JP2014204378A - Level shift circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電力用半導体装置(パワーデバイス)の駆動回路に設けられるレベルシフト回路に関するものである。 The present invention relates to a level shift circuit provided in a drive circuit of a power semiconductor device (power device), for example.
パワーデバイスとしてのインバータは、600〜1200V程度の高電位(以下「VP電位」)とコモン電位(以下「COM電位」)との間にトーテムポール接続した高電位側(P側)スイッチングデバイスと低電位側(N側)スイッチングデバイスとから構成される。そのため、インバータの駆動回路は、P側スイッチングデバイスを駆動するP側駆動回路と、N側スイッチングデバイスを駆動するN側駆動回路とを含む構成となる。 An inverter as a power device has a high-potential side (P-side) switching device connected to a totem pole between a high potential of about 600 to 1200 V (hereinafter “VP potential”) and a common potential (hereinafter “COM potential”) and a low potential. It is composed of a potential side (N side) switching device. Therefore, the inverter drive circuit includes a P-side drive circuit that drives the P-side switching device and an N-side drive circuit that drives the N-side switching device.
N側スイッチングデバイスはCOM電位を基準電位として動作するが、P側スイッチングデバイスはN側スイッチングデバイスとの接続点の電位(以下「VS電位」)を基準電位として動作するため、P側駆動回路には、入力信号を、VS電位を基準電位とする信号に変換するレベルシフト回路が設けられる。 The N-side switching device operates with the COM potential as the reference potential, but the P-side switching device operates with the potential at the connection point with the N-side switching device (hereinafter referred to as “VS potential”) as the reference potential. Is provided with a level shift circuit for converting an input signal into a signal having the VS potential as a reference potential.
P側駆動回路の動作電源はVS電位が基準電位となるので、COM電位に対して浮動するフローティング電源となる。従って、P側駆動回路の動作電源の正極側電位(以下「VB電位」)は、P側およびN側スイッチングデバイスのオン(導通)、オフ(非導通)に伴って浮動することになる。 The operating power supply for the P-side drive circuit is a floating power supply that floats with respect to the COM potential because the VS potential is the reference potential. Therefore, the positive side potential (hereinafter, “VB potential”) of the operating power supply of the P-side drive circuit floats as the P-side and N-side switching devices are turned on (conductive) and turned off (non-conductive).
一般的なレベルシフト回路は、VB電位とCOM電位との間に抵抗素子とMOSトランジスタとが直列接続した構成を含んでいる。そして、入力信号によりMOSトランジスタを駆動して抵抗素子に流れる電流を制御し、抵抗素子に生じた電圧降下に対応する信号がレベル変換後の信号(レベルシフト信号)として出力される。 A general level shift circuit includes a configuration in which a resistance element and a MOS transistor are connected in series between a VB potential and a COM potential. Then, the MOS transistor is driven by the input signal to control the current flowing through the resistance element, and a signal corresponding to the voltage drop generated in the resistance element is output as a signal after level conversion (level shift signal).
上記のVB電位の変動は、レベルシフト回路を構成するMOSトランジスタの寄生コンデンサに電流(dv/dt変位電流)を流し、レベルシフト回路から誤信号を出力させる原因となる。例えば、下記の特許文献1では、dv/dt変位電流に起因して生じた誤信号を、Dラッチ回路を用いてマスクする技術が提案されている。 The fluctuation of the VB potential causes a current (dv / dt displacement current) to flow through the parasitic capacitor of the MOS transistor constituting the level shift circuit, and causes an error signal to be output from the level shift circuit. For example, Patent Document 1 below proposes a technique for masking an erroneous signal generated due to a dv / dt displacement current using a D latch circuit.
特許文献1のレベルシフト回路では、入力信号として直流信号が用いられている。そのため、P側スイッチングデバイスをオン状態にする期間は、入力信号がH(High)レベルに固定される。その間、レベルシフト回路のMOSトランジスタはオン状態に維持され、抵抗素子に電流が流れて電圧降下が生じ、レベルシフト信号が所望の論理レベルに設定される。 In the level shift circuit of Patent Document 1, a DC signal is used as an input signal. Therefore, the input signal is fixed at the H (High) level during the period in which the P-side switching device is turned on. In the meantime, the MOS transistor of the level shift circuit is maintained in the ON state, a current flows through the resistance element, a voltage drop occurs, and the level shift signal is set to a desired logic level.
しかし、P側スイッチングデバイスをオン状態にする期間内にVB電位が変動し、VB電位とCOM電位との電位差(VB−COM電圧)が不足すると、抵抗素子に十分な電流が流れなくなる。この場合、抵抗素子の電圧降下が小さくなって、レベルシフト信号が所望の論理レベルから反転してしまい、誤信号が生じる。 However, if the VB potential fluctuates during the period when the P-side switching device is turned on and the potential difference between the VB potential and the COM potential (VB-COM voltage) is insufficient, sufficient current does not flow through the resistance element. In this case, the voltage drop of the resistance element is reduced, the level shift signal is inverted from the desired logic level, and an erroneous signal is generated.
この誤信号は、dv/dt変位電流に起因するものとは本質的に異なるため、特許文献1の技術ではマスクすることはできない。また、VB−COM電圧の低下は、パワーデバイスの構成上、パワーデバイスのスイッチング時に発生するものであるため、電源環境の整備などによる対策が困難である。 Since this erroneous signal is essentially different from that caused by the dv / dt displacement current, it cannot be masked by the technique of Patent Document 1. In addition, since the decrease in the VB-COM voltage occurs at the time of switching of the power device due to the configuration of the power device, it is difficult to take a countermeasure by improving the power supply environment.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、VB−COM電圧の低下に起因する誤動作を防止できるレベルシフト回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a level shift circuit capable of preventing malfunction caused by a decrease in the VB-COM voltage.
本発明に係るレベルシフト回路は、電源電位とコモン電位との間に直列接続した、第1負荷素子および入力信号により制御される第1スイッチング素子を有し、前記第1負荷素子の電圧降下に対応するレベルシフト信号を出力するレベルシフト部と、前記電源電位と前記コモン電位との間の電圧が低下するときに、前記レベルシフト信号よりも先に論理レベルが反転するロック信号を出力する電圧低下検知部と、前記レベルシフト信号が供給される入力端子および前記ロック信号が供給されるストローブ端子を有するDラッチ回路とを備えるものである。 A level shift circuit according to the present invention includes a first load element connected in series between a power supply potential and a common potential, and a first switching element controlled by an input signal, and a voltage drop of the first load element. A level shift unit that outputs a corresponding level shift signal, and a voltage that outputs a lock signal whose logic level is inverted prior to the level shift signal when the voltage between the power supply potential and the common potential drops A drop detection unit, and a D latch circuit having an input terminal to which the level shift signal is supplied and a strobe terminal to which the lock signal is supplied.
本発明によれば、VB−COM電圧の低下によってレベルシフト信号の誤信号が発生する前に、ロック信号の反転に応じてDラッチ回路が出力信号を保持する。それにより、レベルシフト信号の誤信号がマスクされ、レベルシフト回路の誤動作が防止される。 According to the present invention, the D latch circuit holds the output signal in accordance with the inversion of the lock signal before the error signal of the level shift signal is generated due to the decrease in the VB-COM voltage. As a result, the erroneous signal of the level shift signal is masked, and the malfunction of the level shift circuit is prevented.
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1係る駆動回路の構成を示す図である。当該駆動回路は、VP電位とCOM電位との間にトーテムポール接続されたP側およびN側スイッチングデバイス10,20からなるハーフブリッジ型のパワーデバイス(インバータ)を駆動するものである。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a drive circuit according to the first embodiment. The drive circuit drives a half-bridge type power device (inverter) composed of P-side and N-
P側スイッチングデバイス10は、N側スイッチングデバイス20との接続点の電位(VS電位)を基準電位として動作する。一方、N側スイッチングデバイス20は、COM電位を基準電位として動作する。実施の形態1の駆動回路は、P側スイッチングデバイス10を駆動するP側駆動回路100と、N側スイッチングデバイス20を駆動するN側駆動回路200とを備えているが、N側駆動回路200については本願発明との関係が薄いため、説明を省略する。
The P-
P側駆動回路100には、P側スイッチングデバイス10を制御するための入力信号DCとして、COM電位を基準電位とする直流信号が入力される。P側駆動回路100は、入力信号DCを、VS電位を基準電位とする信号(レベルシフト信号)に変換するレベルシフト回路101と、レベルシフト信号に基づいてP側スイッチングデバイス10の駆動信号を出力する出力回路102とを備えている。また、P側駆動回路100には、電源150(P側電源)から、VS電位を基準にして、動作電源の正極側電位(VB電位)が供給される。
A DC signal having a COM potential as a reference potential is input to the P-
レベルシフト回路101は、レベルシフト部110、VB−COM電圧低下検知部120およびDラッチ回路130から構成されている。
The
レベルシフト部110は、入力信号DCが供給されるゲートを有するスイッチング素子である高耐圧電界効果トランジスタ(高圧MOSトランジスタ)111と、高圧MOSトランジスタ111のドレインとVB電位との間に接続する負荷素子としての抵抗素子112と、高圧MOSトランジスタ111のドレイン(高圧MOSトランジスタ111と抵抗素子112との接続ノード)の電圧が入力され、レベルシフト信号LSを出力するインバータ113とを備えている。高圧MOSトランジスタ111のソースはCOM電位に接続されている(すなわち、抵抗素子112および高圧MOSトランジスタ111は、VB電位とCOM電位との間に直列接続している)。
The
VB−COM電圧低下検知部120は、VB電位とCOM電位との電位差(VB−COM電圧)の低下を検知する機能を有し、VB−COM電圧が低下したときに、レベルシフト信号LSよりも先に論理レベルが反転する検知信号を出力するように構成されている。以下、この検知信号を「ロック信号LCK」と称す。
The VB-COM voltage
図1から分かるように、実施の形態1のVB−COM電圧低下検知部120は、レベルシフト部110と同様の構成を有している。具体的には、VB−COM電圧低下検知部120は、入力信号DCが供給されるゲートを有する高圧MOSトランジスタ121と、高圧MOSトランジスタ121のドレインとVB電位との間に接続する負荷素子としての抵抗素子122と、高圧MOSトランジスタ121のドレインの電圧が入力されるインバータ123とを備えている。すなわち、抵抗素子122および高圧MOSトランジスタ121はVB電位とCOM電位との間に直列接続しており、インバータ123は、高圧MOSトランジスタ121と抵抗素子122との接続ノードに接続されている。インバータ123の出力が、上記のロック信号LCKとなる。
As can be seen from FIG. 1, the VB-COM voltage
ここで、VB−COM電圧低下検知部120の高圧MOSトランジスタ121としては、レベルシフト部110の高圧MOSトランジスタ111と同等の電気的特性(オン抵抗値や応答速度)を有するものが用いられる。また、VB−COM電圧低下検知部120の抵抗素子112としては、レベルシフト部110の抵抗素子112と同等の抵抗値を有するものが用いられる。ただし、VB−COM電圧低下検知部120のインバータ123としては、レベルシフト部110のインバータ113よりもしきい値電圧が低いものが用いられる。つまり、インバータ113のしきい値電圧をTH113、インバータ123のしきい値電圧をTH123とすると、TH113>TH123である。
Here, as the high
Dラッチ回路130は、ストローブ端子(STB端子)がH(High)レベルのときは、入力端子(D端子)のレベルを出力端子(Q端子)に伝達し、STB端子がL(Low)レベルのときは、D端子からQ端子への信号の伝達を遮断して、直前の出力レベルを保持するように動作する。
When the strobe terminal (STB terminal) is at the H (High) level, the
図2は、Dラッチ回路130の回路図の一例である。Dラッチ回路130は、スイッチ素子SW1,SW2と、インバータIV1〜IV4とから構成できる。STB端子がHレベルのときは、インバータIV1の出力(a点)がLレベル、インバータIV2の出力(b点)がHレベルになるので、スイッチ素子SW1がオン、スイッチ素子SW2がオフとなる。この状態では、スイッチ素子SW1が、D端子の信号をインバータIV3,IV4を通してQ端子へと伝達する。
FIG. 2 is an example of a circuit diagram of the
また、STB端子がLレベルのときは、インバータIV1の出力(a点)がHレベル、インバータIV2の出力(b点)がLレベルになるので、スイッチ素子SW1がオフ、スイッチ素子SW2がオンとなる。この状態では、スイッチ素子SW1はD端子の信号を遮断し、スイッチ素子SW2とインバータIV3,IV4が、それまでのスイッチ素子SW1の出力(c点)とQ端子のレベルを保持する。 When the STB terminal is at L level, the output (point a) of the inverter IV1 is at H level and the output of the inverter IV2 (point b) is at L level, so that the switch element SW1 is off and the switch element SW2 is on. Become. In this state, the switch element SW1 cuts off the signal at the D terminal, and the switch element SW2 and the inverters IV3 and IV4 hold the output (point c) of the switch element SW1 and the level of the Q terminal so far.
図1に示すように、Dラッチ回路130のD端子には、レベルシフト部110が出力するレベルシフト信号LSが入力される。また、Dラッチ回路130のSTB端子には、VB−COM電圧低下検知部120が出力するロック信号LCKが入力される。
As shown in FIG. 1, the level shift signal LS output from the
Dラッチ回路130の出力信号(Q端子の信号)は、出力回路102に入力される。出力回路102は、Dラッチ回路130の出力信号の駆動能力を上げて、P側スイッチングデバイス10の駆動信号を出力するバッファ回路としての機能を有している。
An output signal (Q terminal signal) of the
次に、P側スイッチングデバイス10の動作を説明する。
Next, the operation of the P-
P側スイッチングデバイス10をオンさせる場合、入力信号DCがHレベルに設定される。すると、レベルシフト部110では、高圧MOSトランジスタ111がオンし、抵抗素子112に電圧降下が発生して、インバータ113の入力がLレベルになる。よって、Dラッチ回路130のD端子に入力されるレベルシフト信号LSはHレベルになる。同様に、VB−COM電圧低下検知部120では、高圧MOSトランジスタ121がオンし、抵抗素子122に電圧降下が発生して、インバータ123の入力がLレベルになる。よって、Dラッチ回路130のSTB端子に入力されるロック信号LCKもHレベルになる。
When the P-
従って、Dラッチ回路130のQ端子のレベルは、D端子と同じHレベルになる。その結果、出力回路102にHレベルの信号が入力され、出力回路102がP側スイッチングデバイス10をオンにする。
Therefore, the level of the Q terminal of the
また、P側スイッチングデバイス10をオフさせる場合、入力信号DCがLレベルに設定される。すると、レベルシフト部110では、高圧MOSトランジスタ111がオフし、抵抗素子112に電圧降下が生じなくなり、インバータ113の入力がHレベルになるので、Dラッチ回路130のD端子に入力されるレベルシフト信号LSはLレベルになる。同様に、VB−COM電圧低下検知部120では、高圧MOSトランジスタ121がオフし、抵抗素子122に電圧降下が生じなくなり、インバータ123の入力がHレベルになるので、Dラッチ回路130のSTB端子に入力されるロック信号LCKもLレベルになる。
When the P-
ここで、インバータ123のしきい値電圧はインバータ113のしきい値電圧よりも低いが、入力信号DCの立ち下がり速度は速いため、レベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングとロック信号LCKの立ち下がりタイミングはほぼ同時となる。この場合、Dラッチ回路130の(図2)のインバータIV1およびスイッチ素子SW1の動作時間が作用して、Q端子のレベルがD端子と同じLレベルに変化してから、スイッチ素子SW1がオフになる。従って、出力回路102にはLレベルの信号が入力され、出力回路102がP側スイッチングデバイス10をオフにする。
Here, the threshold voltage of the
図3は、VB−COM電圧低下検知部120の動作を説明するためのタイミング図である。ここでは、入力信号DCがHレベルに設定されている期間に、VS電位が変動し、VB−COM電圧が低下する場合を想定する。
FIG. 3 is a timing diagram for explaining the operation of the VB-COM voltage
上で説明したように、入力信号DCがHレベルのとき、高圧MOSトランジスタ111,121は共にオン状態になり、インバータ113,123の入力は共にLレベルになる。よって、インバータ113,123の出力は共にHレベルになる。
As described above, when the input signal DC is at the H level, the high
しかし、図3のようにVB−COM電圧が低下すると、抵抗素子112,122のそれぞれを流れる電流(レベルシフト抵抗電流)が小さくなり、抵抗素子112,122の電圧降下が小さくなるため、VS電位を基準としたインバータ113,123の入力電圧(インバータ入力電圧)が共に上昇する。このときインバータ113の入力電圧がしきい値電圧(TH113)に達して、インバータ113の出力がLレベルに反転すると、レベルシフト信号LSの誤信号が生じる。
However, when the VB-COM voltage decreases as shown in FIG. 3, the current (level shift resistance current) flowing through each of the
本実施の形態では、インバータ123のしきい値電圧をインバータ113のしきい値電圧よりも小さく設定しているため、レベルシフト信号LSがLレベルに反転する前に、ロック信号LCKがLレベルに反転する。よって、Dラッチ回路130では、D端子に誤信号(Lレベルのレベルシフト信号LS)が入力される前に、STB端子がLレベルになるので、Q端子のレベルは、D端子に誤信号が入力された後もHレベルに維持される。つまり、レベルシフト信号LSの誤信号がDラッチ回路130によりマスクされ、出力回路102に伝達されることが防止される。それにより、P側駆動回路100の誤動作が防止される。
In the present embodiment, since the threshold voltage of
なお、VB−COM電圧が低下した状態から正常値に戻るときは、先にインバータ113が出力するレベルシフト信号LSがHレベルになってから、その後にインバータ123が出力するロック信号LCKがHレベルになる。よってその場合も、Dラッチ回路130のQ端子はHレベルに維持され、レベルシフト信号LSの誤信号が出力回路102に伝達されることはない。
When the VB-COM voltage is lowered and returns to the normal value, the level shift signal LS output from the
<実施の形態2>
図4は、実施の形態2に係る駆動回路の構成を示す図である。当該駆動回路は、図1に対し、VB−COM電圧低下検知部120の高圧MOSトランジスタ121および抵抗素子122を省略し、インバータ123に、レベルシフト部110の抵抗素子112の電圧降下を分割した電圧を入力した構成となっている。具体的には、レベルシフト部110の抵抗素子112を、直列接続した抵抗素子112a,112bに置き換えて、インバータ123の入力端子を抵抗素子112a,112b間の接続ノードに接続させている。
<Embodiment 2>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a drive circuit according to the second embodiment. The drive circuit omits the high
実施の形態2では、インバータ123の入力電圧が、インバータ113の入力電圧よりも常に高くなる。そのため、インバータ123のしきい値電圧をインバータ113のしきい値電圧と同じ(TH113=TH123)に設定しても、VB−COM電圧が低下するとき、レベルシフト信号LSがLレベルに反転する前に、ロック信号LCKがLレベルに反転することとなり、実施の形態1と同様の効果が得られる。また、実施の形態1よりも、回路の形成面積を小さくできるという利点もある。
In the second embodiment, the input voltage of the
<実施の形態3>
図5は、実施の形態3に係る駆動回路の構成を示す図である。当該駆動回路は、図1の構成に対し、VB−COM電圧低下検知部120に遅延回路124を設けたものである。遅延回路124は、入力信号DCを遅延させて高圧MOSトランジスタ121のゲートに供給する。
<Embodiment 3>
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a drive circuit according to the third embodiment. In the drive circuit, a
遅延回路124は、例えば、図6に示す回路により実現できる。図6の遅延回路124は、入力信号DCを受けるインバータIV11と、インバータIV11の出力を受けるインバータIV12と、インバータIV11とインバータIV12との接続点(e点)に接続したキャパシタC10とから構成される。この遅延回路124では、キャパシタC10の充電または放電に要する時間に応じて、入力信号DCが遅延されることになる。
The
実施の形態1では、P側スイッチングデバイス10をオフするために入力信号DCをLレベルに変化させたとき、レベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングとロック信号LCKの立ち下がりタイミングはほぼ同時になるが、Dラッチ回路130の(図2)のインバータIV1およびスイッチ素子SW1の動作時間が作用して、Q端子のレベルがD端子と同じLレベルに変化してから、スイッチ素子SW1がオフになる。しかし、例えば抵抗素子112および高圧MOSトランジスタ121の製造上のバラツキなどにより、ロック信号LCKの立ち下がりタイミングがレベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングよりも早くなると、Dラッチ回路130の動作が不安定になる。
In the first embodiment, when the input signal DC is changed to L level in order to turn off the P-
実施の形態3では、VB−COM電圧低下検知部120の高圧MOSトランジスタ121に、遅延回路124によって遅延された入力信号DCが入力されるため、入力信号DCをLレベルに変化させたとき、ロック信号LCKの立ち下がりタイミングがレベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングより遅くなり、Dラッチ回路130の動作が安定化する。
In the third embodiment, since the input signal DC delayed by the
なお、入力信号DCをHレベルに変化させるときには、ロック信号LCKの立ち上がりタイミングがレベルシフト信号LSの立ち上がりタイミングより遅くなるため、Dラッチ回路130のD端子の信号レベルの立ち上がりが若干遅れるが、P側駆動回路100としての動作上の問題はない。
When the input signal DC is changed to the H level, the rising timing of the lock signal LCK is later than the rising timing of the level shift signal LS, so that the rising of the signal level at the D terminal of the
<実施の形態4>
図7は、実施の形態4に係る駆動回路の構成を示す図である。当該駆動回路は、図1に対し、VB−COM電圧低下検知部120の高圧MOSトランジスタ121および抵抗素子122を省略し、インバータ123の入力端子を、レベルシフト部110の高圧MOSトランジスタ111のドレイン(抵抗素子112と高圧MOSトランジスタ111との接続ノード)に接続させたものである。つまり、インバータ123には、インバータ113と同じ信号が入力される。なお、インバータ123のしきい値電圧は、実施の形態1と同様に、インバータ113のしきい値電圧よりも小さい値に設定される(TH113>TH123)。
<Embodiment 4>
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a drive circuit according to the fourth embodiment. 1, the drive circuit omits the high
図7の高圧MOSトランジスタ111および抵抗素子112は、それぞれ実施の形態1(図1)の高圧MOSトランジスタ121および抵抗素子122と同じ働きをするため、インバータ123の動作も実施の形態1と同様になる。よって、VB−COM電圧が低下するとき、レベルシフト信号LSがLレベルに反転する前に、ロック信号LCKをLレベルに反転し、実施の形態1と同様の効果が得られる。また、実施の形態1よりも、回路の形成面積を小さくできるという利点もある。
Since high
<実施の形態5>
図8は、実施の形態5に係る駆動回路の構成を示す図である。当該駆動回路は、図1の構成に対し、P側駆動回路100に高速化回路140を設けたものである。
<
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a drive circuit according to the fifth embodiment. The driving circuit is obtained by providing a speed-
高速化回路140は、入力信号DCを反転するインバータ141と、インバータ141の出力の立ち上がり時にワンショットのパルス信号を出力するパルス生成回路142と、当該パルス信号を受けるレベルシフト回路と、当該レベルシフト回路の出力によって駆動されるPチャネル型の高圧MOSトランジスタ147とから構成される。
The speed-
高速化回路140内のレベルシフト回路は、パルス生成回路142からのパルス信号が供給されるゲートを有する高圧MOSトランジスタ143と、高圧MOSトランジスタ143のドレインとVB電位との間に接続する抵抗素子144と、高圧MOSトランジスタ143のドレインの電圧が入力されるインバータ145と、インバータ145の出力を受けるインバータ146とを備えている。高圧MOSトランジスタ143のソースはCOM電位に接続されている。
The level shift circuit in the
高圧MOSトランジスタ147は、インバータ146の出力が供給されるゲートを有し、レベルシフト部110の抵抗素子112に並列に接続されている。
The high voltage MOS transistor 147 has a gate to which the output of the
高速化回路140は、レベルシフト部110の高圧MOSトランジスタ111のオフ期間、少なくとも高圧MOSトランジスタ111のターンオフ時に動作する。すなわち、入力信号DCがHレベルからLレベルに変化すると、インバータ141の出力がLレベルからHレベルに変化し、その立ち上がりに応じてパルス生成回路142がワンショットのパルス信号を出力する。このパルス信号は高圧MOSトランジスタ143をオンにし、抵抗素子144に電圧降下が生じて、インバータ145の入力がLレベルになる。応じて、インバータ145の出力がHレベルになり、インバータ146の出力がLレベルになって、高圧MOSトランジスタ147がオンになる。
The
一方、レベルシフト部110では、入力信号DCがLレベルになったことにより高圧MOSトランジスタ111がオフし、そのドレインのレベルが上昇するが、このとき抵抗素子112に並列接続した高圧MOSトランジスタ147がオンすることで、回路の時定数が小さくなり、高圧MOSトランジスタ111のドレインのレベルの立ち上がり速度が速くなる。つまり、インバータ113の入力信号の立ち上がり速度が速くなるため、レベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングが早くなる。
On the other hand, in the
このように実施の形態5では、入力信号DCをLレベルにするときのレベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングが早くなるので、レベルシフト信号LSの立ち下がりタイミングが、ロック信号LCKの立ち上がりタイミングより遅れることが防止され、Dラッチ回路130の動作が安定化する。この効果は、遅延回路124を用いた実施の形態3の効果と同様であるが、実施の形態5では、レベルシフト部110の応答速度が上がるため、レベルシフト回路101全体の動作の高速化が可能になるという更なる効果も得られる。
As described above, in the fifth embodiment, the falling timing of the level shift signal LS when the input signal DC is set to the L level is advanced, so that the falling timing of the level shift signal LS is delayed from the rising timing of the lock signal LCK. Is prevented, and the operation of the
なお、高速化回路140の高圧MOSトランジスタ143を、入力信号DCとは逆相の直流信号で駆動させ(すなわち、パルス生成回路142を省略する)、高圧MOSトランジスタ111がオフしている間、高圧MOSトランジスタ147が継続してオンするように構成してもよいが、その場合は、高圧MOSトランジスタ143がオンする時間が長くなるため、消費電力が増大する。本実施の形態のように、パルス生成回路142をパルス信号で駆動させ、高圧MOSトランジスタ111のターンオフ時のみに高圧MOSトランジスタ143オンさせることで、消費電力の増加を抑えることができる。
The high-
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
10 P側スイッチングデバイス、20 N側スイッチングデバイス、100 P側駆動回路、101 レベルシフト回路、102 出力回路、110 レベルシフト部、111,121,143,147 高圧MOSトランジスタ、112,122,144 抵抗素子、113,123,141,145,146 インバータ、120 VB−COM電圧低下検知部、121 高圧MOSトランジスタ、124 遅延回路、130 Dラッチ回路、140 高速化回路、142 パルス生成回路、150 P側電源、200 N側駆動回路。
10 P side switching device, 20 N side switching device, 100 P side drive circuit, 101 level shift circuit, 102 output circuit, 110 level shift unit, 111, 121, 143, 147 high voltage MOS transistor, 112, 122, 144
Claims (7)
前記電源電位と前記コモン電位との間の電圧が低下するときに、前記レベルシフト信号よりも先に論理レベルが反転するロック信号を出力する電圧低下検知部と、
前記レベルシフト信号が供給される入力端子および前記ロック信号が供給されるストローブ端子を有するDラッチ回路とを備える
ことを特徴とするレベルシフト回路。 A level having a first load element connected in series between a power supply potential and a common potential and a first switching element controlled by an input signal, and outputting a level shift signal corresponding to a voltage drop of the first load element A shift section;
When the voltage between the power supply potential and the common potential drops, a voltage drop detection unit that outputs a lock signal whose logic level is inverted before the level shift signal;
A level shift circuit comprising: a D latch circuit having an input terminal to which the level shift signal is supplied and a strobe terminal to which the lock signal is supplied.
前記第1負荷素子と前記第1スイッチング素子との接続ノードの電圧が入力され、前記レベルシフト信号を出力する第1インバータをさらに備えており、
前記電圧低下検知部は、
前記電源電位と前記コモン電位との間に直列接続した、第2負荷素子および前記入力信号により制御される第2スイッチング素子と、
前記第2負荷素子と前記第2スイッチング素子との接続ノードの電圧が入力され、前記ロック信号を出力する第2インバータとを備えており、
前記第2インバータのしきい値電圧は、前記第1インバータのしきい値電圧よりも低く設定されている
請求項1記載のレベルシフト回路。 The level shift unit includes:
A first inverter that receives a voltage at a connection node between the first load element and the first switching element and outputs the level shift signal;
The voltage drop detector is
A second load element connected in series between the power supply potential and the common potential and a second switching element controlled by the input signal;
A voltage at a connection node between the second load element and the second switching element is input, and the second inverter outputs the lock signal.
The level shift circuit according to claim 1, wherein a threshold voltage of the second inverter is set lower than a threshold voltage of the first inverter.
前記入力信号を遅延させて前記第2スイッチング素子に供給する遅延回路をさらに備える
請求項2記載のレベルシフト回路。 The voltage drop detector is
The level shift circuit according to claim 2, further comprising a delay circuit that delays the input signal and supplies the input signal to the second switching element.
前記第1負荷素子と前記第1スイッチング素子との接続ノードの電圧が入力され、前記レベルシフト信号を出力する第1インバータをさらに備えており、
前記電圧低下検知部は、
前記第1負荷素子の電圧降下を分割した電圧が入力され、前記ロック信号を出力する第2インバータを備えている
請求項1記載のレベルシフト回路。 The level shift unit includes:
A first inverter that receives a voltage at a connection node between the first load element and the first switching element and outputs the level shift signal;
The voltage drop detector is
The level shift circuit according to claim 1, further comprising a second inverter that receives a voltage obtained by dividing a voltage drop of the first load element and outputs the lock signal.
前記第1負荷素子と前記第1スイッチング素子との接続ノードの電圧が入力され、前記レベルシフト信号を出力する第1インバータをさらに備えており、
前記電圧低下検知部は、
前記第1負荷素子と前記第1スイッチング素子との接続ノードの電圧が入力され、前記ロック信号を出力する第2インバータを備えており、
前記第2インバータのしきい値電圧は、前記第1インバータのしきい値電圧よりも低く設定されている
請求項1記載のレベルシフト回路。 The level shift unit includes:
A first inverter that receives a voltage at a connection node between the first load element and the first switching element and outputs the level shift signal;
The voltage drop detector is
A voltage at a connection node between the first load element and the first switching element is input, and a second inverter that outputs the lock signal is provided.
The level shift circuit according to claim 1, wherein a threshold voltage of the second inverter is set lower than a threshold voltage of the first inverter.
前記第3スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子のオフ期間にオンするように制御されている
請求項1記載のレベルシフト回路。 A third switching element connected in parallel to the first load element;
The level shift circuit according to claim 1, wherein the third switching element is controlled to be turned on during an off period of the first switching element.
請求項6記載のレベルシフト回路。 The level shift circuit according to claim 6, wherein the third switching element is controlled to be turned on only when the first switching element is turned off.
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JP2000252809A (en) * | 1999-03-02 | 2000-09-14 | Fuji Electric Co Ltd | Level shift circuit |
JP2003273715A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Drive circuit of power device |
JP2003324937A (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | Driving apparatus |
JP2005143226A (en) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Driving unit and power converter |
JP2005176174A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000252809A (en) * | 1999-03-02 | 2000-09-14 | Fuji Electric Co Ltd | Level shift circuit |
JP2003273715A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Drive circuit of power device |
JP2003324937A (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | Driving apparatus |
JP2005143226A (en) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Driving unit and power converter |
JP2005176174A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
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