JP2008017138A - 出力ドライバ回路 - Google Patents

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泰一 野稲
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Abstract

【課題】 信号本数を抑制した出力ドライバ回路を出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動させ、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動させる。
【解決手段】 出力ドライバ回路30には、レベル変換回路1、スルーレート制御回路部2、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。レベル変換回路1のV/I変換部11には入力信号INが入力される。スルーレート制御回路部2はハイサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、Pch MOSトランジスタPT2の“ON”する時間をPch MOSトランジスタPT1より所定時間遅延させ、ローサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、Nch MOSトランジスタNT2の“ON”する時間をNch MOSトランジスタNT1より所定時間遅延させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、モータ、DC−DCコンバータ、FPDなどに使用される出力ドライバ回路に関する。
モータ、DC−DCコンバータ、FPD(Flat Panel Display)などに適用される出力ドライバ回路には、ハイサイド側スイッチング素子及びローサイド側スイッチング素子から構成される出力電流駆動部と出力電流駆動部の制御を行う出力制御部が設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1などに記載されている出力ドライバ回路では、出力波形の立ち上り及び立ち下りの遷移時間であるスルーレートを調整する機能を有していない。出力電圧の“High”/“Low”を切り替えるプッシュプル回路では、出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動し、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動し、スルーレートを変更することにより最適な出力波形を得ることが要求される。具体的には、出力波形が遷移している間はオン抵抗の大きなスイッチング素子を“ON”させ、出力波形が遷移完了後の安定期にはオン抵抗の小さなスイッチング素子を“ON”させる。スルーレートを変更した場合、オン抵抗の大きなスイッチング素子及びオン抵抗の小さなスイッチング素子のゲートを駆動させる信号は各々別の制御信号が必要となる。このため、細かなスルーレート制御を行う場合、或いはFPDなど出力駆動部が複数必要な場合では、制御信号の本数が増大するという問題点がある。また、出力制御部を含む出力ドライバ回路の回路規模が増大するという問題点がある。
特開2001−211063号公報(頁6、図3)
本発明は、信号本数を抑制し、且つ出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動し、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動する出力ドライバ回路を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様の出力ドライバ回路は、高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のハイサイド側スイッチング素子と、前記高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のハイサイド側スイッチング素子と、低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のローサイド側スイッチング素子と、前記低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のローサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のローサイド側スイッチング素子と、前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、第1及び第2の制御信号を入力し、前記第1の制御信号にもとづいて第3の制御信号を生成して前記第3の制御信号により前記第1のハイサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第1の制御信号にもとづいて第4の制御信号を生成して前記第4の制御信号により前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記第2の制御信号にもとづいて第5の制御信号を生成して前記第5の制御信号により前記第1のローサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第2の制御信号にもとづいて第6の制御信号を生成して前記第6の制御信号により前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させるスルーレート制御回路部とを具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成するために、本発明の他態様の出力ドライバ回路は、第1の高電位側電源よりも高電位の第2の高電位側電源と、第1の低電位側電源よりも高電位の第2の低電位側電源と、前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のハイサイド側スイッチング素子と、前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のハイサイド側スイッチング素子と、前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のローサイド側スイッチング素子と、前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のローサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のローサイド側スイッチング素子と、前記第2の高電位側電源と前記第1の低電位側電源の間に設けられ、V/I変換部とI/V変換部を有し、前記V/I変換部に入力信号を入力し、前記入力信号を前記V/I変換部及び前記I/V変換部でレベル変換した第1の制御信号を前記I/V変換部から出力し、前記入力信号にもとづいた第1の制御信号と同じ位相の第2の制御信号を前記V/I変換部から出力するレベル変換回路と、前記第2の高電位側電源側に設けられた第1のトランジスタと、前記第2の高電位側電源側に設けられた第1の複数のカレントミラー回路と、前記第1の低電位側電源側に設けられた第2のトランジスタと、前記高電位電源側に設けられた第2の複数のカレントミラー回路とを有し、前記レベル変換回路から出力される前記第1の制御信号にもとづいて第3の制御信号を生成して前記第3の制御信号により前記第1のハイサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第1の制御信号にもとづいて第4の制御信号を生成して前記第4の制御信号により前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第1のトランジスタ及び前記第1の複数のカレントミラー回路を用いて前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記レベル変換回路から出力される前記第2の制御信号にもとづいて第5の制御信号を生成して前記第5の制御信号により前記第1のローサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第2の制御信号にもとづいて第6の制御信号を生成して前記第6の制御信号により前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第2のトランジスタ及び前記第2の複数のカレントミラー回路を用いて前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させるスルーレート制御回路部とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、信号本数を抑制し、且つ出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動し、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動する出力ドライバ回路を提供することができる。
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の実施例1に係る出力ドライバ回路について、図面を参照して説明する。図1は出力ドライバ回路を示す回路図である。本実施例では、出力ドライバ回路を構成するレベル変換回路に入力される入力信号の数を削減している。
図1に示すように、出力ドライバ回路30には、レベル変換回路1、スルーレート制御回路部2、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。
出力ドライバ回路30は、出力電圧の“High”/“Low”を切り替えるプッシュプル回路である。Pch MOSトランジスタPT1及びPch MOSトランジスタPT2は、ハイサイド側のスイッチング素子として動作し、Nch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2は、ローサイド側のスイッチング素子として動作する。
レベル変換回路1は、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS1の間に設けられ、V/I変換部11とI/V変換部12を有する。
V/I変換部11は、高電位側電源VCC1と低電位側電源VSS1の間に設けられ、FPD(Flat Panel Display)に使用される表示用情報信号としての入力信号INを入力し、Nch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2のオン・オフ動作に使用される制御信号SBをスルーレート制御回路部2に出力し、入力信号INにもとづいてV/I変換した信号(電流信号)をI/V変換部12に出力する。
I/V変換部12は、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS2の間に設けられ、V/I変換部11から出力されるV/I変換した信号(電流信号)を入力し、I/V変換されたPch MOSトランジスタPT1及びPch MOSトランジスタPT2のオン・オフ動作に使用される制御信号SAをスルーレート制御回路部2に出力する。
ここで、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2には、論理回路などに用いられるMOSトランジスタよりもドレイン耐圧などが高い、例えばLDMOS(Laterally Diffused MOS)トランジスタなどのパワーMOSトランジスタを用いている。なお、MOSトランジスタは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。
スルーレート制御回路部2は、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS1の間に設けられ、V/I変換部11から出力される制御信号SB及びI/V変換部12から出力される制御信号SAを入力し、制御信号S1乃至S4を出力する。具体的には、制御信号SAにもとづいて生成される制御信号S1がPch MOSトランジスタPT1のゲート(制御端子)に出力され、制御信号SAにもとづいて生成される制御信号S3がPch MOSトランジスタPT2のゲート(制御端子)に出力され、制御信号SBにもとづいて生成される制御信号S2がNch MOSトランジスタNT1のゲート(制御端子)に出力され、制御信号SBにもとづいて生成される制御信号S4がNch MOSトランジスタNT2のゲート(制御端子)に出力される。
ここで、スルーレート制御回路部2は、ハイサイド側のスイッチング素子が“ON”するときに、Pch MOSトランジスタPT2の“ON”する時間をPch MOSトランジスタPT1より所定時間遅延させ、ローサイド側のスイッチング素子が“ON”するときに、Nch MOSトランジスタNT2の“ON”する時間をNch MOSトランジスタNT1より所定時間遅延させる。
Pch MOSトランジスタPT1は、オン抵抗の値が大きく、ソース(第2の端子)が高電位側電源VCC2に接続され、ドレイン(第1の端子)はNch MOSトランジスタNT1のドレインに接続され、ゲート(制御端子)に制御信号S1が入力され、制御信号S1にもとづいて“ON”、“OFF”動作する。
Pch MOSトランジスタPT2は、Pch MOSトランジスタPT1よりもオン抵抗の値が小さく、ソース(第2の端子)が高電位側電源VCC2に接続され、ドレイン(第1の端子)はNch MOSトランジスタNT2のドレインに接続され、ゲート(制御端子)に制御信号S3が入力され、制御信号S3にもとづいて“ON”、“OFF”動作する。Pch MOSトランジスタPT1のオン抵抗値は、Pch MOSトランジスタPT2よりも、例えば20倍大きく設定される。
Nch MOSトランジスタNT1は、オン抵抗の値が大きく、ソース(第2の端子)が低電位側電源VSS1に接続され、ゲート(制御端子)に制御信号S2が入力され、制御信号S2にもとづいて“ON”、“OFF”動作する。
Nch MOSトランジスタNT2は、Nch MOSトランジスタNT1よりもオン抵抗の値が小さく、ソース(第2の端子)が低電位側電源VSS1に接続され、ゲート(制御端子)に制御信号S4が入力され、制御信号S4にもとづいて“ON”、“OFF”動作する。Nch MOSトランジスタNT1のオン抵抗値は、Nch MOSトランジスタNT2よりも、例えば50倍大きく設定される。
ここで、高電位側電源VCC2電圧は、例えば20Vに設定され、高電位側電源VCC1電圧は、例えば5Vに設定され、低電位側電源VSS2電圧は、例えば15Vに設定され、低電位側電源VSS1電圧は、例えば接地電位である0Vに設定される。このため、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2のゲートに印加される電圧(ゲートーソース間電圧)は、5Vと比較的低電圧に設定される。
Pch MOSトランジスタPT1のドレインとNch MOSトランジスタNT1のドレインの間は、Pch MOSトランジスタPT2のドレインとNch MOSトランジスタNT2のドレインの間と接続される。Pch MOSトランジスタPT1のドレインとNch MOSトランジスタNT1のドレインの間、及びPch MOSトランジスタPT2のドレインとNch MOSトランジスタNT2のドレインの間から出力ドライバ回路30の出力信号Soutが出力される。
次に、出力ドライバ回路の動作について図2を参照して説明する。図2は出力ドライバ回路の動作を示すタイミングチャートである。
図2に示すように、制御信号S1乃至S4が共に“High”レベルのとき、Pch MOSトランジスタPT1及びPT2が“OFF”、Nch MOSトランジスタNT1及びNT2が“ON”するので出力ドライバ回路30の出力信号Soutが“Low”レベルである“VSS1”レベルとなる。
次に、制御信号S1、制御信号S2、及び制御信号S4が“High”レベルから“Low”レベルに変化すると、Pch MOSトランジスタPT1が“ON”し、Nch MOSトランジスタNT1及びNT2が“OFF”する。Pch MOSトランジスタPT1のオン抵抗の値が大きいので、出力信号Soutは“VSS1”レベルから徐々に立ち上がる(スルーレート小)。
続いて、スルーレート制御回路部2で遅延時間TDL1だけ遅延された制御信号S3が“High”レベルから“Low”レベルに変化すると、Pch MOSトランジスタPT2が“ON”し、オン抵抗の小さなPch MOSトランジスタPT2により“VCC2”レベルを維持する。ここで、Pch MOSトランジスタPT2は、オン抵抗が小さいのでスルーレートを大きくできる。
ここで、出力信号Soutの信号変化が比較的遅く(スルーレート小)、オーバーシュート現象などが発生しないので、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。
そして、制御信号S1、制御信号S2、及び制御信号S3が“Low”レベルから“High”レベルに変化すると、Pch MOSトランジスタPT1及びPT2が“OFF”し、Nch MOSトランジスタNT1が“ON”する。Nch MOSトランジスタNT1のオン抵抗の値が大きいので、出力信号Soutは“VCC2”レベルから徐々に立ち下がる(スルーレート小)。
次に、スルーレート制御回路部2で遅延時間TDL2だけ遅延された制御信号S4が“Low”レベルから“High”レベルに変化すると、Nch MOSトランジスタNT2が“ON”し、オン抵抗の小さなNch MOSトランジスタNT2により“VSS1”レベルを維持する。ここで、Nch MOSトランジスタNT2は、オン抵抗が小さいのでスルーレートを大きくできる。
ここで、出力信号Soutの信号変化が比較的遅く(スルーレート小)、アンダーシュート現象などが発生しないので、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。
上述したように、本実施例の出力ドライバ回路では、レベル変換回路1、スルーレート制御回路部2、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。レベル変換回路1のV/I変換部11には入力信号INが入力される。スルーレート制御回路部2には、レベル変換回路1のI/V変換部12から出力されるレベル変換された制御信号SAとV/I変換部11から出力される制御信号SBが入力され、制御信号SA及びSBは入力信号INにもとづいた信号である。スルーレート制御回路部2はハイサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、オン抵抗の小さなPch MOSトランジスタPT2の“ON”する時間をオン抵抗の大きなPch MOSトランジスタPT1より所定時間遅延させ、ローサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、オン抵抗の小さなNch MOSトランジスタNT2の“ON”する時間をオン抵抗の大きなNch MOSトランジスタNT1より所定時間遅延させる。
このため、従来よりも信号本数を抑制し、出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動し、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動することができる。したがって、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。
なお、本実施例では、ゲート絶縁膜にシリコン酸化膜(SiO)を有するMOSトランジスタを用いているが、ゲート絶縁膜に絶縁膜を有するMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor))を用いてもよい。また、ハイサイド側スイッチング素子をPch MOSトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子をNch MOSトランジスタにしているが、ハイサイド側スイッチング素子をNch MOSトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子をNch MOSトランジスタ、或いはハイサイド側スイッチング素子をPch MOSトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子をPch MOSトランジスタにしてもよい。この場合、ゲートに入力される制御信号の信号レベルを変更するのが好ましい。更に、2電源を有する出力ドライバ回路30に適用したが、必ずしも2電源に限定されるものではなく、1電源の出力ドライバ回路などにも適用できる。
次に、本発明の実施例2に係る出力ドライバ回路について、図面を参照して説明する。図3はFPDパネル用出力ドライバ回路を示す回路図、図4はレベル変換回路を示す回路図である。本実施例では、出力ドライバ回路をFPDパネルの走査線ドライバに適用している。
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図3に示すように、出力ドライバ回路30aには、レベル変換回路1a、スルーレート制御回路部2a、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。出力ドライバ回路30aは、出力電圧の“High”/“Low”を切り替えるプッシュプル回路であり、FPDに適用される。
ここで、高電位側電源VCC2電圧は、例えば5Vに設定され、高電位側電源VCC1電圧は、例えば−25Vに設定され、低電位側電源VSS2電圧は、例えば接地電位である0Vに設定され、低電位側電源VSS1電圧は、例えば−30Vに設定されている。このため、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2のゲートに印加される電圧(ゲートーソース間電圧)は、5Vと比較的低電圧に設定される。
レベル変換回路1aは、図4に示すように、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS1の間に設けられ、V/I変換部11aとI/V変換部12aを有する。
V/I変換部11aは、高電位側電源VCC1と低電位側電源VSS1の間に設けられ、定電流源13、Nch MOSトランジスタNT31、Nch MOSトランジスタNT32、及びインバータINV1から構成される。
定電流源13は、Nch MOSトランジスタNT31及びNT32のソースと低電位側電源VSS1の間に設けられ、一定電流を低電位側電源VSS1側に流す。
Nch MOSトランジスタNT31は、I/V変換部12aと定電流源13の間に設けられ、ドレインがI/V変換部12a側に接続され、ソースが定電流源13に接続され、ゲートにFPDに使用される走査線情報としての入力信号INを入力する。入力信号INが“High”レベルの場合に、Nch MOSトランジスタNT31が“ON”し、I/V変換部12a側から定電流源13を介して一定な電流が低電位側電源VSS1側に流れる。
インバータINV1は、高電位側電源VCC1と低電位側電源VSS1の間に設けられ、入力信号INの反転信号をNch MOSトランジスタNT32のゲートに出力する。
Nch MOSトランジスタNT32は、I/V変換部12aと定電流源13の間に設けられ、ドレインがI/V変換部12a側に接続され、ソースが定電流源13に接続され、ゲートにインバータINV1から出力される入力信号INの反転信号を入力する。入力信号INが“Low”レベルの場合に、Nch MOSトランジスタNT32が“ON”し、I/V変換部12a側から定電流源13を介して一定な電流が低電位側電源VSS1側に流れる。なお、入力信号INは、V/I変換部11aを介して制御信号SBとしてスルーレート制御回路部2aに出力される。
I/V変換部12aは、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS2の間に設けられ、Nch MOSトランジスタNT33、Nch MOSトランジスタNT34、Pch MOSトランジスタPT31乃至34、及びインバータINV2から構成される。
Pch MOSトランジスタPT31は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがV/I変換部11aのNch MOSトランジスタNT31のドレインに接続され、ゲートがドレイン及びPch MOSトランジスタPT32のゲートに接続される。Pch MOSトランジスタPT32は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがNch MOSトランジスタNT33のドレインに接続される。ここで、Pch MOSトランジスタPT31とPch MOSトランジスタPT32は、カレントミラー回路を構成する。
Pch MOSトランジスタPT33は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがV/I変換部11aのNch MOSトランジスタNT32のドレインに接続され、ゲートがドレイン及びPch MOSトランジスタPT34のゲートに接続される。Pch MOSトランジスタPT34は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがNch MOSトランジスタNT34のドレインに接続される。ここで、Pch MOSトランジスタPT33とPch MOSトランジスタPT34は、カレントミラー回路を構成する。
Nch MOSトランジスタNT33は、ソースが低電位側電源VSS2に接続され、ゲートがドレイン及びNch MOSトランジスタNT34のゲートに接続される。Nch MOSトランジスタNT34は、ソースが低電位側電源VSS2に接続される。ここで、Nch MOSトランジスタNT33とNch MOSトランジスタNT34は、カレントミラー回路を構成する。
インバータINV2は、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS2の間に設けられ、Pch MOSトランジスタPT34のドレインとNch MOSトランジスタNT34のドレインの間から出力される信号を入力し、その信号を反転した制御信号SAをスルーレート制御回路部2aに出力する。
ここで、“High”レベルの入力信号INがV/I変換部11aに入力されると、Nch MOSトランジスタNT31が“ON”して定電流源13側に一定電流が流れ、Pch MOSトランジスタPT32及びNch MOSトランジスタNT33側にこれに対応する電流が流れる。そして、Nch MOSトランジスタNT33及びNT34から構成されるカレントミラー回路が動作する。このため、Nch MOSトランジスタNT34のドレイン側(インバータINV2の入力側)が“VSS2”レベルとなり、インバータINV2から出力される制御信号SAは、入力信号INに対してレベル変換された“High”レベルの信号となる。
一方、“Low”レベルの入力信号INがV/I変換部11aに入力されると、Nch MOSトランジスタNT32が“ON”して定電流源13側に一定電流が流れ、Pch MOSトランジスタPT33及び34が動作する。このため、Pch MOSトランジスタPT34のドレイン側(インバータINV2の入力側)が“VCC2”レベルとなり、インバータINV2から出力される制御信号SAは、入力信号INに対してレベル変換された“Low”レベルの信号となる。
スルーレート制御回路部2aは、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS1の間に設けられ、Nch MOSトランジスタNT3、Nch MOSトランジスタNT11乃至13、Pch MOSトランジスタPT3、Pch MOSトランジスタPT11乃至13、NPNトランジスタBNT1乃至4、PNPトランジスタBPT1乃至4、及び抵抗R1乃至6から構成される。
Pch MOSトランジスタPT11は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがノードN1に接続され、ゲートに制御信号SAが入力される。Nch MOSトランジスタNT13は、ドレインがノードN1に接続され、ソースが低電位側電源VSS2に接続され、ゲートに制御信号SAが入力される。Pch MOSトランジスタPT11及びNch MOSトランジスタNT13は、インバータを構成し、ノードN1から制御信号SAを反転した制御信号S1が出力される。
Pch MOSトランジスタPT12は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがノードN2に接続され、ゲートに制御信号SAが入力される。抵抗R1は、一端がノードN2に接続され、他端がノードN1及びNch MOSトランジスタNT13のドレインに接続される。Pch MOSトランジスタPT12及びNch MOSトランジスタNT13は、インバータを構成し、ノードN2から制御信号SAを反転した制御信号S3が出力される。
ここで、抵抗R1は、Pch MOSトランジスタPT12及びNch MOSトランジスタNT13から構成されるインバータをPch MOSトランジスタPT11及びNch MOSトランジスタNT13構成されるインバータよりもスイッチング速度を遅延させる役目をする。
Pch MOSトランジスタPT13は、ソースが高電位側電源VCC1に接続され、ドレインがノードN6及び抵抗R2の一端に接続され、ゲートに制御信号SBが入力される。Nch MOSトランジスタNT11は、ドレインがノードN6に接続され、ソースが低電位側電源VSS1に接続され、ゲートに制御信号SBが入力される。Pch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT11は、インバータを構成し、ノードN6から制御信号SBを反転した制御信号S2が出力される。
抵抗R2は、他端がノードN7に接続される。Nch MOSトランジスタNT12は、ドレインがノードN7に接続され、ソースが低電位側電源VSS1に接続され、ゲートに制御信号SBが入力される。Pch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT12は、インバータを構成し、ノードN7から制御信号SBを反転した制御信号S4が出力される。
ここで、抵抗R2は、Pch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT12から構成されるインバータをPch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT12構成されるインバータよりもスイッチング速度を遅延させる役目をする。
Pch MOSトランジスタPT3は、ソース(第2の端子)が高電位側電源VCC2に接続され、ドレイン(第1の端子)がノードN4に接続され、ゲートに制御信号S1が入力される。Nch MOSトランジスタNT3は、ドレイン(第1の端子)がノードN9に接続され、ソース(第2の端子)が低電位側電源VSS1に接続され、ゲートに制御信号S2が入力される。
PNPトランジスタBPT1は、エミッタが高電位側電源VCC2に接続され、コレクタがNPNトランジスタBNT2のコレクタに接続され、ベースがコレクタに接続される。PNPトランジスタBPT2は、エミッタが高電位側電源VCC2に接続され、コレクタがノードN3に接続され、ベースがPNPトランジスタBPT1のベースに接続される。なお、ノードN3はPch MOSトランジスタPT2のゲートに接続される。PNPトランジスタBPT1及びBPT2は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R3は、一端が高電位側電源VCC2に接続され、他端がPNPトランジスタBPT1及びBPT2のベースに接続される。
NPNトランジスタBNT1は、コレクタがノードN4に接続され、エミッタがノードN5に接続され、ベースがコレクタに接続される。NPNトランジスタBNT2は、エミッタがノードN5に接続され、ベースがNPNトランジスタBNT1のベースに接続される。NPNトランジスタBNT1及びBNT2は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R4は、一端がNPNトランジスタBNT1及びBNT2のベースに接続され、他端がノードN5に接続される。
PNPトランジスタBPT3は、エミッタがノードN5に接続され、コレクタがノードN9に接続され、ベースがコレクタに接続される。PNPトランジスタBPT4は、エミッタがノードN5に接続され、コレクタがNPNトランジスタBNT3のコレクタに接続され、ベースがPNPトランジスタBPT3のベースに接続される。PNPトランジスタBPT3及びBPT4は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R5は、一端がノードN5に接続され、他端がPNPトランジスタBPT3及びBPT4のベースに接続される。
NPNトランジスタBNT3は、エミッタが低電位側電源VSS1に接続され、ベースがコレクタに接続される。NPNトランジスタBNT4は、コレクタがノードN8に接続され、エミッタが低電位側電源VSS1に接続され、ベースがNPNトランジスタBNT3のベースに接続される。なお、ノードN8は、Nch MOSトランジスタNT2のゲートに接続される。NPNトランジスタBNT3及びBNT4は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R6は、一端がNPNトランジスタBNT3及びBNT4のベースに接続され、他端が低電位側電源VSS1に接続される。
次に、FPDパネル用出力ドライバの動作について図5を参照して説明する。図5はFPDパネル用出力ドライバの動作を示すタイミングチャートである。
図5に示すように、制御信号SA及びSBが“Low”レベルで、制御信号S1乃至S4共に“High”レベルのとき、ハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT1及びPT2が“OFF”、ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT1及びNT2が“ON”するので出力ドライバ回路30aの出力信号Soutが“Low”レベルである“VSS1”レベルとなる。
次に、制御信号SA及びSBが“Low”レベルから“High”レベルに変化すると、スルーレート制御回路部2aのPch MOSトランジスタPT11及びNch MOSトランジスタNT13から構成されるインバータが制御信号SAの信号レベルを反転させ、制御信号S1が“High”レベルから“Low”レベルに変化する。
同様に、スルーレート制御回路部2aのPch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT11から構成されるインバータが制御信号SBの信号レベルを反転させて制御信号S2が“High”レベルから“Low”レベルに変化し、スルーレート制御回路部2aのPch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT12から構成されるインバータが制御信号SBの信号レベルを反転させて制御信号S4が“High”レベルから“Low”レベルに変化する。
一方、“Low”レベルの制御信号S1により、Pch MOSトランジスタPT3が“ON”すると、NPNトランジスタBNT1及びBNT2から構成されるカレントミラー回路が動作を開始し、PNPトランジスタBPT1及びNPNトランジスタBNT2側に電流が流れ始める。このため、PNPトランジスタBPT1及びBPT2から構成されるカレントミラー回路のPNPトランジスタBPT2側に電流が流れ始め、ノードN3の電圧レベルを“Low”レベルに変化するのを遅らせ“High”レベルを維持する。
この結果、ハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT1が“ON”し、ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT1及びNT2が“OFF”する。ハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT2は“OFF”を維持する。Pch MOSトランジスタPT1のオン抵抗の値が大きいので、出力信号Soutは“VSS1”レベルから徐々に立ち上がる(スルーレート小)。
なお、Pch MOSトランジスタPT1が先に“ON”し、Pch MOSトランジスタPT2が“OFF”を維持するように、Pch MOSトランジスタPT1と同位相で“ON”するPch MOSトランジスタPT3のドレインとノードN5の間に設けられる抵抗R4を、Pch MOSトランジスタPT2のゲート(ノードN3)と高電位電源VCC2側の間に設けられる抵抗R3よりも抵抗値を小さく設定するのが好ましい。
続いて、ノードN5の電圧(出力信号Soutの電圧レベル)が上昇し、“VCC2−VF(順方向電圧)”までに達する(遅延時間TDL1)と、PNPトランジスタBPT1及びBPT2から構成されるカレントミラー回路とNPNトランジスタBNT1及びBNT2構成されるカレントミラー回路のトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧がVF以下となる。“VCC2−VF(順方向電圧)”以下になるとカレントミラー回路の動作は停止しノードN3の電圧レベル(制御信号S3の電圧レベル)が“High”レベルから“Low”レベルに変化する。この結果、ハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT2が“ON”する。Pch MOSトランジスタPT2のオン抵抗の値が小さいので、“VCC2”レベルを維持する。
ここで、出力信号Soutの信号変化が比較的遅く(スルーレート小)、オーバーシュート現象などが発生しないので、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。Pch MOSトランジスタPT3、PNPトランジスタBPT1とPNPトランジスタBPT2から構成されるカレントミラー回路、及びNPNトランジスタBNT1とNPNトランジスタBNT2から構成されるカレントミラー回路は、制御信号S3を“High”レベルから“Low”レベルに変化する時間を遅延時間TDL1だけ遅延させる役目をする。
そして、制御信号SA及びSBが“High”レベルから“Low”レベルに変化すると、スルーレート制御回路部2aのPch MOSトランジスタPT13及びNch MOSトランジスタNT11から構成されるインバータが制御信号SBの信号レベルを反転させ、制御信号S2が“Low”レベルから“High”レベルに変化する。
同様に、スルーレート制御回路部2aのPch MOSトランジスタPT11及びNch MOSトランジスタNT13から構成されるインバータが制御信号SAの信号レベルを反転させ、制御信号S1が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、スルーレート制御回路部2aのPch MOSトランジスタPT12及びNch MOSトランジスタNT13から構成されるインバータが制御信号SAの信号レベルを反転させ、制御信号S3が“Low”レベルから“High”レベルに変化する。
一方、“High”レベルの制御信号S2により、Nch MOSトランジスタNT3が“ON”すると、PNPトランジスタBPT3及びBPT4から構成されるカレントミラー回路が動作を開始し、PNPトランジスタBPT4及びNPNトランジスタBNT3側に電流が流れ始める。このため、NPNトランジスタBNT3及びBNT4から構成されるカレントミラー回路のNPNトランジスタBNT4側に電流が流れ始め、ノードN8の電圧レベルを“High”レベルに変化するのを遅らせ“Low”レベルを維持する。
この結果、ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT1が“ON”し、ハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT1及びPT2が“OFF”する。ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT2は“OFF”を維持する。Nch MOSトランジスタNT1のオン抵抗の値が大きいので、出力信号Soutは“VCC2”レベルから徐々に立ち下がる(スルーレート小)。
なお、Nch MOSトランジスタNT1が先に“ON”し、Nch MOSトランジスタNT2が“OFF”を維持するように、Nch MOSトランジスタNT1と同位相で“ON”するNch MOSトランジスタNT3のドレインとノードN5の間に設けられる抵抗R5を、Nch MOSトランジスタNT2のゲート(ノードN8)と低電位電源VSS1側の間に設けられる抵抗R6よりも抵抗値を小さく設定するのが好ましい。
次に、ノードN8の電圧(出力信号Soutの電圧レベル)が下降し、“VF(順方向電圧)”までに達する(遅延時間TDL2)と、PNPトランジスタBPT3及びBPT4から構成されるカレントミラー回路とNPNトランジスタBNT3及びBNT4構成されるカレントミラー回路のトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧がVF以下となる。“VF(順方向電圧)”以下になるとカレントミラー回路の動作は停止しノードN8の電圧レベル(制御信号S4の電圧レベル)が“High”レベルから“Low”レベルに変化する。この結果、ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT2が“ON”する。Nch MOSトランジスタNT2のオン抵抗の値が小さいので、“VSS1”レベルを維持する。Nch MOSトランジスタNT3、PNPトランジスタBPT3とPNPトランジスタBPT4から構成されるカレントミラー回路、及びNPNトランジスタBNT3とNPNトランジスタBNT4から構成されるカレントミラー回路は、制御信号S4を“Low”レベルから“High”レベルに変化する時間を遅延時間TDL2だけ遅延させる役目をする。
ここで、出力信号Soutの信号変化が比較的遅く(スルーレート小)、アンダーシュート現象などが発生しないので、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。
次に、従来例に対するFPDパネル用出力ドライバ回路の特性について図6を参照して説明する。図6はFPDパネル用出力ドライバ回路の従来例に対する入力信号数、素子数、及び消費電流を比較する図である。
ここで、従来例では、オン抵抗の大きなハイサイド側スイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT1及びオン抵抗の大きなローサイド側スイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT1を制御する信号と、オン抵抗の小さいハイサイド側スイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT2及びオン抵抗の小さいローサイド側スイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT2を制御する信号とを別々に制御する、具体的にはV/I変換部を2個設け、それぞれに異なる入力信号を入力させる場合である。
図6に示すように、従来では、V/I変換部に入力される入力信号が2つであり、V/I変換部及びI/V変換部をそれぞれ2個設ける必要がある。そして、2本の入力信号を制御する制御回路が必要となる。
一方、本実施例では、入力信号INが1つであり、V/I変換部及びI/V変換部がそれぞれ1個である。入力信号INを制御する制御回路は従来よりも簡素化することができる。このため、出力ドライバ回路を構成する素子数を、従来を1とした場合、3/5(60%)に抑制することができる。また、出力ドライバ回路の消費電流を従来を1とした場合、3/5(60%)に抑制することができる。
上述したように、本実施例の出力ドライバ回路では、レベル変換回路1a、スルーレート制御回路部2a、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。レベル変換回路1aのV/I変換部11aには入力信号INが入力される。スルーレート制御回路部2aには、レベル変換回路1aのI/V変換部12aから出力されるレベル変換された制御信号SAとV/I変換部11aから出力される制御信号SBが入力され、制御信号SA及びSBは入力信号INにもとづいた信号である。スルーレート制御回路部2aはハイサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、オン抵抗の小さなPch MOSトランジスタPT2の“ON”する時間をオン抵抗の大きなPch MOSトランジスタPT1より所定時間遅延させ、ローサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、オン抵抗の小さなNch MOSトランジスタNT2の“ON”する時間をオン抵抗の大きなNch MOSトランジスタNT1より所定時間遅延させる。
このため、従来よりも信号本数を抑制し、出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動し、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動することができる。したがって、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。また、従来よりも信号本数を抑制できるので、出力ドライバ回路を構成する素子数を抑制でき、消費電流を抑制できる。
なお、本実施例には、スルーレート小及びスルーレート大の2種類のスルーレート制御を行っているが、更に細かなスルーレート制御を行ってもよい。その場合、入力信号本数の増加を抑制できるので、全体の制御システムの複雑化を抑制することができる。
次に、本発明の実施例3に係る出力ドライバ回路について、図面を参照して説明する。図7はFPDパネル用出力ドライバ回路を示す回路図である。本実施例では、スルーレート制御回路部の構成を変更している。
以下、実施例2と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図7に示すように、出力ドライバ回路30bには、レベル変換回路1a、スルーレート制御回路部2b、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。出力ドライバ回路30bは、出力電圧の“High”/“Low”を切り替えるプッシュプル回路であり、FPDに適用される。
スルーレート制御回路部2bは、高電位側電源VCC2と低電位側電源VSS1の間に設けられ、Nch MOSトランジスタNT3、Nch MOSトランジスタNT11乃至13、Pch MOSトランジスタPT3、Pch MOSトランジスタPT11乃至13、Nch MOSトランジスタNT21乃至24、Pch MOSトランジスタPT21乃至24、及び抵抗R1乃至6から構成される。
Pch MOSトランジスタPT21は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがNch MOSトランジスタNT22のドレインに接続され、ゲートがドレインに接続される。Pch MOSトランジスタPT22は、ソースが高電位側電源VCC2に接続され、ドレインがノードN3に接続され、ゲートがPch MOSトランジスタPT21に接続される。Pch MOSトランジスタPT21及びPT22は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R3は、一端が高電位側電源VCC2に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT21及びPT22のゲートに接続される。
Nch MOSトランジスタNT21は、ドレインがノードN4に接続され、ソースがノードN5に接続され、ゲートがドレインに接続される。Nch MOSトランジスタNT22は、ソースがノードN5に接続され、ゲートがNch MOSトランジスタNT21のゲートに接続される。Nch MOSトランジスタNT21及びNT22は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R4は、一端がNch MOSトランジスタNT21及びNT22のゲートに接続され、他端がノードN5に接続される。
Pch MOSトランジスタPT23は、ソースがノードN5に接続され、ドレインがノードN9に接続され、ゲートがドレイン及びノードN9に接続される。Pch MOSトランジスタPT24は、ソースがノードN5に接続され、ドレインがNch MOSトランジスタNT23のドレインに接続され、ゲートがPch MOSトランジスタPT23のゲートに接続される。Pch MOSトランジスタPT23及びPT24は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R5は、一端がノードN5に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT23及びPT24のゲートに接続される。
Nch MOSトランジスタNT23は、ソースガが低電位側電源VSS1に接続され、ゲートがドレインに接続される。Nch MOSトランジスタNT24は、ドレインがノードN8に接続され、ソースが低電位側電源VSS1に接続され、ゲートがNch MOSトランジスタNT23のゲートに接続される。Nch MOSトランジスタNT23及びNT24は、カレントミラー回路を構成する。抵抗R6は、一端がNch MOSトランジスタNT23及びNT24のゲートに接続され、他端が低電位側電源VSS1に接続される。
カレントミラー回路を構成するPch MOSトランジスタPT21乃至PT24及びNch MOSトランジスタNT21乃至NT24には、論理回路などに用いられるMOSトランジスタよりもドレイン耐圧などが高い、例えばLDMOSトランジスタなどのパワーMOSトランジスタを用いているのが好ましい。
ここで、出力ドライバ回路30bの動作で、実施例2と異なる部分は、ハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT1が“ON”し、ノードN5の電圧(出力信号Soutの電圧レベル)が上昇した場合、出力信号Soutの電圧レベルが“VCC2−Vth(MOSトランジスタの閾値電圧)”に達するとハイサイド側のスイッチング素子であるPch MOSトランジスタPT2が“ON”する。ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT1が“ON”し、ノードN8の電圧(出力信号Soutの電圧レベル)が降下した場合、出力信号Soutの電圧レベルが“Vth(MOSトランジスタの閾値電圧)”に達するとローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT2が“ON”する。
上述したように、本実施例の出力ドライバ回路では、レベル変換回路1a、スルーレート制御回路部2b、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Pch MOSトランジスタPT1、及びPch MOSトランジスタPT2が設けられている。レベル変換回路1aのV/I変換部11aには入力信号INが入力される。スルーレート制御回路部2bには、レベル変換回路1aのI/V変換部12aから出力されるレベル変換された制御信号SAとV/I変換部11aから出力される制御信号SBが入力され、制御信号SA及びSBは入力信号INにもとづいた信号である。スルーレート制御回路部2bはハイサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、オン抵抗の小さなPch MOSトランジスタPT2の“ON”する時間をオン抵抗の大きなPch MOSトランジスタPT1より所定時間遅延させ、ローサイド側のスイッチング素子が“ON”する時、オン抵抗の小さなNch MOSトランジスタNT2の“ON”する時間をオン抵抗の大きなNch MOSトランジスタNT1より所定時間遅延させる。
このため、従来よりも信号本数を抑制し、出力波形が遷移している間は小さなスルーレートで駆動し、出力波形が遷移完了後の安定期には大きなスルーレートで駆動することができる。したがって、FPDパネルの画素の誤点灯や電磁放射の発生が抑制され、FPDパネルの画質のムラの発生を抑制することができる。また、従来よりも信号本数を抑制できるので、出力ドライバ回路を構成する素子数を抑制でき、消費電流を抑制できる。更に、出力ドライバ回路をMOSトランジスタで構成しているので、BiCMOS構成の実施例2よりも出力ドライバ回路を製造する工程を簡略化することができる。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。
例えば、実施例では、出力ドライバ回路をFPDに適用しているが、モータ駆動ドライバやDC−DCコンバータに適用することができる。
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 第1の高電位側電源よりも高電位の第2の高電位側電源と、第1の低電位側電源よりも高電位の第2の高電位側電源と、前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のハイサイド側スイッチング素子と、前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のハイサイド側スイッチング素子と、前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のローサイド側スイッチング素子と、前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のローサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のローサイド側スイッチング素子と、前記第2の高電位側電源と前記第1の低電位側電源の間に設けられ、V/I変換部とI/V変換部を有し、前記V/I変換部に入力信号を入力し、前記入力信号を前記V/I変換部及び前記I/V変換部でレベル変換した第1の制御信号を前記I/V変換部から出力し、前記入力信号にもとづいた第1の制御信号と同じ位相の第2の制御信号を前記V/I変換部から出力するレベル変換回路と、前記第2の高電位側電源側に設けられた第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタの第1端子側に設けられたNPNトランジスタから構成される第1のカレントミラー回路と、前記第2のハイサド側スイッチング素子の制御電極と前記第2の高電位側電源側の間に設けられたPNPトランジスタから構成される第2のカレントミラー回路と、前記第1の低電位側電源側に設けられた第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタの第1端子側に設けられたPNPトランジスタから構成される第3のカレントミラー回路と、前記第2のハイサイド側スイッチング素子の制御電極と前記第1の低電位側電源側の間に設けられたNPNトランジスタから構成される第4のカレントミラー回路とを有し、前記レベル変換回路から出力される前記第1の制御信号にもとづいて第3の制御信号を生成して前記第3の制御信号により前記第1のハイサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第1の制御信号にもとづいて第4の制御信号を生成して前記第4の制御信号により前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第1のトランジスタ、前記第1のカレントミラー回路、及び前記第2のカレントミラー回路を用いて前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記レベル変換回路から出力される前記第2の制御信号にもとづいて第5の制御信号を生成して前記第5の制御信号により前記第1のローサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第2の制御信号にもとづいて第6の制御信号を生成して前記第6の制御信号により前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第2のトランジスタ、前記第3のカレントミラー回路、及び前記第4のカレントミラー回路を用いて前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させるスルーレート制御回路部とを具備する出力ドライバ回路。
(付記2) 第1の高電位側電源よりも高電位の第2の高電位側電源と、第1の低電位側電源よりも高電位の第2の高電位側電源と、前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のハイサイド側スイッチング素子と、前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のハイサイド側スイッチング素子と、前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のローサイド側スイッチング素子と、前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のローサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のローサイド側スイッチング素子と、前記第2の高電位側電源と前記第1の低電位側電源の間に設けられ、V/I変換部とI/V変換部を有し、前記V/I変換部に入力信号を入力し、前記入力信号を前記V/I変換部及び前記I/V変換部でレベル変換した第1の制御信号を前記I/V変換部から出力し、前記入力信号にもとづいた第1の制御信号と同じ位相の第2の制御信号を前記V/I変換部から出力するレベル変換回路と、前記第2の高電位側電源側に設けられた第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタの第1端子側に設けられたNch MOSトランジスタから構成される第1のカレントミラー回路と、前記第2のハイサド側スイッチング素子の制御電極と前記第2の高電位側電源側の間に設けられたPch MOSトランジスタから構成される第2のカレントミラー回路と、前記第1の低電位側電源側に設けられた第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタの第1端子側に設けられたPch MOSトランジスタから構成される第3のカレントミラー回路と、前記第2のハイサイド側スイッチング素子の制御電極と前記第1の低電位側電源側の間に設けられたNch MOSランジスタから構成される第4のカレントミラー回路とを有し、前記レベル変換回路から出力される前記第1の制御信号にもとづいて第3の制御信号を生成して前記第3の制御信号により前記第1のハイサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第1の制御信号にもとづいて第4の制御信号を生成して前記第4の制御信号により前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第1のトランジスタ、前記第1のカレントミラー回路、及び前記第2のカレントミラー回路を用いて前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記レベル変換回路から出力される前記第2の制御信号にもとづいて第5の制御信号を生成して前記第5の制御信号により前記第1のローサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第2の制御信号にもとづいて第6の制御信号を生成して前記第6の制御信号により前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第2のトランジスタ、前記第3のカレントミラー回路、及び前記第4のカレントミラー回路を用いて前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させるスルーレート制御回路部とを具備する出力ドライバ回路。
(付記3) 前記スルーレート制御回路部は、前記第1のトランジスタの第1の端子側に設けられた第1の抵抗と、前記第2のハイサイド側スイッチング素子の制御電極と前記第2の高電位側電源側の間に設けられた第2の抵抗と、前記第2のトランジスタの第1の端子側に設けられた第3の抵抗と、前記第2のローサイド側スイッチング素子の制御電極と前記第1の低電位側電源側の間に設けられた第4の抵抗を有し、前記第1の抵抗は前記第2の抵抗よりも抵抗値が小さく、前記第3の抵抗は前記第4の抵抗よりも抵抗値が小さい付記1又は2に記載の出力ドライバ回路。
(付記4) 前記第1及び第2のハイサイド側スイッチング素子は、PchパワーMOSトランジスタであり、前記第1及び第2のローサイド側スイッチング素子は、NchパワーMOSトランジスタである付記1乃至3のいずれかに記載の出力ドライバ回路。
(付記5) 前記第1及び第2のハイサイド側スイッチング素子は、NchパワーMOSトランジスタであり、前記第1及び第2のローサイド側スイッチング素子は、NchパワーMOSトランジスタであることを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の出力ドライバ回路。
(付記6) 前記第1及び第2のハイサイド側スイッチング素子は、PchパワーMOSトランジスタであり、前記第1及び第2のローサイド側スイッチング素子は、PchパワーMOSトランジスタであることを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の出力ドライバ回路。
(付記7) 前記第1乃至4のカレントミラー回路はパワーMOSトランジスタである付記2記載の出力ドライバ回路。
本発明の実施例1に係る出力ドライバ回路を示す回路図。 本発明の実施例1に係る出力ドライバ回路の動作を示すタイミングチャート。 本発明の実施例2に係るFPDパネル用出力ドライバ回路を示す回路図。 本発明の実施例2に係るレベル変換回路を示す回路図。 本発明の実施例2に係るFPDパネル用出力ドライバ回路の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例2に係るFPDパネル用出力ドライバ回路の従来例に対する入力信号数、素子数、及び消費電流を比較する図。 本発明の実施例3に係るFPDパネル用出力ドライバ回路を示す回路図。
符号の説明
1、1a レベル変換回路
2、2a、2b スルーレート制御回路部
11、11a V/I変換部
12、12a I/V変換部
13 定電流源
30、30a、30b 出力ドライバ回路
BNT1〜4 NPNトランジスタ
BPT1〜4 PNPトランジスタ
IN 入力信号
INV1、2 インバータ
N1〜9 ノード
NT1、NT2、NT3、NT11〜13、NT21〜24、NT31〜34 Nch MOSトランジスタ
PT1、PT2、PT3、PT11〜13、PT21〜24、PT31〜34 Pch MOSトランジスタ
R1〜6 抵抗
Sout 出力信号
VCC1、VCC2 高電位側電源
VSS1、VSS2 低電位側電源

Claims (5)

  1. 高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のハイサイド側スイッチング素子と、
    前記高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のハイサイド側スイッチング素子と、
    低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のローサイド側スイッチング素子と、
    前記低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のローサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のローサイド側スイッチング素子と、
    前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、第1及び第2の制御信号を入力し、前記第1の制御信号にもとづいて第3の制御信号を生成して前記第3の制御信号により前記第1のハイサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第1の制御信号にもとづいて第4の制御信号を生成して前記第4の制御信号により前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記第2の制御信号にもとづいて第5の制御信号を生成して前記第5の制御信号により前記第1のローサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第2の制御信号にもとづいて第6の制御信号を生成して前記第6の制御信号により前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させるスルーレート制御回路部と、
    を具備することを特徴とする出力ドライバ回路。
  2. 前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、V/I変換部とI/V変換部を有し、前記V/I変換部に入力信号を入力し、入力信号にもとづいた前記第2の制御信号をV/I変換部から前記スルーレート制御回路部に出力し、前記入力信号を前記V/I変換部及び前記I/V変換部でレベル変換し、前記第2の制御信号と同じ位相の前記第1の制御信号を前記スルーレート制御回路部に出力するレベル変換回路を具備することを特徴とする請求項1に記載の出力ドライバ回路。
  3. 前記スルーレート制御回路部は、前記高電位側電源側に設けられ、制御電極に第3の制御信号が入力される第1のトランジスタと、前記高電位側電源側に設けられた第1の複数のカレントミラー回路と、前記低電位側電源側に設けられ、制御電極に第5の制御信号が入力される第2のトランジスタと、前記低電位側電源側に設けられた第2の複数のカレントミラー回路とを有し、前記第1のトランジスタ及び前記第1の複数のカレントミラー回路を用いて前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記第2のトランジスタ及び前記第2の複数のカレントミラー回路を用いて前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させることを特徴とする請求項1又は2に記載の出力ドライバ回路。
  4. 第1の高電位側電源よりも高電位の第2の高電位側電源と、
    第1の低電位側電源よりも高電位の第2の低電位側電源と、
    前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のハイサイド側スイッチング素子と、
    前記第2の高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のハイサイド側スイッチング素子と、
    前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作する第1のローサイド側スイッチング素子と、
    前記第1の低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作し、前記第1のローサイド側スイッチング素子よりもオン抵抗が小さい第2のローサイド側スイッチング素子と、
    前記第2の高電位側電源と前記第1の低電位側電源の間に設けられ、V/I変換部とI/V変換部を有し、前記V/I変換部に入力信号を入力し、前記入力信号を前記V/I変換部及び前記I/V変換部でレベル変換した第1の制御信号を前記I/V変換部から出力し、前記入力信号にもとづいた第1の制御信号と同じ位相の第2の制御信号を前記V/I変換部から出力するレベル変換回路と、
    前記第2の高電位側電源側に設けられた第1のトランジスタと、前記第2の高電位側電源側に設けられた第1の複数のカレントミラー回路と、前記第1の低電位側電源側に設けられた第2のトランジスタと、前記高電位電源側に設けられた第2の複数のカレントミラー回路とを有し、前記レベル変換回路から出力される前記第1の制御信号にもとづいて第3の制御信号を生成して前記第3の制御信号により前記第1のハイサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第1の制御信号にもとづいて第4の制御信号を生成して前記第4の制御信号により前記第2のハイサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第1のトランジスタ及び前記第1の複数のカレントミラー回路を用いて前記第1のハイサイド側スイッチング素子よりも遅延させ、前記レベル変換回路から出力される前記第2の制御信号にもとづいて第5の制御信号を生成して前記第5の制御信号により前記第1のローサイド側スイッチング素子をオンさせ、前記第2の制御信号にもとづいて第6の制御信号を生成して前記第6の制御信号により前記第2のローサイド側スイッチング素子をオンさせる時間を、前記第2のトランジスタ及び前記第2の複数のカレントミラー回路を用いて前記第1のローサイド側スイッチング素子よりも遅延させるスルーレート制御回路部と、
    を具備することを特徴とする出力ドライバ回路。
  5. 前記スルーレート制御回路部は、前記第1のトランジスタの第1の端子側に設けられた第1の抵抗と、前記第2のハイサイド側スイッチング素子の制御電極と前記第2の高電位側電源側の間に設けられた第2の抵抗と、前記第2のトランジスタの第1の端子側に設けられた第3の抵抗と、前記第2のローサイド側スイッチング素子の制御電極と前記第1の低電位側電源側の間に設けられた第4の抵抗を有し、前記第1の抵抗は前記第2の抵抗よりも抵抗値が小さく、前記第3の抵抗は前記第4の抵抗よりも抵抗値が小さいことを特徴とする請求項4に記載の出力ドライバ回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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