JP2004163526A - Multi-output driver and fluorescent display tube module - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は多電源系をもつ半導体集積回路の電源電圧オフ時の出力安定化回路に関するもので、特に液晶ディスプレイや、プラズマディスプレイ、蛍光表示管などの、表示体を駆動する多出力ドライバ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の多電源をもつ半導体集積回路(以下IC)は、
(1)電源オン時は制御系の電源を与えた後に出力系の電源電圧を与え、電源オフ時は出力系の電源電圧を下げた後に、制御系の電圧を下げる様に、外部より電源を与えていた。
【0003】
(2)ICの内部に制御系の電源電圧を検出する回路を設け、制御系の電源電圧がある電圧以下では出力系の回路を固定するような回路を設けたもの。
【0004】
(3)制御系の電圧が与えられないと出力系は常にオンしない様な回路構成のものなどがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記(1)の様な構成の場合、外付け回路として制御系用と出力系用のスイッチが必要となる。また電圧監視用のディテクターや順序回路、高電力トランジスタなどが必要となる。
【0006】
上記(2)の様な構成を図2に示す、制御系の電源電圧を監視する回路を制御電源系でつくり、その出力を出力系のレベルシフタの入力としたものである、しかし11のフリップフロップ型のレベルシフトの場合、制御系の電圧が電源監視回路の動作するぐらいの電圧で有れば充分に動作し出力を固定にすることができるが、制御系のトランジスタが動作できない電圧(トランジスタのしきい値近い電圧)以下では、レベルシフタの入力トランジスタ21,22は両方ともオフ状態であり、レベルシフタの出力は前の状態を保持するはずであるが、トランジスタのチャンネルリークやドレイン部のジャンクションリークによって、出力が変化してしまうことがある。これはICの製造時期の違いなどによってばらばらであり、選別も困難である。この現象がどの様な影響を及ぼすのかというと、たとえば5Vの電源を与えてから昇圧回路を通して第二の電源50Vを発生させ、その電圧で蛍光表示管などのディスプレイを表示させようとする。電源オン時は5Vが与えられてから徐々に出力系の電圧が上がるので良いが、電源オフ時には5Vがすぐに無くなり、出力系の電圧は平滑用コンデンサに蓄えられた電荷が残っているため徐々に下がってしまう。もしこの時点で出力が変化してしまえば、特定のビットで高発光してしまう。すなわち電源オフ時に異常表示をしてしまう。
上記(3)の様な構成を図3に示す、27は6の電源電圧よりも低い電位であって、23のトランジスタをオンさせる。これはトランジスタ負荷型のレベルシフト回路であり、42のトランジスタに制御系電圧の高レベルが与えられることにより出力8がオン(Pチャネルトランジスタ31がオン)するが、制御電圧が無くなってしまえば、出力は絶対にオンしない。しかしこのタイプのレベルシフト回路では、出力オン時に高圧系の電源間に垂れ流しの電流が流れてしまう。もしこのタイプのレベルシフトを多出力ドライバに使用した場合、垂れ流し電流を1ビット当り20μAとし、出力系電圧を60Vとすると、20ビットで20μA*60V*20=240mWとなるため、ICパッケージ許容損失を250mWとすれば、それ以上の多出力化は困難になる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために本発明が講じた手段は、先ず、第一の電源系の制御回路と、前記制御回路の出力を入力とする第二の電源系のレベルホールド回路と、前記レベルホールド回路の出力を入力とする第二の電源系の出力回路より構成される半導体集積回路に於て、第二の電源系で構成され第一の電源電圧を検出する回路、及び前記検出回路からの信号によってレベルホールド回路の出力を固定する回路を備えたことを特徴とする。また上記半導体装置に於て、第一の電源系で構成され第一の電源電圧を検出する回路と、前記検出回路の信号によってレベルホールド回路の入力を固定する回路を備えたことを特徴とする。
【0008】
次に、制御電源系で構成され直列データを並列データに変換するシフトレジスタと前記並列データをラッチするラッチ回路と、出力電源系で構成され前記ラッチデータを入力とするレベルシフト回路と前記レベルシフト回路の出力を入力とする出力回路より構成される多出力ドライバにおいて、出力電源系で構成され制御系電源電圧を検出する回路をもうけ、前記検出回路の信号によって前記レベルシフト回路の出力を固定する回路を備えたことを特徴とする。また上記多出力ドライバに於て、制御電源系で構成され制御電源電圧を検出する回路をもうけ、前記検出回路の信号によってレベルシフト回路の入力を固定する回路、を備えたことを特徴とする。
【0009】
次に、制御電源系で表示データ制御をし、制御電源を昇圧し表示駆動用電圧を発生させ、表示を可能にする蛍光表示管モジュールにおいて、上記多出力ドライバを用いたことを特徴とする。
【0010】
【作用】
制御系電源電圧の低下を検出する回路を出力電源系で構成し、その出力でレベルホールド回路の出力側を固定する事により、電源オフ時にICの出力を安定させることができる。
【0011】
上記ICに更なる出力安定性を獲得しようとすれば、制御系電源電圧の低下を検出する回路を制御電源系で構成し、その出力でレベルホールド回路の入力側を固定する。
【0012】
制御系電源電圧の低下を検出する回路を出力電源系で構成し、その出力でシフトレジスタ回路の出力側を固定する事により、電源オフ時に多出力ドライバの出力を安定させることができる。
【0013】
上記多出力ドライバに更なる出力安定性を獲得しようとすれば、制御系電源電圧の低下を検出する回路を制御電源系で構成し、その出力でレベルホールド回路の入力側を固定する。
【0014】
表示素子の中でも蛍光表示管はグリッド、アノードともにプッシュプル駆動が必要な事と、高輝度であるため、制御電源が無くなった状態で、出力電源が残っている様な場合、ドライバの出力が完全にオフ状態にならずオンしてしまえば、特定の文字で異常発光してしまうが、上記多出力ドライバを使用すれば上記状態でも出力を完全にオフさせることが出来るので、異常発光を起こさない。
【0015】
【実施例】
次に添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0016】
(実施例1)
図1は本発明の実施例であり、5の制御系の電源と6の出力系の電源が存在する多電源系のICの一例である。1は制御系の電源電圧を検出する回路であり、出力電源系で構成されている。2はレベルホールド回路であり制御系の信号によって制御される。3は1の出力を入力としてレベルホールド回路の出力を直接固定にする回路である。4は制御回路である。図4に詳細回路の一例をしめす。41は抵抗、40はNチャンネルトランジスタ(以下Nch−Tr)であり、ゲートには制御系電位が与えられている。36〜39のトランジスタはバッファ回路である。制御系電圧がトランジスタのしきい値電圧よりも低下すれば40のNch−Trはオフし、44の出力はHIGHレベルになる。11はフリップフロップタイプのレベルシフト回路である、制御系電源電圧が低下したことによって21,22のNch−Trのゲート信号(制御系信号)の電位が無くなれば、両方ともオフするため、レベルシフトの出力は前の状態を保持しレベルホールド状態になる。32のNch−Trはレベルホールド回路の出力を固定させるためのもので、32のトランジスタのゲートは制御系電圧が低下すればHIGHレベルになりオンするためレベルシフトの出力はLOWレベルに固定される。したがって制御電源電圧が低下すればICの出力8はLOWレベルに固定される。
【0017】
(実施例2)
図5は本発明の実施例であり、5の制御系の電源と6の出力系の電源が存在する多電源系のICの一例である。1は制御系の電源電圧を検出する回路であり、出力電源系で構成されている。10は制御系の電源電圧を検出する回路で制御電源系で構成される。10の回路図の一例を図6にしめす、抵抗61、基準電圧発生回路62、コンパレータ回路63などを用いて、制御系の電源電圧の低下を1の回路よりも正確に行うことができる。この出力をレベルホールド回路の入力に入れることによって、制御系の電圧が低下した時最初に10の検出回路が動作しレベルホールド回路の入力を固定し、さらに制御系電圧が低下すれば1の検出回路が動作しレベルホールド回路の出力を固定する。
【0018】
(実施例3)
図7は本発明の実施例であり、88の制御系の電源と89の出力系の高耐圧電源が存在する多電源系の多出力ドライバの一例である。シフトレジスタ73はシリアルデータ74をクロック75で転送し、ラッチパルス76で転送データをラッチ回路77に保持する。ラッチデータはレベルシフト回路78を通って出力回路を通って79より出力される。80は制御系電源電圧を監視する回路で、高耐圧系電源で構成される。81の制御系電位が下がれば82のNch−Trはオフするので83はLOWレベルからからHIGHレベルに変化し、出力86はHIGHレベルになる。87のNch−Trがオンするためレベルシフトの出力は強制的にLOWレベルになり、出力がLOWに固定される。レベルシフト回路78はフリップフロップタイプであり入力信号が無くなれば前のデータを保持し続けるレベルホールド回路である。したがって制御系電源が無くなったとき転送用クロック信号や、ラッチ信号も止まってしまうので、レベルシフト回路はそのときの状態をずっと保持してしまう。時分割駆動でAC的に表示をさせているような場合、データが止まってしまえば、特定のビットにDC的に電流が流れてしまい、高輝度に異常発光してしまう。ところが本実施例の様な構成にした場合、制御系電源電圧がなくなれば出力はLOWレベルに固定されるために異常発光は起きない。
【0019】
(実施例4)
図8は本発明の実施例であり、88の制御系の電源と89の出力系の高耐圧電源が存在する多電源系の多出力ドライバの一例である。シフトレジスタ73はシリアルデータ74をクロック75で転送し、ラッチパルス76で転送データをラッチ回路77に保持する。ラッチデータはレベルシフト回路78を通って出力回路を通り79より出力される。80は制御系電源電圧を監視する回路で、高耐圧系電源で構成される。81の制御系電位が下がれば82のNch−Trはオフするので83はLOWレベルからからHIGHレベルに変化し、出力86はHIGHレベルになる。87のNch−Trがオンするためレベルシフトの出力は強制的にLOWレベルになり、出力がLOWに固定される。90は制御系電源電圧を監視する回路で、制御系電源で構成される。内部回路は図6と同等の回路構成である。この回路により電源電圧の監視を高精度(2.5V程度)で行い、レベルシフトの入力を固定し出力をLOWにする。さらに電源電圧が高圧系トランジスタのしきい値電圧以下の1.0V程度に低下したとき80の回路が動作しレベルシフトの出力はLOWレベルになり、出力はLOWに固定される。レベルシフト回路78はフリップフロップタイプであり入力信号が無くなれば前のデータを保持し続けるレベルホールド回路である。したがって制御系電源が無くなったとき転送用クロック信号や、ラッチ信号も止まってしまうので、レベルシフト回路はそのときの状態をずっと保持してしまう。時分割駆動でAC的に表示をさせているような場合、データが止まってしまえば、特定のビットにDC的に電流が流れてしまい、高輝度に異常発光してしまう。クロック及びデータ信号等の発生を行うICの電源電圧も下がってしまえば信号は止まってしまうので、電源電圧が完全に無くなってしまうよりも前に出力をLOWに固定する必要がある。ところが本実施例の様な構成にした場合、制御系電源電圧が低下し、約2.5V程度になればレベルシフトの入力を固定でき、出力をLOWレベルに固定できる。さらに90の制御系電源電圧監視回路も含む制御系回路の動作がしない電圧約1.0V以下になれば、レベルシフトは前の状態を保持するがジャンクションリーク、チャンネルリークなどによって出力が変化する可能性があるが、80の電圧監視回路が動作し出力はLOWレベルに固定されるために異常発光は起きない。
【0020】
(実施例5)
図9は本発明の実施例である、96は表示データ発生用コントロールIC、92は前記多出力ドライバ、93は制御系電圧を昇圧し表示駆動電圧を発生する昇圧回路、94は蛍光表示管である。95は昇圧された電圧の平滑用コンデンサである。表示を切るときは制御系の電源スイッチ97をオフすることによって、制御系の電源供給98がなくなり、制御系の電源電圧が下がり、昇圧動作も停止する。図10に示すように、104のタイミングでスイッチを切ったとき、制御系電位103は昇圧回路のトランジスタの経路で電荷が抜け約1V程度まで即座に落ちるが、それ以下になるとトランジスタがオフしてしまうため、電圧はゆっくりと下がっていく。一方昇圧系電位102は、平滑用コンデンサが大きいために、ゆっくりと低下していく。図の107の部分では制御系のトランジスタは動作できない電圧であり、多出力ドライバ内のレベルシフト回路の入力は不定となってしまうが、レベルシフトの出力が固定されるために出力はオンしない。たとえば94が液晶表示素子であれば、液晶の応答速度の関係から電源オフ時の異常表示は目に見えない。また94が熱転写式プリンタ用のヘッドであったとしても、ドライバ回路はN−chオープンドレインの出力であるため、制御系の電源電圧で構成された検出回路さえ有れば、出力トランジスタはゲート電圧が無くなるため電流を流す能力が無くなり、異常印字はしない。プラズマディスプレイであれば、ロウ用、コラム用のドライバがあり、コラム用ドライバはオープンドレインあるいはオープンコレクタ出力であり、制御用電圧が下がった場合コラム用のドライバがオンしないため異常発光は起きない。ところが蛍光表示管の場合は応答速度も早く、高輝度であり、アノード、グリッド共にプッシュプルで駆動させるため、電源オフ時に制御系の信号が不定となりアノード、グリッド共にオンになってしまえば、異常発光を起こしてしまう。したがって蛍光表示管モジュールに上記多出力ドライバを使用することによって、他の表示素子では現れない異常発光を抑えることができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明の半導体集積回路によれば、制御系電源電圧が低下すればレベルホールド回路の出力を固定できるので、電源オフ時にICの出力を固定することができる効果を有する。したがって多電源系のICに外部から電源を与える時や切る時に特別な事をする必要が無くなり、外付け部品などをつける必要がなくなる効果を有する。ICの製造時期の違いなどによってトランジスタのチャンネルリークやドレイン部のジャンクションリークがばらばらで、選別も困難であったが、選別の作業も必要なくなる効果を有する。フリップフロップ型のレベルシフト回路を使っても電源オフ時に出力を固定できるので、電源シーケンスの自由な多出力ドライバを提供することができる効果を有する。蛍光表示管モジュールに本発明の多出力ドライバを使用すれば、電源オフ時の異常発光を抑える事ができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体集積回路の第一実施例における構成を示す図。
【図2】従来の半導体集積回路の回路構成を示す図。
【図3】従来の半導体集積回路の回路構成を示す図。
【図4】本発明に係る半導体集積回路の第一実施例における回路例を示す図。
【図5】本発明に係る半導体集積回路の第二実施例における回路例を示す図。
【図6】本発明に係る半導体集積回路の第二実施例における電源電圧検出回路例を示す図。
【図7】本発明に係る多出力ドライバの第三実施例における回路例を示す図。
【図8】本発明に係る多出力ドライバの第四実施例における回路例を示す図。
【図9】本発明に係る蛍光表示管モジュールの第五実施例における回路例を示す図。
【図10】本発明に係る蛍光表示管モジュールの第五実施例における電源オフ時の電位変化をを示す図。
【符号の説明】
1 制御系電源電圧検出回路で出力電源系で構成される
2 レベルホールド回路
3 出力固定回路
4 制御回路
5 制御系電源
6 出力系電源
7 出力回路
8 出力端子
9 グランド電源
10 制御系電源電圧検出回路で制御電源系で構成される
11 フリップフロップ型レベルシフト回路
21,22,32〜34,38〜40,42 Nch−Tr
23,24,30,31,36,37,43 Pch−Tr
25 AND回路で制御電源系で構成
26 インバータ回路で制御電源系で構成
27 出力電源電圧よりも低い電圧
35,41,61 抵抗
62 基準電圧発生回路
63 コンパレータ回路
73 シフトレジスタ回路
74 シリアルデータ入力
75 転送クロック入力
76 ラッチパルス入力
77 ラッチ回路
78 レベルシフト回路
79 出力端子
80 制御系電源電圧検出回路で出力電源系で構成される
81 制御系電位
84 シリアルデータ出力
88 制御電源電圧領域を示す
89 出力電源電圧領域を示す
90 制御系電源電圧検出回路で制御電源系で構成される
92 本発明の多出力ドライバ
93 昇圧回路
94 蛍光表示管
95 平滑用コンデンサ
96 コントロールIC
97 電源スイッチ
98 制御系電源
99 昇圧出力で出力電源となる
100 電源電圧を表すY軸
101 時間を表すX軸
102 出力電源電圧曲線
103 制御電源電圧曲線[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an output stabilization circuit for a semiconductor integrated circuit having a multiple power supply system when a power supply voltage is turned off, and more particularly to a multiple output driver circuit for driving a display such as a liquid crystal display, a plasma display, and a fluorescent display tube.
[0002]
[Prior art]
Conventional semiconductor integrated circuits (hereinafter, ICs) having multiple power supplies are:
(1) When the power supply is turned on, the power supply of the control system is supplied, and then the power supply voltage of the output system is supplied. Was giving.
[0003]
(2) A circuit in which a circuit for detecting a control system power supply voltage is provided inside an IC, and a circuit for fixing an output system circuit when the control system power supply voltage is lower than a certain voltage is provided.
[0004]
(3) There is a circuit configuration in which an output system is not always turned on unless a control system voltage is applied.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above configuration (1), switches for a control system and an output system are required as external circuits. In addition, a detector for voltage monitoring, a sequential circuit, a high-power transistor, and the like are required.
[0006]
In the configuration shown in FIG. 2, a circuit for monitoring the power supply voltage of the control system is formed by the control power supply system, and its output is used as the input of the level shifter of the output system. In the case of the type level shift, if the voltage of the control system is high enough to operate the power supply monitoring circuit, it operates sufficiently and the output can be fixed. Below the threshold voltage), the
FIG. 3 shows the configuration as in the above (3).
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Means taken by the present invention in order to solve the above problems include a control circuit of a first power supply system, a level hold circuit of a second power supply system which receives an output of the control circuit as an input, In a semiconductor integrated circuit including an output circuit of a second power supply system having an input of an output of a hold circuit, a circuit configured of a second power supply system and detecting a first power supply voltage; and And a circuit for fixing the output of the level hold circuit by the signal of (1). Further, in the above semiconductor device, a circuit configured by a first power supply system and detecting a first power supply voltage, and a circuit fixing an input of a level hold circuit by a signal of the detection circuit are provided. .
[0008]
Next, a shift register configured of a control power supply system for converting serial data into parallel data, a latch circuit for latching the parallel data, a level shift circuit configured of an output power supply system and receiving the latch data, and the level shifter In a multi-output driver configured with an output circuit having an input of an output of a circuit, a circuit configured with an output power supply system for detecting a control system power supply voltage is provided, and an output of the level shift circuit is fixed by a signal of the detection circuit. A circuit is provided. The multi-output driver further includes a circuit configured with a control power supply system for detecting a control power supply voltage, and a circuit for fixing an input of a level shift circuit by a signal of the detection circuit.
[0009]
Next, a display data control is performed by a control power supply system, the control power supply is boosted to generate a display drive voltage, and the above-described multi-output driver is used in a fluorescent display tube module capable of performing display.
[0010]
[Action]
An output power supply system constitutes a circuit for detecting a drop in the control system power supply voltage, and the output of the level hold circuit is fixed at the output, whereby the output of the IC can be stabilized when the power supply is turned off.
[0011]
In order to obtain further output stability from the IC, a circuit for detecting a decrease in the control system power supply voltage is constituted by the control power supply system, and the input side of the level hold circuit is fixed at the output.
[0012]
An output power supply system constitutes a circuit for detecting a drop in the control system power supply voltage, and the output of the shift register circuit is fixed at the output, whereby the output of the multi-output driver can be stabilized when the power supply is turned off.
[0013]
In order to obtain further output stability from the multiple output driver, a circuit for detecting a decrease in the control system power supply voltage is constituted by a control power supply system, and the input side of the level hold circuit is fixed by the output.
[0014]
Among the display elements, the fluorescent display tube requires push-pull drive for both the grid and the anode, and because of its high brightness, if the control power supply is lost and the output power supply remains, the driver output is complete. If it is turned on instead of being turned off, abnormal light emission will occur with a specific character.However, if the above multi-output driver is used, the output can be completely turned off even in the above state, so that abnormal light emission does not occur. .
[0015]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
(Example 1)
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, which is an example of a multi-power-supply system IC having five control system power supplies and six output system power supplies.
[0017]
(Example 2)
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention, which is an example of a multi-power-supply IC having 5 control-system power supplies and 6 output-system power supplies.
[0018]
(Example 3)
FIG. 7 shows an embodiment of the present invention, which is an example of a multi-output multi-output driver in which a control
[0019]
(Example 4)
FIG. 8 shows an embodiment of the present invention, which is an example of a multi-output multi-output driver in which a control
[0020]
(Example 5)
FIG. 9 shows an embodiment of the present invention. 96 is a control IC for generating display data, 92 is the multi-output driver, 93 is a booster circuit that boosts a control system voltage to generate a display drive voltage, and 94 is a fluorescent display tube. is there. 95 is a smoothing capacitor for boosted voltage. When the display is turned off, the power supply 98 of the control system is turned off by turning off the
[0021]
【The invention's effect】
According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the output of the level hold circuit can be fixed when the power supply voltage of the control system decreases, so that the output of the IC can be fixed when the power is turned off. Therefore, there is no need to perform any special operation when power is externally supplied to or turned off from the multi-power supply IC, so that there is no need to attach external parts. Although the channel leak of the transistor and the junction leak of the drain portion are different due to the difference in the IC manufacturing time and the like, the sorting is difficult, but the sorting operation is not required. Even when a flip-flop type level shift circuit is used, the output can be fixed when the power is off, so that there is an effect that a multi-output driver with a free power supply sequence can be provided. Use of the multi-output driver of the present invention in a fluorescent display module has the effect of suppressing abnormal light emission when the power is turned off.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor integrated circuit.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor integrated circuit.
FIG. 4 is a diagram showing a circuit example in a first embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a circuit example in a second embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a power supply voltage detection circuit in a second embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a circuit example in a third embodiment of the multiple output driver according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a circuit example of a multi-output driver according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a circuit example in a fifth embodiment of the fluorescent display tube module according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a potential change when a power supply is turned off in a fifth embodiment of the fluorescent display tube module according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
23, 24, 30, 31, 36, 37, 43 Pch-Tr
25 Configuration of control power supply system with AND
97 Power switch 98 Control
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