JP2004186955A - Amplitude conversion circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は振幅変換回路に関し、特に、信号の振幅電圧を変換する振幅変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は、従来の1入力型レベルシフタ70の構成を示す回路図である。図11において、このレベルシフタ70は、NチャネルMOSトランジスタ71〜73、キャパシタ74およびインバータ75を備える。NチャネルMOSトランジスタ71のドレインは入力信号VIを受け、そのソースはノードN71に接続され、そのゲートは制御信号φを受ける。NチャネルMOSトランジスタ72のドレインは参照電位VRを受け、そのソースはノードN71に接続され、そのゲートは制御信号/φを受ける。キャパシタ74およびインバータ75は、ノードN71と出力ノードN75の間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ73は、インバータ75に並列接続され、そのゲートは制御信号/φを受ける。入力信号VIの「H」レベルは3Vであり、その「L」レベルは0Vである。参照電位VRは、入力信号VIの「H」レベルと「L」レベルの中間レベルすなわち1.5Vである。インバータ75は、電源電位VCC(=7.5V)のラインと接地電位GND(=0V)のラインとの間に直列接続されたPチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタを含む周知のものである。
【0003】
次に、このレベルシフタ70の動作について説明する。初期状態では、制御信号φ,/φはそれぞれ「L」レベルおよび「H」レベルにされる。これにより、NチャネルMOSトランジスタ71が非導通になるとともにNチャネルMOSトランジスタ72が導通し、ノードN71が参照電位VRにされる。また、NチャネルMOSトランジスタ73が導通し、インバータ75の入力ノードN74と出力ノードN75が接続され、図12(a)に示すように、インバータ75の入出力伝達特性曲線とVin=Voutの直線の交点Aでインバータ75が動作し、ノードN74,N75の電位はVa=VCC/2となる。
【0004】
ある時刻において、信号φ,/φがそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルにされると、NチャネルMOSトランジスタ72,73が非導通にされるとともにNチャネルMOSトランジスタ71が導通し、インバータ75が活性化されるとともに入力信号VIのレベルがノードN71に伝達される。入力信号VIが「H」レベル(3V)の場合は、ノードN71の電位は1.5Vから3Vに変化する。この電位変化分はキャパシタ74を介してノードN74に伝達され、ノードN74の電位がΔVだけ上昇する。ここでΔVは、1.5Vから3Vへの電位変化に基づいてノードN74に生じる電位変化である。
【0005】
図12(a)に示したように、インバータ75の入力電位VinがΔVだけ上昇すると、インバータ75の出力電位VoutがA点から下降してB点で安定する。つまり、インバータ75の出力電位Voutは0Vになる。
【0006】
入力信号VIが「L」レベル(0V)の場合は、ノードN71の電位は1.5Vから0Vに変化し、ノードN70の電位がΔVだけ低下する。この場合は、インバータ75の出力電位VoutはA点から上昇してC点で安定する。つまり、インバータ75の出力電位Voutは7.5Vになる。したがって、振幅電圧が3Vの入力信号VIは、振幅電圧が7.5Vの信号VOに変換されたことになる。このようなレベルシフタ70は、たとえば特許文献1に開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特公平2−31523号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図12(b)は、インバータ75の入力電位Vinと消費電流Iccの関係を示す図である。図12(b)において、インバータ75の消費電流Iccは、Vin=Vout=VCC/2のときに最大になる。これは、Vin=Vout=VCC/2の場合は、インバータ75に含まれるPチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタの両方が導通し、電源電位VCCのラインと接地電位GNDのラインとの間に貫通電流が流れるためである。しかるに従来のレベルシフタ70では、初期状態においてインバータ75をVin=Vout=VCC/2の条件で動作させていたので、消費電流が大きいという問題があった。
【0009】
それゆえに、この発明の主たる目的は、消費電流が小さな振幅変換回路を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る振幅変換回路は、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベルが第2の電位である第1の信号を、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベルが第2の電位と異なる第3の電位であり、第1の信号の振幅電圧よりも大きな振幅電圧を有する第2の信号に変換するものである。この振幅変換回路は、その入力電極が第1の信号を受け、制御信号が活性化レベルにされたことに応じて第1の信号の電位に応じた値の電流を出力する第1のトランジスタと、その入力電極が第1および第2の電位間の参照電位を受け、制御信号が活性化レベルにされたことに応じて参照電位に応じた値の電流を出力する第2のトランジスタと、それぞれ第1および第2のトランジスタの出力電流を受ける第1および第2の出力ノードを有し、第1および第2の出力ノード間に生じた電位差を第3および第1の電位の差の電圧に増幅する差動増幅回路と、制御信号が活性化レベルにされる前に第1および第2の出力ノードの各々を初期電位に設定する初期化回路とを備えたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による携帯電話機の画像表示に関連する部分の構成を示すブロック図である。図1において、この携帯電話機は、MOST(MOSトランジスタ)型集積回路である制御用LSI1と、TFT(薄膜トランジスタ)型集積回路である液晶表示装置2とを備え、液晶表示装置2はレベルシフタ3および液晶表示部4を含む。
【0012】
制御用LSI1は、主にMOSトランジスタで構成され、液晶表示装置2用の制御信号を出力する。この制御信号の「H」レベルは3Vであり、その「L」レベルは0Vである。制御信号は実際には多数生成されるが、ここでは説明の簡単化のため制御信号を1つとする。レベルシフタ3は、TFTで構成され、制御用LSI1からの制御信号の論理レベルを変換して内部制御信号を生成する。この内部制御信号の「H」レベルは7.5Vであり、その「L」レベルは0Vである。液晶表示部4は、主にTFTで構成され、レベルシフタ3からの内部制御信号に従って画像を表示する。
【0013】
レベルシフタ3が必要とされる理由は、TFTのしきい値電圧が制御用LSI1の出力信号の振幅と同程度の電圧(3V程度)であるため、レベルシフタ3を設けないと液晶表示部4が安定に動作しないからである。制御用LSI1の出力信号が接地電位GNDを基準電位とする正極性の信号である場合は、N型TFTのしきい値電圧VTNと制御用LSI1の出力信号の振幅とが問題になる。制御用LSI1の出力信号が電源電位VCCを基準電位とする負極性の信号である場合は、P型TFTのしきい値電圧VTPと制御用SLSIの出力信号の振幅とが問題になる。制御用LSI1の出力信号は、一般には正極性である。
【0014】
レベルシフタには、互いに相補な2つの信号VI,/VIが入力される2入力型と、1つの信号VIが入力される1入力型がある。2入力型は、2つの入力信号VI,/VIのみでレベルシフト動作が可能であるが、入力信号数が増大し、システムの小型化が困難になる。1入力型は、入力信号数が少なくシステムの小型化が容易であるが、入力信号VIのみでは動作できず、レベルシフトされた制御信号φ,/φによって駆動される必要がある。上記の点を考慮し、実際の液晶表示装置では、1入力型レベルシフタを駆動するための信号φ,/φを2入力型レベルシフタで生成し、その他の信号VOを1入力型レベルシフタで生成している。以下、この発明の特徴となる1入力型レベルシフタについて詳細に説明する。
【0015】
図2は、レベルシフタ3の構成を示す回路図である。図2において、このレベルシフタ3は、P型TFT11〜14およびN型TFT15〜18を含む。P型TFT11〜14の各々は−3V程度のしきい値電圧VTPを有し、N型TFT15〜18の各々は3V程度のしきい値電圧VTNを有する。P型TFT11,12は、それぞれノードN10とノードN11,N12との間に接続され、それらのゲートはそれぞれ入力信号VIおよび基準電位VRを受ける。ノードN10には、制御信号φが与えられる。制御信号φの「H」レベルは7.5Vであり、その「L」レベルは0Vである。入力信号VIの「H」レベルは3Vであり、その「L」レベルは0Vである。基準電位VRは、入力信号VIの「H」レベルと「L」レベルの中間レベルすなわち1.5Vである。
【0016】
P型TFT13,14のソースはそれぞれノードN11,N12に接続され、それらのドレインはそれぞれ出力ノードN13,N14に接続され、それらのゲートはそれぞれ出力ノードN14,N13に接続される。N型TFT15,16は、それぞれ出力ノードN13,N14と接地電位GNDのラインとの間に接続され、それらのゲートはそれぞれ出力ノードN14,N13に接続される。TFT13〜16は、出力ノードN13,N14間に生じた電位差を7.5Vに増幅する正帰還型差動増幅回路を構成する。ノードN13,N14には、互いに相補な信号/VO,VOがそれぞれ出力される。出力信号/VO,VOの各々の「H」レベルは7.5Vであり、各々の「L」レベルは0Vである。
【0017】
N型TFT17,18は、それぞれ出力ノードN13,N14と接地電位GNDのラインとの間に接続され、それらのゲートは共に制御信号φの反転信号/φを受ける。N型TFT17,18は、出力ノードN13,N14の電位を接地電位GNDに初期化する初期化回路を構成する。
【0018】
次に、このレベルシフタ3の動作について説明する。今、入力信号VIは「H」レベル(3V)にされているものとする。初期状態では、図3に示すように、信号/φは7.5Vにされ、信号φは0Vにされている。信号/φが7.5Vにされているので、N型TFT17,18が導通し、出力ノードN13,N14は共に0Vに初期化されている。このためN型TFT15,16は非導通状態になっている。また、信号φは0Vにされているので、P型TFT11〜14は非導通にされている。
【0019】
ある時刻t1において、信号/φのレベルが下降し始めるとともに信号φのレベルが上昇し始める。これに応じてN型TFT17,18が非導通になり始めるとともにP型TFT11〜14およびN型TFT15,16が導通し始める。
【0020】
信号φのレベルが、参照電位VR(=1.5V)よりもP型TFT12のしきい値電圧の絶対値|VTP|分だけ高い電位になると、P型TFT12のソース−ゲート間電圧がP型TFT12のしきい値電圧の絶対値|VTP|を越えるのでP型TFT12が導通し始める。さらに、信号φのレベルが、入力信号VIのレベル(3V)よりもP型TFT11のしきい値電圧の絶対値|VTP|分だけ高い電位になると、P型TFT11のソース−ゲート間電圧がP型TFT11のしきい値電圧の絶対値|VTP|を越えるのでP型TFT11が導通し始める。
【0021】
したがって、時刻t1〜t2において、すべてのTFT11〜18が導通する。これにより、出力ノードN13,N14の両方の電位が上昇し始める。ところが、P型TFT12のゲート−ソース間電圧の方がP型TFT11のゲート−ソース間電圧よりも1.5Vだけ低いので、出力ノードN14の電位の方が出力ノードN13の電位よりも高くなる。2つの出力ノードN13,N14間の電位差はTFT13〜16からなる差動増幅回路によって増幅される。
【0022】
この結果、時刻t2において信号/VOのレベルは0Vに向かって下降するとともに信号VOのレベルは7.5Vに向かって上昇し、遂にはTFT13,16が非導通になるとともにTFT14,15が導通し、信号/VO,VOはそれぞれ0V,7.5Vになる。これにより、振幅電圧が3Vの入力信号VIが、振幅電圧が7.5Vの互いに相補な信号/VO,VOに変換されたことになる。この後、時刻t3において信号/φ,φがそれぞれ7.5V,0Vにされて初期状態に戻る。
【0023】
入力信号VIが「L」レベル(0V)の場合は、TFT11,13,15,17側とTFT12,14,16,18側の動作が逆になって信号/VO,VOがそれぞれ7.5V,0Vになる。
【0024】
この実施の形態1では、初期状態設定期間において制御信号φを「L」レベルにするので、ノードN10と接地電位GNDのラインとの間に貫通電流は流れない。また、レベルシフト動作の終了後はTFT13,16または14,15が非導通になるので、ノードN10と接地電位GNDとのラインとの間に貫通電流が流れない。したがって、消費電流が小さくて済む。
【0025】
なお、この実施の形態1では、レベルシフト回路3を8つのTFT11〜18で構成したが、レベルシフト回路3を8つのMOSトランジスタで構成することも可能であることは言うまでもない。
【0026】
また、この実施の形態1では、N型TFT17,18のソースを接地電位GNDのラインに接続したが、レベルシフト回路3が正常に動作するならば、N型TFT17,18のソースを接地電位GNDと異なる初期電位のラインに接続してもよい。
【0027】
以下、この実施の形態1の種々の変更例について説明する。図4のレベルシフタ20は、図2のレベルシフタ3にN型TFT21,22を追加したものである。N型TFT21,22は、それぞれP型TFT13,14に並列接続され、それらのゲートは共に制御信号/φを受ける。図2のレベルシフタ3では、初期状態においてノードN11,N12が高インピーダンス状態にあり、ノードN11,N12の電位が不安定になる恐れがある。これに対して、このレベルシフタ20では、信号/φが「H」レベルである初期状態においてN型TFT17,18,21,22が導通し、ノードN11,N12の電位が0Vに設定される。したがって、このレベルシフタ20では、信号/φが「L」レベルにされた後にノードN13,N14間の微小電位差を差動増幅する動作が安定に行なわれ、回路の動作マージンが大きくなる。
【0028】
図5のレベルシフタ25は、図4のレベルシフタ20においてN型TFT21,22のソースを接地電位GNDのラインに接続したものである。この変更例でも、図4のレベルシフタ20と同じ効果が得られる。
【0029】
図6のレベルシフタ30は、図4のレベルシフタ20のN型TFT21,22を除去し、N型TFT31,32を追加したものである。N型TFT31,32は、それぞれP型TFT11,12に並列接続され、それらのゲートは共に信号/φを受ける。この変更例でも、図4のレベルシフタ20と同じ効果が得られる。
【0030】
図7のレベルシフタ35は、図4のレベルシフタ20のN型TFT17,18を除去し、N型TFT31,32を追加したものである。N型TFT31,32は、それぞれP型TFT11,12に並列接続され、それらのゲートは共に信号/φを受ける。この変更例でも図4のレベルシフタ20と同じ効果が得られる。
【0031】
また、図2,4〜6のレベルシフタ3,20,25,30では、図3の時刻t1〜t2の遷移時間において出力ノードN13,N14がN型TFT17,18を介して接地されているので、出力ノードN13,N14のレベル上昇が抑制され、出力信号/VO,VOの立上がりが遅くなる。これに対して図7のレベルシフタ35では、N型TFT17,18が除去され、逆に、信号φが上昇するとN型TFT31,21;32,22を介して出力ノードN13,N14のレベルが上昇し、出力信号/VO,VOの立上がりが速くなる。
【0032】
[実施の形態2]
図8は、この発明の実施の形態2によるレベルシフタ40の構成を示す回路図である。図8において、このレベルシフタ40が図2のレベルシフタ3と異なる点は、N型TFT17,18が除去されてP型TFT41,42が追加され、ノードN10に信号φの代わりに電源電位VCC(7.5V)が与えられ、N型TFT15,16のソース(ノードN15)に接地電位GNDの代わりに信号φが与えられている点である。P型TFT41,42は、それぞれノードN10と出力ノードN13,N14との間に接続され、それらのゲートは共に信号/φを受ける。
【0033】
次に、このレベルシフタ40の動作について説明する。今、入力信号VIは「H」レベル(3V)にされているものとする。初期状態では、図9に示すように、信号/φは0Vにされ、信号φは7.5Vにされている。信号/φが0VにされているのでP型TFT41,42が導通し、出力ノードN13,N14は共に7.5Vに初期化されている。また、信号φは7.5Vにされているので、N型TFT15,16のゲート−ソース間電圧が0Vになり、N型TFT15,16が非導通にされている。P型TFT11,12は導通してノードN11,N12は7.5Vになっている。したがって、P型TFT13,14のゲート−ソース間電圧が0Vになり、P型TFT13,14は非導通にされている。
【0034】
ある時刻t1において信号/φのレベルが上昇し始めるとともに信号φのレベルが下降し始める。これに応じてP型TFT41,42が非導通になり始めるとともにP型TFT13〜16が導通し始める。
【0035】
信号φのレベルが、電源電位VCC(=7.5V)よりもN型TFT15,16のしきい値電圧VTN分だけ低い電位になると、N型TFT15,16のゲート−ソース間電圧がN型TFT15,16のしきい値電圧VTNを越えるのでN型TFT15,16が導通し始める。N型TFT15,16が導通し始めると、ノードN13,N14のレベルが低下してP型TFT13,14が導通し始める。
【0036】
したがって、時刻t1〜t2において、すべてのTFT11〜16,41,42が導通する。これにより、出力ノードN13,N14の両方の電位が下降し始める。ところが、P型TFT12のゲート−ソース間電圧の方がP型TFT11のゲート−ソース間電圧よりも1.5Vだけ低いので、出力ノードN14の電位の方が出力ノードN13の電位よりも高くなる。2つの出力ノードN13,N14間の電位差はTFT13〜16からなる差動増幅回路によって増幅される。
【0037】
この結果、時刻t2において信号/VOのレベルは0Vに向かって下降するとともに信号VOのレベルは7.5Vに向かって上昇し、遂にはTFT13,16が非導通になるとともにTFT14,15が導通し、信号/VO,VOはそれぞれ0V,7.5Vになる。これにより、振幅電圧が3Vの入力信号VIが、振幅電圧が7.5Vの互いに相補な信号/VO,VOに変換されたことになる。この後、時刻t3において信号/φ,φがそれぞれ7.5V,0Vにされて初期状態に戻る。
【0038】
入力信号VIが「L」レベル(0V)の場合は、TFT11,13,15,41側とTFT12,14,16,42側の動作が逆になって信号/VO,VOはそれぞれ7.5V,0Vになる。
【0039】
この実施の形態2では、初期状態設定期間において制御信号φを「H」レベルにするので、電源電位VCCのラインとノードN10との間に貫通電流が流れない。また、レベルシフト動作の終了後はTFT13,16または14,15が非導通になるので、電源電位VCCのラインとノードN10との間に貫通電流が流れない。したがって、消費電流が小さくて済む。
【0040】
また、図10のレベルシフタ45は、図8のレベルシフタ40のP型TFT41,42を除去し、P型TFT46,47を追加したものである。P型TFT46,47は、それぞれN型TFT15,16に並列接続され、それらのゲートは共に信号/φを受ける。この変更例でも図8のレベルシフタ40と同じ効果が得られる。また、図8のレベルシフタ40では、図9の時刻t1〜t2の遷移時間において出力ノードN13,N14がP型TFT41,42を介して電源電位VCCのラインに接続されているので、出力ノードN13,N14のレベル低下が抑制され、出力信号/VO,VOの立下がりが遅くなる。これに対して図10のレベルシフタ45では、P型TFT41,42が除去され、逆に、信号φが下降するとP型TFT46,47を介して出力ノードN13,N14のレベルが下降し、出力信号/VO,VOの立下がりが速くなる。
【0041】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る振幅変換回路は、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベルが第2の電位である第1の信号を、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベルが第2の電位と異なる第3の電位であり、第1の信号の振幅電圧よりも大きな振幅電圧を有する第2の信号に変換するものである。この振幅変換回路では、その入力電極が第1の信号を受け、制御信号が活性化レベルにされたことに応じて第1の信号の電位に応じた値の電流を出力する第1のトランジスタと、その入力電極が第1および第2の電位間の参照電位を受け、制御信号が活性化レベルにされたことに応じて参照電位に応じた値の電流を出力する第2のトランジスタと、それぞれ第1および第2のトランジスタの出力電流を受ける第1および第2の出力ノードを有し、第1および第2の出力ノード間に生じた電位差を第3および第1の電位の差の電圧の増幅する差動増幅回路と、制御信号が活性化レベルにされる前に第1および第2の出力ノードの各々を初期電位に設定する初期化回路とが設けられる。したがって、初期状態設定期間に貫通電流は流れず、また、レベルシフト動作終了後に貫通電流は流れないので、消費電流が小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による携帯電話機の要部を示すブロック図である。
【図2】図1に示したレベルシフタの構成を示す回路図である。
【図3】図2に示したレベルシフタの動作を示すタイムチャートである。
【図4】実施の形態1の変更例を示す回路図である。
【図5】実施の形態1の他の変更例を示す回路図である。
【図6】実施の形態1のさらに他の変更例を示す回路図である。
【図7】実施の形態1のさらに他の変更例を示す回路図である。
【図8】この発明の実施の形態2によるレベルシフタの構成を示す回路図である。
【図9】図8に示したレベルシフタの動作を示すタイムチャートである。
【図10】実施の形態2の変更例を示す回路図である。
【図11】従来のレベルシフタの構成を示す回路図である。
【図12】図11に示したレベルシフタの動作を示す図である。
【符号の説明】
1 制御用LSI、2 液晶表示装置、3,20,25,30,35,40,45,70 レベルシフタ、4 液晶表示部、11〜14,41,42,46,47 P型TFT、15〜18,21,22,31,32 N型TFT、71〜73 NチャネルMOSトランジスタ、74 キャパシタ、75 インバータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an amplitude conversion circuit, and more particularly, to an amplitude conversion circuit that converts an amplitude voltage of a signal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional one-input
[0003]
Next, the operation of the
[0004]
At a certain time, when signals φ and / φ are set to “H” level and “L” level, N
[0005]
As shown in FIG. 12A, when the input potential Vin of the
[0006]
When the input signal VI is at the “L” level (0 V), the potential of the node N71 changes from 1.5 V to 0 V, and the potential of the node N70 decreases by ΔV. In this case, the output potential Vout of the
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 2-31523
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 12B is a diagram illustrating a relationship between the input potential Vin of the
[0009]
Therefore, a main object of the present invention is to provide an amplitude conversion circuit with low current consumption.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the amplitude conversion circuit according to the present invention, a first signal whose one level is a first potential and the other level is a second potential is a signal whose one level is a first potential, The other level is a third potential different from the second potential, and is converted into a second signal having an amplitude voltage larger than the amplitude voltage of the first signal. The amplitude conversion circuit includes a first transistor whose input electrode receives a first signal, and outputs a current having a value corresponding to the potential of the first signal in response to the control signal being set to an activation level. A second transistor whose input electrode receives a reference potential between the first and second potentials, and outputs a current having a value corresponding to the reference potential in response to the control signal being set to the activation level; It has first and second output nodes for receiving output currents of the first and second transistors, and converts a potential difference generated between the first and second output nodes into a voltage having a difference between the third and first potentials A differential amplifier circuit for amplifying, and an initialization circuit for setting each of the first and second output nodes to an initial potential before the control signal is set to the activation level.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a portion related to image display of a mobile phone according to
[0012]
The
[0013]
The reason that the
[0014]
The level shifter includes a two-input type in which two signals VI and / VI complementary to each other are input, and a one-input type in which one signal VI is input. The two-input type can perform a level shift operation only with two input signals VI and / VI, but the number of input signals increases, and it is difficult to reduce the size of the system. The one-input type has a small number of input signals and is easy to miniaturize the system, but cannot operate only with the input signal VI and needs to be driven by the level-shifted control signals φ and / φ. In consideration of the above points, in an actual liquid crystal display device, signals φ and / φ for driving a one-input type level shifter are generated by a two-input type level shifter, and other signals VO are generated by a one-input type level shifter. I have. Hereinafter, the one-input type level shifter which is a feature of the present invention will be described in detail.
[0015]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the
[0016]
The sources of the P-
[0017]
N-
[0018]
Next, the operation of the
[0019]
At a certain time t1, the level of signal / φ starts to decrease and the level of signal φ starts to increase. In response, the N-
[0020]
When the level of signal φ becomes higher than reference potential VR (= 1.5 V) by the absolute value | VTP | of the threshold voltage of P-
[0021]
Therefore, at times t1 to t2, all the TFTs 11 to 18 conduct. As a result, the potentials of both output nodes N13 and N14 start to rise. However, since the gate-source voltage of the P-
[0022]
As a result, at time t2, the level of signal / VO decreases toward 0V and the level of signal VO increases toward 7.5V, and finally
[0023]
When the input signal VI is at the “L” level (0 V), the operations of the
[0024]
In the first embodiment, since control signal φ is set to the “L” level during the initial state setting period, no through current flows between node N10 and the ground potential GND line. Further, since the
[0025]
In the first embodiment, the
[0026]
In the first embodiment, the sources of the N-
[0027]
Hereinafter, various modifications of the first embodiment will be described. The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
In the
[0032]
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a
[0033]
Next, the operation of the
[0034]
At a certain time t1, the level of signal / φ starts to rise and the level of signal φ starts to fall. In response, the P-
[0035]
When the level of signal φ becomes lower than power supply potential VCC (= 7.5 V) by the threshold voltage VTN of N-
[0036]
Therefore, at times t1 to t2, all the TFTs 11 to 16, 41, and 42 conduct. As a result, the potentials of both the output nodes N13 and N14 start to decrease. However, since the gate-source voltage of the P-
[0037]
As a result, at time t2, the level of signal / VO decreases toward 0V and the level of signal VO increases toward 7.5V, and finally
[0038]
When the input signal VI is at the “L” level (0 V), the operations of the
[0039]
In the second embodiment, since control signal φ is set to “H” level during the initial state setting period, no through current flows between the line of power supply potential VCC and node N10. After the level shift operation is completed, the
[0040]
The
[0041]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the amplitude conversion circuit according to the present invention, the first signal whose one level is the first potential and the other level is the second potential, and whose one level is the first potential, And the other level is a third potential different from the second potential, and is converted into a second signal having an amplitude voltage larger than the amplitude voltage of the first signal. In this amplitude conversion circuit, a first transistor whose input electrode receives a first signal and outputs a current having a value corresponding to the potential of the first signal in response to a control signal being set to an activation level; A second transistor whose input electrode receives a reference potential between the first and second potentials, and outputs a current having a value corresponding to the reference potential in response to the control signal being set to the activation level; It has first and second output nodes for receiving output currents of the first and second transistors. The potential difference generated between the first and second output nodes is reduced by the voltage of the difference between the third and first potentials. A differential amplifier circuit for amplifying and an initialization circuit for setting each of the first and second output nodes to an initial potential before the control signal is set to the activation level are provided. Therefore, no through current flows during the initial state setting period, and no through current flows after the end of the level shift operation, so that the current consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a mobile phone according to
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a level shifter shown in FIG.
FIG. 3 is a time chart illustrating an operation of the level shifter illustrated in FIG. 2;
FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification of the first embodiment;
FIG. 5 is a circuit diagram showing another modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing still another modification of the first embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing still another modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a level shifter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a time chart illustrating an operation of the level shifter illustrated in FIG. 8;
FIG. 10 is a circuit diagram showing a modification of the second embodiment.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional level shifter.
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of the level shifter illustrated in FIG. 11;
[Explanation of symbols]
Claims (11)
その入力電極が前記第1の信号を受け、制御信号が活性化レベルにされたことに応じて前記第1の信号の電位に応じた値の電流を出力する第1のトランジスタ、
その入力電極が前記第1および第2の電位間の参照電位を受け、前記制御信号が活性化レベルにされたことに応じて前記参照電位に応じた値の電流を出力する第2のトランジスタ、
それぞれ前記第1および第2のトランジスタの出力電流を受ける第1および第2の出力ノードを有し、前記第1および第2の出力ノード間に生じた電位差を前記第3および第1の電位の差の電圧に増幅する差動増幅回路、および
前記制御信号が活性化レベルにされる前に前記第1および第2の出力ノードの各々を初期電位に設定する初期化回路を備える、振幅変換回路。A first signal whose one level is a first potential and the other level is a second potential is a first signal whose one level is the first potential and whose other level is the second potential. An amplitude conversion circuit that converts the signal into a second signal having a third potential different from that of the first signal and having a larger amplitude voltage than the amplitude voltage of the first signal,
A first transistor whose input electrode receives the first signal, and outputs a current having a value corresponding to the potential of the first signal in response to the control signal being set to an activation level;
A second transistor whose input electrode receives a reference potential between the first and second potentials, and outputs a current having a value corresponding to the reference potential in response to the control signal being set to an activation level;
There are first and second output nodes for receiving output currents of the first and second transistors, respectively, and a potential difference between the first and second output nodes is determined by comparing the potential difference between the third and first potentials. An amplitude conversion circuit, comprising: a differential amplifier circuit for amplifying to a difference voltage; and an initialization circuit for setting each of the first and second output nodes to an initial potential before the control signal is set to an activation level. .
前記第1および第2のトランジスタはともに第1の導電形式であり、それらの第1の電極はともに前記制御信号を受け、
前記差動増幅回路は、
それらの第1の電極がそれぞれ前記第1および第2のトランジスタの第2の電極に接続され、それらの第2の電極がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続され、それらの入力電極がそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第1の導電形式の第3および第4のトランジスタ、および
それらの第1の電極がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続され、それらの第2の電極がともに前記第1の電位を受け、それらの入力電極がそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第2の導電形式の第5および第6のトランジスタを含み、
前記初期電位は前記第1の電位である、請求項1に記載の振幅変換回路。The inactivation level and the activation level of the control signal are the first and third potentials, respectively.
The first and second transistors are both of a first conductivity type, and their first electrodes both receive the control signal;
The differential amplifier circuit,
Their first electrodes are respectively connected to the second electrodes of the first and second transistors, and their second electrodes are respectively connected to the first and second output nodes, and their input electrodes Are connected to the second and first output nodes, respectively, and third and fourth transistors of a first conductivity type, and their first electrodes are connected to the first and second output nodes, respectively. And fifth and sixth transistors of the second conductivity type, both having their second electrodes receiving the first potential and having their input electrodes connected to the second and first output nodes, respectively. Including
The amplitude conversion circuit according to claim 1, wherein the initial potential is the first potential.
それぞれ前記第1および第2のトランジスタに並列接続され、前記制御信号が活性化レベルにされたことに応じて非導通になる第1および第2のスイッチング素子、および
それぞれ前記第3および第4のトランジスタに並列接続され、前記制御信号が活性化レベルにされたことに応じて非導通になる第3および第4のスイッチング素子を含む、請求項2に記載の振幅変換回路。The initialization circuit includes:
First and second switching elements respectively connected in parallel to the first and second transistors and becoming non-conductive in response to the control signal being set to an activation level; and the third and fourth switching elements, respectively. 3. The amplitude conversion circuit according to claim 2, further comprising third and fourth switching elements that are connected in parallel to the transistor and become nonconductive when the control signal is set to an activation level.
前記第1および第2のトランジスタはともに第1の導電形式であり、それらの第1の電極はともに前記第3の電位を受け、
前記差動増幅回路は、
それらの第1の電極がそれぞれ前記第1および第2のトランジスタの第2の電極に接続され、それらの第2の電極がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続され、それらの入力電極がそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第1の導電形式の第3および第4のトランジスタ、および
それらの第1の電極がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続され、それらの第2の電極がともに前記制御信号を受け、それらの入力電極がそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第2の導電形式の第5および第6のトランジスタを含み、
前記初期電位は前記第3の電位である、請求項1に記載の振幅変換回路。The inactivation level and the activation level of the control signal are the third and first potentials, respectively.
The first and second transistors are both of a first conductivity type, and their first electrodes both receive the third potential;
The differential amplifier circuit,
Their first electrodes are respectively connected to the second electrodes of the first and second transistors, and their second electrodes are respectively connected to the first and second output nodes, and their input electrodes Are connected to the second and first output nodes, respectively, and third and fourth transistors of a first conductivity type, and their first electrodes are connected to the first and second output nodes, respectively. A second conductive type fifth and sixth transistor having their second electrodes both receiving the control signal and having their input electrodes connected to the second and first output nodes, respectively.
The amplitude conversion circuit according to claim 1, wherein the initial potential is the third potential.
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WO2007135799A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Signal processing circuit, level shifter, display panel driving circuit, display device, signal processing circuit |
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JPWO2007135799A1 (en) * | 2006-05-24 | 2009-10-01 | シャープ株式会社 | Signal processing circuit, level shifter, display panel driving circuit, display device, and signal processing method |
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