JP2004180303A - レベル変換デジタルスイッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切り換え要素が、異なるロジック供給電圧を用いて動作する第1のシステムと第2のシステムとの間の切り換え及びレベル変換を提供するレベル変換デジタルスイッチ。第1のシステムの供給電圧が、第2のシステムの供給電圧より大きい場合、切り換え要素は第1のシステムのロジック供給電圧より低い電圧によって駆動される。レベル変換デジタルスイッチは、第1のロジック供給電圧で動作する第1のシステムと第2のロジック供給電圧で動作する第2のシステムとの間の双方向信号経路を提供する切り換え要素と、駆動回路とを含み、駆動回路は、第1のロジック供給電圧より低い第2の供給電圧を生成する電圧選択部と、第2の供給電圧によって作動し切り換え要素の制御電圧を生成する制御部であって制御電圧が第1のロジック供給電圧より低い制御部とを含む。
【選択図】 図2
Description
101 NMOSバススイッチMN1
102 システム1
103 システム2
104 ゲート
201 第2のNMOSトランジスタMN2
202 第2の供給電圧Vx
203 デジタルスイッチ供給電圧Vcc
204 インバータINV1
205 電流源
301 独立電圧Vgen
401 NMOSトランジスタMN3
402 Vgate電圧
403 制御入力BE
404 インバータINV1
405 インバータINV2
406 インバータINV3
407 第2の供給電圧Vx
408 トランジスタMN0
409 トランジスタMN1
410 キャパシタC0
411 Vcc
501 入力電圧
502 出力電圧
600 インバータ
601 pチャネルMOSFET
602 nチャネルMOSFET
603 供給電圧
604 入力電圧
605 出力信号
701 SELB
702 インバータ
703 トランジスタMP0
A ノード
B ノード
Claims (28)
- 第1のロジック供給電圧で動作する第1のシステムと第2のロジック供給電圧で動作する第2のシステムとの間の双方向信号経路を提供する切り換え要素を含む改良されたデジタルスイッチであって、該改良は、
前記切り換え要素のための制御電圧を供給する駆動回路を含み、前記制御電圧が前記第1のロジック供給電圧より低い改良されたデジタルスイッチ。 - 前記第2のロジック供給電圧が、前記第1のロジック供給電圧より振幅が低い、請求項1に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記切り換え要素がNMOSトランジスタを含む、請求項1に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記駆動回路が、前記第1のロジック供給電圧より低い第2の供給電圧を生成する電圧選択部と、前記第2の供給電圧によって作動し、前記切り換え要素のための制御電圧を生成する制御部と、を含む、請求項1に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記電圧選択部が、デジタルスイッチ供給電圧に接続したドレインを有し、前記デジタルスイッチ供給電圧よりおよそ1つのNMOS閾値電圧分低い第2の供給電圧をソースに供給するNMOSトランジスタを含む、請求項4に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記制御部が、ロジック出力での制御電圧を、スイッチ制御入力信号に応答して前記第2の供給電圧とデジタルスイッチ供給基準電位との間で切替えるように、前記第2の供給電圧によって少なくとも部分的に作動するロジックを含む、請求項5に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記第2の供給電圧によって少なくとも部分的に作動するロジックが、少なくとも1つのインバータを含む、請求項6に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記デジタルスイッチ供給基準電位が接地である、請求項6に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記制御部が、少なくとも部分的に分割電力供給動作するように構成され、前記デジタルスイッチ供給基準電位が負の供給電圧である、請求項6に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記NMOSトランジスタドレインは、デジタルスイッチ供給電圧に接続され、前記NMOSトランジスタゲートは、前記デジタルスイッチ供給電圧とは異なる電圧に接続されている、請求項5に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記デジタルスイッチ供給電圧とは異なり、NMOSトランジスタゲートに接続された電圧は、前記デジタルスイッチ供給電圧の振幅の変動および温度の変動と比較的独立している、請求項10に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 選択ロジック制御入力信号に応答して、前記デジタルスイッチ供給電圧におよそ等しい第2の供給電圧と前記デジタルスイッチ供給電圧よりおよそ1つのNMOS閾値電圧分低い第2の供給電圧との間で選択を行う選択ロジック部をさらに含む、請求項5に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 前記選択ロジック部が、第1の選択ロジック制御入力に応答して、前記切り換え要素が、ロジック供給電圧Vcc1を有する第1のシステムとVcc1−Vtnにおよそ等しいロジック供給電圧Vcc2を有する第2のシステムとの間のレベル変換を行う第1のレベル変換モードを選択し、前記選択ロジック部が、第2の選択ロジック制御入力に応答して、前記切り換え要素が、ロジック供給電圧Vcc1を有する第1のシステムとVcc1−2* Vtnにおよそ等しいロジック供給電圧Vcc2を有する第2のシステムとの間のレベル変換を行う第2のレベル変換モードを選択する(Vtnは、NMOSトランジスタ閾値電圧におよそ等しい)、請求項12に記載の改良されたデジタルスイッチ。
- 第1のロジック供給電圧で動作する第1のシステムと第2のロジック供給電圧で動作する第2のシステムとの間の双方向信号経路を提供する切り換え要素と、
駆動回路とを含み、駆動回路は、
デジタルスイッチ供給電圧に接続したドレインを有し、前記デジタルスイッチ供給電圧よりおよそ1つのNMOS閾値電圧分低い第2の供給電圧をソースに供給するNMOSトランジスタを含む電圧選択部と、
前記第2の供給電圧によって少なくとも部分的に作動するロジックを含み、前記切り換え要素の制御電圧を生成する制御部であって、制御電圧を、スイッチ制御入力信号に応答して前記第2の供給電圧とデジタルスイッチ供給基準電位との間で切替える制御部とを含むレベル変換デジタルスイッチ。 - 前記第2のロジック供給電圧が、前記第1のロジック供給電圧より振幅が低い、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記切り換え要素が、NMOSトランジスタを含む、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記第2の供給電圧によって少なくとも部分的に作動するロジックが、少なくとも1つのインバータを含む、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記デジタルスイッチ供給基準電位が接地である、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記制御部が、少なくとも部分的に分割電力供給動作するように構成され、前記デジタルスイッチ供給基準電位が負の供給電圧である、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記NMOSトランジスタドレインは、デジタルスイッチ供給電圧に接続され、前記NMOSトランジスタゲートは、前記デジタルスイッチ供給電圧とは異なる電圧に接続されている、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記デジタルスイッチ供給電圧とは異なり、NMOSトランジスタゲートに接続された電圧は、前記デジタルスイッチ供給電圧の振幅の変動および温度の変動と比較的独立している、請求項20に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 選択ロジック制御入力信号に応答して、前記デジタルスイッチ供給電圧におよそ等しい第2の供給電圧と前記デジタルスイッチ供給電圧よりおよそ1つのNMOS閾値電圧分低い第2の供給電圧との間で選択を行う選択ロジック部をさらに含む、請求項14に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記選択ロジック部が、第1の選択ロジック制御入力に応答して、前記切り換え要素が、ロジック供給電圧Vcc1を有する第1のシステムとVcc1−Vtnにおよそ等しいロジック供給電圧Vcc2を有する第2のシステムとの間のレベル変換を行う第1のレベル変換モードを選択し、前記選択ロジック部が、第2の選択ロジック制御入力に応答して、前記切り換え要素が、ロジック供給電圧Vcc1を有する第1のシステムとVcc1−2* Vtnにおよそ等しいロジック供給電圧Vcc2を有する第2のシステムとの間のレベル変換を行う第2のレベル変換モードを選択する(Vtnは、NMOSトランジスタ閾値電圧におよそ等しい)、請求項22に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 第1のロジック供給電圧で動作する第1のシステムと第2のロジック供給電圧で動作する第2のシステムとの間の双方向信号経路を提供するNMOSトランジスタ切り換え要素と、
駆動回路であって、
デジタルスイッチ供給電圧に接続したドレインを有し、前記デジタルスイッチ供給電圧よりおよそ1つのNMOS閾値電圧分低い第2の供給電圧をソースに供給するNMOSトランジスタを含む電圧選択部と、
前記第2の供給電圧によって少なくとも部分的に作動するロジックを含み、前記切り換え要素の制御電圧を生成する制御部であって、制御電圧を、スイッチ制御入力信号に応答して前記第2の供給電圧とデジタルスイッチ供給基準電位との間で切替える制御部とを含む駆動回路と、
選択ロジック制御入力信号に応答して、前記デジタルスイッチ供給電圧におよそ等しい第2の供給電圧と前記デジタルスイッチ供給電圧よりおよそ1つのNMOS閾値電圧分低い第2の供給電圧との間で選択を行う選択ロジック部とを含むレベル変換デジタルスイッチ。 - 前記第2のロジック供給電圧が、前記第1のロジック供給電圧より振幅が低い、請求項24に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記デジタルスイッチ供給基準電位が接地である、請求項24に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記制御部が、少なくとも部分的に分割電力供給動作するように構成され、前記デジタルスイッチ供給基準電位が負の供給電圧である、請求項24に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
- 前記選択ロジック部が、第1の選択ロジック制御入力に応答して、前記切り換え要素が、ロジック供給電圧Vcc1を有する第1のシステムとVcc1−Vtnにおよそ等しいロジック供給電圧Vcc2を有する第2のシステムとの間のレベル変換を行う第1のレベル変換モードを選択し、前記選択ロジック部が、第2の選択ロジック制御入力に応答して、前記切り換え要素が、ロジック供給電圧Vcc1を有する第1のシステムとVcc1−2* Vtnにおよそ等しいロジック供給電圧Vcc2を有する第2のシステムとの間のレベル変換を行う第2のレベル変換モードを選択する(Vtnは、NMOSトランジスタ閾値電圧におよそ等しい)、請求項24に記載のレベル変換デジタルスイッチ。
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