JP2004007821A - Level shift circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a level shift circuit that is operable at a high speed with low power consumption without adopting a latch structure for level conversion. <P>SOLUTION: The level shift circuit is provided with a precharge circuit including two P type transistors P3, P4, and two N type transistors N3, N4. The precharge circuit precharges first and second nodes W1, W2 and a precharge control circuit 70 controls the precharging operations. A flip-flop circuit (level detection circuit) FF detects a level reduction of the nodes W1, W2. The switching level of the flip-flop circuit FF is set higher. Thus, when the level of the first or second node W1 or W2 reaches the switching level of the flip-flop circuit FF or below, the flip-flop circuit FF earlier detects the level and an output logic is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、論理レベルを変換するレベルシフト回路に関し、特に、信号変化時に生じる貫通電流を防止する構成を持つものに関する。 The present invention relates to a level shift circuit for converting a logic level, and more particularly, to a level shift circuit having a configuration for preventing a through current generated when a signal changes.

 従来より、レベルシフト回路として、ラッチ型レベルシフト回路が知られている。このレベルシフト回路を具体的構成を図32に示す。同図のレベルシフト回路は、2個のN型トランジスタ51、52と、ゲートが互いに相手方のドレインに接続されるクロスカップル接続の2個のP型トランジスタ53、54と、第1及び第2のインバータ55、56を備えている。前記第1のインバータ55は入力端子INの入力信号を反転し、例えば1.5v等の低電圧源VDDで動作する。前記第1のインバータ55以外の素子は、例えば3.3v等の高電圧源VDD3で動作する高電圧側の素子であって、2個のN型トランジスタ51、52は、接地されると共に、互いに相補の信号、即ち、各々入力端子INの入力信号、及び第1のインバータ55からの入力信号の反転信号を受ける。前記2個のP型トランジスタ53、54は、ソースが高電圧源VDD3に接続され、ドレインが各々N型トランジスタ51、52のドレインに接続され、前記第2のインバータ56は、一方のN型トランジスタ52とP型トランジスタ54との接続点に接続され、その出力側は出力端子OUTに接続されている。 ラ ッ チ Conventionally, a latch type level shift circuit has been known as a level shift circuit. FIG. 32 shows a specific configuration of this level shift circuit. The level shift circuit shown in the figure includes two N-type transistors 51 and 52, two cross-coupled P-type transistors 53 and 54 whose gates are connected to the drains of the other, and first and second transistors. Inverters 55 and 56 are provided. The first inverter 55 inverts the input signal of the input terminal IN and operates with a low voltage source VDD of, for example, 1.5 V. The elements other than the first inverter 55 are high-voltage-side elements operated by a high-voltage source VDD3 such as 3.3 V. The two N-type transistors 51 and 52 are grounded and mutually connected. Complementary signals, that is, an input signal of the input terminal IN and an inverted signal of the input signal from the first inverter 55 are received. The two P-type transistors 53 and 54 have a source connected to the high voltage source VDD3, a drain connected to the drains of the N-type transistors 51 and 52, respectively, and the second inverter 56 includes one N-type transistor. The output side is connected to the connection point between the P-type transistor 52 and the P-type transistor 54, and the output side is connected to the output terminal OUT.

 次に、前記レベルシフト回路の動作を説明する。静止状態では、例えば入力信号がH(VDD)レベル、その反転信号がL(VSS=0v)レベルのとき、N型トランジスタ51はON、N型トランジスタ52はOFF、P型トランジスタ53はOFF、P型トランジスタ54はON状態にある。また、この状態では、一方のN型トランジスタ51とP型トランジスタ53との接続点であるノードW1はL(VSS)レベル、他方のN型トランジスタ52とP型トランジスタ54との接続点であるノードW2は、H(VDD3)レベルにある。トランジスタ51と53、トランジスタ52と54は、各々相補的な関係にあるので、この静止状態では電流は流れていない。 Next, the operation of the level shift circuit will be described. In the stationary state, for example, when the input signal is at the H (VDD) level and the inverted signal is at the L (VSS = 0 V) level, the N-type transistor 51 is ON, the N-type transistor 52 is OFF, the P-type transistor 53 is OFF, and P The type transistor 54 is in an ON state. In this state, a node W1 which is a connection point between one N-type transistor 51 and the P-type transistor 53 is at the L (VSS) level, and a node which is a connection point between the other N-type transistor 52 and the P-type transistor 54. W2 is at the H (VDD3) level. Since the transistors 51 and 53 and the transistors 52 and 54 are in a complementary relationship, no current flows in this stationary state.

 その後、入力信号がL(VSS)レベルに変化し、動作時になると、図33に示すように、N型トランジスタ51がOFF、N型トランジスタ52がONする。従って、高電圧源VDD3からON状態のP型トランジスタ54及びN型トランジスタ52を経て貫通電流Iが流れ、ノードW2の電位はH(VDD3)レベルから低下し始める。ノードW2の電位がVDD3−Vtp(VtpはP型トランジスタ53のしきい値電圧)以下に低下すると、P型トランジスタ53がONし始め、ノードW1の電位は上昇して、P型トランジスタ54のドレイン電流は少なくなり、ノードW2の電位は一層低くなる。 (4) After that, when the input signal changes to the L (VSS) level and the operation is started, the N-type transistor 51 is turned off and the N-type transistor 52 is turned on as shown in FIG. Therefore, a through current I flows from the high voltage source VDD3 via the P-type transistor 54 and the N-type transistor 52 in the ON state, and the potential of the node W2 starts to decrease from the H (VDD3) level. When the potential of the node W2 drops below VDD3-Vtp (Vtp is the threshold voltage of the P-type transistor 53), the P-type transistor 53 starts to turn on, the potential of the node W1 rises, and the drain of the P-type transistor 54 The current decreases, and the potential of the node W2 further decreases.

 最終的に、ノードW1の電位はH(VDD3)レベル、ノードW2の電位はL(0v)レベルになり、貫通電流は流れなくなって、第2のインバータ56により出力論理が反転し、次の入力信号の変化待ち状態となる。以上、入力信号がHレベルからLレベルに変化した場合について説明したが、その逆に変化した場合も同様である。 Eventually, the potential of the node W1 becomes H (VDD3) level, the potential of the node W2 becomes L (0v) level, the through current stops flowing, the output logic is inverted by the second inverter 56, and the next input The state changes to a signal change waiting state. The case where the input signal changes from the H level to the L level has been described above. The same applies to the case where the input signal changes.

 しかしながら、前記従来のレベルシフト回路では、動作時にP型トランジスタ54及びN型トランジスタ52を通じる貫通電流を流してノードW2の電位を変化させている関係上、貫通電流が流れる分、消費電力が増大するという欠点があった。 However, in the above-described conventional level shift circuit, since the through current flows through the P-type transistor 54 and the N-type transistor 52 during operation to change the potential of the node W2, the power consumption increases due to the flow of the through current. There was a disadvantage of doing so.

 そこで、従来、例えば特開平10−190438号公報や特開平7−106946号公報に開示されるものでは、出力ノードW2の電位変化に応じて貫通電流を遮断する構成を持つレベルシフト回路を提案している。このレベルシフト回路の構成を図34に示す。同図のレベルシフト回路は、前記図32の構成に加えて、高電圧源VDD3と2個のP型トランジスタ53、54との間に、各々、P型トランジスタよりなる電流遮断トランジスタ57、58を配置すると共に、一方の電流遮断トランジスタ57のゲートには2個のインバータより成る遅延素子59、60を介してノードW1の電位が印可され、他方の電流遮断トランジスタ58のゲートには2個遅延素子61、62を介してノードW2の電位が印可される。更に、2つのノードW1、W2には小型ラッチ63が接続され、このラッチ63は2個のP型トランジスタ64、65を有し、これ等トランジスタは、ソースが高電圧源VDD3に接続され、ドレインが各々ノードW1、W2及び相手方のゲートに接続される。 Therefore, conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-190438 and 7-106946 propose a level shift circuit having a configuration in which a through current is cut off in accordance with a potential change of an output node W2. ing. FIG. 34 shows the configuration of this level shift circuit. The level shift circuit shown in FIG. 27 has current cutoff transistors 57 and 58 each composed of a P-type transistor between the high voltage source VDD3 and the two P-type transistors 53 and 54 in addition to the configuration shown in FIG. In addition, the potential of the node W1 is applied to the gate of one current cut-off transistor 57 via delay elements 59 and 60 composed of two inverters, and the gate of the other current cut-off transistor 58 has two delay elements. The potential of the node W2 is applied via 61 and 62. Further, a small latch 63 is connected to the two nodes W1 and W2, and the latch 63 has two P-type transistors 64 and 65, the sources of which are connected to the high voltage source VDD3 and the drains of which are connected to the high voltage source VDD3. Are respectively connected to the nodes W1, W2 and the gate of the other party.

 前記従来の貫通電流遮断機能を持つレベルシフト回路では、例えば入力信号がHレベルの場合には、ノードW2の電位はH(VDD3)レベルにあって、電流遮断トランジスタ58がOFFしており、高電圧源VDD3とP型トランジスタ54との接続は遮断されている。また、ノードW1の電位はL(0v)レベルにあって、P型トランジスタ53及び電流遮断トランジスタ57はONしており、高電圧源VDD3とP型トランジスタ53とは接続されている。この状態から入力信号がLレベルに変化した動作時には、N型トランジスタ51のOFF動作によりノードW1と接地との接続が遮断されると共に、N型トランジスタ52のON動作によりノードW2が接地されて、ノードW2の電位は低下する。この電位の低下変化は電流遮断トランジスタ58に伝達されるが、その伝達は2個の遅延素子61、62により所定の遅延時間遅れる。その遅れ時間の間では、ノードW2の電位低下によりP型トランジスタ53がONして、高電圧源VDD3とノードW1とが接続され、ノードW1の電位が上昇し、P型トランジスタ54がOFFする。そして、その後に前記電流遮断トランジスタ58がONする。従って、この動作時にN型トランジスタ52がONしても、高電圧源VDD3からP型トランジスタ54及びN型トランジスタ52を通じた貫通電流が遮断されるので、消費電力が低減される。一方、前記ノードW1の電位上昇により、所定時間遅れて電流遮断トランジスタ57がOFF動作すると、ノードW1がハイインピーダンス状態になって出力が不定となることを防止するため、前記小型ラッチ63がノードW2の電位低下に応じて内部のP型トランジスタ62をONさせて、ノードW1に高電圧源VDD3を接続して、ノードW1をプルアップする。 In the conventional level shift circuit having the through current cutoff function, for example, when the input signal is at the H level, the potential of the node W2 is at the H (VDD3) level, and the current cutoff transistor 58 is turned off. The connection between the voltage source VDD3 and the P-type transistor 54 is cut off. Further, the potential of the node W1 is at the L (0v) level, the P-type transistor 53 and the current cutoff transistor 57 are ON, and the high voltage source VDD3 and the P-type transistor 53 are connected. When the input signal changes to the L level from this state, the connection between the node W1 and the ground is cut off by the OFF operation of the N-type transistor 51, and the node W2 is grounded by the ON operation of the N-type transistor 52. The potential of the node W2 decreases. The change in the potential drop is transmitted to the current cutoff transistor 58, but the transmission is delayed by a predetermined delay time by the two delay elements 61 and 62. During the delay time, the P-type transistor 53 is turned on by the decrease in the potential of the node W2, the high voltage source VDD3 is connected to the node W1, the potential of the node W1 is increased, and the P-type transistor 54 is turned off. After that, the current cutoff transistor 58 is turned on. Therefore, even if the N-type transistor 52 is turned on during this operation, a through current from the high voltage source VDD3 through the P-type transistor 54 and the N-type transistor 52 is cut off, so that power consumption is reduced. On the other hand, when the current cutoff transistor 57 is turned off with a delay of a predetermined time due to the rise in the potential of the node W1, the small latch 63 is connected to the node W2 in order to prevent the node W1 from entering a high impedance state and the output from becoming unstable. The internal P-type transistor 62 is turned on in response to the decrease in the potential of the node W1, the high voltage source VDD3 is connected to the node W1, and the node W1 is pulled up.

 しかしながら、前記従来の貫通電流遮断機能を持つレベルシフト回路では、小型ラッチ63は、低電圧であっても動作可能なように十分ゲート長Lを大きくし、トランジスタのON抵抗を大きくする必要があるが、N型トランジスタ51、52は一般的に動作電流が小さいため、このN型トランジスタ51、52の駆動容量が前記小型ラッチ61によって増大し、入力信号の論理レベル変化からレベルシフト回路の出力端子OUTの論理レベル変化までの遅延時間が長くなる欠点がある。 However, in the conventional level shift circuit having the through current cutoff function, the small latch 63 needs to have a sufficiently large gate length L so that it can operate even at a low voltage, and a large ON resistance of the transistor. However, since the operating current of the N-type transistors 51 and 52 is generally small, the driving capacity of the N-type transistors 51 and 52 is increased by the small latch 61, and the output terminal of the level shift circuit is changed based on a change in the logic level of the input signal. There is a disadvantage that the delay time until the change of the logic level of OUT becomes long.

 更に、前記従来の貫通電流遮断機能を持つレベルシフト回路では、N型トランジスタ51、52のドレインにラッチ63が接続されているため、出力端子OUTの論理レベルを変化させるためには、これ等N型トランジスタ51、52のドレインの電位、即ちノードW1、W2の電位を高電圧源VDD3の電位と接地電位とにフルスイングさせる必要があり、このことが遅延時間を長くする他の原因ともなっている。一方、遅延時間を短縮するようにN型トランジスタ51、52の電流能力を大きくすると、これ等N型トランジスタ51、52のサイズが大型化する。特に、低電圧源VDDが低電圧化すると、N型トランジスタ51、52を流れる電流値が小さくなるため、これ等N型トランジスタ51、52のサイズが一層大型化するため、面積の増大を招く欠点が生じる。 Further, in the conventional level shift circuit having a through current cutoff function, the latch 63 is connected to the drains of the N-type transistors 51 and 52. It is necessary to make the potentials of the drains of the type transistors 51 and 52, that is, the potentials of the nodes W1 and W2, fully swing between the potential of the high voltage source VDD3 and the ground potential, which is another cause of increasing the delay time. . On the other hand, when the current capabilities of the N-type transistors 51 and 52 are increased so as to reduce the delay time, the size of the N-type transistors 51 and 52 increases. In particular, when the voltage of the low-voltage source VDD decreases, the value of the current flowing through the N-type transistors 51 and 52 decreases, and the size of the N-type transistors 51 and 52 further increases, resulting in an increase in area. Occurs.

 本発明はかかる点に鑑み、その目的は、前記従来のような小型ラッチを配置することなく、高速に動作して遅延時間が短い貫通電流遮断機能付きのレベルシフト回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide a level shift circuit having a through current cutoff function that operates at high speed and has a short delay time without disposing the small latch as in the related art.

 以上の目的を達成するため、本発明では、レベルシフト回路としてクロスカップル接続された2個のトランジスタを有しない新規なレベルシフト回路を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a novel level shift circuit that does not have two cross-coupled transistors as a level shift circuit.

 即ち、請求項1記載の発明のレベルシフト回路は、第1の電圧源を電源とする相補の信号が入力され、一端が接地され、他端が第1及び第2のノードに各々接続される第1及び第2のトランジスタと、前記第1及び第2のノードを第2の電圧源の電位にプリチャージするプリチャージ回路と、前記第1及び第2のノードの電位低下を検出するレベル検出回路と、前記プリチャージ回路を制御するプリチャージ制御回路とを備えたことを特徴とする。 That is, in the level shift circuit according to the first aspect of the present invention, a complementary signal using the first voltage source as a power supply is input, one end is grounded, and the other end is connected to the first and second nodes, respectively. First and second transistors, a precharge circuit for precharging the first and second nodes to the potential of a second voltage source, and level detection for detecting a drop in potential of the first and second nodes And a precharge control circuit for controlling the precharge circuit.

 請求項2記載の発明は、前記請求項1記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、前記第1及び第2のノードに接続されるフリップフロップ回路により構成されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first aspect, the level detection circuit includes a flip-flop circuit connected to the first and second nodes.

 請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、第1及び第2のノードの電位低下時にその電位低下を早く検出するようにスイッチングレベルが高く設定されることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first or second aspect, when the level of the first and second nodes decreases, the switching level is set so that the potential decrease is detected earlier. It is characterized by being set high.

 請求項4記載の発明は、前記請求項1又は2記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、前記第1及び第2のノードに接続されたゲートの容量が、第1及び第2のノードの電位低下時にこの電位低下が早く行われるように、小さく設定されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first or second aspect, the level detection circuit is configured such that a gate capacitance connected to the first and second nodes has a first and a second capacitance. It is characterized in that it is set small so that this potential drop occurs quickly when the potential of the node drops.

 請求項5記載の発明は、前記請求項1又は2記載のレベルシフト回路において、前記プリチャージ回路は、前記第2の電圧源を前記第1及び第2のノードに接続する供給回路と、前記第1のノードと接地との間、並びに前記第2のノードと接地との間を遮断及び接続する断続回路とを備えることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the level shift circuit according to claim 1 or 2, wherein the precharge circuit connects the second voltage source to the first and second nodes; An intermittent circuit for interrupting and connecting between the first node and the ground and between the second node and the ground.

 請求項6記載の発明は、前記請求項5記載のレベルシフト回路において、前記供給回路は、前記第2の電圧源と前記第1のノードとの間に配置された第1のP型トランジスタと、前記第2の電圧源と前記第2のノードとの間に配置された第2のP型トランジスタとから成り、前記遮断回路は、前記第1のノードと接地との間に配置された第3のN型トランジスタと、前記第2のノードと接地との間に配置された第4のN型トランジスタとから成ることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the level shift circuit according to claim 5, wherein the supply circuit includes a first P-type transistor disposed between the second voltage source and the first node. , A second P-type transistor disposed between the second voltage source and the second node, and the cutoff circuit includes a second P-type transistor disposed between the first node and ground. 3 N-type transistors, and a fourth N-type transistor disposed between the second node and the ground.

 請求項7記載の発明は、前記請求項1又は5記載のレベルシフト回路において、前記プリチャージ制御回路は、前記入力信号が変化しない定常時には、OFF動作している一方の第1又は第2のトランジスタに接続される一方の第1又は第2のノードを第2の電圧源の高電圧にプリチャージした状態で、前記第2の電圧源と前記プリチャージ状態の一方のノードとの接続を断ち、一方、前記入力信号が変化したレベル変化時には、前記レベル検出回路のレベル検出に応じて、前記一方のノードと接地との接続を遮断すると共に前記第2の電圧源を前記一方のノードに接続してこの一方のノードを第2の電圧源の高電圧にプリチャージするように前記プリチャージ回路を制御することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first or fifth aspect, the first or second precharge control circuit performs one of the first and second OFF operations when the input signal does not change during a steady state. In a state where one of the first or second nodes connected to the transistor is precharged to the high voltage of the second voltage source, the connection between the second voltage source and one of the nodes in the precharged state is cut off. On the other hand, when the level of the input signal changes, the connection between the one node and the ground is cut off and the second voltage source is connected to the one node according to the level detection of the level detection circuit. The precharge circuit is controlled so as to precharge this one node to the high voltage of the second voltage source.

 請求項8記載の発明は、前記請求項6記載のレベルシフト回路において、前記プリチャージ制御回路は、前記入力信号が変化しない定常時には、OFF動作している一方の第1又は第2のトランジスタに対応する一方の第1又は第2のP型トランジスタをOFFすると共に対応する一方の第3又は第4のN型トランジスタをONし、一方、前記入力信号が変化したレベル変化時には、前記レベル検出回路のレベル検出に応じて、前記一方のP型トランジスタをONすると共に前記一方のN型トランジスタをOFFすることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the sixth aspect, the precharge control circuit controls the one of the first and second transistors that are in the OFF operation in a steady state when the input signal does not change. The corresponding one of the first or second P-type transistors is turned off and the corresponding one of the third or fourth N-type transistors is turned on. On the other hand, when the level of the input signal changes, the level detection circuit The one P-type transistor is turned on and the one N-type transistor is turned off in response to the level detection.

 請求項9記載の発明は、前記請求項1又は2記載のレベルシフト回路において、前記入力信号の定常時に、前記第2の電圧源を前記第1のノード又は第2のノードに接続する抵抗を備えたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first or second aspect, a resistor connecting the second voltage source to the first node or the second node is provided when the input signal is stationary. It is characterized by having.

 請求項10記載の発明は、前記請求項9記載のレベルシフト回路において、前記抵抗の抵抗値は、前記第2の電圧源から自己の抵抗を経て流れる電流値がほぼ零値になるように高抵抗な値に設定されることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the ninth aspect, the resistance value of the resistor is set so that a current value flowing from the second voltage source through its own resistor becomes substantially zero. It is characterized by being set to a resistance value.

 請求項11記載の発明は、前記請求項1記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、前記第1の電圧源のシャットダウン時に、シャットダウン指令信号を受けて出力論理を固定する機能を持つことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first aspect, the level detection circuit has a function of receiving a shutdown command signal and fixing an output logic when the first voltage source is shut down. It is characterized.

 請求項12記載の発明は、前記請求項11記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、前記第1の電圧源のシャットダウン時に、優先信号を受けて、固定する出力論理を任意に選択可能であることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the level shift circuit of the eleventh aspect, the level detection circuit can arbitrarily select an output logic to be fixed upon receiving a priority signal when the first voltage source is shut down. It is characterized by being.

 請求項13記載の発明は、前記請求項1記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、クロック信号の変化時に前記第1又は第2のノードの電位低下を検出するエッジトリガー構成であることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first aspect, the level detecting circuit has an edge trigger configuration for detecting a potential drop of the first or second node when a clock signal changes. It is characterized.

 請求項14記載の発明は、前記請求項1記載のレベルシフト回路において、テストモード時に、前記入力信号に代えてテスト信号を受けて、そのテスト信号に応じた電位低下を前記レベル検出回路が検出する機能を持つことを特徴としている。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first aspect, the test circuit receives a test signal in place of the input signal in a test mode, and the level detection circuit detects a potential drop corresponding to the test signal. It is characterized by having the function to do.

 請求項15記載の発明は、前記請求項1記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、リセット信号を受けて、出力論理をリセットする機能を持つことを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first aspect, the level detection circuit has a function of receiving a reset signal and resetting an output logic.

 請求項16記載の発明は、前記請求項1又は15記載のレベルシフト回路において、前記レベル検出回路は、セット信号を受けて、出力論理をセットする機能を持つことを特徴とする。 According to a sixteenth aspect, in the level shift circuit according to the first or fifteenth aspect, the level detection circuit has a function of receiving a set signal and setting an output logic.

 請求項17記載の発明は、前記請求項1記載のレベルシフト回路において、前記入力信号に加えて制御信号を受けて、前記レベル検出回路の出力が3つの状態に変化する機能を持つことを特徴とする。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the level shift circuit according to the first aspect, a function of receiving a control signal in addition to the input signal and changing an output of the level detection circuit to three states is provided. And

 以上により、請求項1ないし請求項17記載の発明では、第1及び第2のノードの電位低下を検出するレベル検出回路が設けられ、このレベル検出回路のスイッチングレベルが高く設定される。従って、これ等第1及び第2のノードの電位が前記レベル検出回路のスイッチングレベル以下に低下した段階になると、前記レベル検出回路がレベル検出を行って、出力論理が変化するので、従来のように第1及び第2のノードの電位を高電圧でフルスイングして初めて出力論理が変化するレベルシフト回路に比べて、低消費電力で且つ高速に動作する。 As described above, according to the first to seventeenth aspects of the present invention, the level detection circuit for detecting the potential drop of the first and second nodes is provided, and the switching level of the level detection circuit is set high. Therefore, when the potentials of the first and second nodes fall below the switching level of the level detection circuit, the level detection circuit detects the level and the output logic changes, so that the conventional logic is used. In addition, compared to a level shift circuit in which the output logic changes only when the potentials of the first and second nodes are fully swinged at a high voltage, the circuit operates with low power consumption and at high speed.

 特に、請求項4記載の発明では、第1及び第2のノードの電位低下時には、これ等第1及び第2のノードに接続されたゲートから流れ込む電流が少なくて、これ等ノードの電位低下が早く行われるので、遅延時間が短縮され、レベルシフト回路は高速に動作する。 In particular, according to the fourth aspect of the invention, when the potentials of the first and second nodes decrease, the current flowing from the gates connected to the first and second nodes is small, and the potentials of these nodes decrease. Since the operation is performed earlier, the delay time is reduced, and the level shift circuit operates at high speed.

 以上説明したように、請求項1ないし請求項17記載の発明のレベルシフト回路によれば、第1及び第2のノードの電位低下を検出するレベル検出回路を設け、このレベル検出回路のスイッチングレベルを高く設定したので、第1及び第2のノードの電位が高電圧でフルスイングすることを待つことなく、早期にレベル変化を検出でき、低消費電力で且つ高速に動作するレベルシフト回路を提供できる。 As described above, according to the level shift circuit of the present invention, the level detection circuit for detecting the decrease in the potential of the first and second nodes is provided, and the switching level of the level detection circuit is determined. Is set high, the level change can be detected at an early stage without waiting for the potentials of the first and second nodes to make a full swing at a high voltage, and a level shift circuit that operates at high speed with low power consumption is provided. it can.

 特に、請求項4記載の発明によれば、第1及び第2のノードの電位低下を促進させたので、遅延時間を短縮して高速に動作するレベルシフト回路を提供することができる。 In particular, according to the fourth aspect of the invention, since the reduction in the potentials of the first and second nodes is promoted, it is possible to provide a level shift circuit that operates at high speed with a reduced delay time.

 以下、本発明の実施の形態のレベルシフト回路について図面を参照しながら説明する。先ず、最初に本願発明に関連する技術を先に説明する。 Hereinafter, a level shift circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a technique related to the present invention will be described first.

 (本願発明の関連技術)
 図1は本願発明の関連技術のレベルシフト回路の具体的構成を示す図である。
(Related technology of the present invention)
FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration of a level shift circuit according to the related art of the present invention.

 同図において、INは信号の入力端子、INV0は前記入力端子INに入力された信号を反転するインバータであって、例えば1.5v等の低電圧源(第1の電圧源)VDDで動作する。図1のレベルシフト回路は、前記インバータINV0を除く他の素子は全て例えば3.3v等の高電圧源(第2の電圧源)VDD3で動作する高電圧側の素子である。 In the figure, IN is a signal input terminal, and INV0 is an inverter for inverting a signal input to the input terminal IN, and operates with a low voltage source (first voltage source) VDD of, for example, 1.5 V. . In the level shift circuit of FIG. 1, all the elements other than the inverter INV0 are high-voltage-side elements operated by a high-voltage source (second voltage source) VDD3 such as 3.3 V, for example.

 また、図1において、N1、N2は1対のN型トランジスタであって、そのソースは接地される。一方のN型トランジスタ(第1のN型トランジスタ)N1のゲートには前記入力端子INの入力信号が入力され、他方のN型トランジスタ(第2のN型トランジスタ)N2のゲートには前記インバータINV0の反転信号が入力される。P1、P2は一対のP型トランジスタであって、ゲートは互いに相手方のドレインにクロスカップル接続され、ドレインは各々前記N型トランジスタN1、N2のドレインに接続される。これ等一方のP型トランジスタ(第1のP型トランジスタ)P1と第1のN型トランジスタN1との接続点を第1のノードW1、他方のP型トランジスタ(第2のP型トランジスタ)P2とN型トランジスタN2との接続点を第2のノードW2とする。 In FIG. 1, N1 and N2 are a pair of N-type transistors, the sources of which are grounded. The input signal of the input terminal IN is input to the gate of one N-type transistor (first N-type transistor) N1, and the inverter INV0 is connected to the gate of the other N-type transistor (second N-type transistor) N2. Is input. P1 and P2 are a pair of P-type transistors, whose gates are cross-coupled to each other's drains, and whose drains are connected to the drains of the N-type transistors N1 and N2, respectively. The connection point between one of the P-type transistors (first P-type transistors) P1 and the first N-type transistor N1 is defined as a first node W1, and the other P-type transistor (second P-type transistor) P2 is defined as a connection point. A connection point with the N-type transistor N2 is defined as a second node W2.

 更に、P3、P4は一対のP型トランジスタより成る電流遮断トランジスタ(電流遮断部)であって、ソースは高電圧源VDD3に接続され、ドレインは各々前記P型トランジスタP1、P2のソースに接続される。この一方の電流遮断トランジスタ(第3のP型トランジスタ)P3と第1のP型トランジスタP1との接続点を第3のノードW3、他方の電流遮断トランジスタ(第4のP型トランジスタ)P4と第2のP型トランジスタP2との接続点を第4のノードW4とする。前記一方の電流遮断トランジスタP3のゲートには、インバータINV1を介して前記第2のノードW2が接続され、他方の電流遮断トランジスタP4のゲートには、インバータINV1及びインバータINV2を介して前記第2のノードW2が接続される。インバータINV2の出力側には出力端子OUTが接続される。 Further, P3 and P4 are current interrupting transistors (current interrupting units) each including a pair of P-type transistors. The sources are connected to the high voltage source VDD3, and the drains are respectively connected to the sources of the P-type transistors P1 and P2. You. The connection point between the one current cut-off transistor (third P-type transistor) P3 and the first P-type transistor P1 is connected to a third node W3, and the other current cut-off transistor (fourth P-type transistor) P4 is connected to the third node W3. The connection point between the second P-type transistor P2 and the second P-type transistor P2 is defined as a fourth node W4. The second node W2 is connected to the gate of the one current cutoff transistor P3 via an inverter INV1, and the second node W2 is connected to the gate of the other current cutoff transistor P4 via an inverter INV1 and an inverter INV2. Node W2 is connected. The output terminal OUT is connected to the output side of the inverter INV2.

 加えて、P5は、ゲートが接地されたP型トランジスタより成る抵抗であって、その一端は前記第3のノードW3に接続され、他端は前記第4のノードW4に接続される。 {Circle around (5)} In addition, P5 is a resistor composed of a P-type transistor whose gate is grounded, one end of which is connected to the third node W3, and the other end of which is connected to the fourth node W4.

 以上のように構成されたレベルシフト回路について、以下、その動作を説明する。 The operation of the level shift circuit configured as described above will be described below.

 先ず、入力端子INの信号の電位がH(VDD)レベルにある定常時には、N型トランジスタN1はON、P型トランジスタP1はOFFしている。また、N型トランジスタN2はOFF、P型トランジスタP2はONしている。第1のノードW1は0v、第2のノードW2は高電圧VDD3の電位(3.3v)である。これ等の動作は既述した従来のラッチ型レベルシフト回路と同様である。更に、前記ノードW2の電位(3.3v)により、一方の電流遮断トランジスタP3はON、他方の電流遮断トランジスタP4はOFFしている。前記一方の電流遮断トランジスタP3のONにより、高電圧源VDD3と第4のノードW4とがトランジスタ(抵抗)P5を介して接続され、第4のノードW4が高電圧源VDD3の高電圧にプルアップされ、これに伴いON状態にあるP型トランジスタP2を介して第2のノードW2も高電圧源VDD3の高電圧にプルアップされる。従って、電流遮断トランジスタP4及びN型トランジスタN2が共にOFF状態にあることによって第2及び第4のノードW2、W4がハイインピーダンス状態となることが防止される。その結果、出力端子OUTの論理はH(VDD3)レベルに固定されている。 {First, in a steady state where the potential of the signal at the input terminal IN is at the H (VDD) level, the N-type transistor N1 is ON and the P-type transistor P1 is OFF. Further, the N-type transistor N2 is OFF and the P-type transistor P2 is ON. The first node W1 is at 0 V, and the second node W2 is at the high voltage VDD3 potential (3.3 V). These operations are the same as those of the above-described conventional latch type level shift circuit. Further, one current cutoff transistor P3 is turned on and the other current cutoff transistor P4 is turned off by the potential (3.3 V) of the node W2. By turning on the one current cutoff transistor P3, the high voltage source VDD3 and the fourth node W4 are connected via the transistor (resistance) P5, and the fourth node W4 is pulled up to the high voltage of the high voltage source VDD3. Accordingly, the second node W2 is also pulled up to the high voltage of the high voltage source VDD3 via the P-type transistor P2 in the ON state. Therefore, the second and fourth nodes W2 and W4 are prevented from entering a high impedance state due to both the current cutoff transistor P4 and the N-type transistor N2 being in the OFF state. As a result, the logic of the output terminal OUT is fixed at the H (VDD3) level.

 次に、入力信号がH(VDD)レベルからL(VSS)レベルに変化した場合には、N型トランジスタN2がONする。しかし、電流遮断トランジスタP4がOFFしているので、高電圧源VDD3からP型トランジスタP2及びN型トランジスタN2を経る貫通電流が流れることはない。 Next, when the input signal changes from the H (VDD) level to the L (VSS) level, the N-type transistor N2 is turned on. However, since the current cutoff transistor P4 is OFF, a through current does not flow from the high voltage source VDD3 through the P-type transistor P2 and the N-type transistor N2.

 この入力信号の変化直後に流れる電流の様子を図2に示す。同図において、入力信号が変化した直後では、N型トランジスタN2がONするために、第2のノードW2には、P型トランジスタP1のゲート容量Cgp1をディスチャージする電流Igp1と、次段のインバータInv1のゲート容量Cginvをディスチャージする電流Iginv、及び高電圧源VDD3から電流遮断トランジスタP3、抵抗P5及びP型トランジスタ・P2を経て流れ込む電流Idpが流れる。一方、ノードW2からは、N型トランジスタN2を経て接地に流れる電流Idnが流れ出す。従って、
     Iginv+Igp1=Idn−Idp
が成立する。ここで、貫通電流ldpが流れないようにトランジスタ(抵抗)P5の抵抗値は十分に大きな値に設定される。この設定は、この貫通電流が流れる経路中の電流遮断トランジスタP3及びP型トランジスタP2の抵抗値の設定と共同して行われる。この設定により前記式中の貫通電流Idpを無視して、第2のノードW2の電位を早く下げて遅延時間を短縮するためには、電流Idnを大きくし、電流Iginv及び電流Igp1を小さく設定するのが良い。即ち、P型トランジスタP1のゲート容量Cgp1、及び次段のインバータInv1のゲート容量Cginvを小さく設定することが有効である。
FIG. 2 shows the state of the current flowing immediately after the change of the input signal. In the figure, immediately after the input signal changes, the N-type transistor N2 is turned ON, so that the current Igp1 for discharging the gate capacitance Cgp1 of the P-type transistor P1 and the next-stage inverter Inv1 are provided at the second node W2. And a current Idp flowing from the high voltage source VDD3 through the current cutoff transistor P3, the resistor P5, and the P-type transistor P2. On the other hand, a current Idn flowing from the node W2 to the ground via the N-type transistor N2 flows out. Therefore,
Iginv + Igp1 = Idn-Idp
Holds. Here, the resistance value of the transistor (resistance) P5 is set to a sufficiently large value so that the through current ldp does not flow. This setting is performed in cooperation with the setting of the resistance values of the current cutoff transistor P3 and the P-type transistor P2 in the path through which the through current flows. With this setting, the current Idn is increased, and the currents Iginv and Igp1 are set smaller in order to ignore the through current Idp in the above equation and reduce the delay time by rapidly lowering the potential of the second node W2. Is good. That is, it is effective to set the gate capacitance Cgp1 of the P-type transistor P1 and the gate capacitance Cginv of the next-stage inverter Inv1 to be small.

 その後、一方のP型トランジスタP1がONし、他方のP型トランジスタP2OFFして、これ等より成るラッチ部の論理が逆転すると、インバータINV1、INV2を介した所定の遅延時間だけ遅れて、出力端子OUTがL(0V)レベルに反転すると共に、一方の電流遮断トランジスタP3がOFFし、他方の電流遮断トランジスタP4がONして、次の入力信号の入力変化待ち状態となる。ここで、電流遮断トランジスタP4がONしても、P型トランジスタP2が既にOFFしているので、高電圧源VDD3からこれ等2個のトランジスタP4、P2を経て貫通電流が流れることはない。更に、電流遮断トランジスタP3及びN型トランジスタN1が共にOFFしても、電流遮断トランジスタP4がONしているので、高電圧源VDD3と第3のノードW3とがトランジスタ(抵抗)P5を介して接続され、第4のノードW4が高電圧源VDD3の高電圧にプルアップされる。従って、ON状態にあるP型トランジスタP1を介して第1のノードW1も高電圧源VDD3の高電圧にプルアップされ、第1のノードW1がハイインピーダンス状態となることが防止される。 Thereafter, when one P-type transistor P1 is turned on and the other P-type transistor P2 is turned off, and the logic of the latch unit is reversed, the output terminal is delayed by a predetermined delay time via the inverters INV1 and INV2. OUT is inverted to the L (0 V) level, one current cutoff transistor P3 is turned off, and the other current cutoff transistor P4 is turned on, and enters a state of waiting for the next input signal input change. Here, even if the current cutoff transistor P4 is turned on, the through current does not flow from the high voltage source VDD3 through these two transistors P4 and P2 because the P-type transistor P2 is already turned off. Further, even if both the current cutoff transistor P3 and the N-type transistor N1 are turned off, the current cutoff transistor P4 is turned on, so that the high voltage source VDD3 is connected to the third node W3 via the transistor (resistance) P5. Then, the fourth node W4 is pulled up to the high voltage of the high voltage source VDD3. Therefore, the first node W1 is also pulled up to the high voltage of the high voltage source VDD3 via the P-type transistor P1 in the ON state, and the first node W1 is prevented from entering the high impedance state.

 次に、入力信号がL(VSS)レベルからH(VDD)レベルに変化した場合には、N型トランジスタN1がONする。しかし、電流遮断トランジスタP3がOFFしているので、高電圧源VDD3からP型トランジスタP1及びN型トランジスタN1を経る貫通電流が流れることはない。 Next, when the input signal changes from the L (VSS) level to the H (VDD) level, the N-type transistor N1 turns on. However, since the current cutoff transistor P3 is OFF, a through current does not flow from the high voltage source VDD3 via the P-type transistor P1 and the N-type transistor N1.

 この入力信号の変化直後に流れる電流の様子を図3に示す。同図において、入力信号が変化した直後では、N型トランジスタN2がOFFするために、第2のノードW2からは、P型トランジスタP1のゲート容量Cgp1をチャージする電流−Igp1と、インバータInv1のゲート容量Cginvをチャージする電流−Iginvとが流れ出し、第2のノードW2には、高電圧源VDD3から電流遮断トランジスタP4及びP型トランジスタP2を経て電流Idpが流れ込む。従って、
     Iginv+Igp1=Idp
が成立する。遅延時間を短縮するためには、電流Idpを大きくし、電流Igp1及び電流lginvを小さく設定するのが望ましい。即ち、電流遮断トランジスタP4及びP型トランジスタP2のサイズを大きくし、次段のインバータINV1のゲート容量を小さくすることが有効である。
The state of the current flowing immediately after the change of the input signal is shown in FIG. In the drawing, immediately after the input signal changes, the N-type transistor N2 is turned off, so that the current -Igp1 for charging the gate capacitance Cgp1 of the P-type transistor P1 and the gate of the inverter Inv1 are supplied from the second node W2. The current -Iginv for charging the capacitance Cginv flows out, and the current Idp flows into the second node W2 from the high voltage source VDD3 via the current cutoff transistor P4 and the P-type transistor P2. Therefore,
Iginv + Igp1 = Idp
Holds. In order to shorten the delay time, it is desirable to increase the current Idp and set the current Igp1 and the current Iginv small. That is, it is effective to increase the sizes of the current cut-off transistor P4 and the P-type transistor P2 and reduce the gate capacitance of the next-stage inverter INV1.

 以上のことから、2個のP型トランジスタP1、P2は、第2のノードW2の電位の上昇時間と下降時間とを一致させるための最適な値が存在する。また、電流遮断トランジスタP3、P4のサイズは、これ等P型トランジスタP1、P2のサイズよりも大きい方が、より一層遅延時間を短縮できる。 From the above, the two P-type transistors P1 and P2 have an optimum value for matching the rise time and the fall time of the potential of the second node W2. In addition, when the size of the current cutoff transistors P3 and P4 is larger than those of the P-type transistors P1 and P2, the delay time can be further reduced.

 本関連技術では、第3及び第4のノードW3、W4に接続される抵抗P5を配置し、この抵抗P5により、第1及び第2のノードW1、W2のハイインピーダンス状態を防止するので、第1及び第2のノードW1、W2には従来のような小型ラッチを配置する必要がない。その結果、2個のN型トランジスタN1、N2は、各々、その駆動容量が減少するので、第2のノードW2の電位の上昇及び下降速度が速くなり、遅延時間が有効に短縮される。しかも、N型トランジスタN1、N2を小さなサイズに設計できること、及び従来の小型ラッチに代えて抵抗5を配置するだけで良いので、レイアウト面積を小さくできる効果を奏する。 In the related art, a resistor P5 connected to the third and fourth nodes W3 and W4 is arranged, and the resistor P5 prevents a high impedance state of the first and second nodes W1 and W2. The first and second nodes W1 and W2 do not require a conventional small latch. As a result, the drive capacity of each of the two N-type transistors N1 and N2 is reduced, so that the potential rise and fall speed of the second node W2 is increased, and the delay time is effectively reduced. In addition, since the N-type transistors N1 and N2 can be designed to have a small size and only the resistor 5 needs to be arranged instead of the conventional small latch, the layout area can be reduced.

 本関連技術のレベルシフト回路の動作限界は、トランジスタ(抵抗)P5の抵抗値が非常に大きいとすると、
     VDD≦Vtn
(VtnはN型トランジスタN1、N2のしきい値電圧である)となる。従って、設計マージンを大きくとることが可能である。
The operation limit of the level shift circuit of the related art is that the resistance value of the transistor (resistance) P5 is very large,
VDD ≦ Vtn
(Vtn is the threshold voltage of the N-type transistors N1 and N2). Therefore, it is possible to increase the design margin.

 (変形例)
 図4、図5及び図6は本関連技術の変形例を示す。
(Modification)
4, 5, and 6 show modifications of the related technology.

 図4は、トランジスタ(抵抗)P5の配置位置の変形例を示す。前記関連技術では、一方のP型トランジスタ(例えばP4)がOFF状態の時には、他方のON状態のP型トランジスタP3はON状態にあることを利用して、このON状態のP型トランジスタP3を経て第2及び第4のノードW2、W4を高電圧源VDD3の高電圧にプルアップしたが、本変形例では、ノードW1、W3のプルアップ用の抵抗(第1の抵抗)P51と、ノードW2、W4のプルアップ用の抵抗(第2の抵抗)P52とに分け、これ等抵抗をP型トランジスタで構成すると共に、高電圧源VDD3に接続している。そして、P型トランジスタP3、P4が各々OFF状態のときにONするように、これ等トランジスタP3、P4を制御する信号を反転した信号(第2のノードW2の電位及びこの電位を反転した電位)を用いて前記P型トランジスタ(抵抗)P51、P52を制御するようにしたものである。これ等抵抗P51、P52の奏する機能は、前記関連技術の抵抗(トランジスタ)P5と同様であるので、その説明を省略する。 FIG. 4 shows a modification of the arrangement position of the transistor (resistor) P5. According to the related art, when one P-type transistor (for example, P4) is in an OFF state, the other ON-state P-type transistor P3 is in an ON state, and the P-type transistor P3 is turned ON. Although the second and fourth nodes W2 and W4 are pulled up to the high voltage of the high voltage source VDD3, in the present modification, a pull-up resistor (first resistor) P51 of the nodes W1 and W3 and a node W2 , W4 and a pull-up resistor (second resistor) P52. These resistors are constituted by P-type transistors and are connected to the high voltage source VDD3. Then, a signal obtained by inverting a signal for controlling the transistors P3 and P4 (the potential of the second node W2 and the potential obtained by inverting this potential) so that the P-type transistors P3 and P4 are turned on when each of them is in the off state. Are used to control the P-type transistors (resistors) P51 and P52. The functions performed by the resistors P51 and P52 are the same as those of the resistor (transistor) P5 of the related art, and a description thereof will be omitted.

 図5は、前記図4の変形例を更に変形したものである。即ち、図5のレベルシフト回路では、ノードプルアップ用の抵抗P51、P52を、P型トランジスタより成る抵抗P60を介して高電圧源VDD3に接続したものである。この変形例の機能は前記図4の変形例と同様である。 FIG. 5 is a further modification of the modification of FIG. That is, in the level shift circuit of FIG. 5, the resistors P51 and P52 for node pull-up are connected to the high voltage source VDD3 via the resistor P60 formed of a P-type transistor. The function of this modification is the same as that of the modification of FIG.

 図6は、内部低電圧電源のシャットダウン時に出力論理を固定できる機能を持つレベルシフト回路を示す。図6のレベルシフト回路は、図1に示したレベルシフト回路を基礎として、更に、低電圧電源のシャットダウン指令信号を受ける入力端子SDと、P型トランジスタP65と、N型トランジスタN66とが設けられている。前記P型トランジスタP65は、高電圧源VDD3と第2のノードW2とに接続され、ゲートには前記入力端子SDに入力されたシャットダウン指令信号(Lレベル)が入力される。また、前記N型トランジスタN66は、ドレインがN型トランジスタN1、N2のソースに接続され、ソースが接地され、ゲートには前記入力端子SDのシャットダウン指令信号が入力される。 FIG. 6 shows a level shift circuit having a function of fixing the output logic when the internal low-voltage power supply is shut down. The level shift circuit shown in FIG. 6 is based on the level shift circuit shown in FIG. 1 and further includes an input terminal SD for receiving a low-voltage power supply shutdown command signal, a P-type transistor P65, and an N-type transistor N66. ing. The P-type transistor P65 is connected to the high voltage source VDD3 and the second node W2, and has a gate to which the shutdown command signal (L level) input to the input terminal SD is input. The N-type transistor N66 has a drain connected to the sources of the N-type transistors N1 and N2, a source grounded, and a gate to which a shutdown command signal of the input terminal SD is input.

 従って、本変形例では、低電圧電源のシャットダウン指令時には、N型トランジスタ66をOFFさせて、第2のノードW2と接地との接続を遮断すると共に、P型トランジスタP65をONさせて、第2のノードW2を強制的に高電圧源VDD3に接続し、出力端子OUTの論理をH(VDD3)レベルに固定することができる。 Therefore, in the present modification, at the time of a low voltage power supply shutdown command, the N-type transistor 66 is turned off, the connection between the second node W2 and the ground is cut off, and the P-type transistor P65 is turned on. Node W2 is forcibly connected to the high voltage source VDD3, and the logic of the output terminal OUT can be fixed at the H (VDD3) level.

 (本発明の実施の形態)
 以下、本発明の実施の形態のレベルシフト回路を図7を参照しながら説明する。
(Embodiment of the present invention)
Hereinafter, a level shift circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

 図7は、本実施の形態のレベルシフト回路の全体構成を示す。本実施の形態は、前記関連技術のレベルシフト回路と比べると、レベル変換に、ゲートを相手方のドレインに接続する2個のトランジスタより成るラッチ構造を採用しない点に特徴を持つ。以下、詳述する。 FIG. 7 shows the overall configuration of the level shift circuit according to the present embodiment. The present embodiment is characterized in that the level conversion circuit does not employ a latch structure including two transistors having a gate connected to the other drain for level conversion as compared with the level shift circuit of the related art. The details will be described below.

 図7において、INは入力端子、INV0は前記入力端子INに入力される信号を反転するインバータであって、低電圧源(第1の電圧源)(VDD)で動作する。図7のレベルシフト回路において、前記インバータINV0以外の素子は全て高電圧源(第2の電圧源)VDD3で動作する。 In FIG. 7, IN is an input terminal, and INV0 is an inverter for inverting a signal input to the input terminal IN, and operates with a low voltage source (first voltage source) (VDD). In the level shift circuit of FIG. 7, all the elements other than the inverter INV0 operate on the high voltage source (second voltage source) VDD3.

 また、図7において、N1、N2は相互に相補信号を受ける1対のN型トランジスタであって、一方のN型トランジスタ(第1のトランジスタ)N1はゲートに前記入力端子INの信号をうけ、他方のN型トランジスタ(第2のトランジスタ)N2はゲートに前記インバータINV0からの反転信号を受ける。これ等N型トランジスタN1、N2のソースは接地され、ドレインは各々第1及び第2のノードW1、W2に接続される。従って、何れか一方のN型トランジスタN1又はN2のON時には、第1又は第2のノードW1、W2を接地して、第1又は第2ノードW1、W2の電位をL(0v)レベルに低下させる。 In FIG. 7, N1 and N2 are a pair of N-type transistors receiving mutually complementary signals, and one N-type transistor (first transistor) N1 receives a signal of the input terminal IN at its gate, The other N-type transistor (second transistor) N2 receives at its gate the inverted signal from the inverter INV0. The sources of these N-type transistors N1 and N2 are grounded, and the drains are connected to the first and second nodes W1 and W2, respectively. Therefore, when one of the N-type transistors N1 or N2 is ON, the first or second node W1, W2 is grounded, and the potential of the first or second node W1, W2 is reduced to L (0v) level. Let it.

 また、Bはプリチャージ回路であって、1対のP型トランジスタP3、P4で構成される供給回路40と、1対のN型トランジスタN3、N4で構成される断続回路50と、抵抗として動作するP型トランジスタP5とを備える。一方のP型トランジスタ(第1のP型トランジスタ)P3は、ソースが高電圧源VDD3に接続され、ドレインが第1のノードW1に接続される。他方のP型トランジスタ(第2のP型トランジスタ)P4は、ソースが前記高電圧源VDD3に接続され、ドレインが第2のノードW2に接続される。何れか一方のP型トランジスタP3又はP4のON時に、高電圧源VDD3を第1又は第2のノードW1、W2に接続して、第1又は第2のノードW1、W2の電位を高電圧源VDD3の高電圧にプリチャージする。 A precharge circuit B operates as a supply circuit 40 including a pair of P-type transistors P3 and P4, an intermittent circuit 50 including a pair of N-type transistors N3 and N4, and a resistor. And a P-type transistor P5. One P-type transistor (first P-type transistor) P3 has a source connected to the high-voltage source VDD3 and a drain connected to the first node W1. The other P-type transistor (second P-type transistor) P4 has a source connected to the high voltage source VDD3 and a drain connected to the second node W2. When one of the P-type transistors P3 or P4 is turned on, the high voltage source VDD3 is connected to the first or second node W1, W2, and the potential of the first or second node W1, W2 is changed to the high voltage source. It is precharged to a high voltage of VDD3.

 また、前記プリチャージ回路Bにおいて、一方のN型トランジスタ(第3のN型トランジスタ)N3は、同図では第1のノードW1とN型トランジスタN1との間に配置され、他方のN型トランジスタ(第4のN型トランジスタ)N4は第2のノードW2とN型トランジスタN2との間に配置される。これ等N型トランジスタN3、N4は、前記P型トランジスタP3、P4によるプリチャージ時に、対応する第1又は第2のノードW1、W2が各々N型トランジスタN1、N2を経て接地に接続されることを防止する。更に、P型トランジスタP5は、前記2個のP型トランジスタP3、P4のドレイン(第1及び第2のノードW1、W2)に接続される。このP型トランジスタP5は、前記関連技術と同様に、高電圧源VDD3を第1又は第2のノードW1、W2に接続して、第1及び第2のノードW1、W2がハイインピーダンス状態にならないようにするために配置される。 In the precharge circuit B, one N-type transistor (third N-type transistor) N3 is disposed between the first node W1 and the N-type transistor N1 in FIG. (Fourth N-type transistor) N4 is arranged between the second node W2 and the N-type transistor N2. When these N-type transistors N3 and N4 are precharged by the P-type transistors P3 and P4, the corresponding first or second nodes W1 and W2 are connected to ground via the N-type transistors N1 and N2, respectively. To prevent Further, the P-type transistor P5 is connected to the drains (first and second nodes W1, W2) of the two P-type transistors P3, P4. In the P-type transistor P5, similarly to the related art, the high voltage source VDD3 is connected to the first or second node W1, W2, and the first and second nodes W1, W2 do not enter a high impedance state. So that it is arranged.

 更に、Aは制御回路であって、前記第1又は第2のノードW1、W2がL(0v)レベルに低下したことを検出すると共に、この検出後に第1又は第2のノードW1、W2をH(VDD3)レベルにプリチャージする機能を持つ。この制御回路Aの内部構成を図8に示す。 Further, A is a control circuit which detects that the first or second node W1, W2 has dropped to the L (0v) level and, after this detection, switches the first or second node W1, W2. It has a function of precharging to the H (VDD3) level. FIG. 8 shows the internal configuration of the control circuit A.

 図8の制御回路Aは、フリップフロップ回路FFと、2個のインバータINV1、INV2を持つプリチャージ制御回路70とを有する。前記フリップフロップ回路(レベル検出回路)FFは、第1及び第2の2入力型NAND回路Nand1、Nand2を持つ。第1のNAND回路Nand1は、第1のノードW1の電位と、第2のNAND回路Nand2の出力信号とを受け、第2のNAND回路Nand2は、第2のノードW2の電位と、第1のNAND回路Nand1の出力信号とを受ける。これ等第1及び第2のNand回路の出力がフリップフロップ回路FFの出力となる。従って、第1のノードW1がL(0v)レベルになった際には、第1のNAND回路Nand1の出力はH(VDD3)レベル、第2のNAND回路Nand2の出力はL(0v)レベルとなり、一方、第2のノードW2がL(0v)レベルになった際には、第2のNAND回路Nand2の出力がH(VDD3)レベル、第1のNAND回路Nand1の出力はL(0v)レベルとなる。 (8) The control circuit A in FIG. 8 includes a flip-flop circuit FF and a precharge control circuit 70 having two inverters INV1 and INV2. The flip-flop circuit (level detection circuit) FF has first and second two-input NAND circuits Nand1 and Nand2. The first NAND circuit Nand1 receives the potential of the first node W1 and the output signal of the second NAND circuit Nand2, and the second NAND circuit Nand2 receives the potential of the second node W2 and the first node W2. An output signal of NAND circuit Nand1 is received. The outputs of the first and second Nand circuits become the outputs of the flip-flop circuit FF. Therefore, when the first node W1 goes to L (0v) level, the output of the first NAND circuit Nand1 goes to H (VDD3) level and the output of the second NAND circuit Nand2 goes to L (0v) level. On the other hand, when the second node W2 goes to L (0v) level, the output of the second NAND circuit Nand2 is at H (VDD3) level, and the output of the first NAND circuit Nand1 is at L (0v) level. It becomes.

 前記制御回路Aのプリチャージ制御回路70は、前記プリチャージ回路Bのプリチャージ動作を制御するものであって、一方のインバータINV1は、前記フリップフロップ回路FFの第1のNAND回路Nand1の出力を受けて反転し、この反転信号を前記プリチャージ回路BのP型及びN型トランジスタP3、N3のゲートに出力する。他方のインバータINV2は、前記フリップフロップ回路FFの第2のNAND回路Nand2の出力を受けて反転し、この反転信号を前記プリチャージ回路BのP型及びN型トランジスタP4、N4のゲートに出力する。 The precharge control circuit 70 of the control circuit A controls the precharge operation of the precharge circuit B. One inverter INV1 outputs the output of the first NAND circuit Nand1 of the flip-flop circuit FF. The precharge circuit B outputs the inverted signal to the gates of the P-type and N-type transistors P3 and N3 of the precharge circuit B. The other inverter INV2 receives and inverts the output of the second NAND circuit Nand2 of the flip-flop circuit FF, and outputs the inverted signal to the gates of the P-type and N-type transistors P4 and N4 of the precharge circuit B. .

 次に、本実施の形態のレベルシフト回路の動作を説明する。 Next, the operation of the level shift circuit according to the present embodiment will be described.

 定常時、第1及び第2のノードW1、W2の電位は共にH(VDD3)レベルにある。入力信号がH(VDD3)レベルの場合には、N型トランジスタN1、N2は各々ON、OFFし、フリップフロップ回路FFの2つの出力(第1及び第2のNAND回路Nand1の出力)はH(VDD3)レベル、L(0v)レベルにあって、その論理を保持している。この時、N型トランジスタN3、N4は各々OFF、ONし、P型トランジスタP3、P4は各々ON,OFFしている。N型トランジスタN1、N3相互、及びN型トランジスタN2、N4相互は、共に相補的な論理である。 (4) In a steady state, the potentials of the first and second nodes W1 and W2 are both at the H (VDD3) level. When the input signal is at the H (VDD3) level, the N-type transistors N1 and N2 are turned ON and OFF, respectively, and the two outputs of the flip-flop circuit FF (the outputs of the first and second NAND circuits Nand1) are H ( VDD3) level and L (0v) level, and retains its logic. At this time, the N-type transistors N3 and N4 are OFF and ON, respectively, and the P-type transistors P3 and P4 are ON and OFF, respectively. The N-type transistors N1 and N3 and the N-type transistors N2 and N4 have complementary logic.

 前記の状態において、例えば入力信号H(VDD)レベルからL(0v)レベルに変化した場合には、N型トランジスタN2がONする。この時、プリチャージ回路Bでは、N型トランジスタN4はON状態にあるが、P型トランジスタP4がOFF状態にあるので、高電圧源VDD3からこれ等3個のトランジスタP4、N4,N2を経て接地に貫通電流が流れることはない。この場合には、図9に示すような電流が流れる。即ち、入力信号が変化した直後では、N型トランジスタN2がONするので、第2のノードW2からは、N型トランジスタN4、N2を経て接地に流れる電流Idnが流れ出し、第2のノードW2には、フリップフロップ回路FF内の第2のNAND回路Nand2のゲート容量Cgnand2をディスチャージする電流Ignand2と、P型トランジスタP3、P5を経る電流Idpとが流れ込む。従って、
     Ignand2=Idn−Idp
が成立する。ここで、貫通電流Idpが流れない、つまりP型トランジスタ(抵抗)P5の抵抗値が十分に大きいとすると、貫通電流Idpは無視できる。従って、第2のノードW2の電位を早く下げて遅延時間を短縮するためには、前記電流Idnを大きくし、電流Ignand2を小さく設定すると良い。具体的には、フリップフロップ回路FFのNAND回路Nand2のゲート容量Cgnand2を小さく設定することが有効である。また、電流Idpは2個のトランジスタP3、P5の経て流れる電流であるので、この電流値を小さく抑えることは容易である。
In the above state, for example, when the input signal changes from the H (VDD) level to the L (0v) level, the N-type transistor N2 is turned on. At this time, in the precharge circuit B, the N-type transistor N4 is in the ON state, but the P-type transistor P4 is in the OFF state. Therefore, the high voltage source VDD3 is grounded via these three transistors P4, N4, N2. No through-current flows through the circuit. In this case, a current as shown in FIG. 9 flows. That is, immediately after the input signal changes, the N-type transistor N2 is turned ON, so that the current Idn flowing from the second node W2 to the ground via the N-type transistors N4 and N2 flows out, and the second node W2 , A current Igand2 for discharging the gate capacitance Cgand2 of the second NAND circuit Nand2 in the flip-flop circuit FF, and a current Idp flowing through the P-type transistors P3 and P5 flow. Therefore,
Ignd2 = Idn-Idp
Holds. Here, if the through current Idp does not flow, that is, if the resistance value of the P-type transistor (resistance) P5 is sufficiently large, the through current Idp can be ignored. Therefore, in order to reduce the delay time by lowering the potential of the second node W2 quickly, it is preferable to set the current Idn to be large and the current Ignand2 to be small. Specifically, it is effective to set the gate capacitance Cgand2 of the NAND circuit Nand2 of the flip-flop circuit FF to be small. Further, since the current Idp is a current flowing through the two transistors P3 and P5, it is easy to keep this current value small.

 その後、第2のノードW2の電位の低下が進行して、フリップフロップ回路FFの論理が逆転し、NAND回路Nand2の出力がH(VDD3)レベルに、NAND回路Nand1の出力がL(0v)レベルに反転すると、N型トランジスタN4がOFFすると共にP型トランジスタP4がONするので、第2のノードW2は高電圧源VDD3によりH(VDD3)レベルまでプリチャージされる。このプリチャージ動作はP型トランジスタP4により行われるので、高速である。一方、P型トランジスタP3がOFFして高電圧源VDD3から第1のノードW1へのプリチャージを停止すると共に、N型トランジスタN3がONして第1のノードW1をOFF状態のN型トランジスタN1に接続して、次の入力信号の変化待ち状態となる。この状態では、高電圧源VDD3の高電圧がON状態のP型トランジスタP4、抵抗P5を経て第1のノードW1に印可されるので、第1のノードW1の電位はH(VDD3)レベルとなり、P型トランジスタP3及びN型トランジスタN1のOFFに伴う第1のノードW1のハイインピーダンス状態が防止される。 Thereafter, the decrease in the potential of the second node W2 proceeds, the logic of the flip-flop circuit FF is reversed, the output of the NAND circuit Nand2 goes to the H (VDD3) level, and the output of the NAND circuit Nand1 goes to the L (0v) level. Since the N-type transistor N4 is turned off and the P-type transistor P4 is turned on, the second node W2 is precharged to the H (VDD3) level by the high voltage source VDD3. Since the precharge operation is performed by the P-type transistor P4, the speed is high. On the other hand, the P-type transistor P3 is turned off to stop precharging from the high voltage source VDD3 to the first node W1, and the N-type transistor N3 is turned on to turn off the first node W1. And waits for the next input signal change. In this state, since the high voltage of the high voltage source VDD3 is applied to the first node W1 via the P-type transistor P4 and the resistor P5 in the ON state, the potential of the first node W1 becomes the H (VDD3) level, The high impedance state of the first node W1 associated with the turning off of the P-type transistor P3 and the N-type transistor N1 is prevented.

 入力信号がL(0v)レベルからH(VDD)レベルに変化した場合の動作も、既述の動作と同様であるので、その説明を省略する。 動作 The operation when the input signal changes from the L (0 v) level to the H (VDD) level is the same as the above-described operation, and a description thereof will be omitted.

 ここに、フリップフロップ回路FFの2個のNAND回路Nand1、Nand2のスイッチングレベルは高く設定される。従って、N型トランジスタN1、N2のON時には、対応する第1又は第2のノードW1、W2の電位をH(VDD3)レベルからL(0v)レベルにフルスイングする必要がないので、フルスイングする必要がある従来のレベルシフト回路と比べて、より一層高速で低消費電力な動作が可能である。 (4) Here, the switching levels of the two NAND circuits Nand1 and Nand2 of the flip-flop circuit FF are set high. Therefore, when the N-type transistors N1 and N2 are turned on, the potential of the corresponding first or second node W1 or W2 does not need to be fully swung from the H (VDD3) level to the L (0v) level, and the full swing is performed. As compared with the conventional level shift circuit which needs to be operated, higher speed operation with lower power consumption is possible.

 また、N型トランジスタN1、N2は、各々、フリップフロップ回路FFの対応するNAND回路Nand1、Nand2のゲート容量のみを駆動するだけで良いので、これ等トランジスタN1、N2を小さなサイズに抑えることが可能である。従って、レイアウト面積を小さく抑えることが可能である。 Also, since the N-type transistors N1 and N2 need only drive only the gate capacitances of the corresponding NAND circuits Nand1 and Nand2 of the flip-flop circuit FF, the transistors N1 and N2 can be reduced in size. It is. Therefore, the layout area can be reduced.

 本実施の形態のレベルシフト回路の動作限界は、P型トランジスタ(抵抗)P5の抵抗値が非常に大きいとすると、
     VDD≧Vtn
であるので、設計マージンを大きくとることが可能である。
The operation limit of the level shift circuit of the present embodiment is as follows, assuming that the resistance value of the P-type transistor (resistance) P5 is very large.
VDD ≧ Vtn
Therefore, it is possible to increase the design margin.

 (第1の変形例)
 図10及び図11は前記実施の形態の第1の変形例を示す。図10のレベルシフト回路では、制御回路Aを少ない個数のトランジスタで構成したものである。即ち、前記図8のレベルシフト回路と比較して判るように、2個のインバータINV1、INV2を省略して、NAND回路Nand2の出力でもって一方のP型及びN型トランジスタP3、N3を制御し、NAND回路Nand1の出力でもって他方のP型及びN型トランジスタP4、N4を制御したものである。従って、図10のレベルシフト回路は、少ないトランジスタの個数で図8のレベルシフト回路と同一の動作を行うことができる。
(First Modification)
10 and 11 show a first modification of the above embodiment. In the level shift circuit of FIG. 10, the control circuit A is configured by a small number of transistors. That is, as can be understood from comparison with the level shift circuit of FIG. 8, the two inverters INV1 and INV2 are omitted, and one of the P-type and N-type transistors P3 and N3 is controlled by the output of the NAND circuit Nand2. , And the other P-type and N-type transistors P4 and N4 are controlled by the output of the NAND circuit Nand1. Therefore, the level shift circuit in FIG. 10 can perform the same operation as the level shift circuit in FIG. 8 with a small number of transistors.

 また、図11のレベルシフト回路では、フリップフロップ回路を2個のNOR回路Nor1、Nor2で構成すると共に、これ等NOR回路の前段に各々インバータINV10、INV11を配置したものである。また、図10のレベルシフト回路と同様に、プリチャージ制御回路70の2個のインバータINV1、INV2を省略している。従って、図11のレベルシフト回路では、図8のレベルシフト回路と同一の動作が行われると共に、2個のインバータINV10、INV11の存在により、2個のNOR回路Nor1、Nor2の駆動容量が減少して、フリップフロップ回路の動作速度が高くなる。 In the level shift circuit shown in FIG. 11, the flip-flop circuit is composed of two NOR circuits Nor1 and Nor2, and the inverters INV10 and INV11 are arranged in front of these NOR circuits. Further, like the level shift circuit of FIG. 10, the two inverters INV1 and INV2 of the precharge control circuit 70 are omitted. Therefore, in the level shift circuit of FIG. 11, the same operation as that of the level shift circuit of FIG. 8 is performed, and the drive capacity of the two NOR circuits Nor1 and Nor2 decreases due to the presence of the two inverters INV10 and INV11. Thus, the operation speed of the flip-flop circuit increases.

 (第2の変形例)
 図12〜図16は、前記実施の形態の第2の変形例を示す。図12のレベルシフト回路では、低電圧源VDDがシャットダウンされた場合に、フリップフロップ回路の論理をそのシャットダウン前の論理に固定する機能が付加される。具体的には、端子SDにシャットダウン指令信号(H(VDD3)レベル)を受けた際には、2個のNOR回路Nor3、Nor4により、プリチャージ回路Bを動作させて第1及び第2のノードW1、W2を共にH(VDD3)レベルに固定して、フリップフロップ回路の2個のNAND回路Nand1、Nand2の出力を固定するものである。
(Second Modification)
12 to 16 show a second modification of the above embodiment. In the level shift circuit of FIG. 12, when the low-voltage source VDD is shut down, a function of fixing the logic of the flip-flop circuit to the logic before the shutdown is added. Specifically, when a shutdown command signal (H (VDD3) level) is received at the terminal SD, the precharge circuit B is operated by the two NOR circuits Nor3 and Nor4 to cause the first and second nodes to operate. Both W1 and W2 are fixed at the H (VDD3) level, and the outputs of the two NAND circuits Nand1 and Nand2 of the flip-flop circuit are fixed.

 図13のレベルシフト回路も同様に、低電圧源VDDがシャットダウンされた場合に、フリップフロップ回路の論理をそのシャットダウン前の論理に固定する機能が付加される。図12のレベルシフト回路と相違する点は、フリップフロップ回路が2個のNOR回路Nor1、Nor2で構成される点と、端子SDにシャットダウン指令信号(H(VDD3)レベル)を受けた際には、2個のNOR回路Nor5、Nor6により、第1及び第2のノードW1、W2のレベルに拘わらず、前記フリップフロップ回路の2個のNOR回路Nor1、Nor2の出力を低電圧源のシャットダウン前の論理に固定するようにしたものである。更に、図13のレベルシフト回路では、シャットダウン指令信号(H(VDD3)レベル)により、P型トランジスタ(抵抗)P5がOFF制御される。これは、例えばP型トランジスタP3及びN型トランジスタN4、N2がONの状況でこれ等トランジスタとP型トランジスタP5とを経た貫通電流が流れることを防止するためである。 Similarly, the level shift circuit in FIG. 13 has a function of fixing the logic of the flip-flop circuit to the logic before the shutdown when the low voltage source VDD is shut down. The difference from the level shift circuit of FIG. 12 is that the flip-flop circuit is composed of two NOR circuits Nor1 and Nor2, and that the terminal SD receives a shutdown command signal (H (VDD3) level). By the two NOR circuits Nor5 and Nor6, the outputs of the two NOR circuits Nor1 and Nor2 of the flip-flop circuit before the shutdown of the low-voltage source are turned on irrespective of the levels of the first and second nodes W1 and W2. This is fixed to logic. Further, in the level shift circuit of FIG. 13, the P-type transistor (resistor) P5 is turned off by the shutdown command signal (H (VDD3) level). This is to prevent a through current from flowing through, for example, the P-type transistor P3 and the N-type transistors N4 and N2 when these transistors are ON and the P-type transistor P5.

 図14のレベルシフト回路では、低電圧源VDDのシャットダウン時には、フリップフロップ回路の論理を強制的に、NAND回路Nand1ではL(0v)レベルに、NAND回路Nand2ではH(VDD3)レベルに固定するものである。即ち、図14のレベルシフト回路は、図12のレベルシフト回路に更にインバータINV12を付加し、端子SDに入力されたシャットダウン信号(H(VDD3)レベル)をこのインバータINV12で反転し、この反転信号をフリップフロップ回路のNAND回路Nand2に入力して、NAND回路Nand2の出力をH(VDD3)レベルに固定するものである。前記シャットダウン信号はNOR回路Nor3、Nor4を介してP型トランジスタP3及びN型トランジスタN3並びにP型トランジスタP4及びN型トランジスタN4に与えられ、第1及び第2のノードW1、W2の電位はH(VDD3)レベルに固定される。 In the level shift circuit of FIG. 14, when the low-voltage source VDD is shut down, the logic of the flip-flop circuit is forcibly fixed to the L (0 V) level in the NAND circuit Nand1 and to the H (VDD3) level in the NAND circuit Nand2. It is. That is, the level shift circuit of FIG. 14 further adds an inverter INV12 to the level shift circuit of FIG. 12, and inverts the shutdown signal (H (VDD3) level) input to the terminal SD by the inverter INV12. Is input to the NAND circuit Nand2 of the flip-flop circuit, and the output of the NAND circuit Nand2 is fixed at the H (VDD3) level. The shutdown signal is supplied to the P-type transistor P3 and the N-type transistor N3 and the P-type transistor P4 and the N-type transistor N4 via the NOR circuits Nor3 and Nor4, and the potentials of the first and second nodes W1 and W2 become H ( VDD3) level.

 図15のレベルシフト回路は、図14のレベルシフト回路のフリップフロップ回路を2個のNOR回路Nor1、Nor2及び2個のインバータINV10、INV11により構成し、更にインバータINV12を省略してシャットダウン信号を直接NOR回路Nor2に入力した構成を持つ。本レベルシフト回路も図14のレベルシフト回路と同様の機能を持つ。 In the level shift circuit of FIG. 15, the flip-flop circuit of the level shift circuit of FIG. 14 is configured by two NOR circuits Nor1 and Nor2 and two inverters INV10 and INV11. It has a configuration input to the NOR circuit Nor2. This level shift circuit also has the same function as the level shift circuit of FIG.

 図16のレベルシフト回路は、前記図14及び図15のレベルシフト回路と同一の機能を他の構成で奏するよう構成したものである。即ち、フリップフロップ回路を構成する2個のNAND回路Nand1、Nand2の前段に、各々、インバータINV12及びNOR回路Nor5、インバータINV13及びINV14を配置し、前記NOR回路Nor5に端子SDからのシャットダウン信号を入力したものである。 The level shift circuit of FIG. 16 is configured to have the same function as the level shift circuit of FIGS. 14 and 15 in another configuration. That is, an inverter INV12 and a NOR circuit Nor5, and inverters INV13 and INV14 are respectively arranged in front of two NAND circuits Nand1 and Nand2 which constitute a flip-flop circuit, and a shutdown signal from a terminal SD is input to the NOR circuit Nor5. It was done.

 (第3の変形例)
 図17及び図18は前記実施の形態の第3の変形例を示す。これ等は低電圧源VDDのシャットダウン時にレベルシフト回路の出力論理を任意に切換え可能とする機能を持つ。図17のレベルシフト回路では、図16の構成を基本として、図16のレベルシフト回路のインバータINV14に代えてNAND回路Nand3を配置すると共に、他のNAND回路Nand4を配置し、更に優先信号を受ける端子PRを設けている。前記NAND回路Nand4は、端子SDからのシャットダウン信号(H(VDD3)レベル)と、端子PRからの優先信号とを受け、その出力は前記NAND回路Nand3に入力される。
(Third Modification)
FIGS. 17 and 18 show a third modification of the above embodiment. These have a function of enabling the output logic of the level shift circuit to be arbitrarily switched when the low voltage source VDD is shut down. In the level shift circuit of FIG. 17, based on the configuration of FIG. 16, a NAND circuit Nand3 is arranged instead of the inverter INV14 of the level shift circuit of FIG. 16, another NAND circuit Nand4 is arranged, and a priority signal is received. A terminal PR is provided. The NAND circuit Nand4 receives a shutdown signal (H (VDD3) level) from the terminal SD and a priority signal from the terminal PR, and its output is input to the NAND circuit Nand3.

 従って、図17のレベルシフト回路では、シャットダウン信号の入力時に、端子PRへの優先信号をH(VDD3)レベルとL(0v)レベルとに変更することにより、NAND回路Nand3の出力をHレベルとLレベルとに切換えて、フリップフロップ回路のNAND回路Nand2の論理をH(VDD3)レベルとL(0v)レベルとに切換え可能としている。尚、本レベルシフト回路では、フリップフロップ回路の他のNAND回路Nand1は、常にH(VDD3)レベルに固定される。 Therefore, in the level shift circuit of FIG. 17, when the shutdown signal is input, the priority signal to the terminal PR is changed to the H (VDD3) level and the L (0v) level, so that the output of the NAND circuit Nand3 is changed to the H level. By switching to the L level, the logic of the NAND circuit Nand2 of the flip-flop circuit can be switched between the H (VDD3) level and the L (0v) level. In this level shift circuit, the other NAND circuit Nand1 of the flip-flop circuit is always fixed at the H (VDD3) level.

 図18のレベルシフト回路では、図17のレベルシフト回路を改良し、フリップフロップ回路の他のNAND回路Nand1をも優先信号に応じてH(VDD3)レベルとL(0v)レベルとに切換え可能としたものである。具体的には、インバータINV15と、2個のNAND回路Nand5、Nand6とが別途配置される。一方のNAND回路Nand5には、端子PRからの優先信号が前記インバータINV15を介して入力されると共に、端子SDからのシャットダウン信号(H(VDD3)レベル)が入力される。このNAND回路Nand5の出力は他のNAND回路Nand6に入力される。 In the level shift circuit of FIG. 18, the level shift circuit of FIG. 17 is improved so that the other NAND circuit Nand1 of the flip-flop circuit can be switched between the H (VDD3) level and the L (0v) level according to the priority signal. It was done. Specifically, an inverter INV15 and two NAND circuits Nand5 and Nand6 are separately arranged. To one NAND circuit Nand5, a priority signal from a terminal PR is input via the inverter INV15, and a shutdown signal (H (VDD3) level) is input from a terminal SD. The output of this NAND circuit Nand5 is input to another NAND circuit Nand6.

 従って、このレベルシフト回路では、端子PRの優先信号をH(VDD3)レベルとL(0v)レベルとに変更することにより、NAND回路Nand5、Nand6の出力論理を切換えて、フリップフロップ回路のNAND回路Nand1の出力論理をもH(VDD3)レベルとL(0v)レベルとに切換え可能とすることができる。 Therefore, in this level shift circuit, by changing the priority signal of the terminal PR between the H (VDD3) level and the L (0v) level, the output logic of the NAND circuits Nand5 and Nand6 is switched, and the NAND circuit of the flip-flop circuit is switched. The output logic of Nand1 can also be switched between the H (VDD3) level and the L (0v) level.

 (第4の変形例)
 図19〜図21は前記実施の形態の第4の変形例を示す。これ等はエッジトリガー形式のレベルシフト回路である。
(Fourth modification)
19 to 21 show a fourth modification of the above embodiment. These are level shift circuits of the edge trigger type.

 図19のレベルシフト回路では、クロック信号CLKと第1のノードW1の電位を受ける第1のフリップフロップ回路FF1と、前記クロック信号CLKと第2のノードW2の電位を受ける第2のフリップフロップ回路FF2と、これ等フリップフロップ回路FF1、FF2の出力を受ける第3のフリップフロップ回路FF3とを備える。 In the level shift circuit of FIG. 19, a first flip-flop circuit FF1 receiving the clock signal CLK and the potential of the first node W1, and a second flip-flop circuit receiving the clock signal CLK and the potential of the second node W2 FF2 and a third flip-flop circuit FF3 receiving the outputs of the flip-flop circuits FF1 and FF2.

 図19のレベルシフト回路では、クロック信号CLKがLレベルの時、第1及び第2のフリップフロップ回路FF1、FF2はリセット状態にあって、プリチャージ回路Bは、NAND回路Nand7及びインバータINV15により、第1及び第2のノードW1、W2を高電圧源VDD3の高電圧にプリチャージしている。また、第3のフリップフロップ回路FF3はレベルの保持状態にある。その後、クロック信号がHレベルに遷移すると、前記NAND回路Nand7及びインバータINV15により、2個のP型トランジスタP3、P4がOFFして前記プリチャージが停止すると共に、2個のN型トランジスタN3、N4がONして、端子INの入力信号のレベルに応じて第1又は第2のノードW1、W2がL(0v)レベルに低下し、これが第1又は第2のフリップフロップ回路FF1、FF2に取り込まれ、フリップフロップ回路FF3の論理がセットされる。この取り込みが完了すると、前記NAND回路Nand7及びインバータINV15により、前記プリチャージ回路Bが再び第1及び第2のノードW1、W2を高電圧源VDD3の高電圧にプリチャージする。 In the level shift circuit of FIG. 19, when the clock signal CLK is at the L level, the first and second flip-flop circuits FF1 and FF2 are in a reset state, and the precharge circuit B is controlled by the NAND circuit Nand7 and the inverter INV15. The first and second nodes W1 and W2 are precharged to the high voltage of the high voltage source VDD3. Further, the third flip-flop circuit FF3 is in a level holding state. Thereafter, when the clock signal transits to the H level, the two P-type transistors P3 and P4 are turned off by the NAND circuit Nand7 and the inverter INV15 to stop the precharge, and the two N-type transistors N3 and N4. Turns on, the first or second node W1, W2 drops to the L (0v) level according to the level of the input signal at the terminal IN, and this is taken into the first or second flip-flop circuit FF1, FF2. Then, the logic of the flip-flop circuit FF3 is set. When the loading is completed, the precharge circuit B precharges the first and second nodes W1 and W2 again to the high voltage of the high voltage source VDD3 by the NAND circuit Nand7 and the inverter INV15.

 図20は、図19のレベルシフト回路を改良したものであり、図19のレベルシフト回路の2個のN型トランジスタN3、N4を1個のN型トランジスタN5で共用したものである。 FIG. 20 is an improvement of the level shift circuit of FIG. 19, in which two N-type transistors N3 and N4 of the level shift circuit of FIG. 19 are shared by one N-type transistor N5.

 図21のレベルシフト回路は、前記図20のレベルシフト回路の一部を変更したものである。即ち、第1及び第2のノードW1、W2とN型トランジスタN3、N4との間に他のN型トランジスタN7、N8を配置し、これ等N型トランジスタをクロック信号CLKにより制御することにより、クロック信号CLKのHレベルへの立上り時には、これ等N型トランジスタN7、N8をONさせて、端子INの入力信号に応じて第1又は第2のノードW1、W2の論理レベルを変化させるものである。 レ ベ ル The level shift circuit of FIG. 21 is a modification of the level shift circuit of FIG. That is, by disposing other N-type transistors N7 and N8 between the first and second nodes W1 and W2 and the N-type transistors N3 and N4, and controlling these N-type transistors by the clock signal CLK, When the clock signal CLK rises to the H level, these N-type transistors N7 and N8 are turned on to change the logic level of the first or second node W1 or W2 according to the input signal of the terminal IN. is there.

 (第5の変形例)
 図22及び図23は、図21のエッジトリガー形式のレベルシフト回路に更にテストモード機能を付加したレベルシフト回路を示す。
(Fifth Modification)
FIGS. 22 and 23 show a level shift circuit in which a test mode function is further added to the level shift circuit of the edge trigger type shown in FIG.

 図22のレベルシフト回路は、テスト時には、端子NTに入力されるテストモード信号(Lレベル)により、2個のN型トランジスタN10、N11をOFFして、通常時の入力信号(入力端子INの入力信号)に応じて動作する2個のN型トランジスタN1、N2をP型トランジスタP3、P4から切り離すと共に、前記テストモード信号をインバータINV16で反転した信号により、テストモード用の2個のN型トランジスタN12、N13をONして、端子INTに入力されるテスト用信号及びそのインバータINV17による反転信号に応じて動作する2個のN型トランジスタN14、N15を前記P型トランジスタP3、P4に接続して、テストモード時には、端子INTのテスト信号により第1及び第2のノードW1、W2の論理レベルを変化させるようにしたものである。 During the test, the level shift circuit of FIG. 22 turns off the two N-type transistors N10 and N11 by a test mode signal (L level) input to the terminal NT, and inputs the normal input signal (the input terminal IN). Input signals), the two N-type transistors N1 and N2 operating in accordance with the input signals are separated from the P-type transistors P3 and P4, and the test mode signal is inverted by an inverter INV16. The transistors N12 and N13 are turned on, and two N-type transistors N14 and N15 operating according to the test signal input to the terminal INT and the inverted signal of the inverter INV17 are connected to the P-type transistors P3 and P4. In the test mode, the first and second nodes W1 and W2 are supplied by the test signal at the terminal INT. It is obtained so as to change the logic level.

 図23のレベルシフト回路は、図22のレベルシフト回路を改良したものである。即ち、通常用の2個のN型トランジスタN1、N2を接地するN型トランジスタN5と同様に、テストモード用の2個のN型トランジスタN14、N15を接地するN型トランジスタN16を設け、端子NTに入力されるテストモード信号(Lレベル)により、NAND回路Nand8及びNOR回路Nor6の出力を制御して、通常時には通常時用のN型トランジスタN5をプリチャージ制御回路70のNAND回路Nand8の出力に応じてON、OFF制御する一方、テストモード時にはテストモード時用のN型トランジスタN16をプリチャージ制御回路70のNOR回路Nor6の出力に応じてON、OFF制御するようにしたものである。 The level shift circuit in FIG. 23 is an improvement of the level shift circuit in FIG. That is, similarly to the N-type transistor N5 for grounding two N-type transistors N1 and N2 for normal use, an N-type transistor N16 for grounding two N-type transistors N14 and N15 for test mode is provided, and the terminal NT , The output of the NAND circuit Nand8 and the output of the NOR circuit Nor6 are controlled by the test mode signal (L level) input thereto, and the N-type transistor N5 for normal use is output to the output of the NAND circuit Nand8 of the precharge control circuit 70 at normal times. In the test mode, the N-type transistor N16 for the test mode is ON / OFF controlled in accordance with the output of the NOR circuit Nor6 of the precharge control circuit 70.

 (第6の変形例)
 図24及び図25は前記実施の形態の第6の変形例を示す。
(Sixth modification)
24 and 25 show a sixth modification of the above embodiment.

 図24のレベルシフト回路は、図20のエッジトリガー形式のレベルシフト回路に更にリセット機能を付加したものである。 The level shift circuit of FIG. 24 is obtained by further adding a reset function to the edge trigger type level shift circuit of FIG.

 即ち、図24のレベルシフト回路では、リセット端子Rに入力されるリセット信号をインバータINV18を介してフリップフロップ回路FF3の一方のNOR回路Nor7に入力して、出力論理を固定すると共に、前記リセット信号をNAND回路Nand9に出力して、プリチャージ回路Bにより第1及び第2のノードW1、W2を高電圧源VDD3の高電圧にプリチャージするように構成したものである。 That is, in the level shift circuit of FIG. 24, the reset signal input to the reset terminal R is input to one NOR circuit Nor7 of the flip-flop circuit FF3 via the inverter INV18 to fix the output logic and to output the reset signal. To the NAND circuit Nand9, and the precharge circuit B precharges the first and second nodes W1 and W2 to the high voltage of the high voltage source VDD3.

 また、図25のレベルシフト回路は、図24のレベルシフト回路に更にセット機能を付加したものである。即ち、図25のレベルシフト回路では、セット端子Sに入力されるセット信号をインバータINV19を介してフリップフロップ回路FFの他方のNOR回路Nor8に入力して、出力論理を固定すると共に、前記セット信号を前記NAND回路Nand9に出力して、プリチャージ回路Bにより第1及び第2のノードW1、W2を高電圧源VDD3の高電圧にプリチャージするように構成したものである。 The level shift circuit shown in FIG. 25 is obtained by further adding a set function to the level shift circuit shown in FIG. That is, in the level shift circuit of FIG. 25, the set signal input to the set terminal S is input to the other NOR circuit Nor8 of the flip-flop circuit FF via the inverter INV19, and the output logic is fixed and the set signal is To the NAND circuit Nand9, and the precharge circuit B precharges the first and second nodes W1 and W2 to the high voltage of the high voltage source VDD3.

 (第7の変形例)
 図26は前記実施の形態の第7の変形例を示す。同図のレベルシフト回路は、トライステートのレベルシフト回路を構成する。
(Seventh modification)
FIG. 26 shows a seventh modification of the above embodiment. The level shift circuit shown in the figure constitutes a tri-state level shift circuit.

 即ち、図26のレベルシフト回路は、出力端子OUT1、OUT2のレベルの組み合わせとして、「H,L」、「L,H」に加えて「H,H」の状態を作成する。具体的には、一対のN型トランジスタN1、N2に対応して更に1個のN型トランジスタN17を設け、一対のP型トランジスタP3、P4に対応して更に1個のP型トランジスタP6を設け、更に一対のN型トランジスタN3、N4に対応して更に1個のN型トランジスタN18を設ける。更に、P型トランジスタ(抵抗)P5に対応してP型トランジスタ(抵抗)P7を設ける。 That is, the level shift circuit of FIG. 26 creates a state of “H, H” in addition to “H, L” and “L, H” as a combination of the levels of the output terminals OUT1 and OUT2. Specifically, one more N-type transistor N17 is provided corresponding to the pair of N-type transistors N1 and N2, and one more P-type transistor P6 is provided corresponding to the pair of P-type transistors P3 and P4. Further, one N-type transistor N18 is further provided corresponding to the pair of N-type transistors N3 and N4. Further, a P-type transistor (resistance) P7 is provided corresponding to the P-type transistor (resistance) P5.

 そして、通常時には、端子Cの入力信号をL(0v)レベルとした状態にして、N型トランジスタN18をOFFさせ、ノードW3をプリチャージ状態に保持する。この状態で、端子INの入力信号及びその反転信号により、NAND回路Nand10、Nand11を通じて1対のN型トランジスタN1、N2をON又はOFFさせて、制御回路30により一対の出力端子OUT1、OUT2の論理レベルを「H,L」又は「L,H」にする。一方、出力端子OUT1、OUT2の論理レベルを「H,H」に制御する場合には、端子Cの入力信号をH(VDD)レベルにする。これにより、N型トランジスタN17をONさせて、ノードW3をL(0v)レベルにし、このノードW3の電位低下に応じて制御回路30により一対の出力端子OUT1、OUT2の論理レベルを「H,H」に制御するようにしている。尚、図中Nand12は、ノードW1、W2、W3のプリチャージを制御するプリチャージ制御回路70を構成する。 {Circle around (2)} Normally, the input signal of the terminal C is set to the L (0 V) level, the N-type transistor N18 is turned off, and the node W3 is held in the precharged state. In this state, the pair of N-type transistors N1 and N2 are turned ON or OFF through the NAND circuits Nand10 and Nand11 according to the input signal of the terminal IN and its inverted signal, and the control circuit 30 controls the logic of the pair of output terminals OUT1 and OUT2. The level is set to “H, L” or “L, H”. On the other hand, when controlling the logic levels of the output terminals OUT1 and OUT2 to “H, H”, the input signal of the terminal C is set to the H (VDD) level. As a result, the N-type transistor N17 is turned on, the node W3 is set to the L (0v) level, and the control circuit 30 changes the logic levels of the pair of output terminals OUT1 and OUT2 to "H, H" in response to the potential drop of the node W3. ”Is controlled. Incidentally, Nand12 in the figure constitutes a precharge control circuit 70 for controlling precharge of the nodes W1, W2, W3.

 (第8の変形例)
 図27ないし図29は前記実施の形態の第8の変形例を示す。
(Eighth Modification)
27 to 29 show an eighth modification of the above embodiment.

 これ等のレベルシフト回路は、図8に示したレベルシフト回路において一対のN型トランジスタN1、N2に入力される相補の信号の生成回路を改良したものである。即ち、図8のレベルシフト回路では、制御回路Aの遅延時間が短くて、入力信号の変化時からフリップフロップ回路FFのセット及び高電圧VDD3へのプリチャージまでの一連の変化に必要な遅延時間が、低電圧VDD側のインバータINV0の遅延時間よりも短い場合には、プリチャージすべき第1又は第2のノードW1、W2を誤ってディスチャージすることが考えられる。即ち、図31に示すように、一対のN型トランジスタN1、N2への入力信号波形が共に同時にHレベルである状態が長くて制御回路Aの遅延時間が短い場合には、第1及び第2のノードW1、W2が交互にディスチャージ及びプリチャージされて、出力端子には誤ってパルス状の出力波形が出力されることが考えられる。特に、入力信号がHレベルからLレベルに遷移する場合に、入力系が高耐圧トランジスタで構成され、出力系が低耐圧トランジスタで構成され、遅延時間が高耐圧系の方が低耐圧系よりも非常に長い場合に誤動作が生じると考えられる。本変形例はこの誤動作を防止するように、一対のN型トランジスタN1、N2への相補信号の一方がLレベルに遷移した後でなければ相補信号の他方をHレベルにしないようにして、この相補信号の一方及び他方が同時にHレベルにならないように構成したものである。 These level shift circuits are improved circuits for generating complementary signals input to a pair of N-type transistors N1 and N2 in the level shift circuit shown in FIG. That is, in the level shift circuit of FIG. 8, the delay time of the control circuit A is short, and the delay time required for a series of changes from the change of the input signal to the setting of the flip-flop circuit FF and the precharge to the high voltage VDD3. However, if the delay time is shorter than the delay time of the inverter INV0 on the low voltage VDD side, the first or second nodes W1 and W2 to be precharged may be erroneously discharged. That is, as shown in FIG. 31, when the state in which the input signal waveforms to the pair of N-type transistors N1 and N2 are both at the H level at the same time is long and the delay time of the control circuit A is short, the first and second , The nodes W1 and W2 are alternately discharged and precharged, and a pulse-like output waveform is erroneously output to the output terminal. In particular, when the input signal transitions from the H level to the L level, the input system is constituted by a high breakdown voltage transistor, the output system is constituted by a low breakdown voltage transistor, and the delay time is higher in the high breakdown voltage system than in the lower breakdown voltage system. It is considered that a malfunction occurs when the length is very long. In this modified example, in order to prevent this malfunction, one of the complementary signals to the pair of N-type transistors N1 and N2 must be changed to L level before the other of the complementary signals is set to H level. The configuration is such that one and the other of the complementary signals do not simultaneously go high.

 図27のレベルシフト回路では、図8のインバータINV0に代えて、インバータINV27と、2個のインバータINV28、INV29より成る遅延回路と、このインバータINV29の出力と最初段のインバータINV27の出力とを受けるNOR回路Nor27とにより、相補の入力信号を生成している。 The level shift circuit of FIG. 27 receives, instead of the inverter INV0 of FIG. 8, an inverter INV27, a delay circuit including two inverters INV28 and INV29, and the output of the inverter INV29 and the output of the first-stage inverter INV27. A complementary input signal is generated by the NOR circuit Nor27.

 また、図28のレベルシフト回路では、2個のインバータINV30、INV31と、フリップフロップ回路FF4とにより、相補の入力信号を生成している。 In the level shift circuit of FIG. 28, two inverters INV30 and INV31 and a flip-flop circuit FF4 generate a complementary input signal.

 更に、図29のレベルシフト回路では、2個のシュミット回路SchA、SchBと、インバータINV32と、フリップフロップ回路FF4とにより、相補の入力信号を生成し、図30に示すように、前記一方のシュミット回路SchAのスイッチングレベルを低く、他方のシュミット回路SchBのスイッチングレベルを高く設定している。 Further, in the level shift circuit of FIG. 29, complementary input signals are generated by two Schmitt circuits SchA and SchB, an inverter INV32, and a flip-flop circuit FF4, and as shown in FIG. The switching level of the circuit SchA is set low, and the switching level of the other Schmitt circuit SchB is set high.

 尚、以上の説明では、低電圧の論理レベルを高電圧の論理レベルに変換するレベルシフト回路について説明したが、本発明はこれに限定されず、逆に高電圧の論理レベルを低電圧の論理レベルに変換するレベルシフト回路についても同様に適用できるのは勿論である。この場合には、第1の電圧源が高電圧源となり、第2の電圧源が低電圧源となる。 In the above description, the level shift circuit that converts a low-voltage logic level to a high-voltage logic level has been described. However, the present invention is not limited to this. Needless to say, the same can be applied to a level shift circuit that converts the level into a level. In this case, the first voltage source becomes a high voltage source, and the second voltage source becomes a low voltage source.

 以上説明したように、本発明は、第1及び第2のノードの電位低下を検出するレベル検出回路を設け、このレベル検出回路のスイッチングレベルを高く設定して、第1及び第2のノードの電位が高電圧でフルスイングすることを待つことなく、早期にレベル変化を検出できるので、低消費電力で且つ高速に動作するレベルシフト回路等として有用である。 As described above, according to the present invention, the level detection circuit for detecting the potential drop of the first and second nodes is provided, and the switching level of the level detection circuit is set to be high, so that the level of the first and second nodes is reduced. Since a level change can be detected early without waiting for the potential to make a full swing at a high voltage, it is useful as a level shift circuit or the like which operates with low power consumption and operates at high speed.

本願発明の関連技術のレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a level shift circuit according to a related technique of the present invention. 入力信号のHレベルからLレベルへの変化時における同レベルシフト回路に流れる電流の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a current flowing through the same level shift circuit when an input signal changes from H level to L level. 入力信号のLレベルからHレベルへの変化時における同レベルシフト回路に流れる電流の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a current flowing through the same level shift circuit when an input signal changes from L level to H level. 同関連技術のレベルシフト回路における抵抗の配置位置の変形例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a modification of the arrangement position of the resistors in the level shift circuit according to the related art. 同レベルシフト回路の他の変形例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another modified example of the same level shift circuit. 同レベルシフト回路の変形例を示し、内部電源シャットダウン時の出力論理固定構成を持つレベルシフト回路を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a modification of the same level shift circuit, and illustrating a level shift circuit having a fixed output logic configuration when the internal power supply is shut down. 本発明の実施の形態のレベルシフト回路の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a level shift circuit according to an embodiment of the present invention. 同レベルシフト回路の具体的構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of the same level shift circuit. 入力信号のHレベルからLレベルへの変化時における同レベルシフト回路に流れる電流の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a current flowing through the same level shift circuit when an input signal changes from H level to L level. 本発明の実施の形態の第1の変形例を示し、レベルシフト回路に備えるプリチャージ制御回路を変形した図である。FIG. 11 shows a first modification of the embodiment of the present invention, and is a diagram in which a precharge control circuit provided in a level shift circuit is modified. 同実施の形態の第1の変形例を示し、レベルシフト回路に備えるフリップフロップ回路を変形した図である。FIG. 14 shows a first modification of the embodiment, and is a diagram in which a flip-flop circuit provided in a level shift circuit is modified. 本発明の実施の形態の第2の変形例を示し、低電圧源のシャットダウン時に論理を固定する機能を持つレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a second modification of the embodiment of the present invention, and illustrating a configuration of a level shift circuit having a function of fixing logic when a low-voltage source is shut down. 同第2の変形例のレベルシフト回路の他の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration of the level shift circuit according to the second modified example. 同第2の変形例のレベルシフト回路の更に他の構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating still another configuration of the level shift circuit according to the second modified example. 同第2の変形例のレベルシフト回路の別の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration of the level shift circuit according to the second modification. 同第2の変形例のレベルシフト回路の更に別の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating still another configuration of the level shift circuit according to the second modified example. 本発明の実施の形態の第3の変形例を示し、低電圧源のシャットダウン時に所定論理を優先的に出力する機能を持つレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a third modification of the embodiment of the present invention and illustrating a configuration of a level shift circuit having a function of outputting a predetermined logic preferentially when a low-voltage source is shut down. 同第3の変形例のレベルシフト回路の他の構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating another configuration of the level shift circuit according to the third modification. 本発明の実施の形態の第4の変形例のエッジトリガー形式のレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of an edge-triggered level shift circuit according to a fourth modification of the embodiment of the present invention. 同第4の変形例のエッジトリガー形式のレベルシフト回路の他の構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating another configuration of the edge-triggered type level shift circuit according to the fourth modified example. 同第4の変形例のエッジトリガー形式のレベルシフト回路の更に他の構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating still another configuration of the edge-triggered level shift circuit according to the fourth modified example. 本発明の実施の形態の第5の変形例のテストモード機能付きのエッジトリガー形式のレベルシフト回路の構成を示す図である。It is a figure showing the composition of the edge trigger type level shift circuit with the test mode function of the 5th modification of an embodiment of the invention. 同変形例のテストモード機能付きのエッジトリガー形式のレベルシフト回路の他の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration of an edge trigger type level shift circuit with a test mode function according to the modification. 本発明の実施の形態の第6の変形例のリセット機能付きのエッジトリガー形式のレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of an edge-triggered level shift circuit with a reset function according to a sixth modification of the embodiment of the present invention. 同変形例のリセット機能付きのエッジトリガー形式のレベルシフト回路にセット機能を付加した構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which added the set function to the edge trigger type level shift circuit with the reset function of the modification. 本発明の実施の形態の第7の変形例のトライステートレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a tri-state level shift circuit according to a seventh modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態の第8の変形例のレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a level shift circuit according to an eighth modification of the embodiment of the present invention. 同変形例のレベルシフト回路の他の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration of the level shift circuit according to the modification. 同変形例のレベルシフト回路の更に他の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating still another configuration of the level shift circuit according to the modification. 同レベルシフト回路の動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the operation of the same level shift circuit. 本発明の実施の形態のレベルシフト回路に生じ得る入力波形及び出力波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an input waveform and an output waveform that can occur in the level shift circuit according to the embodiment of the present invention. 従来のレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a conventional level shift circuit. 同レベルシフト回路の動作時に流れる電流を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a current flowing when the level shift circuit operates. 従来の他のレベルシフト回路の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of another conventional level shift circuit.

符号の説明Explanation of reference numerals

IN            入力端子
VDD           低電圧源(第1の電圧源)
VDD3          高電圧源(第2の電圧源)
N1            N型トランジスタ(第1のN型トランジスタ)
N2            N型トランジスタ(第2のN型トランジスタ)
P1            P型トランジスタ(第1のP型トランジスタ)
P2            P型トランジスタ(第2のP型トランジスタ)
P3            P型トランジスタ
               (第3のP型トランジスタ、電流遮断部)
P4            P型トランジスタ
               (第4のP型トランジスタ、電流遮断部)
P5            P型トランジスタ(抵抗)
P51           P型トランジスタ(第1の抵抗)
P52           P型トランジスタ(第2の抵抗)
INV0、INV1、INV2      インバータ
W1            第1のノード
W2            第2のノード
W3            第3のノード
W4            第4のノード
A             制御回路
B             プリチャージ回路
FF            フリップフロップ回路(レベル検出回路)
Nand1、Nand2        NAND回路
40            供給回路
50            断続回路
70            プリチャージ制御回路
P3            P型トランジスタ(第1のP型トランジスタ)
P4            P型トランジスタ(第2のP型トランジスタ)
N3            N型トランジスタ(第3のN型トランジスタ)
N4            N型トランジスタ(第4のN型トランジスタ)
SD            シャットダウン端子
CLK           クロック端子
NT            テストモード端子
INT           テスト端子
R             リセット端子
S             セット端子
C             制御端子
30            制御回路
IN input terminal VDD low voltage source (first voltage source)
VDD3 High voltage source (second voltage source)
N1 N-type transistor (first N-type transistor)
N2 N-type transistor (second N-type transistor)
P1 P-type transistor (first P-type transistor)
P2 P-type transistor (second P-type transistor)
P3 P-type transistor (third P-type transistor, current interrupt section)
P4 P-type transistor (fourth P-type transistor, current cutoff part)
P5 P-type transistor (resistance)
P51 P-type transistor (first resistor)
P52 P-type transistor (second resistor)
INV0, INV1, INV2 Inverter W1 First node W2 Second node W3 Third node W4 Fourth node A Control circuit B Precharge circuit FF Flip-flop circuit (level detection circuit)
Nand1, Nand2 NAND circuit 40 Supply circuit 50 Intermittent circuit 70 Precharge control circuit P3 P-type transistor (first P-type transistor)
P4 P-type transistor (second P-type transistor)
N3 N-type transistor (third N-type transistor)
N4 N-type transistor (fourth N-type transistor)
SD Shutdown terminal CLK Clock terminal NT Test mode terminal INT Test terminal R Reset terminal S Set terminal C Control terminal 30 Control circuit

Claims (17)

第1の電圧源を電源とする相補の信号が入力され、一端が接地され、他端が第1及び第2のノードに各々接続される第1及び第2のトランジスタと、
 前記第1及び第2のノードを第2の電圧源の電位にプリチャージするプリチャージ回路と、
 前記第1及び第2のノードの電位低下を検出するレベル検出回路と、
 前記プリチャージ回路を制御するプリチャージ制御回路と
 を備えたことを特徴とするレベルシフト回路。
First and second transistors that are supplied with a complementary signal having the first voltage source as a power source, one end of which is grounded, and the other end of which is connected to the first and second nodes, respectively;
A precharge circuit for precharging the first and second nodes to a potential of a second voltage source;
A level detection circuit for detecting a drop in potential of the first and second nodes;
And a precharge control circuit for controlling the precharge circuit.
前記レベル検出回路は、
 前記第1及び第2のノードに接続されるフリップフロップ回路により構成される
 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
The level shift circuit according to claim 1, further comprising a flip-flop circuit connected to the first and second nodes.
前記レベル検出回路は、
 第1及び第2のノードの電位低下時にその電位低下を早く検出するようにスイッチングレベルが高く設定される
 ことを特徴とする請求項1又は2記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
3. The level shift circuit according to claim 1, wherein the switching level is set high so that the potential drop of the first and second nodes is detected early when the potential drops.
前記レベル検出回路は、
 前記第1及び第2のノードに接続されたゲートの容量が、第1及び第2のノードの電位低下時にこの電位低下が早く行われるように、小さく設定される
 ことを特徴とする請求項1又は2記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
The capacitance of a gate connected to the first and second nodes is set to be small so that when the potentials of the first and second nodes decrease, the potential decreases quickly. Or the level shift circuit according to 2.
前記プリチャージ回路は、
 前記第2の電圧源を前記第1及び第2のノードに接続する供給回路と、
 前記第1のノードと接地との間、並びに前記第2のノードと接地との間を遮断及び接続する断続回路とを備える
 ことを特徴とする請求項1又は2記載のレベルシフト回路。
The precharge circuit,
A supply circuit for connecting the second voltage source to the first and second nodes;
The level shift circuit according to claim 1, further comprising: an intermittent circuit that cuts off and connects between the first node and ground and between the second node and ground.
前記供給回路は、
 前記第2の電圧源と前記第1のノードとの間に配置された第1のP型トランジスタと、前記第2の電圧源と前記第2のノードとの間に配置された第2のP型トランジスタとから成り、
 前記遮断回路は、
 前記第1のノードと接地との間に配置された第3のN型トランジスタと、前記第2のノードと接地との間に配置された第4のN型トランジスタとから成る
 ことを特徴とする請求項5記載のレベルシフト回路。
The supply circuit includes:
A first P-type transistor disposed between the second voltage source and the first node; and a second P-type transistor disposed between the second voltage source and the second node. Type transistor,
The shutoff circuit,
A third N-type transistor disposed between the first node and ground; and a fourth N-type transistor disposed between the second node and ground. The level shift circuit according to claim 5.
前記プリチャージ制御回路は、
 前記入力信号が変化しない定常時には、OFF動作している一方の第1又は第2のトランジスタに接続される一方の第1又は第2のノードを第2の電圧源の高電圧にプリチャージした状態で、前記第2の電圧源と前記プリチャージ状態の一方のノードとの接続を断ち、一方、
 前記入力信号が変化したレベル変化時には、前記レベル検出回路のレベル検出に応じて、前記一方のノードと接地との接続を遮断すると共に前記第2の電圧源を前記一方のノードに接続してこの一方のノードを第2の電圧源の高電圧にプリチャージする
 ように前記プリチャージ回路を制御する
 ことを特徴とする請求項1又は5記載のレベルシフト回路。
The precharge control circuit includes:
In a steady state where the input signal does not change, a state in which one of the first or second node connected to the one of the first or second transistor that is operating OFF is precharged to the high voltage of the second voltage source. Disconnecting the connection between the second voltage source and one of the nodes in the precharged state;
When the level of the input signal changes, the connection between the one node and the ground is cut off and the second voltage source is connected to the one node in response to the level detection of the level detection circuit. The level shift circuit according to claim 1, wherein the precharge circuit is controlled so as to precharge one node to a high voltage of a second voltage source.
前記プリチャージ制御回路は、
 前記入力信号が変化しない定常時には、OFF動作している一方の第1又は第2のトランジスタに対応する一方の第1又は第2のP型トランジスタをOFFすると共に対応する一方の第3又は第4のN型トランジスタをONし、一方、
 前記入力信号が変化したレベル変化時には、前記レベル検出回路のレベル検出に応じて、前記一方のP型トランジスタをONすると共に前記一方のN型トランジスタをOFFする
 ことを特徴とする請求項6記載のレベルシフト回路。
The precharge control circuit includes:
In a steady state in which the input signal does not change, one of the first or second P-type transistors corresponding to one of the first or second transistors operating OFF is turned off and the corresponding third or fourth P-type transistor is turned off. Turn on the N-type transistor,
7. The device according to claim 6, wherein when the level of the input signal changes, the one P-type transistor is turned on and the one N-type transistor is turned off in accordance with the level detection of the level detection circuit. Level shift circuit.
前記入力信号の定常時に、前記第2の電圧源を前記第1のノード又は第2のノードに接続する抵抗を備えた
 ことを特徴とする請求項1又は2記載のレベルシフト回路。
The level shift circuit according to claim 1, further comprising: a resistor that connects the second voltage source to the first node or the second node when the input signal is stationary.
前記抵抗の抵抗値は、
 前記第2の電圧源から自己の抵抗を経て流れる電流値がほぼ零値になるように高抵抗な値に設定される
 ことを特徴とする請求項9記載のレベルシフト回路。
The resistance value of the resistor is
The level shift circuit according to claim 9, wherein a high resistance value is set so that a current value flowing from the second voltage source via its own resistance becomes substantially zero.
前記レベル検出回路は、
 前記第1の電圧源のシャットダウン時に、シャットダウン指令信号を受けて出力論理を固定する機能を持つ
 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
The level shift circuit according to claim 1, wherein the level shift circuit has a function of receiving a shutdown command signal and fixing an output logic when the first voltage source is shut down.
前記レベル検出回路は、
 前記第1の電圧源のシャットダウン時に、優先信号を受けて、固定する出力論理を任意に選択可能である
 ことを特徴とする請求項11記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
The level shift circuit according to claim 11, wherein upon shutting down the first voltage source, a priority signal is received, and an output logic to be fixed can be arbitrarily selected.
前記レベル検出回路は、
 クロック信号の変化時に前記第1又は第2のノードの電位低下を検出するエッジトリガー構成である
 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein the level shift circuit has an edge trigger configuration for detecting a potential drop of the first or second node when a clock signal changes.
テストモード時に、前記入力信号に代えてテスト信号を受けて、そのテスト信号に応じた電位低下を前記レベル検出回路が検出する機能を持つ
 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein the level shift circuit has a function of receiving a test signal instead of the input signal in a test mode, and detecting a potential drop corresponding to the test signal by the level detection circuit.
前記レベル検出回路は、
 リセット信号を受けて、出力論理をリセットする機能を持つ
 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein the level shift circuit has a function of resetting output logic in response to a reset signal.
前記レベル検出回路は、
 セット信号を受けて、出力論理をセットする機能を持つ
 ことを特徴とする請求項1又は15記載のレベルシフト回路。
The level detection circuit includes:
16. The level shift circuit according to claim 1, having a function of receiving a set signal and setting an output logic.
前記入力信号に加えて制御信号を受けて、前記レベル検出回路の出力が3つの状態に変化する機能を持つ
 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
The level shift circuit according to claim 1, wherein the level shift circuit has a function of changing an output of the level detection circuit into three states in response to a control signal in addition to the input signal.
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