタ80a
がON状態になると、N型MOSトランジスタ80aの
ドレイン端子がL状態になり、電圧出力回路80のノー
ドDの信号状態がH状態(VDD1)からL状態(GN
D)に変化する。その後、図9に示すノードCの信号状
態が、インバータ回路70の出力信号に基づいて、H状
態からL状態に変化することによって、N型MOSトラ
ンジスタ80bがON状態からOFF状態になる。この
N型MOSトランジスタ80bがON状態からOFF状
態になる動作時に、上記ノードDの信号状態がH状態か
らL状態に変化することに伴うP型MOSトランジスタ
80dがOFF状態からON状態へ変化し、電源電圧V
DD1がN型MOSトランジスタ80bのドレイン端子
に印加され、このドレイン端子に接続されたADOUT
B端子から出力されるADOUTB信号がL状態(GN
D)からH状態(VDD1)に変化する。この場合、P
型MOSトランジスタ80dがOFF状態からON状態
になるタイミングと、N型MOSトランジスタ80bが
ON状態からOFF状態になるタイミングとは、ほぼ同
じタイミングということになる。
【0042】電圧出力回路80におけるADOUTB信
号のL状態からH状態への変化は、図10に示すノード
Bの信号波形のL状態からH状態への変化点が起点にな
っているので、この起点からの経過時間を遅延時間(A
T)とする。
【0043】これにより、電圧変換回路Bのスタンバイ
状態を解除した場合に、出力端子であるADOUTB端
子からADOUTB信号が出力されるまでの遅延時間
は、図10のADOUTBの信号波形に示すように、2
T+ATとなる。この遅延時間は、CEB信号がH状態
から(VDD2)/2の電圧値になる時間を起点とし、
ADOUTB信号がL状態から(VDD1)/2の電圧
値になる時間を終点とする。
【0044】また、NOR回路60に入力されるAD信
号が、H状態(VDD2)に固定されている場合は、A
DOUTB信号は、常に、L状態となるので、この場合
には、電圧変換回路Bのスタンバイ状態が解除されてか
ら、出力端子であるADOUTB端子からADOUTB
信号が出力されるまでの遅延時間は存在しない。
【0045】したがって、図9に示す電圧変換回路Bお
けるスタンバイ状態の解除時に、出力信号であるADO
UTB信号が出力されるまでの遅延時間は、2T+AT
が最大(ワーストケース)となる。
【0046】次に、図9に示す電圧変換回路Bにおい
て、スタンバイ状態を解除後、バッファ回路50に入力
されるCEB信号がL状態を保持し、NOR回路60に
入力されるAD信号がL状態からH状態に変化する場合
を考える。
【0047】図11は、電圧変換回路Bのスタンバイ状
態の解除後、AD信号がL状態からH状態に変化した場
合のADOUTB信号および各ノードA、B、C、Dの
おける信号のタイミングチャートである。ここで、CE
B、AD、ADOUTBおよびノードA、B、C、D
は、それぞれCEB信号、AD信号、ADOUTB信号
およびノードA、B、C、Dにおける信号の信号波形を
示す。
【0048】CEB信号は、スタンバイ状態が解除され
ているので、図11のCEBに示すように、L状態(G
ND)に固定されている。
【0049】ノードAにおける信号は、CEB信号がL
状態(GND)であるので、L状態となり遅延時間は存
在せず、図11のノードAに示すタイミングの信号波形
(L状態:GND)になる。
【0050】AD信号は、図11のADに示すL状態か
らH状態に変化する信号波形(H状態:VDD2、L状
態:GND)になる。
【0051】ノードBにおける信号は、AD信号が入力
されるNOR回路60内の遅延時間(1T)だけ遅れ
て、図11のノードBに示すH状態からL状態に変化す
る信号波形(H状態:VDD2、L状態:GND)にな
る。
【0052】ノードCにおける信号は、インバーター回
路70内の遅延時間(1T)だけ遅れて、図11のノー
ドCに示すL状態からH状態に変化する信号波形(H状
態:VDD2、L状態:GND)になる。
【0053】ノードDにおける信号は、N型MOSトラ
ンジスタ80aのスイッチングに基づいて変化し、図1
1のノードDに示すL状態からH状態に変化する信号波
形(H状態:VDD1、L状態:GND)となる。
【0054】ADOUTB信号は、図11のノードBお
よびノードCに示す信号波形のタイミングを受けて、図
11のADOUTBに示すH状態からL状態に変化する
信号波形(H状態:VDD2、L状態:GND)とな
る。
【0055】図11に示すように、ノードCにおける信
号は、ノードBにおける信号よりも1Tだけ遅延する。
このため、図9の電圧出力回路80内の動作は、まず始
めに図9に示すノードBの信号状態が、NOR回路60
の出力信号に基づいて、H状態からL状態に変化するこ
とによって、N型MOSトランジスタ80aがON状態
からOFF状態になる。この時、電圧出力回路80のA
DOUTB端子から出力されるADOUTB信号は、H
状態であるため、N型MOSトランジスタ80aおよび
P型MOSトランジスタ80cがOFF状態であり、電
圧出力回路80内のノードDの信号状態は、フローティ
ング状態になる。ただし、ノードDには電流がどこから
も供給されないので、ノードDの信号状態は、L状態を
維持する。 その後、図9に示すノードCの信号状態
が、インバータ回路70の出力信号に基づいて、L状態
からH状態に変化することによって、N型MOSトラン
ジスタ80bがOFF状態からON状態となり、ここで
初めて、ADOUTB信号がH状態からL状態に変化す
る。ADOUTB信号がH状態からL状態に変化するこ
とによって、P型MOSトランジスタ80cがOFF状
態からON状態に変化し、フローティング状態であった
ノードDの信号状態がL状態からH状態に変化する。ノ
ードDの信号状態がL状態からH状態に変化することに
よって、P型MOSトランジスタ80dがON状態から
OFF状態に変化し、ADOUTB信号のH状態からL
状態への遷移が加速される。
【0056】電圧出力回路80におけるADOUTB信
号のH状態からL状態への変化は、図11に示すノード
Cの信号波形のL状態からH状態への変化点が起点にな
っているので、この起点からの経過時間を遅延時間(B
T)とする。
【0057】これにより、電圧変換回路Bのスタンバイ
状態を解除後、入力端子であるAD端子から入力される
AD信号のみがL状態からH状態に変化した場合に、出
力端子であるADOUTB端子からADOUTB信号が
出力されるまでの遅延時間は、図11のADOUTBの
信号波形に示すように、1T+BTとなる。この遅延時
間は、ノードBの信号状態がH状態からL状態への変化
点を起点とし、ADOUTB信号がH状態から(VDD
1)/2の電圧値になる時間を終点とする。
【0058】次に、図9に示す電圧変換回路Bにおい
て、スタンバイ状態を解除後、バッファ回路50に入力
されるCEB信号がL状態を保持し、NOR回路60に
入力されるAD信号がH状態からL状態に変化する場合
を考える。
【0059】図12は、電圧変換回路Bのスタンバイ状
態の解除後、AD信号がH状態からL状態に変化した場
合のADOUTB信号および各ノードA、B、C、Dの
おける信号のタイミングチャートである。ここで、CE
B、AD、ADOUTBおよびノードA、B、C、D
は、それぞれCEB信号、AD信号、ADOUTB信号
およびノードA、B、C、Dにおける信号の信号波形を
示す。
【0060】CEB信号は、スタンバイ状態が解除され
ているので、図12のCEBに示すように、L状態(G
ND)に固定されている。
【0061】ノードAにおける信号は、CEB信号がL
状態(GND)であるので、L状態となり遅延時間は存
在せず、図12のノードAに示すタイミングの信号波形
(L状態:GND)になる。
【0062】AD信号は、図12のADに示すH状態か
らL状態に変化する信号波形(H状態:VDD2、L状
態:GND)になる。
【0063】ノードBにおける信号は、AD信号が入力
されるNOR回路60内の遅延時間(1T)だけ遅れ
て、図12のノードBに示すL状態からH状態に変化す
る信号波形(H状態:VDD2、L状態:GND)にな
る。
【0064】ノードCにおける信号は、インバーター回
路70内の遅延時間(1T)だけ遅れて、図12のノー
ドCに示すH状態からL状態に変化する信号波形(H状
態:VDD2、L状態:GND)になる。
【0065】ノードDにおける信号は、N型MOSトラ
ンジスタ80aのスイッチングに基づいて変化し、図1
2のノードDに示すH状態からL状態に変化する信号波
形(H状態:VDD1、L状態:GND)となる。
【0066】ADOUTB信号は、図12のノードBお
よびノードCに示す信号波形のタイミングを受けて、図
12のADOUTBに示すL状態からH状態に変化する
信号波形(H状態:VDD1、L状態:GND)とな
る。
【0067】図12に示すように、ノードCにおける信
号は、ノードBにおける信号よりも1Tだけ遅延する。
このため、図9の電圧出力回路80内の動作は、まず始
めに図9に示すノードBの信号状態が、NOR回路60
の出力信号に基づいて、L状態からH状態に変化するこ
とによって、N型MOSトランジスタ80aがOFF状
態からON状態になる。N型MOSトランジスタ80a
がON状態になると、N型MOSトランジスタ80aの
ドレイン端子がL状態になり、電圧出力回路80のノー
ドDの信号状態がH状態(VDD1)からL状態(GN
D)に変化する。その後、図9に示すノードCの信号状
態が、インバータ回路70の出力信号に基づいて、H状
態からL状態に変化することによって、N型MOSトラ
ンジスタ80bがON状態からOFF状態になる。この
N型MOSトランジスタ80bがON状態からOFF状
態になる動作時に、上記ノードDの信号状態がH状態か
らL状態に変化することに伴うP型MOSトランジスタ
80dがOFF状態からON状態へ変化し、電源電圧V
DD1がN型MOSトランジスタ80bのドレイン端子
に印加され、このドレイン端子に接続されたADOUT
B端子から出力されるADOUTB信号がL状態(GN
D)からH状態(VDD1)に変化する。P型MOSト
ランジスタ80dがOFF状態からON状態になるタイ
ミングと、N型MOSトランジスタ80bがON状態か
らOFF状態になるタイミングとは、図10に示すスタ
ンバイ状態が解除された場合と同様に、ほぼ同じタイミ
ングということになる。
【0068】図12に示すように、ノードBの信号波形
と、ノードCの信号波形との関係は、ノードBの信号波
形がL状態からH状態に変化をし、この変化に基づい
て、ノードCの信号波形がH状態からL状態に変化す
る。このように、図9に示す電圧出力回路80に対する
信号の入力状態は、図10に示すスタンバイ状態が解除
された場合と同様であるため、ADOUTB信号はL状
態からH状態に変化するまでの遅延時間は、ATとな
る。
【0069】これにより、電圧変換回路Bのスタンバイ
状態を解除後、入力端子であるAD端子から入力される
AD信号のみがH状態からL状態に変化した場合に、出
力端子であるADOUTB端子からADOUTB信号が
出力されるまでの遅延時間は、図12のADOUTBの
信号波形に示すように、1T+ATとなる。この遅延時
間は、ノードBの信号状態がL状態からH状態への変化
点を起点とし、ADOUTB信号がL状態から(VDD
1)/2の電圧値になる時間を終点とする。
【0070】図10、11および12のADOUTBお
よびノードDに示すADOUTB信号およびノードDの
信号は、それぞれの電圧極性が反転している関係にあ
る。図9に示す電圧出力回路80内のノードDにおける
信号を、電圧変換回路Bの出力信号とした場合、図11
および12に示すようにノードDからの信号が出力され
るまでの遅延時間の差が大きくなる。このため、ノード
Dからの信号を電圧変換回路Bの出力信号とすることは
好ましくない。これにより、電圧変換回路Bの出力信号
は、スタンバイ状態の解除、スタンバイ状態解除後のA
D信号のL状態からH状態およびH状態からL状態のそ
れぞれの動作における遅延時間の差が小さいADOUT
B端子から出力されるADOUTB信号を用いる。
【0071】
【発明が解決しようとする課題】図9に示す電圧変換回
路Bでは、スタンバイ状態を解除する場合、および、ス
タンバイ状態解除後のアドレス信号であるAD信号のみ
がH状態、L状態に変化する場合でも、前述のように、
電圧変換回路Bの出力信号に遅延時間が生じ、この遅延
時間を短縮することが強く要求される。例えば、一般的
な半導体記憶装置のように、アドレス信号を入力して出
力信号としてデータを出力する場合、半導体記憶装置内
のアクセスタイムを短縮することにより、高速にデータ
の読み出しが可能となる。
【0072】しかしながら、図9に示す電圧変換回路B
では、スタンバイ状態を解除するアクセス、および、ス
タンバイ状態解除後のアドレス信号のみがH状態または
L状態に変化するアクセスでも、電圧変換回路Bの出力
信号に長い遅延時間が生じ、電圧変換回路Bを半導体記
憶装置等の半導体装置に用いると、高速にデータの読み
出しが行なえないおそれがある。
【0073】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、その目的は、入出力端子間における信号の遅延
時間を短縮する電圧変換回路およびそれを用いた半導体
装置を提供することにある。
【0074】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧変換回路
は、入力信号電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路
において、待機・動作制御信号を反転させた第1反転信
号を出力する反転回路と、該待機・動作制御信号および
該第1反転信号に基づいて、入力信号に応じた動作用信
号または待機用信号を出力する論理回路と、該待機用信
号の入力により電圧変換出力レベルを所定の電圧レベル
に固定し、該動作用信号の入力により、該入力信号およ
び該第1反転信号に基づいて、該入力信号電圧を所定の
電圧に変換して出力する電圧出力回路と、を有するもの
であり、そのことにより上記目的が達成される。
【0075】また、本発明の電圧変換回路は、入力信号
電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路において、第
1反転信号を出力する第1反転制御回路および該第1反
転信号を反転させた待機・動作制御信号を出力する第2
反転制御回路が設けられた制御回路と、該待機・動作制
御信号および該第1反転信号に基づいて、入力信号に応
じた動作用信号または待機用信号を出力する論理回路
と、該待機用信号の入力により電圧変換出力レベルを所
定の電圧レベルに固定し、該動作用信号の入力により、
該入力信号および該第1反転信号に基づいて、該入力信
号電圧を所定の電圧に変換して出力する電圧出力回路
と、を有するものであり、そのことにより上記目的が達
成される。
【0076】また、好ましくは、本発明の電圧変換回路
は、前記待機・動作制御信号を生成する制御回路をさら
に有する。
【0077】さらに、好ましくは、本発明の電圧変換回
路において、前記論理回路は3値論理回路であり、該3
値論理回路の出力端と電源との間にプルアップ回路が設
けられ、該プルアップ回路は、前記第1反転信号により
制御可能に構成されている。
【0078】さらに、好ましくは、本発明の電圧変換回
路において、前記3値論理回路は、P型MOSトランジ
スタおよびN型MOSトランジスタから成るCMOSイ
ンバータを有し、該P型MOSトランジスタのソース端
子には、さらに他のP型MOSトランジスタのドレイン
端子が接続され、該N型MOSトランジスタのソース端
子には、さらに他のN型MOSトランジスタのドレイン
端子が接続され、該他のP型MOSトランジスタのソー
ス端子は電源電圧に接続され、該他のN型MOSトラン
ジスタのソース端子は、アース(接地)に接続され、該
他のN型MOSトランジスタのゲート端子には前記第1
反転信号が入力され、該他のP型MOSトランジスタの
ゲート端子には、前記待機・動作制御信号が入力され、
該CMOSインバータの該P型MOSトランジスタおよ
びN型MOSトランジスタの各ゲート端子には、前記入
力信号が入力されるように構成されている。
【0079】さらに、好ましくは、本発明の電圧変換回
路において、前記電圧出力回路は、各ソース端子が電源
に接続され並列に設けられた各P型MOSトランジスタ
を有し、一方の該P型MOSトランジスタのゲート端子
は他方の該P型MOSトランジスタのドレイン端子に接
続され、他方の該P型MOSトランジスタのゲート端子
は一方の該P型MOSトランジスタのドレイン端子に接
続され、一方の該P型MOSトランジスタのドレイン端
子は第1N型MOSトランジスタおよび第2N型MOS
トランジスタを介して接地され、他方の該P型MOSト
ランジスタのドレイン端子は、第3N型MOSトランジ
スタを介して接地されており、該第3N型MOSトラン
ジスタのゲート端子には前記動作用信号または待機用信
号が入力され、該第2N型MOSトランジスタのゲート
端子には前記入力信号が入力され、該第1N型MOSト
ランジスタのゲート端子には前記第1反転信号が入力さ
れるように構成されている。
【0080】さらに、好ましくは、本発明の電圧変換回
路は、前記電圧出力回路が少なくとも二つの出力端子を
有しており、一方の該出力端子と他方の該出力端子とか
ら互いに極性を反転した電圧変換出力信号が出力され
る。
【0081】本発明の半導体装置は、請求項1〜7のい
ずれかに記載の電圧変換回路を集積したものであり、そ
のことにより上記目的が達成される。
【0082】上記構成により、以下、その作用を説明す
る。
【0083】本発明の電圧変換回路は、まず、入力信号
であるAD(アドレス)信号が、電圧出力回路に入力さ
れる。次に、待機・動作制御信号が反転回路に入力さ
れ、反転回路から待機・動作制御信号を反転させた第1
反転信号が出力されて、電圧出力回路に入力される。ま
た、待機・動作制御信号および第1反転信号が入力信号
とともに論理回路に入力され、論理回路から入力信号に
応じた極性の動作用信号または待機用信号が出力されて
電圧出力回路に入力される。
【0084】このように、電圧出力回路は、電圧出力回
路の出力側の所定の入力端子に入力信号、第1反転信号
が入力され、電圧出力回路の入力側の所定に入力端子に
動作用信号または待機用信号が入力され、動作用信号ま
たは待機用信号が入力されるよりも先に、入力信号およ
び第1反転信号が入力されることによって、入力信号お
よび第1反転信号の信号波形の変化を受けて、電圧変換
回路の出力信号である電圧変換出力信号の信号波形が変
化を開始するので、信号の遅延時間の短縮が実現でき
る。
【0085】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
【0086】図1は、本発明の実施形態である電圧変換
回路1の回路図である。
【0087】図1に示す本発明の電圧変換回路1は、ス
タンバイ機能を備えており、制御回路であるバッファ回
路10、反転回路であるインバータ回路15、出力状態
がH状態、L状態、HIGHインピーダンスの3つの状
態を取る3値論理回路であるトライステート回路20、
入力信号電圧を所定の電圧に変換する電圧出力回路25
およびプルアップ回路であるプルアップ用P型MOSト
ランジスタ30aを有する。
【0088】本発明の電圧変換回路1は、電圧変換回路
1の入力端子であるトライステート回路20のAD端子
に入力される前述の電圧条件Aを満足するAD(アドレ
ス)信号(H状態:VDD2、L状態:VSS2)を、
電圧変換回路1の制御端子であるバッファ回路10のC
EB端子に入力されるCEB信号に基づいて制御し、電
圧変換回路1の出力端子である電圧出力回路25のAD
OUTB端子から、AD信号が電圧変換されたADOU
TB信号(H状態:VDD1、L状態:VSS1)が最
小の遅延時間にて出力される。CEB信号は、電圧変換
回路1がスタンバイ状態であるか動作状態であるかを切
り換える制御信号である。
【0089】バッファ回路10は、CMOSトランジス
タから成るインバータ回路が直列に2段接続されてい
る。1段目のインバータ回路は、P型MOSトランジス
タ10bおよびN型MOSトランジスタ10aから構成
されている。P型MOSトランジスタ10bのドレイン
端子およびゲート端子は、それぞれN型MOSトランジ
スタ10aのドレイン端子およびゲート端子にそれぞれ
接続される。P型MOSトランジスタ10bおよびN型
MOSトランジスタ10aの各ドレイン端子は、1段目
のインバータ回路の出力端子であり、2段目のインバー
タ回路の入力端子に接続されている。P型MOSトラン
ジスタ10bおよびN型MOSトランジスタ10aの各
ゲート端子は、バッファ回路10の入力端子であり、ス
タンバイ状態と動作状態との切換信号であるCEB信号
が入力されるCEB端子となる。P型MOSトランジス
タ10bおよびN型MOSトランジスタ10aの各ソー
ス端子は、それぞれ電源電圧VDD2およびVSS2=
GND(アース)に接続される。
【0090】2段目のインバータ回路も、P型MOSト
ランジスタ10dおよびN型MOSトランジスタ10c
から構成されており、1段目のインバータ回路と同様に
接続されている。P型MOSトランジスタ10dおよび
N型MOSトランジスタ10cの各ゲート端子は、2段
目のインバータ回路の入力端子であり、1段目のインバ
ータ回路の出力端子と接続されている。P型MOSトラ
ンジスタ10dおよびN型MOSトランジスタ10cの
各ドレイン端子は、バッファ回路10の出力端子であ
り、ノードAに接続されている。P型MOSトランジス
タ10dおよびN型MOSトランジスタ10cの各ソー
ス端子は、それぞれ電源電圧VDD2およびVSS2=
GND(アース)にそれぞれ接続される。
【0091】インバータ回路15は、P型MOSトラン
ジスタ15bおよびN型MOSトランジスタ15aから
構成されている。P型MOSトランジスタ15bのドレ
イン端子およびゲート端子は、それぞれN型MOSトラ
ンジスタ15aのドレイン端子およびゲート端子にそれ
ぞれ接続される。P型MOSトランジスタ15bおよび
N型MOSトランジスタ15aの各ドレイン端子は、イ
ンバータ回路15の出力端子となり、P型MOSトラン
ジスタ15bおよびN型MOSトランジスタ15aの各
ゲート端子は、インバータ回路15の入力端子となる。
インバータ回路15の出力端子は、ノードCを介してト
ライステート回路20のN型MOSトランジスタ20a
のゲート端子、プルアップ用P型MOSトランジスタ3
0aのゲート端子および電圧出力回路25のN型MOS
トランジスタ25cのゲート端子に接続されている。イ
ンバータ回路15の入力端子は、ノードAを介してバッ
ファ回路10の出力端子に接続されているとともに、ト
ライステート回路20のP型MOSトランジスタ20d
のゲート端子に接続される。P型MOSトランジスタ1
5bおよびN型MOSトランジスタ15aの各ソース端
子は、それぞれ電源電圧VDD2およびVSS2(GN
D:アース)にそれぞれ接続される。
【0092】トライステート回路20は、CMOSトラ
ンジスタを構成するP型MOSトランジスタ20cおよ
びN型MOSトランジスタ20b、および、P型MOS
トランジスタ20cおよびN型MOSトランジスタ20
bの各ソース端子にそれぞれ接続されたP型MOSトラ
ンジスタ20dおよびN型MOSトランジスタ20aを
有している。
【0093】P型MOSトランジスタ20cおよびN型
MOSトランジスタ20bは、それぞれドレイン端子同
士およびゲート端子同士が接続され、ドレイン端子側が
トライステート回路20の出力端子、ゲート端子側がト
ライステート回路20の入力端子となる。トライステー
ト回路20の出力端子は、ノードBを介してプルアップ
用P型MOSトランジスタ30aのドレイン端子および
電圧出力回路25のN型MOSトランジスタ25aの各
ゲート端子に接続されている。トライステート回路20
の入力端子は、アドレス信号であるAD信号が入力され
るAD端子であり、電圧出力回路25のN型MOSトラ
ンジスタ25bのゲート端子に接続されている。
【0094】P型MOSトランジスタ20cおよびN型
MOSトランジスタ20bの各ソース端子は、それぞれ
P型MOSトランジスタ20dおよびN型MOSトラン
ジスタ20aのドレイン端子にそれぞれ接続される。P
型MOSトランジスタ20dのソース端子およびゲート
端子は、それぞれ電源電圧VDD2およびインバータ回
路15の入力端子にそれぞれ接続され、N型MOSトラ
ンジスタ20aのソース端子およびゲート端子は、それ
ぞれVSS2(GND:アース)およびインバータ回路
15の出力端子にそれぞれ接続される。
【0095】ノードBを電源電圧VDD2にプルアップ
するプルアップ用P型MOSトランジスタ30aは、ソ
ース端子が電源電圧VDD2に接続され、ドレイン端子
およびゲート端子がそれぞれノードBおよびノードCに
それぞれ接続されている。
【0096】電圧出力回路25は、P型MOSトランジ
スタ25dおよび25eが並列に接続されている。P型
MOSトランジスタ25dおよび25eの各ソース端子
は、それぞれ電源電圧VDD1に接続され、P型MOS
トランジスタ25dおよび25eの各ドレイン端子は、
それぞれN型MOSトランジスタ25aおよび25cの
ドレイン端子にそれぞれ接続されている。P型MOSト
ランジスタ25dおよび25eの各ゲート端子は、それ
ぞれN型MOSトランジスタ25cおよび25aのドレ
イン端子にそれぞれ接続されている。N型MOSトラン
ジスタ25cのソース端子は、N型MOSトランジスタ
25bのドレイン端子に接続されている。P型MOSト
ランジスタ25eおよびN型MOSトランジスタ25c
の各ドレイン端子は、電圧変換回路1の出力端子である
ADOUTB端子となる。N型MOSトランジスタ25
aおよび25bの各ソース端子は、それぞれVSS1
(GND:アース)に接続される。N型MOSトランジ
スタ25aおよび25cの各ゲート端子は、それぞれノ
ードBおよびノードCを介してトライステート回路20
およびインバータ回路15の出力端子にそれぞれ接続さ
れ、N型MOSトランジスタ25bのゲート端子は、ト
ライステート回路20の入力端子であるAD端子に接続
される。
【0097】次に、図1に示す本発明の電圧変換回路1
の動作を説明する。電圧変換回路1は、制御端子である
CEB端子より入力されるCEB信号がL状態の場合に
動作状態、CEB信号がH状態の場合にスタンバイ状態
となる。
【0098】CEB信号がH状態(VDD2)の場合、
バッファ回路10の入力端子には、H状態のCEB信号
が入力され、CMOSトランジスタが2段接続されたバ
ッファ回路10の出力端子からH状態の出力信号(待機
・動作制御信号)が出力される。このH状態の出力信号
は、ノードAを介してインバータ回路15の入力端子、
および、トライステート回路20ののP型MOSトラン
ジスタ20dのゲート端子に入力される。このため、P
型MOSトランジスタ20dは、OFF状態となる。ま
た、H状態の信号が入力されたインバータ回路15の出
力端子からは、L状態の出力信号(第1反転信号)が出
力され、そのL状態の出力信号は、トライステート回路
20のN型MOSトランジスタ20a、電圧出力回路2
5のN型MOSトランジスタ25cおよびプルアップ用
P型MOSトランジスタ30aの各ゲート端子に入力さ
れ、N型MOSトランジスタ20aおよびN型MOSト
ランジスタ25cはOFF状態となり、プルアップ用P
型MOSトランジスタ30aはON状態となり、ノード
BをH状態に保持する。
【0099】この場合、トライステート回路20のAD
端子に入力されるAD信号がH状態またはL状態のどち
らでも、P型MOSトランジスタ20dおよびN型MO
Sトランジスタ20aは、OFF状態であるので、P型
MOSトランジスタ20cおよびN型MOSトランジス
タ20bのドレイン端子に接続されているトライステー
ト回路20の出力端子はHIGHインピーダンスとな
る。このため、トライステート回路20の出力状態は、
HIGHインピーダンスに固定される。ところが、ノー
ドBは、P型MOSトランジスタ30aによりH状態に
保持されているので、電圧出力回路25のN型MOSト
ランジスタ25aのゲート端子には、H状態の信号(待
機用信号)が入力される。
【0100】N型MOSトランジスタ25aのゲート端
子がH状態になると、N型MOSトランジスタ25aは
ON状態となり、N型MOSトランジスタ25aのドレ
イン端子はL状態になる。この時、N型MOSトランジ
スタ25cのゲート端子には、インバータ回路15から
のL状態の出力信号がノードCを介して入力され、N型
MOSトランジスタ25bのゲート端子には、AD端子
からH状態またはL状態のAD信号が入力される。この
ため、N型MOSトランジスタ25cは、OFF状態と
なり、N型MOSトランジスタ25bは、AD信号に基
づいてON状態またはOFF状態となる。これにより、
N型MOSトランジスタ25cのドレイン端子は、N型
MOSトランジスタ25bのON状態またはOFF状態
に影響を受けず、H状態を保持する。
【0101】N型MOSトランジスタ25cのドレイン
端子がH状態となるとP型MOSトランジスタ25dの
ゲート端子もH状態となり、P型MOSトランジスタ2
5dはOFF状態となる。このため、電圧出力回路25
の電源電圧VDD1は、N型MOSトランジスタ25a
のドレイン端子に印加されず、N型MOSトランジスタ
25aのドレイン端子はL状態を保持する。
【0102】N型MOSトランジスタ25aのドレイン
端子がL状態であると、ノードDを介してP型MOSト
ランジスタ25eのゲート端子もL状態となり、P型M
OSトランジスタ25eがON状態となる。これによ
り、電圧出力回路25の電源電圧VDD1は、N型MO
Sトランジスタ25cのドレイン端子に印加される。こ
の時、N型MOSトランジスタ25cは、OFF状態で
あるので、N型MOSトランジスタ25cのドレイン端
子に接続された電圧出力回路25のADOUTB端子よ
りH状態(VDD1)の信号が出力される。
【0103】これにより、電圧変換回路1は、制御端子
であるCEB端子に入力されるCEB信号がH状態であ
れば、入力端子であるAD端子に入力されるAD信号が
H状態またはL状態の信号状態にかかわらず、出力端子
であるADOUTB端子から出力されるADOUTB信
号は、常に、H状態となり電圧変換回路1のスタンバイ
状態が保持される。
【0104】次に、CEB信号がL状態(VSS2)の
場合、バッファ回路10の入力端子であるCEB端子に
は、L状態のCEB信号が入力され、バッファ回路10
の出力端子からL状態の出力信号が出力される。このL
状態の出力信号は、ノードAを介してインバータ回路1
5の入力端子およびトライステート回路20のP型MO
Sトランジスタ20dのゲート端子に入力される。この
時、インバータ回路15の出力端子からは、H状態の出
力信号が出力され、このH状態の出力信号は、ノードC
を介してトライステート回路20のN型MOSトランジ
スタ20a、電圧出力回路25のN型MOSトランジス
タ25cおよびプルアップ用P型MOSトランジスタ3
0aの各ゲート端子に入力され、N型MOSトランジス
タ20aおよびN型MOSトランジスタ25cはON状
態となり、プルアップ用P型MOSトランジスタ30a
はOFF状態となる。
【0105】また、L状態の信号がゲート端子に入力さ
れたP型MOSトランジスタ20dは、ON状態とな
る。このため、トライステート回路20のN型MOSト
ランジスタ20aおよびP型MOSトランジスタ20d
のどちらもON状態となり、トライステート回路20
は、入力端子であるAD端子に入力されるH状態または
L状態のAD信号に基づいてノードBに出力信号(動作
用信号)を出力する。
【0106】この場合、トライステート回路20のAD
端子に入力されるAD信号がH状態であれば、H状態の
AD信号がP型MOSトランジスタ20cおよびN型M
OSトランジスタ20bのゲート端子、および、電圧出
力回路25のN型MOSトランジスタ25bのゲート端
子に入力される。P型MOSトランジスタ20dおよび
N型MOSトランジスタ20aは、どちらもON状態と
なるので、P型MOSトランジスタ20cおよびN型M
OSトランジスタ20bは、CMOSトランジスタとし
て動作し、N型MOSトランジスタ25bもON状態と
なる。このため、P型MOSトランジスタ20cおよび
N型MOSトランジスタ20bのドレイン端子に接続さ
れているトライステート回路20の出力端子からは、L
状態の出力信号が出力される。このL状態の出力信号
は、ノードBを介して電圧出力回路25のN型MOSト
ランジスタ25aのゲート端子に入力される。
【0107】N型MOSトランジスタ25aのゲート端
子がL状態になると、N型MOSトランジスタ25aは
OFF状態となり、N型MOSトランジスタ25aのド
レイン端子はH状態になる。この時、N型MOSトラン
ジスタ25cのゲート端子には、インバータ回路15か
らのH状態の出力信号がノードCを介して入力される。
このため、N型MOSトランジスタ25cおよびN型M
OSトランジスタ25bは、共にON状態となり、N型
MOSトランジスタ25cのドレイン端子はL状態とな
る。
【0108】N型MOSトランジスタ25cのドレイン
端子がL状態となるとP型MOSトランジスタ25dの
ゲート端子もL状態となり、P型MOSトランジスタ2
5dはON状態となる。このため、電圧出力回路25の
電源電圧VDD1が、N型MOSトランジスタ25aの
ドレイン端子に印加され、ノードDがH状態に保持され
る。N型MOSトランジスタ25aのドレイン端子がH
状態となると、ノードDを介してP型MOSトランジス
タ25eのゲート端子もH状態となり、P型MOSトラ
ンジスタ25eはOFF状態となる。このため、電圧出
力回路25の電源電圧VDD1は、N型MOSトランジ
スタ25cのドレイン端子に印加されず、N型MOSト
ランジスタ25cのドレイン端子はL状態を保持され、
N型MOSトランジスタ25cのドレイン端子に接続さ
れた電圧出力回路25のADOUTB端子よりL状態
(VSS1)の信号が出力される。
【0109】また、CEB信号がL状態(VSS2)に
おいて、トライステート回路20のAD端子に入力され
るAD信号がL状態であれば、L状態のAD信号がP型
MOSトランジスタ20cおよびN型MOSトランジス
タ20bのゲート端子、および、電圧出力回路25のN
型MOSトランジスタ25bのゲート端子に入力され
る。P型MOSトランジスタ20dおよびN型MOSト
ランジスタ20aは、どちらもON状態であるので、P
型MOSトランジスタ20cおよびN型MOSトランジ
スタ20bは、CMOSトランジスタとして動作し、N
型MOSトランジスタ25bは、OFF状態となる。こ
のため、P型MOSトランジスタ20cおよびN型MO
Sトランジスタ20bのドレイン端子に接続されている
トライステート回路20の出力端子からは、H状態の出
力信号が出力される。このH状態の出力信号は、ノード
Bを介して電圧出力回路25のN型MOSトランジスタ
25aのゲート端子に入力される。
【0110】N型MOSトランジスタ25aのゲート端
子がH状態になると、N型MOSトランジスタ25aは
ON状態となり、N型MOSトランジスタ25aのドレ
イン端子はL状態になる。この時、N型MOSトランジ
スタ25cのゲート端子には、インバータ回路15から
のH状態の出力信号がノードCを介して入力される。こ
のため、N型MOSトランジスタ25cは、ON状態と
なるが、N型MOSトランジスタ25bは、OFF状態
となり、N型MOSトランジスタ25cのドレイン端子
は、N型MOSトランジスタ25bのドレイン端子のH
状態と同電位になる。
【0111】N型MOSトランジスタ25cのドレイン
端子がH状態になるとP型MOSトランジスタ25dの
ゲート端子もH状態となり、P型MOSトランジスタ2
5dはOFF状態となる。このため、電圧出力回路25
の電源電圧VDD1は、N型MOSトランジスタ25a
のドレイン端子に印加されず、N型MOSトランジスタ
25aのドレイン端子のL状態が保持される。N型MO
Sトランジスタ25aのドレイン端子がL状態である
と、ノードDを介してP型MOSトランジスタ25eの
ゲート端子もL状態となり、P型MOSトランジスタ2
5eはON状態となる。このため、電圧出力回路25の
電源電圧VDD1は、N型MOSトランジスタ25cの
ドレイン端子に印加され、N型MOSトランジスタ25
cのドレイン端子に接続された電圧出力回路25のAD
OUTB端子よりH状態(VDD1)の信号が出力され
る。
【0112】これにより、電圧変換回路1は、制御端子
であるCEB端子に入力されるCEB信号がL状態であ
れば、入力端子であるAD端子に入力されるAD信号が
H状態またはL状態の信号状態に基づいて、出力端子で
あるADOUTB端子から出力されるADOUTB信号
は、それぞれL状態またはH状態となり電圧変換回路1
の動作状態が保持される。
【0113】図2は、図1に示す電圧変換回路1のスタ
ンバイ状態が解除された場合のCEB信号、AD信号、
ADOUTB信号および各ノードA、B、C、Dにおけ
る信号のタイミングチャートである。ここで、CEB、
AD、ADOUTBおよびノードA、B、C、Dは、そ
れぞれCEB信号、AD信号、ADOUTB信号および
ノードA、B、C、Dにおける信号の信号波形を示し、
ノードAにおける信号は待機・動作制御信号、ノードB
における信号は待機用信号または動作用信号、ノードC
における信号は第1反転信号、ADOUTB信号は電圧
変換出力信号である。
【0114】図1の電圧変換回路1においてスタンバイ
状態が解除される場合、バッファ回路10に入力される
CEB信号がH状態(VDD2)からL状態(VSS2
=GND)に変化するので、バッファ回路10の出力端
子に接続されているノードAにおけるバッファ回路10
の出力信号は、バッファ回路10内の遅延時間(2T)
だけ遅れて、図1のノードAに示すH状態からL状態に
変化する信号波形(H状態:VDD2、L状態:GN
D)になる。
【0115】この場合、トライステート回路20に入力
されるAD信号は、図2のADに示すようにH状態(V
DD2)に固定されているとする。
【0116】この時、図1に示すノードAの信号が入力
されるインバータ回路15の出力端子に接続されている
ノードCにおける出力信号は、インバーター回路15内
の遅延時間(1T)だけ遅れて、図2のノードCに示す
L状態からH状態に変化する信号波形(H状態:VDD
2、L状態:GND)となる。
【0117】ノードCの信号波形がL状態からH状態へ
の変化を受けて、図1に示すトライステート回路20の
出力端子に接続されているノードBにおける出力信号
は、ノードCの信号よりトライステート回路20内の遅
延時間(1T)だけ遅れて、図2のノードBに示すH状
態からL状態に変化する信号波形(H状態:VDD2、
L状態:GND)になる。
【0118】N型MOSトランジスタ25aのドレイン
端子に接続されているノードDにおける信号は、ノード
Bの信号波形がH状態からL状態への変化を受けて、図
2のノードDに示すL状態からH状態に変化する信号波
形(H状態:VDD1、L状態:GND)となる。
【0119】電圧変換回路1の出力端子であるADOU
TB端子から出力されるADOUTB信号は、図2のノ
ードBおよびノードCに示す信号波形のタイミングを受
けて、図2のADOUTBに示すH状態からL状態に変
化する信号波形(H状態:VDD1、L状態:GND)
となる。
【0120】図2に示すように、ノードBにおける信号
は、ノードCにおける信号よりも1Tだけ遅延する。図
1の電圧出力回路25内の動作は、まず始めに、H状態
のAD信号がN型MOSトランジスタ25bのゲート端
子に入力され、N型MOSトランジスタ25bはON状
態となる。次に、ノードCの信号状態が、インバータ回
路15の出力信号に基づいて、L状態からH状態に変化
することによって、N型MOSトランジスタ25cがO
FF状態からON状態になり、P型MOSトランジスタ
30aがON状態からOFF状態になる。P型MOSト
ランジスタ30aは、OFF状態となりトライステート
回路20の出力信号であるノードBにおける信号の変化
に影響しない。N型MOSトランジスタ25bおよびN
型MOSトランジスタ25cがON状態になると、N型
MOSトランジスタ25bおよびN型MOSトランジス
タ25cのドレイン端子がH状態からL状態に変化し、
電圧出力回路25のADOUTB端子から出力されるA
DOUTB信号もH状態(VDD1)からL状態(GN
D)に変化し始める。そうすると、P型MOSトランジ
スタ25dがOFF状態からON状態に変化する。その
変化中に、トライステート回路20の出力信号であるノ
ードBにおける信号は、H状態からL状態に変化し、こ
れに伴ないN型MOSトランジスタ25aがON状態か
らOFF状態に変化し、N型MOSトランジスタ25a
のドレイン端子に接続されているノードDの信号状態が
L状態からH状態に変化する。この結果、ノードDのH
状態の信号がP型MOSトランジスタ25eのゲート端
子に入力され、P型MOSトランジスタ25eは、ON
状態からOFF状態に変化し、電源電圧VDD1および
GND(VSS1)間のP型MOSトランジスタ25
e、N型MOSトランジスタ25cおよびN型MOSト
ランジスタ25bを流れる貫通電流は、無くなる。
【0121】このように、電圧出力回路25におけるA
DOUTB信号のH状態からL状態への変化は、ノード
Bにおける信号の遅延時間に関係なく、図2に示すノー
ドCの信号波形のL状態からH状態への変化点が起点に
なっているので、この起点からの経過時間を遅延時間
(CT)とする。
【0122】これにより、電圧変換回路1のスタンバイ
状態を解除した場合に、出力端子であるADOUTB端
子からADOUTB信号が出力されるまでの遅延時間
は、図2のADOUTBの信号波形に示すように、2T
+CTとなる。この遅延時間は、CEB信号がH状態か
ら(VDD2)/2の電圧値になる時間を起点とし、A
DOUTB信号がH状態から(VDD1)/2の電圧値
になる時間を終点とする。
【0123】また、トライステート回路20に入力され
るAD信号が、L状態(VSS2)に固定されている場
合は、ADOUTB信号は、常に、H状態となるので、
この場合には、電圧変換回路1のスタンバイ状態が解除
されてから、出力端子であるADOUTB端子からAD
OUTB信号が出力されるまでの遅延時間は存在しな
い。
【0124】したがって、図1に示す電圧変換回路1お
けるスタンバイ状態の解除時に、出力信号であるADO
UTB信号が出力されるまでの遅延時間は、2T+CT
が最大(ワーストケース)となる。
【0125】本発明の電圧変換回路1および従来例であ
る図9に示す電圧変換回路Bのスタンバイ状態を解除し
た場合の電圧出力回路25および80におけるADOU
TB信号の電圧変化が生じるまでのそれぞれの遅延時間
CTおよび遅延時間ATを、図2および図10のタイミ
ングチャートを用いて比較すると、以下の改善が図れ
る。従来例における遅延時間ATは、図10に示すノー
ドBの信号波形の変化を受けて、ノードDの信号波形が
変化し、さらに、そのノードDの信号波形の変化を受け
て、ADOUTBの信号波形が変化するまでの時間であ
る。一方、本発明における遅延時間CTは、図2に示す
ノードCの信号波形の変化を受けて、ADOUTB信号
波形が変化するまでの時間である。
【0126】この結果、遅延時間CTは、ノードC→A
DOUTBに対する信号変化の時間となり、遅延時間A
TのようなノードB→ノードD→ADOUTBに対する
信号変化の時間に対して、明確に時間短縮が図れる。
【0127】次に、図1に示す電圧変換回路1におい
て、スタンバイ状態を解除後、バッファ回路50に入力
されるCEB信号がL状態を保持し、トライステート回
路20に入力されるAD信号がL状態からH状態に変化
する場合を考える。
【0128】図3は、本発明の電圧変換回路1のスタン
バイ状態の解除後、AD信号がL状態からH状態に変化
した場合のADOUTB信号および各ノードA、B、
C、Dのおける信号のタイミングチャートである。ここ
で、CEB、AD、ADOUTBおよびノードA、B、
C、Dは、それぞれCEB信号、AD信号、ADOUT
B信号およびノードA、B、C、Dにおける信号の信号
波形を示す。
【0129】CEB信号は、スタンバイ状態が解除され
ているので、図3のCEBに示すように、L状態(GN
D)に固定されている。
【0130】ノードAにおける信号は、CEB信号がL
状態(GND)であるので、L状態となり遅延時間は存
在せず、図3のノードAに示すL状態の信号波形(L状
態:GND)になる。
【0131】AD信号は、図3のADに示すL状態から
H状態に変化する信号波形(H状態:VDD2、L状
態:GND)になる。
【0132】ノードBにおける信号は、AD信号が入力
されるトライステート回路20内の遅延時間(1T)だ
け遅れて、図3のノードBに示すH状態からL状態に変
化する信号波形(H状態:VDD2、L状態:GND)
になる。
【0133】ノードCにおける信号は、インバーター回
路15の入力信号であるノードAの信号がL状態である
ので、H状態となり遅延時間は存在せず、図3のノード
Cに示すH状態の信号波形(H状態:VDD2)にな
る。
【0134】N型MOSトランジスタ25aのドレイン
端子に接続されているノードDにおける信号は、ノード
Bの信号波形がH状態からL状態への変化を受けて、図
3のノードDに示すL状態からH状態に変化する信号波
形(H状態:VDD1、L状態:GND)となる。
【0135】ADOUTB信号は、図3のノードBおよ
びノードCに示す信号波形のタイミングを受けて、図3
のADOUTBに示すH状態からL状態に変化する信号
波形(H状態:VDD2、L状態:GND)となる。
【0136】図3に示すように、ノードCにおける信号
は、H状態となり遅延時間が存在しない。図1の電圧出
力回路25内の動作は、まずL状態からH状態に変化す
るAD信号がN型MOSトランジスタ25bのゲート端
子に入力され、N型MOSトランジスタ25bはOFF
状態からON状態となる。次に、H状態のノードCにお
ける信号によって、N型MOSトランジスタ25cおよ
びP型MOSトランジスタ30aがそれぞれON状態お
よびOFF状態となる。P型MOSトランジスタ30a
は、OFF状態であるので、トライステート回路20の
出力信号であるノードBにおける信号の変化に影響しな
い。N型MOSトランジスタ25bおよびN型MOSト
ランジスタ25cがON状態になると、N型MOSトラ
ンジスタ25bおよびN型MOSトランジスタ25cの
ドレイン端子がH状態からL状態に変化し、電圧出力回
路25のADOUTB端子から出力されるADOUTB
信号もH状態(VDD1)からL状態(GND)に変化
し始める。そうすると、P型MOSトランジスタ25d
がOFF状態からON状態に変化する。その変化中に、
L状態からH状態に変化するAD信号が入力されるトラ
イステート回路20の出力信号であるノードBにおける
信号は、H状態からL状態に変化し、これに伴ないN型
MOSトランジスタ25aがON状態からOFF状態に
変化し、N型MOSトランジスタ25aのドレイン端子
に接続されているノードDの信号状態がL状態からH状
態に変化する。その後、前述の電圧変換回路1のスタン
バイ状態が解除される場合と同様の動作となる。
【0137】このように、電圧出力回路25におけるA
DOUTB信号のH状態からL状態への変化は、図3に
示すADの信号波形のL状態からH状態への変化点が起
点になっているので、この起点からの経過時間を遅延時
間(CT)とする。
【0138】これにより、電圧変換回路1のスタンバイ
状態を解除後、入力端子であるAD端子から入力される
AD信号がL状態からH状態に変化した場合に、出力端
子であるADOUTB端子からADOUTB信号が出力
されるまでの遅延時間は、上記ADの信号波形のL状態
からH状態への変化点が起点になるため、図3のADO
UTBの信号波形に示すように、CTとなる。この遅延
時間は、ADの信号波形のL状態からH状態への変化点
を起点とし、ADOUTB信号がH状態から(VDD
1)/2の電圧値になる時間を終点とする。
【0139】本発明の電圧変換回路1および従来例であ
る図9に示す電圧変換回路Bのスタンバイ状態を解除
後、トライステート回路20に入力されるAD信号がL
状態からH状態に変化する場合の電圧出力回路25およ
び80におけるADOUTB信号の電圧変化が生じるま
でのそれぞれの遅延時間CTおよび遅延時間1T+BT
を、図3および図11のタイミングチャートを用いて比
較すると、以下の改善が図れる。従来例における遅延時
間ATは、図11に示すようにAD信号が入力された後
に、ノードCの信号波形の変化を受けて、ADOUTB
の信号波形が変化するまでの時間である。一方、本発明
における遅延時間CTは、図3に示す入力信号であるA
Dの信号波形の変化を受けて、直ちにADOUTB信号
波形が変化するまでの時間である。
【0140】この結果、遅延時間CTは、AD→ADO
UTBに対する信号変化の時間となり、遅延時間1T+
BTのようなAD→ノードC→ADOUTBに対する信
号変化の時間に対して、明確に時間短縮が図れる。
【0141】次に、図1に示す電圧変換回路1におい
て、スタンバイ状態を解除後、バッファ回路50に入力
されるCEB信号がL状態を保持し、トライステート回
路20に入力されるAD信号がH状態からL状態に変化
する場合を考える。
【0142】図4は、本発明の電圧変換回路1のスタン
バイ状態の解除後、AD信号がH状態からL状態に変化
した場合のADOUTB信号および各ノードA、B、
C、Dのおける信号のタイミングチャートである。ここ
で、CEB、AD、ADOUTBおよびノードA、B、
C、Dは、それぞれCEB信号、AD信号、ADOUT
B信号およびノードA、B、C、Dにおける信号の信号
波形を示す。
【0143】CEB信号は、スタンバイ状態が解除され
ているので、図11のCEBに示すように、L状態(G
ND)に固定されている。
【0144】ノードAにおける信号は、CEB信号がL
状態(GND)であるので、L状態となり遅延時間は存
在せず、図4のノードAに示すL状態の信号波形(L状
態:GND)になる。
【0145】AD信号は、図4のADに示すH状態から
L状態に変化する信号波形(H状態:VDD2、L状
態:GND)になる。
【0146】ノードBにおける信号は、AD信号が入力
されるトライステート回路20内の遅延時間(1T)だ
け遅れて、図4のノードBに示すL状態からH状態に変
化する信号波形(H状態:VDD2、L状態:GND)
になる。
【0147】ノードCにおける信号は、インバーター回
路15の入力信号であるノードAの信号がL状態である
ので、H状態となり遅延時間は存在せず、図4のノード
Cに示すH状態の信号波形(H状態:VDD2)にな
る。
【0148】N型MOSトランジスタ25aのドレイン
端子に接続されているノードDにおける信号は、ノード
Bの信号波形がL状態からH状態への変化を受けて、図
4のノードDに示すH状態からL状態に変化する信号波
形(H状態:VDD1、L状態:GND)となる。
【0149】ADOUTB信号は、図4のノードBおよ
びノードCに示す信号波形のタイミングを受けて、図4
のADOUTBに示すL状態からH状態に変化する信号
波形(H状態:VDD2、L状態:GND)となる。
【0150】図4に示すように、ノードCにおける信号
は、H状態を保持し、遅延時間が存在しない。図1の電
圧出力回路25内の動作は、まずH状態からL状態に変
化するAD信号がN型MOSトランジスタ25bのゲー
ト端子に入力され、N型MOSトランジスタ25bはO
N状態からOFF状態になる。次に、H状態のノードC
における信号によって、N型MOSトランジスタ25c
およびP型MOSトランジスタ30aがそれぞれON状
態およびOFF状態となる。P型MOSトランジスタ3
0aは、OFF状態であるので、トライステート回路2
0の出力信号であるノードBにおける信号の変化に影響
しない。
【0151】AD信号がH状態からL状態に変化する
と、AD信号が入力されるトライステート回路20の出
力信号であるノードBにおける信号は、L状態からH状
態に変化し、これに伴ないN型MOSトランジスタ25
aがOFF状態からON状態に変化し、N型MOSトラ
ンジスタ25aのドレイン端子に接続されているノード
Dの信号状態がH状態からL状態に変化する。また、N
型MOSトランジスタ25cのドレイン端子は、N型M
OSトランジスタ25bのドレイン端子と同電位にな
る。
【0152】ノードDの信号状態がL状態になると、P
型MOSトランジスタ25eがON状態となり、電源電
圧VDD1がN型MOSトランジスタ25cのドレイン
端子に印加され、ADOUTB端子から出力されるAD
OUTB信号もL状態(GND)からH状態(VDD
1)に変化し始める。そうすると、P型MOSトランジ
スタ25dがON状態からOFF状態に変化する。
【0153】このように、電圧出力回路25におけるA
DOUTB信号のL状態からH状態への変化は、図4に
示すADの信号波形がH状態からL状態になった時間を
起点としているので、この起点からの経過時間を遅延時
間(DT)とする。
【0154】これにより、電圧変換回路1のスタンバイ
状態を解除後、入力端子であるAD端子から入力される
AD信号がH状態からL状態に変化した場合に、出力端
子であるADOUTB端子からADOUTB信号が出力
されるまでの遅延時間は、図4のADOUTBの信号波
形に示すように、1T+DTとなる。この遅延時間は、
AD信号がH状態から(VDD2)/2の電圧値になる
時間を起点とし、ADOUTB信号がL状態(GND)
から(VDD1)/2の電圧値になる時間を終点とす
る。
【0155】本発明の電圧変換回路1および従来例であ
る図9に示す電圧変換回路Bのスタンバイ状態を解除
後、トライステート回路20に入力されるAD信号がH
状態からL状態に変化する場合の電圧出力回路25およ
び80におけるADOUTB信号の電圧変化が生じるま
でのそれぞれの遅延時間1T+DTおよび遅延時間1T
+ATを、図4および図12のタイミングチャートを用
いて比較すると、以下の改善が図れる。従来例における
遅延時間ATは、図12に示すようにAD信号が入力さ
れた後に、ノードCの信号波形の変化を受けて、ADO
UTBの信号波形が変化するまでの時間である。一方、
本発明における遅延時間1T+DTは、図4に示す入力
信号であるADの信号波形の変化を受けて、N型MOS
トランジスタ25bが完全にOFF状態となり、その
後、ADOUTB信号波形が変化するまでの時間であ
る。このため、この結果、遅延時間1T+DTは、AD
→ADOUTBに対する信号変化の時間となり、遅延時
間1T+ATのようなAD→ノードC→ADOUTBに
対する信号変化の時間に対して、明確に時間短縮が図れ
る。
【0156】このような構成により、図1に示す本発明
の電圧変換回路1は、図9に示す従来の電圧変換回路B
と比較して、入力信号が出力信号として出力されるまで
の遅延時間が短縮され、信号伝送におけるアクセスの高
速化が図れる。
【0157】尚、実際の電圧変換回路内において、入力
信号が出力信号として出力されるまでの遅延時間は、ト
ランジスタのサイズ、回路素子と回路素子との接続によ
って生じる配線等によって決定されるが、本発明の実施
形態の内容により、本質的に本発明の図1の電圧変換回
路1は、従来例の図9の電圧変換回路Bと比較して、遅
延時間が短縮できる。
【0158】図5は、本発明の他の実施形態である電圧
変換回路2の回路図である。図5の電圧変換回路図2
は、図1の電圧変換回路1のインバータ回路15が設け
られていない以外、図1の電圧変換回路1と同様の構成
である。
【0159】図5の電圧変換回路2は、バッファ回路1
0のP型MOSトランジスタ10bおよびN型MOSタ
ランジスタ10aから構成された1段目のインバータ回
路の出力端子とノードCとが接続されている。バッファ
回路10の1段目のインバータ回路は、電圧変換回路2
において、図1の電圧変換回路1のインバータ回路15
と同様の作用を有し、バッファ回路10の1段目のイン
バータ回路の出力信号は、ノードCを介してトライステ
ート回路20のN型MOSトランジスタ20aのゲート
端子、プルアップ用P型MOSトランジスタ30aのゲ
ート端子および電圧出力回路25のN型MOSトランジ
スタ25cのゲート端子に供給される。
【0160】このような構成により、図5の電圧変換回
路2は、図1の電圧変換回路1と同様の効果が得られ、
回路規模の設定および配線の設計によっては、図1の電
圧変換回路1より、さらに、入力信号が出力信号として
出力されるまでの遅延時間が短縮され、信号伝送におけ
るアクセスの高速化が図れる。
【0161】図6は、本発明の電圧変換回路1および2
の電圧出力回路25のADOUTB端子、および、ノー
ドD側のP型MOSトランジスタ25dおよびN型MO
Sトランジスタ25aのドレイン端子に、それぞれイン
バータ回路が接続された回路図である。2つのインバー
タ回路は、反転電圧を調整することによって、それぞれ
極性の異なる信号を出力する。
【0162】電圧出力回路25のADOUTB端子に接
続されているインバータ回路は、P型MOSトランジス
タ35bおよびN型MOSトランジスタ35aから構成
されており、ノードD側のP型MOSトランジスタ25
dおよびN型MOSトランジスタ25aのドレイン端子
に接続されているインバータ回路は、P型MOSトラン
ジスタ35dおよびN型MOSトランジスタ35cから
構成されている。
【0163】これにより、図6に示す電圧出力回路25
を備えた電圧変換回路1および2は、2つの出力端子を
有し、2つの極性の異なる出力信号を同時に出力するこ
とが可能となる。この結果、電圧変換回路1および2
は、入力信号を複数の回路ブロックに出力でき、多機能
化が図れる。
【0164】また、このような本発明の電圧変換回路1
および2が複数のLSI等の回路ブロック間に設けられ
ることによって、多機能化された半導体装置が得られ
る。
【0165】
【発明の効果】本発明の電圧変換回路は、入力信号と、
待機・動作制御信号を反転させた第1反転信号と、待機
・動作制御信号および第1反転信号に基づいて入力信号
に応じて生成された動作用信号または待機用信号とが入
力される電圧出力回路において、入力信号および第1反
転信号が動作用信号または待機用信号よりも先に電圧出
力回路に入力されるために、入力信号および第1反転信
号に基づいて、入力信号電圧を所定の電圧に変換して出
力することができ、これにより、入出力端子間における
信号の遅延時間が短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態である電圧変換回路の回路図
である。
【図2】図1に示す電圧変換回路のスタンバイ状態が解
除された場合の各信号のタイミングチャートである。
【図3】図1に示す電圧変換回路のスタンバイ状態の解
除後、入力信号がL状態からH状態に変化する場合の各
信号のタイミングチャートである。
【図4】図1に示す電圧変換回路のスタンバイ状態の解
除後、入力信号がH状態からL状態に変化する場合の各
信号のタイミングチャートである。
【図5】本発明の他の実施形態である電圧変換回路の回
路図である。
【図6】図1および5に示す電圧変換回路の出力端子が
2つの場合の回路図である。
【図7】従来の電圧変換回路の回路図である。
【図8】インバータ回路の回路図である。
【図9】従来の他の例である電圧変換回路の回路図であ
る。
【図10】図9に示す電圧変換回路のスタンバイ状態が
解除された場合の各信号のタイミングチャートである。
【図11】図9に示す電圧変換回路のスタンバイ状態の
解除後、入力信号がL状態からH状態に変化する場合の
各信号のタイミングチャートである。
【図12】図9に示す電圧変換回路のスタンバイ状態の
解除後、入力信号がH状態からL状態に変化する場合の
各信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 電圧変換回路 2 電圧変換回路 10 バッファ回路 10a N型MOSトランジスタ 10b P型MOSトランジスタ 10c N型MOSトランジスタ 10d P型MOSトランジスタ 15 インバータ回路 15a N型MOSトランジスタ 15b P型MOSトランジスタ 20 トライステート回路 20a N型MOSトランジスタ 20b N型MOSトランジスタ 20c P型MOSトランジスタ 20d P型MOSトランジスタ 25 電圧出力回路 25a N型MOSトランジスタ 25b N型MOSトランジスタ 25c N型MOSトランジスタ 25d P型MOSトランジスタ 25e P型MOSトランジスタ 30a プッシュプル用P型MOSトランジスタ 35a N型MOSトランジスタ 35b P型MOSトランジスタ 35c N型MOSトランジスタ 35d P型MOSトランジスタ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号電圧を所定の電圧に変換する電
    圧変換回路において、 待機・動作制御信号を反転させた第1反転信号を出力す
    る反転回路と、 該待機・動作制御信号および該第1反転信号に基づい
    て、入力信号に応じた動作用信号または待機用信号を出
    力する論理回路と、 該待機用信号の入力により電圧変換出力レベルを所定の
    電圧レベルに固定し、該動作用信号の入力により、該入
    力信号および該第1反転信号に基づいて、該入力信号電
    圧を所定の電圧に変換して出力する電圧出力回路と、を
    有する電圧変換回路。
  2. 【請求項2】 入力信号電圧を所定の電圧に変換する電
    圧変換回路において、 第1反転信号を出力する第1反転制御回路および該第1
    反転信号を反転させた待機・動作制御信号を出力する第
    2反転制御回路が設けられた制御回路と、 該待機・動作制御信号および該第1反転信号に基づい
    て、入力信号に応じた動作用信号または待機用信号を出
    力する論理回路と、 該待機用信号の入力により電圧変換出力レベルを所定の
    電圧レベルに固定し、該動作用信号の入力により、該入
    力信号および該第1反転信号に基づいて、該入力信号電
    圧を所定の電圧に変換して出力する電圧出力回路と、を
    有する電圧変換回路。
  3. 【請求項3】 前記待機・動作制御信号を生成する制御
    回路をさらに有する請求項1に記載の電圧変換回路。
  4. 【請求項4】 前記論理回路は3値論理回路であり、該
    3値論理回路の出力端と電源との間にプルアップ回路が
    設けられ、該プルアップ回路は、前記第1反転信号によ
    り制御可能に構成されている請求項1または2に記載の
    電圧変換回路。
  5. 【請求項5】 前記3値論理回路は、P型MOSトラン
    ジスタおよびN型MOSトランジスタから成るCMOS
    インバータを有し、該P型MOSトランジスタのソース
    端子には、さらに他のP型MOSトランジスタのドレイ
    ン端子が接続され、該N型MOSトランジスタのソース
    端子には、さらに他のN型MOSトランジスタのドレイ
    ン端子が接続され、該他のP型MOSトランジスタのソ
    ース端子は電源電圧に接続され、該他のN型MOSトラ
    ンジスタのソース端子は、アース(接地)に接続され、
    該他のN型MOSトランジスタのゲート端子には前記第
    1反転信号が入力され、該他のP型MOSトランジスタ
    のゲート端子には、前記待機・動作制御信号が入力さ
    れ、該CMOSインバータの該P型MOSトランジスタ
    およびN型MOSトランジスタの各ゲート端子には、前
    記入力信号が入力されるように構成されている請求項4
    に記載の電圧変換回路。
  6. 【請求項6】 前記電圧出力回路は、各ソース端子が電
    源に接続され並列に設けられた各P型MOSトランジス
    タを有し、一方の該P型MOSトランジスタのゲート端
    子は他方の該P型MOSトランジスタのドレイン端子に
    接続され、他方の該P型MOSトランジスタのゲート端
    子は一方の該P型MOSトランジスタのドレイン端子に
    接続され、一方の該P型MOSトランジスタのドレイン
    端子は第1N型MOSトランジスタおよび第2N型MO
    Sトランジスタを介して接地され、他方の該P型MOS
    トランジスタのドレイン端子は、第3N型MOSトラン
    ジスタを介して接地されており、該第3N型MOSトラ
    ンジスタのゲート端子には前記動作用信号または待機用
    信号が入力され、該第2N型MOSトランジスタのゲー
    ト端子には前記入力信号が入力され、該第1N型MOS
    トランジスタのゲート端子には前記第1反転信号が入力
    されるように構成されている請求項1または2に記載の
    電圧変換回路。
  7. 【請求項7】 前記電圧出力回路が少なくとも二つの出
    力端子を有しており、一方の該出力端子と他方の該出力
    端子とから互いに極性を反転した電圧変換出力信号が出
    力される請求項6に記載の電圧変換回路。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の電圧変
    換回路を集積した半導体装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016531275A (ja) * 2013-05-29 2016-10-06 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated フロップトレイエリアおよび電力最適化のための回路およびレイアウト技法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI310267B (en) * 2006-03-24 2009-05-21 Himax Tech Ltd Voltage level shifter circuit
CN101051835B (zh) * 2006-04-05 2010-05-12 奇景光电股份有限公司 电压位准移位电路
JP2012209899A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Elpida Memory Inc 半導体装置
CN103163802B (zh) * 2011-12-15 2015-05-13 快捷半导体(苏州)有限公司 输出控制电路、方法、及其应用设备
DE102017219551A1 (de) * 2017-11-03 2019-05-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verpolschutzanordnung, Verfahren zum Betrieb der Verpolschutzanordnung und korrespondierende Verwendung
JP7211010B2 (ja) * 2018-10-31 2023-01-24 セイコーエプソン株式会社 半導体集積回路、電子機器及び移動体

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5146111A (en) * 1991-04-10 1992-09-08 International Business Machines Corporation Glitch-proof powered-down on chip receiver with non-overlapping outputs
TW265489B (en) * 1994-07-20 1995-12-11 Micron Technology Inc Low-to-high voltage cmos driver circuit for driving capacitive loads
DE19502116C2 (de) * 1995-01-24 1998-07-23 Siemens Ag MOS-Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen auf einem Halbleiterchip
US5723987A (en) * 1996-06-06 1998-03-03 Intel Corporation Level shifting output buffer with p channel pulldown transistors which are bypassed
US5952847A (en) * 1996-06-25 1999-09-14 Actel Corporation Multiple logic family compatible output driver
JP2993462B2 (ja) * 1997-04-18 1999-12-20 日本電気株式会社 出力バッファ回路
US6157223A (en) * 1997-12-23 2000-12-05 Texas Instruments Incorporated Output buffer with switching PMOS drivers
US6028450A (en) * 1998-03-17 2000-02-22 Xilinx, Inc. Programmable input/output circuit with pull-up bias control
JP3655505B2 (ja) * 1999-09-16 2005-06-02 株式会社東芝 トライステートバッファ回路
AU2319600A (en) * 2000-01-27 2001-08-07 Hitachi Limited Semiconductor device
US6351173B1 (en) * 2000-08-25 2002-02-26 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for an integrated level shifting latch
FR2817413B1 (fr) * 2000-11-29 2003-02-28 St Microelectronics Sa Dispositif de commutation d'une haute tension et application a une memoire non volatile

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016531275A (ja) * 2013-05-29 2016-10-06 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated フロップトレイエリアおよび電力最適化のための回路およびレイアウト技法

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