JP2014099791A - Input circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高電位信号を低電位信号に変換する入力回路に関する。 The present invention relates to an input circuit that converts a high potential signal into a low potential signal.
特許文献1(特開2009−77016号公報)は、高電位信号を低電位信号に変換する入力回路を開示している。ここで、高電位信号の電位レベルは、グランド電位GNDから高電源電位VCCHまでの範囲で変動し、低電位信号の電位レベルは、グランド電位GNDから低電源電位VCCLまでの範囲で変動する。高電源電位VCCHは、低電源電位VCCLよりも高い(VCCH>VCCL)。特許文献1では、入力回路内の全てのトランジスタが、低耐圧トランジスタで形成される。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-77016 discloses an input circuit that converts a high potential signal into a low potential signal. Here, the potential level of the high potential signal varies in the range from the ground potential GND to the high power supply potential VCCH, and the potential level of the low potential signal varies in the range from the ground potential GND to the low power supply potential VCCL. The high power supply potential VCCH is higher than the low power supply potential VCCL (VCCH> VCCL). In
より詳細には、第1のPチャネル型トランジスタと第1のNチャネル型トランジスタのドレイン同士が接続され、そこに高電位信号が入力される。第1のPチャネル型トランジスタのソースは、第2のPチャネル型トランジスタのゲートに接続され、第1のNチャネル型トランジスタのソースは、第2のNチャネル型トランジスタのゲートに接続されている。第1のPチャネル型トランジスタと第1のNチャネル型トランジスタのゲートは、低電源電圧に接続される。第2のPチャネル型トランジスタのソースは、高電源電圧に接続され、第2のNチャネル型トランジスタのソースは、接地電位に接続されている。第2のPチャネル型トランジスタのドレインは、第3のPチャネル型トランジスタのソースに接続され、第2のNチャネル型トランジスタのドレインは、第3のNチャネル型トランジスタのソースに接続されている。第3のPチャネル型トランジスタ及び第3のNチャネル型トランジスタのゲートは、低電源電圧に接続されている。また、第3のPチャネル型トランジスタ及び第3のNチャネル型トランジスタのドレイン同士が接続されており、それがレベルシフト回路の入力端子に接続されている。 More specifically, the drains of the first P-channel transistor and the first N-channel transistor are connected to each other, and a high potential signal is input thereto. The source of the first P-channel transistor is connected to the gate of the second P-channel transistor, and the source of the first N-channel transistor is connected to the gate of the second N-channel transistor. The gates of the first P-channel transistor and the first N-channel transistor are connected to a low power supply voltage. The source of the second P-channel transistor is connected to the high power supply voltage, and the source of the second N-channel transistor is connected to the ground potential. The drain of the second P-channel transistor is connected to the source of the third P-channel transistor, and the drain of the second N-channel transistor is connected to the source of the third N-channel transistor. The gates of the third P-channel transistor and the third N-channel transistor are connected to a low power supply voltage. The drains of the third P-channel transistor and the third N-channel transistor are connected to each other and connected to the input terminal of the level shift circuit.
本開示の目的は、高電位信号を低電位信号に変換する入力回路に関して、新たな構成を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a new configuration for an input circuit that converts a high potential signal into a low potential signal.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるだろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
入力回路は、入力端子、グランド端子、電源端子、第1NMOSトランジスタ、電流源回路、第1ノード、及び電流源制御回路を備えている。入力端子には、グランド電位と第1電源電位との間で電位が変動する入力信号が入力される。グランド端子には、グランド電位が印加される。電源端子には、第1電源電位より低い第2電源電位が印加される。第1NMOSトランジスタのゲート、ドレイン、及びソースは、それぞれ、入力端子、電源端子、及び出力端子に接続されている。電流源回路は、出力端子とグランド端子との間に設けられている。第1ノードは、入力端子に接続されている。電流源制御回路は、第1ノードの電位が第1反転電位未満の場合に電流源回路をONし、第1ノードの電位が第1反転電位以上の場合に電流源回路をOFFする。 The input circuit includes an input terminal, a ground terminal, a power supply terminal, a first NMOS transistor, a current source circuit, a first node, and a current source control circuit. An input signal whose potential varies between the ground potential and the first power supply potential is input to the input terminal. A ground potential is applied to the ground terminal. A second power supply potential lower than the first power supply potential is applied to the power supply terminal. The gate, drain, and source of the first NMOS transistor are connected to an input terminal, a power supply terminal, and an output terminal, respectively. The current source circuit is provided between the output terminal and the ground terminal. The first node is connected to the input terminal. The current source control circuit turns on the current source circuit when the potential at the first node is less than the first inversion potential, and turns off the current source circuit when the potential at the first node is equal to or higher than the first inversion potential.
本開示によれば、高電位信号を低電位信号に変換する入力回路に関して、新たな構成が提供される。 According to the present disclosure, a new configuration is provided for an input circuit that converts a high potential signal into a low potential signal.
1.第1の実施の形態
1−1.構成
図1は、第1の実施の形態に係る入力回路1を示す回路図である。この入力回路1は、高電位信号を低電位信号に変換するための回路である。
1. 1. First embodiment 1-1. Configuration FIG. 1 is a circuit diagram showing an
より詳細には、入力回路1は、入力端子IN及び出力端子OUTを備えている。入力端子INには、高電位信号が入力信号として入力される。その入力信号の電位レベルは、グランド電位GNDと高電源電位VCCH(第1電源電位)との間で変動する。一方、出力端子OUTからは、低電位信号が出力信号として出力される。その出力信号の電位レベルは、グランド電位GNDと低電源電位VCCL(第2電源電位)との間で変動する。高電源電位VCCHは、低電源電位VCCLよりも高い(VCCH>VCCL)。例えば、高電源電位VCCHは3.3Vであり、低電源電位VCCLは1.8Vである。
More specifically, the
入力回路1は更に、NMOSトランジスタMN1(第1NMOSトランジスタ)、電流源回路10、及び電流源制御回路20を備えている。
The
NMOSトランジスタMN1のゲートは、入力端子INに接続されている。つまり、NMOSトランジスタMN1のゲートには入力信号が印加され、その入力信号の電位レベルによってNMOSトランジスタMN1がON/OFF制御される。また、NMOSトランジスタMN1のソース及びドレインは、それぞれ、出力端子OUT及び電源端子に接続されている。電源端子には、低電源電位VCCLが印加される。 The gate of the NMOS transistor MN1 is connected to the input terminal IN. That is, an input signal is applied to the gate of the NMOS transistor MN1, and the NMOS transistor MN1 is ON / OFF controlled according to the potential level of the input signal. The source and drain of the NMOS transistor MN1 are connected to the output terminal OUT and the power supply terminal, respectively. A low power supply potential VCCL is applied to the power supply terminal.
電流源回路10は、出力端子OUTとグランド電位GNDが印加されるグランド端子との間に接続されている。この電流源回路10は、ON/OFF制御可能である。ONの場合、電流源回路10は、出力端子OUTとグランド端子の間を電気的に接続する。一方、OFFの場合、電流源回路10は、出力端子OUTとグランド端子との間の電気的接続を遮断する。この電流源回路10は、後述の電流源制御回路20によってON/OFF制御される。
The
例えば図1において、電流源回路10は、出力端子OUTとグランド端子との間に介在するNMOSトランジスタMN10を含んでいる。より詳細には、NMOSトランジスタMN10のソース及びドレインは、それぞれ、グランド端子及び出力端子OUTに接続されている。また、NMOSトランジスタMN10のゲートは、電流源制御回路20に接続されている。
For example, in FIG. 1, the
電流源制御回路20は、電流源回路10をON/OFF制御するための回路である。ここで、電流源制御回路20は、高電位信号である入力信号の電位レベルに基づいて電流源回路10をON/OFF制御するように構成される。
The current
例えば図1において、電流源制御回路20は、インバータを備えている。そのインバータは、PMOSトランジスタMP20及びNMOSトランジスタMN20を備えている。PMOSトランジスタMP20のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、第1ノードN1、電源端子、及び第2ノードN2に接続されている。NMOSトランジスタMN20のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、第1ノードN1、グランド端子、及び第2ノードN2に接続されている。第1ノードN1は、このインバータの入力端子であり、また、入力回路1の入力端子INに接続されている。一方、第2ノードN2は、このインバータの出力端子であり、また、電流源回路10のNMOSトランジスタMN10のゲートに接続されている。また、このインバータの反転電位は、Vint(GND<Vint<VCCL)であるとする。
For example, in FIG. 1, the current
第1ノードN1の電位が反転電位Vint未満の場合、PMOSトランジスタMP20がONし、NMOSトランジスタMN20がOFFする。その結果、第2ノードN2は、電源端子と電気的に接続され、第2ノードN2の電位は低電源電位VCCLとなる。この場合、電流源回路10のNMOSトランジスタMN10がONする。すなわち、第1ノードN1の電位が反転電位Vint未満の場合、電流源制御回路20は、電流源回路10をONする。その結果、出力端子OUTとグランド端子とが電気的に接続される。
When the potential of the first node N1 is less than the inversion potential Vint, the PMOS transistor MP20 is turned on and the NMOS transistor MN20 is turned off. As a result, the second node N2 is electrically connected to the power supply terminal, and the potential of the second node N2 becomes the low power supply potential VCCL. In this case, the NMOS transistor MN10 of the
一方、第1ノードN1の電位が反転電位Vint以上の場合、NMOSトランジスタMN20がONし、PMOSトランジスタMP20がOFFする。その結果、第2ノードN2は、グランド端子と電気的に接続され、第2ノードN2の電位はグランド電位GNDとなる。この場合、電流源回路10のNMOSトランジスタMN10がOFFする。すなわち、第1ノードN1の電位が反転電位Vint以上の場合、電流源制御回路20は、電流源回路10をOFFする。その結果、出力端子OUTとグランド端子との間の電気的接続が遮断される。
On the other hand, when the potential of the first node N1 is equal to or higher than the inversion potential Vint, the NMOS transistor MN20 is turned on and the PMOS transistor MP20 is turned off. As a result, the second node N2 is electrically connected to the ground terminal, and the potential of the second node N2 becomes the ground potential GND. In this case, the NMOS transistor MN10 of the
1−2.動作
図2は、本実施の形態に係る入力回路1の動作を示すタイミングチャートである。図2には、入力端子INの電位(入力信号の電位)、第1ノードN1の電位、第2ノードN2の電位、及び出力端子OUTの電位(出力信号の電位)が示されている。
1-2. Operation FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the
時刻T0において、入力信号の電位はグランド電位GNDである。このとき、NMOSトランジスタMN1はOFFしている。第1ノードN1の電位はグランド電位GNDであり、PMOSトランジスタMP20がONしており、第2ノードN2の電位は低電源電位VCCLである。電流源回路10のNMOSトランジスタMN10はONしており、出力端子OUTとグランド端子とを電気的に接続している。その結果、出力信号の電位はグランド電位GNDとなる。
At time T0, the potential of the input signal is the ground potential GND. At this time, the NMOS transistor MN1 is OFF. The potential of the first node N1 is the ground potential GND, the PMOS transistor MP20 is ON, and the potential of the second node N2 is the low power supply potential VCCL. The NMOS transistor MN10 of the
時刻T0以降、入力信号の電位が、グランド電位GNDから高電源電位VCCHまで徐々に上昇する。 After time T0, the potential of the input signal gradually rises from the ground potential GND to the high power supply potential VCCH.
時刻T1において、NMOSトランジスタMN1はOFF状態からON状態に変化する。このときNMOSトランジスタMN10もONしているため、電源端子からNMOSトランジスタMN1、MN10を通してグランド端子に貫通電流が流れる。従って、NMOSトランジスタMN1は、ソースフォロアとして機能する。その結果、出力端子OUTの電位(ソース電位)は、入力端子INの電位(ゲート電位)に追随して上昇する。ここで、NMOSトランジスタMN1の閾値電圧Vtn1及びオーバードライブ電圧Vovを考慮すると、出力端子OUTの電位(ソース電位)は、入力端子INの電位(ゲート電位)から“Vtn1+Vov”だけ下がった電位となる。 At time T1, the NMOS transistor MN1 changes from the OFF state to the ON state. At this time, since the NMOS transistor MN10 is also ON, a through current flows from the power supply terminal to the ground terminal through the NMOS transistors MN1 and MN10. Therefore, the NMOS transistor MN1 functions as a source follower. As a result, the potential (source potential) of the output terminal OUT rises following the potential (gate potential) of the input terminal IN. Here, considering the threshold voltage Vtn1 and the overdrive voltage Vov of the NMOS transistor MN1, the potential (source potential) of the output terminal OUT is a potential that is lower than the potential (gate potential) of the input terminal IN by “Vtn1 + Vov”.
その一方で、入力端子INの電位上昇に伴い、第1ノードN1の電位も上昇する。時刻T2において、第1ノードN1の電位が、上記インバータの反転電位Vintを超える。その結果、NMOSトランジスタMN20がONし、第2ノードN2の電位が低電源電位VCCLから低下し始める。時刻T3において、第2ノードN2の電位がグランド電位GNDとなる。これにより、電流源回路10のNMOSトランジスタMN10は完全にOFFし、出力端子OUTとグランド端子との間の電気的接続が遮断される。その結果、上記の貫通電流も遮断される。
On the other hand, as the potential at the input terminal IN increases, the potential at the first node N1 also increases. At time T2, the potential of the first node N1 exceeds the inversion potential Vint of the inverter. As a result, the NMOS transistor MN20 is turned on, and the potential of the second node N2 starts to drop from the low power supply potential VCCL. At time T3, the potential of the second node N2 becomes the ground potential GND. As a result, the NMOS transistor MN10 of the
その後、電源端子に接続されている出力端子OUTの電位は、低電源電位VCCLまで上昇する。 Thereafter, the potential of the output terminal OUT connected to the power supply terminal rises to the low power supply potential VCCL.
時刻T4以降、入力信号の電位が、高電源電位VCCHからグランド電位GNDまで徐々に減少する。 After time T4, the potential of the input signal gradually decreases from the high power supply potential VCCH to the ground potential GND.
入力端子INの電位減少に伴い、第1ノードN1の電位も減少する。時刻T6において、第1ノードN1の電位が、上記インバータの反転電位Vintを下回る。その結果、PMOSトランジスタMP20がONし、第2ノードN2の電位がグランド電位GNDから上昇し始める。時刻T7において、第2ノードN2の電位が低電源電位VCCLとなる。これにより、電流源回路10のNMOSトランジスタMN10は完全にONする。このときNMOSトランジスタMN1もONしているため、電源端子からNMOSトランジスタMN1、MN10を通してグランド端子に貫通電流が流れる。
As the potential at the input terminal IN decreases, the potential at the first node N1 also decreases. At time T6, the potential of the first node N1 falls below the inversion potential Vint of the inverter. As a result, the PMOS transistor MP20 is turned on, and the potential of the second node N2 starts to rise from the ground potential GND. At time T7, the potential of the second node N2 becomes the low power supply potential VCCL. As a result, the NMOS transistor MN10 of the
従って、NMOSトランジスタMN1はソースフォロアとして機能し、出力端子OUTの電位(ソース電位)は、入力端子INの電位(ゲート電位)に追随して減少する。上記と同様、出力端子OUTの電位(ソース電位)は、入力端子INの電位(ゲート電位)から“Vtn1+Vov”だけ下がった電位となる。入力端子INの電位減少に追随して、出力端子OUTの電位は、グランド電位まで減少する。 Therefore, the NMOS transistor MN1 functions as a source follower, and the potential (source potential) of the output terminal OUT decreases following the potential (gate potential) of the input terminal IN. Similarly to the above, the potential (source potential) of the output terminal OUT is a potential that is lower than the potential (gate potential) of the input terminal IN by “Vtn1 + Vov”. Following the decrease in the potential at the input terminal IN, the potential at the output terminal OUT decreases to the ground potential.
1−3.効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、NMOSトランジスタMN1がソースフォロアとして機能する。NMOSトランジスタMN1がソースフォロアとして機能している間、出力端子OUTの電位は、入力端子INの電位から“Vtn1+Vov”だけ下がった電位となる。従って、入力回路1の論理反転電位(出力信号の論理レベルが切り替わるタイミングでの入力信号の電位)を、NMOSトランジスタMN1の設計により、任意に調整することができる。
1-3. Effect As described above, according to the present embodiment, the NMOS transistor MN1 functions as a source follower. While the NMOS transistor MN1 functions as a source follower, the potential of the output terminal OUT becomes a potential that is lower than the potential of the input terminal IN by “Vtn1 + Vov”. Therefore, the logic inversion potential of the input circuit 1 (the potential of the input signal at the timing when the logic level of the output signal switches) can be arbitrarily adjusted by the design of the NMOS transistor MN1.
2.第2の実施の形態
上記第1の実施の形態の構成の場合、インバータの入力である第1ノードN1に高電源電位VCCHが印加される。このことは、PMOSトランジスタMP20及びNMOSトランジスタMN20の耐圧の観点から好ましくない。そこで、第2の実施の形態では、耐圧の観点から好適な構成を提案する。尚、第1の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。
2. Second Embodiment In the case of the configuration of the first embodiment, the high power supply potential VCCH is applied to the first node N1 that is the input of the inverter. This is not preferable from the viewpoint of the breakdown voltage of the PMOS transistor MP20 and the NMOS transistor MN20. Therefore, in the second embodiment, a suitable configuration is proposed from the viewpoint of withstand voltage. In addition, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted suitably.
図3は、第2の実施の形態に係る入力回路1を示す回路図である。図1で示された回路構成と比較して、NMOSトランジスタMN23(第2NMOSトランジスタ)が追加されている。このNMOSトランジスタMN23は、入力端子INとインバータの入力である第1ノードN1との間に介在しており、入力端子INから第1ノードN1への高電位の伝搬を防止する役割を果たす。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the
より詳細には、NMOSトランジスタMN23のドレイン及びソースは、それぞれ、入力端子IN及び第1ノードN1に接続されている。また、NMOSトランジスタMN23のゲートは、低電源電位VCCLが印加される電源端子に接続されている。このNMOSトランジスタMN23の閾値電圧がVtn2である場合、NMOSトランジスタMN23のソース電位は、最大でも“VCCL−Vtn2”に抑えられる。すなわち、NMOSトランジスタMN23は、第1ノードN1に高電位が伝搬することを防止する役割を果たす。 More specifically, the drain and source of the NMOS transistor MN23 are connected to the input terminal IN and the first node N1, respectively. The gate of the NMOS transistor MN23 is connected to a power supply terminal to which the low power supply potential VCCL is applied. When the threshold voltage of the NMOS transistor MN23 is Vtn2, the source potential of the NMOS transistor MN23 is suppressed to “VCCL−Vtn2” at the maximum. That is, the NMOS transistor MN23 plays a role of preventing a high potential from propagating to the first node N1.
図4は、本実施の形態に係る入力回路1の動作を示すタイミングチャートである。上記の図2の場合と重複する説明は適宜省略する。入力信号の電位がグランド電位GNDから高電源電位VCCHまで上昇する際、それに追随する第1ノードN1の電位の上昇は“VCCL−Vtn2”で停止する(図中では、簡単のため、“Vtn2”の分が省略されている)。また、入力信号の電位が高電源電位VCCHからグランド電位GNDまで減少する際、時刻T5までは、第1ノードN1の電位は“VCCL−Vtn2”に維持される。時刻T5以降、第1ノードN1の電位は、入力端子INの電位に追随して減少する。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、第1ノードN1の電位は、最大でも“VCCL−Vtn2”に抑えられる。従って、PMOSトランジスタMP20及びNMOSトランジスタMN20に関する耐圧の問題は解消される。また、NMOSトランジスタMN1はソースフォロアとして動作するため、耐圧の問題は発生しない。従って、本実施の形態によれば、全てのトランジスタを低耐圧トランジスタとすることができる。このことは、回路面積削減の観点から好適である。 As described above, according to the present embodiment, the potential of the first node N1 is suppressed to “VCCL−Vtn2” at the maximum. Therefore, the breakdown voltage problem related to the PMOS transistor MP20 and the NMOS transistor MN20 is solved. In addition, since the NMOS transistor MN1 operates as a source follower, the problem of withstand voltage does not occur. Therefore, according to the present embodiment, all the transistors can be low breakdown voltage transistors. This is preferable from the viewpoint of circuit area reduction.
3.第3の実施の形態
上記第2の実施の形態の構成の場合、入力端子INに高電源電位VCCHが印加された際、NMOSトランジスタMN23を通したリーク電流により、第1ノードN1の電位が高電源電位VCCHまで上昇する可能性がある。このことは、PMOSトランジスタMP20及びNMOSトランジスタMN20の耐圧の観点から好ましくない。そこで、第3の実施の形態では、そのようなリーク電流による問題を未然に防止するために好適な構成を提案する。尚、第2の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。
3. Third Embodiment In the case of the configuration of the second embodiment, when the high power supply potential VCCH is applied to the input terminal IN, the potential of the first node N1 becomes high due to the leakage current that flows through the NMOS transistor MN23. There is a possibility of increasing to the power supply potential VCCH. This is not preferable from the viewpoint of the breakdown voltage of the PMOS transistor MP20 and the NMOS transistor MN20. Therefore, in the third embodiment, a suitable configuration is proposed in order to prevent such a problem due to leakage current. In addition, the description which overlaps with 2nd Embodiment is abbreviate | omitted suitably.
図5は、第3の実施の形態に係る入力回路1を示す回路図である。図3で示された回路構成と比較して、PMOSトランジスタMP23(第1PMOSトランジスタ)が追加されている。PMOSトランジスタMP23のドレイン及びソースは、それぞれ、第1ノードN1及び低電源電位VCCLが印加される電源端子に接続されている。また、PMOSトランジスタMP23のゲートは第2ノードN2に接続されており、その第2ノードN2の電位に応じてPMOSトランジスタMP23はON/OFF制御される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the
より詳細には、第2ノードN2の電位がグランド電位GNDの場合、PMOSトランジスタMP23がONする。これにより、第1ノードN1と電源端子とが短絡し、第1ノードN1の電位が低電源電位VCCLに固定される。既出の図4を参照すると、本実施の形態の場合、第1ノードN1の電位は、低電源電位VCCLに維持される。 More specifically, when the potential of the second node N2 is the ground potential GND, the PMOS transistor MP23 is turned on. As a result, the first node N1 and the power supply terminal are short-circuited, and the potential of the first node N1 is fixed to the low power supply potential VCCL. Referring to FIG. 4 described above, in the case of the present embodiment, the potential of the first node N1 is maintained at the low power supply potential VCCL.
また、第2ノードN2の電位がグランド電位GNDである期間(T3〜T6)は、入力端子INに比較的高電位が印加されている期間と一致する。つまり、入力端子INに比較的高電位が印加されている期間に、PMOSトランジスタMP23がONする。従って、その期間、第1ノードN1の電位は、NMOSトランジスタMN23を通したリーク電流に関係なく、低電源電位VCCLに維持される。その結果、リーク電流に起因する耐圧問題が解消される。 Further, a period (T3 to T6) in which the potential of the second node N2 is the ground potential GND coincides with a period in which a relatively high potential is applied to the input terminal IN. That is, the PMOS transistor MP23 is turned on while a relatively high potential is applied to the input terminal IN. Therefore, during this period, the potential of the first node N1 is maintained at the low power supply potential VCCL regardless of the leakage current that has passed through the NMOS transistor MN23. As a result, the breakdown voltage problem due to the leakage current is solved.
4.第4の実施の形態
図6は、第4の実施の形態に係る入力回路1の構成を示す回路図である。図5で示された回路構成と比較して、NMOSトランジスタMN24(第3NMOSトランジスタ)が追加されている。このNMOSトランジスタMN24は、上記のPMOSトランジスタMP23と第1ノードN1との間に介在している。より詳細には、PMOSトランジスタMP23のドレインが第3ノードN3に接続されており、NMOSトランジスタMN24のドレイン及びソースは、それぞれ、第3ノードN3及び第1ノードN1に接続されている。また、NMOSトランジスタMN24のゲートは入力端子INに接続されており、入力端子INの電位に応じてNMOSトランジスタMN24はON/OFF制御される。
4). Fourth Embodiment FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an
入力端子INの電位の上昇期間において、その電位が所定値(VCCL+α)以上になると、NMOSトランジスタMN24はONする。これにより、上記第3の実施の形態で説明したように、第1ノードN1と電源端子とが短絡し、第1ノードN1の電位が低電源電位VCCLに固定される。 When the potential of the input terminal IN rises above the predetermined value (VCCL + α) during the rise period of the potential of the input terminal IN, the NMOS transistor MN24 is turned on. As a result, as described in the third embodiment, the first node N1 and the power supply terminal are short-circuited, and the potential of the first node N1 is fixed to the low power supply potential VCCL.
一方、入力端子INの電位の下降期間において、その電位が所定値(VCCL+α)以下になると、NMOSトランジスタMN24はOFFする。つまり、NMOSトランジスタMN24は、入力端子INの電位の下降期間において、第1ノードN1と電源端子とを電気的に切り離す役割を果たす。第1ノードN1と電源端子とが電気的に切り離されることにより、第1ノードN1の電位はグランド電位GNDに遷移しやすくなり、結果として、第2ノードN2の電位は低電源電位VCCLに遷移しやすくなる(図4参照)。このことは、入力回路1の論理反転電位をNMOSトランジスタMN24の設計により調整することができることを意味する。
On the other hand, the NMOS transistor MN24 is turned off when the potential falls below a predetermined value (VCCL + α) during the potential falling period of the input terminal IN. That is, the NMOS transistor MN24 plays a role of electrically separating the first node N1 and the power supply terminal during the period when the potential of the input terminal IN drops. Since the first node N1 and the power supply terminal are electrically disconnected, the potential of the first node N1 is likely to transition to the ground potential GND. As a result, the potential of the second node N2 transitions to the low power supply potential VCCL. It becomes easier (see FIG. 4). This means that the logic inversion potential of the
5.第5の実施の形態
電流源回路10の構成は、既出の実施の形態で説明されたものに限られない。第5の実施の形態では、電流源回路10の様々な変形例を説明する。尚、既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。
5. Fifth Embodiment The configuration of the
図7に示される例では、電流源回路10は、NMOSトランジスタMN10と抵抗素子11を備えている。NMOSトランジスタMN10のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、第2ノードN2、グランド端子、及び抵抗素子11の一端に接続されている。抵抗素子11の他端は、出力端子OUTに接続されている。このような構成により、動作電流が抑えられる。
In the example shown in FIG. 7, the
図8に示される例では、電流源回路10は、NMOSトランジスタMN10とNMOSトランジスタMN11を備えている。NMOSトランジスタMN10のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、第2ノードN2、グランド端子、及びノードN10に接続されている。NMOSトランジスタMN10のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、出力端子OUT、ノードN10、及び出力端子OUTに接続されている。このような構成により、動作電流が一定に保たれる。
In the example shown in FIG. 8, the
6.第6の実施の形態
既出の実施の形態では、電流源制御回路20は、第1ノードN1と第2ノードN2との間に接続されたインバータを備えている。但し、電流源制御回路20は、それに限られない。例えば、図9に示されるように、インバータの代わりにNORゲートが第1ノードN1と第2ノードN2との間に設けられていてもよい。
6). Sixth Embodiment In the foregoing embodiment, the current
より詳細には、そのNORゲートは、PMOSトランジスタMP21、MP22、NMOSトランジスタMN21、MN22を備えている。PMOSトランジスタMP21のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、第1ノードN1、ノードN4、及び第2ノードN2に接続されている。NMOSトランジスタMN21のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、第1ノードN1、グランド端子、及び第2ノードN2に接続されている。PMOSトランジスタMP22のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、イネーブル端子、電源端子、及びノードN4に接続されている。NMOSトランジスタMN22のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、イネーブル端子、グランド端子、及び第2ノードN2に接続されている。 More specifically, the NOR gate includes PMOS transistors MP21 and MP22 and NMOS transistors MN21 and MN22. The gate, source, and drain of the PMOS transistor MP21 are connected to the first node N1, the node N4, and the second node N2, respectively. The gate, source, and drain of the NMOS transistor MN21 are connected to the first node N1, the ground terminal, and the second node N2, respectively. The gate, source, and drain of the PMOS transistor MP22 are connected to the enable terminal, the power supply terminal, and the node N4, respectively. The gate, source, and drain of the NMOS transistor MN22 are connected to the enable terminal, the ground terminal, and the second node N2, respectively.
イネーブル端子には、イネーブル信号ENが入力される。イネーブル信号ENをHighレベル(ディスエーブル)に設定することにより、入力端子INの電位にかかわらず、貫通電流の発生を防止することができる。 An enable signal EN is input to the enable terminal. By setting the enable signal EN to a high level (disabled), it is possible to prevent the occurrence of a through current regardless of the potential of the input terminal IN.
7.第7の実施の形態
図10は、第7の実施の形態に係る入力回路1の構成を示す回路図である。既出の実施の形態における回路構成にいくつかのトランジスタを付加することにより、入力回路1にシュミット回路機能を持たせることができる。尚、既出の実施の形態中の出力端子OUTは、ノードN30に置き換えられている。また、既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。
7). Seventh Embodiment FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of an
図10に示されるように、ノードN30とノードN40との間にインバータが接続されている。そのインバータは、PMOSトランジスタMP30及びNMOSトランジスタMN30を備えている。PMOSトランジスタMP30のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、ノードN30、電源端子、及びノードN40に接続されている。NMOSトランジスタMN30のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、ノードN30、グランド端子、及びノードN40に接続されている。ノードN40(第3ノード)には、ノードN30(既出の実施の形態では出力端子OUTに相当)の電位の反転電位が現れる。 As shown in FIG. 10, an inverter is connected between node N30 and node N40. The inverter includes a PMOS transistor MP30 and an NMOS transistor MN30. The gate, source, and drain of the PMOS transistor MP30 are connected to the node N30, the power supply terminal, and the node N40, respectively. The gate, source, and drain of the NMOS transistor MN30 are connected to the node N30, the ground terminal, and the node N40, respectively. An inverted potential of the potential of the node N30 (corresponding to the output terminal OUT in the foregoing embodiment) appears at the node N40 (third node).
また、ノードN40と出力端子OUTとの間にインバータが接続されている。そのインバータは、PMOSトランジスタMP40及びNMOSトランジスタMN40を備えている。PMOSトランジスタMP40のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、ノードN40、電源端子、及び出力端子OUTに接続されている。NMOSトランジスタMN40のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、ノードN40、グランド端子、及び出力端子OUTに接続されている。 An inverter is connected between the node N40 and the output terminal OUT. The inverter includes a PMOS transistor MP40 and an NMOS transistor MN40. The gate, source, and drain of the PMOS transistor MP40 are connected to the node N40, the power supply terminal, and the output terminal OUT, respectively. The gate, source, and drain of the NMOS transistor MN40 are connected to the node N40, the ground terminal, and the output terminal OUT, respectively.
更に、PMOSトランジスタMP50(第2PMOSトランジスタ)及びNMOSトランジスタMN50(第4NMOSトランジスタ)が設けられている。PMOSトランジスタMP50のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、ノードN40、電源端子、及びノードN30に接続されている。NMOSトランジスタMN50のゲート、ソース、及びドレインは、それぞれ、ノードN40、グランド端子、及びノードN30に接続されている。 Further, a PMOS transistor MP50 (second PMOS transistor) and an NMOS transistor MN50 (fourth NMOS transistor) are provided. The gate, source, and drain of the PMOS transistor MP50 are connected to the node N40, the power supply terminal, and the node N30, respectively. The gate, source, and drain of the NMOS transistor MN50 are connected to the node N40, the ground terminal, and the node N30, respectively.
入力端子INの電位がグランド電位GNDから高電源電位VCCHに遷移するとき、ノードN30の電位はグランド電位GNDから低電源電位VCCLに遷移する。ここで、入力端子INの電位がグランド電位GNDのとき、ノードN30の電位はグランド電位GNDであり、ノードN40の電位は低電源電位VCCLである。この場合、PMOSトランジスタMP50がOFFし、NMOSトランジスタMN50がONする。これは、ノードN30の電位の上昇を妨げるように機能する。従って、入力電位INの電位が上昇する際の入力回路1の論理反転電位を、高電位側に調整することができる。
When the potential of the input terminal IN transitions from the ground potential GND to the high power supply potential VCCH, the potential of the node N30 transitions from the ground potential GND to the low power supply potential VCCL. Here, when the potential of the input terminal IN is the ground potential GND, the potential of the node N30 is the ground potential GND, and the potential of the node N40 is the low power supply potential VCCL. In this case, the PMOS transistor MP50 is turned off and the NMOS transistor MN50 is turned on. This functions to prevent an increase in the potential of the node N30. Therefore, the logic inversion potential of the
一方、入力端子INの電位が高電源電位VCCHからグランド電位GNDに遷移するとき、ノードN30の電位は低電源電位VCCLからグランド電位GNDに遷移する。ここで、入力端子INの電位が高電源電位VCCHのとき、ノードN30の電位は低電源電位VCCLであり、ノードN40の電位はグランド電位GNDである。この場合、NMOSトランジスタMN50がOFFし、PMOSトランジスタMP50がONする。これは、ノードN30の電位の下降を妨げるように機能する。従って、入力電位INの電位が下降する際の入力回路1の論理反転電位を、低電位側に調整することができる。
On the other hand, when the potential of the input terminal IN transitions from the high power supply potential VCCH to the ground potential GND, the potential of the node N30 transitions from the low power supply potential VCCL to the ground potential GND. Here, when the potential of the input terminal IN is the high power supply potential VCCH, the potential of the node N30 is the low power supply potential VCCL, and the potential of the node N40 is the ground potential GND. In this case, the NMOS transistor MN50 is turned off and the PMOS transistor MP50 is turned on. This functions to prevent the potential of the node N30 from dropping. Therefore, the logic inversion potential of the
このように、入力回路1にシュミット回路機能を持たせることができる。その結果、入力ノイズに対する耐性を強化することが可能となる。
Thus, the
8.第8の実施の形態
図11は、既出の実施の形態に係る入力回路1を適用した半導体集積回路の構成を概略的に示すブロック図である。一例として、既出の実施の形態に係る入力回路1がソースシンクロナス(データ・クロック並送)システムに適用された場合を説明する。
8). Eighth Embodiment FIG. 11 is a block diagram schematically showing a configuration of a semiconductor integrated circuit to which the
ソースシンクロナスシステムは、VCCH電源101、送信側LSI102、受信側LSI103、及び伝送線路104を備えている。伝送線路104は、送信側LSI102と受信側LSI103との間を接続している。送信側LSI102には、VCCH電源から高電源電位VCCHが供給される。
The source synchronous system includes a
受信側LSI103は、既出の実施の形態に係る入力回路1と受信回路110を備えている。既出の実施の形態に係る入力回路1(VCCHインタフェース)を採用した結果、受信側LSI103に対してVCCH電源から高電源電位VCCHを供給する必要がなくなる。これにより、電源プレーン削除及び消費電力削減の効果が得られる。また、入力回路1の論理反転閾値を調整することによって、ジッタを低減し、信号伝送エラーレートを改善することが可能となる。
The receiving-side LSI 103 includes the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
1 入力回路
10 電流源回路
20 電流源制御回路
101 VCCH電源
102 送信側LSI
103 受信側LSI
104 伝送線路
110 受信回路
N1 第1ノード
N2 第2ノード
N3 第3ノード
IN 入力端子
OUT 出力端子
1 Input
103 Receiver LSI
104 Transmission line 110 Receiving circuit N1 First node N2 Second node N3 Third node IN Input terminal OUT Output terminal
Claims (5)
前記グランド電位が印加されるグランド端子と、
前記第1電源電位より低い第2電源電位が印加される電源端子と、
ゲートが前記入力端子に接続され、ドレインが前記電源端子に接続され、ソースが出力端子に接続された第1NMOSトランジスタと、
前記出力端子と前記グランド端子との間に設けられた電流源回路と、
前記入力端子に接続された第1ノードと、
前記第1ノードの電位が第1反転電位未満の場合に前記電流源回路をONし、前記第1ノードの電位が前記第1反転電位以上の場合に前記電流源回路をOFFする電流源制御回路と
を備える
入力回路。 An input terminal to which an input signal whose potential varies between the ground potential and the first power supply potential is input;
A ground terminal to which the ground potential is applied;
A power supply terminal to which a second power supply potential lower than the first power supply potential is applied;
A first NMOS transistor having a gate connected to the input terminal, a drain connected to the power supply terminal, and a source connected to the output terminal;
A current source circuit provided between the output terminal and the ground terminal;
A first node connected to the input terminal;
A current source control circuit that turns on the current source circuit when the potential of the first node is less than a first inversion potential, and turns off the current source circuit when the potential of the first node is greater than or equal to the first inversion potential. An input circuit comprising:
ゲートが前記電源端子に接続され、ドレインが前記入力端子に接続され、ソースが前記第1ノードに接続された第2NMOSトランジスタ
を更に備える
入力回路。 The input circuit according to claim 1,
An input circuit further comprising: a second NMOS transistor having a gate connected to the power supply terminal, a drain connected to the input terminal, and a source connected to the first node.
ゲートが第2ノードに接続され、ドレインが前記第1ノードに接続され、ソースが前記電源端子に接続された第1PMOSトランジスタ
を更に備え、
前記第1ノードの電位が前記第1反転電位未満の場合、前記電流源制御回路は、前記第2ノードと前記電源端子とを電気的に接続し、
前記第1ノードの電位が前記第1反転電位以上の場合、前記電流源制御回路は、前記第2ノードと前記グランド端子とを電気的に接続する
入力回路。 An input circuit according to claim 2,
A first PMOS transistor having a gate connected to the second node, a drain connected to the first node, and a source connected to the power supply terminal;
When the potential of the first node is less than the first inversion potential, the current source control circuit electrically connects the second node and the power supply terminal,
When the potential of the first node is equal to or higher than the first inversion potential, the current source control circuit electrically connects the second node and the ground terminal.
前記第1PMOSトランジスタの前記ドレインと前記第1ノードとの間に介在し、ゲートが前記入力端子に接続された第3NMOSトランジスタ
を更に備える
入力回路。 An input circuit according to claim 3,
An input circuit further comprising: a third NMOS transistor interposed between the drain of the first PMOS transistor and the first node and having a gate connected to the input terminal.
前記出力端子の電位の反転電位が現れる第3ノードと、
ゲートが前記第3ノードに接続され、ドレインが前記出力端子に接続され、ソースが前記電源端子に接続された第2PMOSトランジスタと、
ゲートが前記第3ノードに接続され、ドレインが前記出力端子に接続され、ソースが前記グランド端子に接続された第4MOSトランジスタと
を更に備える
入力回路。 An input circuit according to any one of claims 1 to 4,
A third node where an inverted potential of the output terminal appears,
A second PMOS transistor having a gate connected to the third node, a drain connected to the output terminal, and a source connected to the power supply terminal;
And a fourth MOS transistor having a gate connected to the third node, a drain connected to the output terminal, and a source connected to the ground terminal.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548941A (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | High threshold value circuit device using field effect transistor |
JPH0923140A (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-21 | Hitachi Ltd | Mos device |
JPH11251898A (en) * | 1997-12-23 | 1999-09-17 | Texas Instr Inc <Ti> | Input buffer withstanding high voltage |
JP2000091901A (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Hitachi Ltd | Output buffer circuit, two-way buffer and semiconductor integrated circuit |
JP2003218688A (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Kawasaki Microelectronics Kk | Output buffer circuit and input/output buffer circuit |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548941A (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | High threshold value circuit device using field effect transistor |
JPH0923140A (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-21 | Hitachi Ltd | Mos device |
JPH11251898A (en) * | 1997-12-23 | 1999-09-17 | Texas Instr Inc <Ti> | Input buffer withstanding high voltage |
JP2000091901A (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Hitachi Ltd | Output buffer circuit, two-way buffer and semiconductor integrated circuit |
JP2003218688A (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Kawasaki Microelectronics Kk | Output buffer circuit and input/output buffer circuit |
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