JP2544815B2 - Level shift circuit - Google Patents

Level shift circuit

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JP2544815B2
JP2544815B2 JP1267034A JP26703489A JP2544815B2 JP 2544815 B2 JP2544815 B2 JP 2544815B2 JP 1267034 A JP1267034 A JP 1267034A JP 26703489 A JP26703489 A JP 26703489A JP 2544815 B2 JP2544815 B2 JP 2544815B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ある電圧系の入力電圧を他の電圧系の電
圧レベルに変換して出力するレベルシフト回路に関する
ものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a level shift circuit for converting an input voltage of a certain voltage system into a voltage level of another voltage system and outputting the voltage level.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、従来のC−MOS構造のレベルシフト回路の
一例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional level shift circuit having a C-MOS structure.

図において、入力端子1に入力される電圧レベルが0V
〜+5Vの入力電圧を受ける初段回路部Aは2つのインバ
ータa1,a2を縦続接続して構成されている。すなわち、
前段のインバータa1はPチャネルトランジスタQ1のドレ
インとNチャネルトランジスタQ2のドレインとを接続す
る一方、PチャネルトランジスタQ1のソースを高電位
(+5V)電源2に、NチャネルトランジスタQ2のソース
を接地つまり低電位(0V)電源3にそれぞれ接続し、P
チャネルトランジスタQ1およびNチャネルトランジスタ
Q2のゲートを入力端子1に接続して構成され、Pチャネ
ルトランジスタQ1のドレインとNチャネルトランジスタ
Q2のドレインとの接続点はこのインバータa1の出力端子
とされている。また、後段のインバータa2についても同
様に、PチャネルトランジスタQ3のドレインとNチャネ
ルトランジスタQ4のドレインとを接続する一方、Pチャ
ネルトランジスタQ3のソースを高電位(+5V)電源2
に、NチャネルトランジスタQ4のソースを低電位(0V)
電源3にそれぞれ接続し、PチャネルトランジスタQ3
よびNチャネルトランジスタQ4のゲートを前段のインバ
ータa1の出力端子に接続して構成され、Pチャネルトラ
ンジスタQ3のドレインとNチャネルトランジスタQ4のド
レインとの接続点はこのインバータa2の出力端子とされ
ている。
In the figure, the voltage level input to input terminal 1 is 0V.
The first-stage circuit section A that receives an input voltage of up to + 5V is formed by connecting two inverters a 1 and a 2 in cascade. That is,
The inverter a 1 in the preceding stage connects the drain of the P-channel transistor Q 1 and the drain of the N-channel transistor Q 2 while the source of the P-channel transistor Q 1 is connected to the high potential (+ 5V) power supply 2 and the source of the N-channel transistor Q 2 is connected. Connect the sources to the ground, that is, to the low potential (0V) power source 3,
Channel transistor Q 1 and N channel transistor
It is configured by connecting the gate of Q 2 to input terminal 1, and the drain of P-channel transistor Q 1 and N-channel transistor.
The connection point with the drain of Q 2 is the output terminal of this inverter a 1 . Similarly, in the latter-stage inverter a 2 as well, the drain of the P-channel transistor Q 3 and the drain of the N-channel transistor Q 4 are connected, while the source of the P-channel transistor Q 3 is connected to the high potential (+ 5V) power source 2
The low potential (0V) of the source of the N-channel transistor Q 4.
Each of them is connected to the power supply 3 and the gates of the P-channel transistor Q 3 and the N-channel transistor Q 4 are connected to the output terminal of the inverter a 1 in the preceding stage, and the drain of the P-channel transistor Q 3 and the N-channel transistor Q 4 are connected. The connection point with the drain is the output terminal of this inverter a 2 .

次段回路部Bも2つのインバータb1,b2からなり、一
方のインバータb1は1つのPチャネルトランジスタQ5
2つのNチャネルトランジスタQ6,Q7を直列に接続し
て、また他方のインバータb2も1つのPチャネルトラン
ジスタQ8と2つのNチャネルトランジスタQ9,Q10を直列
に接続してそれぞれ構成されている。
The next-stage circuit section B also includes two inverters b 1 and b 2 , and one inverter b 1 connects one P-channel transistor Q 5 and two N-channel transistors Q 6 and Q 7 in series, and the other one. Inverter b 2 is also constructed by connecting one P-channel transistor Q 8 and two N-channel transistors Q 9 and Q 10 in series.

すなわち、インバータb1はPチャネルトランジスタQ5
のドレインとNチャネルトランジスタQ6のドレインとを
接続し、NチャネルトランジスタQ6のソースとNチャネ
ルトランジスタQ7のドレインとを接続する一方、Pチャ
ネルトランジスタQ5のソースを高電位(+5V)電源2
に、NチャネルトランジスタQ7のソースを低電位(−10
V)電源4にそれぞれ接続し、PチャネルトランジスタQ
5およびNチャネルトランジスタQ6のゲートを上述した
インバータa1の出力端子に、またNチャネルトランジス
タQ7のゲートを後述するインバータb2の出力端子にそれ
ぞれ接続して構成され、PチャネルトランジスタQ5のド
レインとNチャネルトランジスタQ6のドレインとの接続
点はこのインバータb1の出力端子とされている。また、
もう1つのインバータb2についても同様に、Pチャネル
トランジスタQ8のドレインとNチャネルトランジスタQ9
のドレインとを接続し、NチャネルトランジスタQ9のソ
ースとNチャネルトランジスタQ10のドレインとを接続
する一方、PチャネルトランジスタQ8のソースを高電位
(+5V)電源2に、NチャネルトランジスタQ10のソー
スを低電位(−10V)電源4にそれぞれ接続し、Pチャ
ネルトランジスタQ8およびNチャネルトランジスタQ9
ゲートを上述したインバータa2の出力端子に、またNチ
ャネルトランジスタQ10のゲートを上述したインバータb
1の出力端子にそれぞれ接続して構成され、このインバ
ータb2の出力端子であるPチャネルトランジスタQ8のド
レインとNチャネルトランジスタQ9のドレインとの接続
点は上述したようにインバータb1のNチャネルトランジ
スタQ7のゲートに接続されている。
That is, the inverter b 1 is connected to the P-channel transistor Q 5
The drain and the drain is connected to N-channel transistors Q 6, N-channel while connecting the drain of the source and the N-channel transistor Q 7 of the transistor Q 6, P source of high potential of the channel transistor Q 5 (+ 5V) Power Two
The source of the N-channel transistor Q 7 at low potential (-10
V) P-channel transistor Q connected to power supply 4 respectively
5 and N output terminals of the inverter a 1 to the gate described above channel transistor Q 6, also formed by connecting to the output terminal of the inverter b 2 to be described later gates of N-channel transistors Q 7, P-channel transistor Q 5 connection point of the drain of the drain and N-channel transistor Q 6 is an output terminal of the inverter b 1. Also,
Similarly, for the other inverter b 2 , the drain of the P-channel transistor Q 8 and the N-channel transistor Q 9
The source of the N-channel transistor Q 9 and the drain of the N-channel transistor Q 10 are connected to each other, while the source of the P-channel transistor Q 8 is connected to the high potential (+ 5V) power supply 2 and the N-channel transistor Q 10 is connected to the source of the N-channel transistor Q 10. Of the P channel transistor Q 8 and the N channel transistor Q 9 are connected to the output terminal of the inverter a 2 described above, and the gate of the N channel transistor Q 10 is connected to the low potential (−10V) power source 4. Inverter b
Is constructed by connecting the respective first output terminal, the drain and the N-channel transistor connection point between the drain of Q 9 is N inverter b 1 as described above the P-channel transistor Q 8 is an output terminal of the inverter b 2 Connected to the gate of channel transistor Q 7 .

次に上記レベルシフト回路の動作について説明する。 Next, the operation of the level shift circuit will be described.

入力端子1に入力される信号がLレベル(=0V)の場
合、初段回路部Aにおけるインバータa1のPチャネルト
ランジスタQ1はオン、NチャネルトランジスタQ2はオフ
となるため、このインバータa1の出力はHレベル(+
5V)となる。このとき次段のインバータa2のPチャネル
トランジスタQ3はオフ、NチャネルトランジスタQ4はオ
ンとなるため、このインバータa2の出力はLレベル(
0V)となる。
If the signal input to the input terminal 1 is at the L level (= 0V), P-channel transistors to Q 1 inverter a 1 in the first-stage circuit A is turned on, the N-channel transistor Q 2 is turned off, the inverter a 1 Output of H level (+
5V). At this time, since the P-channel transistor Q 3 of the next-stage inverter a 2 is turned off and the N-channel transistor Q 4 is turned on, the output of this inverter a 2 is at L level (
0V).

また、次段回路部Bにおけるインバータb2のPチャネ
ルトランジスタQ8はオンとなるため、このインバータb2
の出力はHレベル(+5V)となる。したがってインバ
ータb1のNチャネルトランジスタQ7のゲートはHレベル
となって、そのNチャネルトランジスタQ7がオンとな
る。一方、このインバータb1のPチャネルトランジスタ
Q5およびNチャネルトランジスタQ6のゲートにはインバ
ータa1からのHレベルの信号が与えられ、Pチャネルト
ランジスタQ5はオフ、NチャネルトランジスタQ6はオン
となる。したがって、インバータb1の出力はLレベル
(−10V)となる。この出力は、このレベルシフト回
路S1の次段に設けられるロジック回路G1(第4図参照)
に与えられる。
Further, since the P-channel transistor Q 8 of the inverter b 2 in the next-stage circuit section B is turned on, this inverter b 2
Output becomes H level (+ 5V). Therefore, the gate of the N channel transistor Q 7 of the inverter b 1 becomes H level, and the N channel transistor Q 7 is turned on. On the other hand, the P-channel transistor of this inverter b 1
The H level signal from the inverter a 1 is applied to the gates of Q 5 and the N channel transistor Q 6 , so that the P channel transistor Q 5 is turned off and the N channel transistor Q 6 is turned on. Accordingly, the output of the inverter b 1 becomes L level (-10 V). This output is the logic circuit G1 (see FIG. 4) provided in the next stage of the level shift circuit S1.
Given to.

次に、入力端子1に入力される信号がHレベル(=+
5V)の場合、上述した動作のすべての論理が反転した動
作となり、次段回路部Bの出力端子つまりインバータb1
の出力端子にはHレベル(+5V)の出力が得られる。
つまり、0V〜+5Vの入力電圧に対して、−10V〜+5Vの
出力電圧が得られることになる。
Next, the signal input to the input terminal 1 is at H level (= +
In the case of 5V), all the logics of the above-mentioned operation are inverted, and the output terminal of the next stage circuit section B, that is, the inverter b 1
An output of H level (+ 5V) is obtained at the output terminal of.
That is, an output voltage of -10V to + 5V can be obtained for an input voltage of 0V to + 5V.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来のレベルシフト回路は以上のように構成されてい
るので、入力電圧の高低両電位のうち片側の電位しかレ
ベルシフトできない。つまり、高電位か低電位のいずれ
かは、入力時の電圧レベルと同じになってしまう。
Since the conventional level shift circuit is configured as described above, only one of the high and low potentials of the input voltage can be level-shifted. That is, either the high potential or the low potential becomes the same as the voltage level at the time of input.

そのため、0V〜+5Vの入力電圧を例えば±10Vの電圧
に変換する場合、第4図に示すように上述したレベルシ
フト回路S1とロジック回路G1とを含む半導体集積回路IC
1から取り出される−10V〜+5Vの出力電圧をさらに別の
ICのレベルシフト回路S2(+10Vの高電位電源5と−10V
の低電位電源4に接続されている)でレベルシフトしな
ければならず、2つのICで2段階にわたるレベルシフト
処理が必要で処理が煩雑になるという問題点があった。
Therefore, when converting an input voltage of 0V to + 5V into, for example, a voltage of ± 10V, a semiconductor integrated circuit IC including the level shift circuit S1 and the logic circuit G1 described above as shown in FIG.
Output voltage from -10V to + 5V taken from 1
IC level shift circuit S2 (+ 10V high potential power supply 5 and -10V
(Which is connected to the low-potential power source 4 in FIG. 2), the level shift must be performed by two ICs in two steps, and the process becomes complicated.

この発明は、このような問題点を解消するためになさ
れたもので、1チップのICにモノリシック化された回路
によって入力電圧の高電位レベルと低電位レベルの両方
をシフトすることのできるレベルシフト回路を得ること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and is a level shifter capable of shifting both a high potential level and a low potential level of an input voltage by a monolithic circuit in a one-chip IC. Aim to get the circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明に係るレベルシフト回路は、第1の高電位電
源と第1の低電位電源とに接続されるインバータを含
み、入力信号に応答して第1の高電位電源の電圧レベル
をHレベルとし第1の低電位電源の電圧レベルをLレベ
ルとする出力電圧を得る初段回路部と、第1の高電位電
源と第1の低電位電源の電圧レベルよりも低い第2の低
電位電源とに接続されるインバータを含み、初段回路部
の出力電圧に応答して入力信号と逆論理の出力電圧であ
って、第1の高電位電源の電圧レベルをHレベルとして
第2の低電位電源の電圧レベルをLレベルとする出力電
圧を得る第1の中段回路部と、第1の高電位電源の電圧
レベルよりも高い第2の高電位電源と第1の低電位電源
とに接続されるインバータを含み、初段回路部の出力電
圧に応答して入力信号と逆論理の出力電圧であって、第
2の高電位電源の電圧レベルをHレベルとし第1の低電
位電源の電圧レベルをLレベルとする出力電圧を得る第
2の中段回路部と、第2の高電位電源と第2の低電位電
源とに接続されるインバータを含み、第1の中段回路部
の出力電圧と第2の中段回路部の出力電圧に応答して入
力信号と同一論理の出力電圧であって、第2の高電位電
源の電圧レベルをHレベルとし第2の低電位電源の電圧
レベルをLレベルとする出力電圧を得る終段回路部とを
備え、1チップの半導体集積回路にモノリシック化され
て構成されている。
A level shift circuit according to the present invention includes an inverter connected to a first high potential power supply and a first low potential power supply, and sets a voltage level of the first high potential power supply to an H level in response to an input signal. A first-stage circuit unit that obtains an output voltage that sets the voltage level of the first low-potential power supply to the L level, and a second low-potential power supply that is lower than the voltage levels of the first high-potential power supply and the first low-potential power supply. An output voltage having a logic inverse to that of the input signal in response to the output voltage of the first-stage circuit section, including the connected inverter, and setting the voltage level of the first high-potential power supply to the H level to the voltage of the second low-potential power supply. A first middle-stage circuit section for obtaining an output voltage whose level is L level; and an inverter connected to the second high-potential power supply and the first low-potential power supply which are higher than the voltage level of the first high-potential power supply. Including, input signal in response to the output voltage of the first-stage circuit A second middle-stage circuit section for obtaining an output voltage of an inverse logic, the output voltage of which the voltage level of the second high-potential power supply is H level and the voltage level of the first low-potential power supply is L level; Output of the same logic as the input signal in response to the output voltage of the first middle-stage circuit section and the output voltage of the second middle-stage circuit section. A one-chip semiconductor integrated circuit, which includes a final-stage circuit section that obtains an output voltage that is a voltage and that sets the voltage level of the second high-potential power supply to the H level and the voltage level of the second low-potential power supply to the L level. It is composed monolithically.

〔作用〕[Action]

この発明においては、1チップの半導体集積回路にお
いて、入力信号に応答して第1の高電位電源の電圧レベ
ルをHレベル、第1の低電位電源の電圧レベルをLレベ
ルとする出力電圧が初段回路部で得られ、この出力電圧
に応答して第1の中段回路部では第1の高電位電源の電
圧レベルをHレベル、第2の低電位電源の電圧レベルを
Lレベルとする出力電圧であって入力信号と逆論理の出
力電圧が得られ、また初段回路部の出力電圧に応答して
第2の中段回路部では第2の高電位電源の電圧レベルを
Hレベル、第1の低電位電源の電圧レベルをLレベルと
する出力電圧であって入力信号と逆論理の出力電圧が得
られ、さらに第1および第2の中段回路部の出力電圧に
応答して終段回路部では第2の高電位電源の電圧レベル
をHレベル、第2の低電位電源の電圧レベルをLレベル
とする(すなわちHレベル,Lレベルともレベルシフトさ
れた)出力電圧であって入力信号と同一論理の出力電圧
が得られる。
According to the present invention, in a one-chip semiconductor integrated circuit, an output voltage in which the voltage level of the first high-potential power supply is H level and the voltage level of the first low-potential power supply is L level in response to an input signal is the first stage. In response to the output voltage obtained by the circuit section, in the first middle-stage circuit section, an output voltage that sets the voltage level of the first high-potential power supply to the H level and the voltage level of the second low-potential power supply to the L level In response to the output voltage of the input signal, the output voltage of the logic opposite to that of the input signal is obtained, and in response to the output voltage of the first-stage circuit unit, the voltage level of the second high-potential power supply is at the H level and the first low potential in the second middle-stage circuit unit. An output voltage that sets the voltage level of the power supply to the L level and has an inverse logic to the input signal is obtained, and further, in response to the output voltage of the first and second middle stage circuit units, the second stage of the final stage circuit unit responds. Voltage level of the high potential power source of H level, The voltage level of the voltage source and the L-level (i.e. H level, which is level shifted with L-level) the output voltage of the input signal the same logic is obtained an output voltage.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、この発明によるレベルシフト回路の一実施
例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the level shift circuit according to the present invention.

第1図において、入力端子1に入力される電圧レベル
が0V〜+5Vの信号を受ける初段回路部Aの構成は第3図
に示す従来回路と同様であり、第1の中段回路部B1の構
成も出力端子の位置を除き従来回路における次段回路部
Bと同様である。ここでは、第1の中段回路部B1の前段
のインバータを符号b11、後段のインバータを符号b12
示している。
In FIG. 1, the structure of the first-stage circuit section A that receives a signal with a voltage level of 0V to + 5V input to the input terminal 1 is the same as that of the conventional circuit shown in FIG. 3, and the structure of the first middle-stage circuit section B1. Also, except for the position of the output terminal, it is the same as the next-stage circuit section B in the conventional circuit. Here, the front-stage inverter and the rear-stage inverter of the first middle-stage circuit unit B1 are indicated by reference numerals b 11 and b 12 , respectively.

第2の中段回路部B2も第1の中段回路部B1と同様に2
つのインバータb21,b22からなり、一方のインバータb21
は2つのPチャネルトランジスタQ11,Q12と1つのNチ
ャネルトランジスタQ13を直列に接続して、また他方の
インバータb22も2つのPチャネルトランジスタQ14,Q15
と1つのNチャネルトランジスタQ16を直列に接続して
それぞれ構成されている。
The second middle circuit section B2 has the same structure as the first middle circuit section B1.
One of an inverter b 21, b 22, one inverter b 21
Connects two P-channel transistors Q 11 , Q 12 and one N-channel transistor Q 13 in series, and the other inverter b 22 also has two P-channel transistors Q 14 , Q 15
And one N-channel transistor Q 16 are connected in series.

すなわち、インバータb21はPチャネルトランジスタQ
11のドレインとPチャネルトランジスタQ12のソースと
を接続し、PチャネルトランジスタQ12のドレインとN
チャネルトランジスタQ13のドレインとを接続する一
方、PチャネルトランジスタQ11のソースを第2の高電
位(+10V)電源5に、NチャネルトランジスタQ13のソ
ースを第1の低電位(0V)電源3にそれぞれ接続し、P
チャネルトランジスタQ11のゲートを後述するインバー
タb22の出力端子に、またPチャネルトランジスタQ12
よびNチャネルトランジスタQ13のゲートをインバータa
1の出力端子にそれぞれ接続して構成され、Pチャネル
トランジスタQ12のドレインとNチャネルトランジスタQ
13のドレインとの接続点はこのインバータb21の出力端
子とされている。また、もう1つのインバータb22につ
いても同様に、PチャネルトランジスタQ14のドレイン
とPチャネルトランジスタQ15のソースとを接続し、P
チャネルトランジスタQ15のドレインとNチャネルトラ
ンジスタQ16のドレインとを接続する一方、Pチャネル
トランジスタQ14のソースを第2の高電位(+10V)電源
5に、NチャネルトランジスタQ16のソースを第1の低
電位(0V)電源3にそれぞれ接続し、Pチャネルトラン
ジスタQ14のゲートを上述したインバータb21の出力端子
に、またPチャネルトランジスタQ15およびNチャネル
トランジスタQ16のゲートをインバータa2の出力端子に
それぞれ接続して構成され、このインバータb22の出力
端子であるPチャネルトランジスタQ15のドレインとN
チャネルトランジスタQ16のドレインとの接続点は上述
したようにインバータb21のPチャネルトランジスタQ11
のゲートに接続されている。
That is, the inverter b 21 are P-channel transistor Q
Connect 11 and the source of the drain and the P-channel transistor Q 12, the drain of the P-channel transistor Q 12 and N
While connecting the drain channel transistor Q 13, P-channel source to a second high potential (+ 10V) power source 5 of the transistor Q 11, N-channel source a first low potential of the transistor Q 13 (0V) power supply 3 To P,
The gate of the channel transistor Q 11 is used as the output terminal of the inverter b 22 described later, and the gates of the P-channel transistor Q 12 and the N-channel transistor Q 13 are used as the inverter a.
1 is connected to the output terminal respectively, and the drain of the P-channel transistor Q 12 and the N-channel transistor Q 12 are connected.
The connection point with the drain of 13 is the output terminal of this inverter b 21 . Similarly, for the other inverter b 22 , the drain of the P-channel transistor Q 14 and the source of the P-channel transistor Q 15 are connected, and P
The drain of the channel transistor Q 15 and the drain of the N-channel transistor Q 16 are connected, while the source of the P-channel transistor Q 14 is the second high potential (+ 10V) power supply 5 and the source of the N-channel transistor Q 16 is the first. Connected to the low potential (0V) power source 3 of the inverter a 2 , the gate of the P-channel transistor Q 14 to the output terminal of the above-mentioned inverter b 21 , and the gates of the P-channel transistor Q 15 and the N-channel transistor Q 16 to the inverter a 2 . The drain of the P-channel transistor Q 15 , which is the output terminal of the inverter b 22 , and the N
As described above, the connection point with the drain of the channel transistor Q 16 is the P-channel transistor Q 11 of the inverter b 21.
Connected to the gate.

第1の終段回路部C1は1つのPチャネルトランジスタ
Q17と2つのNチャネルトランジスタQ18,Q19を直列に接
続したインバータからなっている。すなわち、終段回路
部C1はPチャネルトランジスタQ17のドレインとNチャ
ネルトランジスタQ18のドレインとを接続し、Nチャネ
ルトランジスタQ18のソースとNチャネルトランジスタQ
19のドレインとを接続する一方、Pチャネルトランジス
タQ17のソースを第2の高電位(+10V)電源5に、Nチ
ャネルトランジスタQ19のソースを第2の低電位(−10
V)電源4にそれぞれ接続し、PチャネルトランジスタQ
17およびNチャネルトランジスタQ18のゲートを上述し
たインバータb22の出力端子に、またNチャネルトラン
ジスタQ19のゲートを上述したインバータb12の出力端子
にそれぞれ接続して構成され、Pチャネルトランジスタ
Q17のドレインとNチャネルトランジスタQ18のドレイン
との接続点はこの終段回路部C1の出力端子とされてい
る。
The first final stage circuit section C1 is a P-channel transistor
It consists of an inverter in which Q 17 and two N-channel transistors Q 18 and Q 19 are connected in series. That is, the final stage circuit unit C1 connects the drain of the P-channel transistor Q 17 and the drain of the N-channel transistor Q 18 , and the source of the N-channel transistor Q 18 and the N-channel transistor Q 18 are connected.
The source of the P-channel transistor Q 17 is connected to the second high potential (+10 V) power source 5, and the source of the N-channel transistor Q 19 is connected to the second low potential (−10 V) while connecting to the drain of 19.
V) P-channel transistor Q connected to power supply 4 respectively
The gates of 17 and N-channel transistor Q 18 are connected to the output terminal of inverter b 22 described above, and the gate of N-channel transistor Q 19 is connected to the output terminal of inverter b 12 described above.
The connection point between the drain of Q 17 and the drain of the N-channel transistor Q 18 is the output terminal of the final stage circuit section C 1.

また、第2の終段回路部C2は2つのPチャネルトラン
ジスタQ20,Q21と1つのNチャネルトランジスタQ22を直
列に接続したインバータからなっている。すなわち、終
段回路部C2はPチャネルトランジスタQ20のドレインと
とPチャネルトランジスタQ21のソースとを接続し、P
チャネルトランジスタQ21のドレインとNチャネルトラ
ンジスタQ22のドレインとを接続する一方、Pチャネル
トランジスタQ20のソースを第2の高電位(+10V)電源
5に、NチャネルトランジスタQ22のソースを第2の低
電位(−10V)電源4にそれぞれ接続し、Pチャネルト
ランジスタQ20のゲートを上述したインバータb22の出力
端子に、またPチャネルトランジスタQ21およびNチャ
ネルトランジスタQ22のゲートを上述したインバータb12
の出力端子にそれぞれ接続して構成され、Pチャネルト
ランジスタQ21のドレインとNチャネルトランジスタQ22
のドレインとの接続点はこの終段回路部C2の出力端子と
されている。
The second last-stage circuit C2 is made two P-channel transistors Q 20, Q 21 and one N-channel transistor Q 22 from the inverter connected in series. That is, the final stage circuit section C2 connects the drain of the P-channel transistor Q 20 and the source of the P-channel transistor Q 21 to each other, and
The drain of the channel transistor Q 21 and the drain of the N-channel transistor Q 22 are connected, while the source of the P-channel transistor Q 20 is used as the second high potential (+10 V) power source 5 and the source of the N-channel transistor Q 22 is used as the second source. Connected to the low-potential (-10V) power source 4 of the above-mentioned inverter, the gate of the P-channel transistor Q 20 to the output terminal of the above-mentioned inverter b 22 , and the gates of the P-channel transistor Q 21 and the N-channel transistor Q 22 to the above-mentioned inverter. b 12
Of the P-channel transistor Q 21 and the N-channel transistor Q 22.
The connection point with the drain of is the output terminal of this final stage circuit section C2.

第2図は、上述したレベルシフト回路S3とその次段に
設けられるロジック回路G2とを1つの半導体集積回路IC
2に組み込んだ構成を示すブロック図である。
FIG. 2 shows the above-described level shift circuit S3 and the logic circuit G2 provided at the next stage thereof in one semiconductor integrated circuit IC.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration incorporated in 2.

次に、上記レベルシフト回路S3の動作について説明す
る。
Next, the operation of the level shift circuit S3 will be described.

入力端子1に入力される信号がLレベル(=0V)の場
合、初段回路部Aにおけるインバータa1のPチャネルト
ランジスタQ1はオン、NチャネルトランジスタQ2はオフ
となるため、このインバータa1の出力はHレベル(+
5V)となり、次段のインバータa2のPチャネルトランジ
スタQ3はオフ、NチャネルトランジスタQ4はオンとなる
ため、このインバータa2の出力はLレベル(0V)とな
る。
If the signal input to the input terminal 1 is at the L level (= 0V), P-channel transistors to Q 1 inverter a 1 in the first-stage circuit A is turned on, the N-channel transistor Q 2 is turned off, the inverter a 1 Output of H level (+
5V), the P-channel transistor Q 3 of the next-stage inverter a 2 is turned off, and the N-channel transistor Q 4 is turned on, so that the output of this inverter a 2 becomes L level (0V).

また、このとき第1の中段回路部B1では前段のインバ
ータb11のPチャネルトランジスタQ5がオフ、Nチャネ
ルトランジスタQ6がオンとなり、後段のインバータb12
のPチャネルトランジスタQ8がオン、Nチャネルトラン
ジスタQ9がオフとなる。その結果、インバータb12の出
力がHレベル(+5V)となり、インバータb11のNチ
ャネルトランジスタQ7がオンとなって、そのインバータ
b11の出力がLレベル(−10V)となる。
Further, at this time, in the first middle circuit section B1, the P-channel transistor Q 5 of the front-stage inverter b 11 is turned off, the N-channel transistor Q 6 is turned on, and the rear-stage inverter b 12 is turned on.
P-channel transistor Q 8 turns on and N-channel transistor Q 9 turns off. As a result, the output of the inverter b 12 is H-level (+ 5V) becomes, N-channel transistor Q 7 of the inverter b 11 is turned on, the inverter
The output of b 11 is L level (-10 V).

一方、第2の中段回路部B2では前段のインバータb21
のPチャネルトランジスタQ12がオフ、Nチャネルトラ
ンジスタQ13がオンとなって、そのインバータb21の出力
がLレベル(0V)となる。また、後段のインバータb
22のPチャネルトランジスタQ14,Q15はオン、Nチャネ
ルトランジスタQ16はオフとなり、そのインバータb22
出力はHレベル(+10V)となる。
On the other hand, in the second middle-stage circuit section B2, the inverter b 21
The P-channel transistor Q 12 is turned off, N-channel transistor Q 13 is turned on, the output of the inverter b 21 is L level (0V). In addition, the inverter b
The P channel transistors Q 14 and Q 15 of 22 are turned on, the N channel transistor Q 16 is turned off, and the output of the inverter b 22 thereof becomes H level (+10 V).

このとき、第1の終段回路部C1ではPチャネルトラン
ジスタQ17がオフ、NチャネルトランジスタQ18,Q19がオ
ンとなり、その出力はLレベル(−10V)となる。こ
の出力は次段に設けられるロジック回路G2(第2図)に
与えられる。
At this time, P-channel transistor Q 17 in the first end stage circuit unit C1 is off, N-channel transistors Q 18, Q 19 is turned on, its output is at the L level (-10 V). This output is given to the logic circuit G2 (FIG. 2) provided in the next stage.

また、第2の終段回路部C2ではPチャネルトランジス
タQ20,Q21がオフ、NチャネルトランジスタQ22がオンと
なり、その出力もLレベル(−10V)となる。この出
力も次段に設けられるロジック回路G2(第2図)に与え
られる。
The second last-stage circuit C2 in the P-channel transistors Q 20, Q 21 is turned off, N-channel transistor Q 22 is turned on, the output is also L level (-10 V). This output is also given to the logic circuit G2 (FIG. 2) provided in the next stage.

次に入力端子1に入力される信号がHレベル(=+5
V)の場合、上述した動作のすべての論理が反転した動
作となり、第1の中段回路部B1の後段のインバータb12
からLレベル(−10V)の出力が取り出され、第2の
中段回路部B2の後段のインバータb22からはLレベル
(0V)の出力が取り出される。したがって、第1の終
段回路部C1ではPチャネルトランジスタQ17がオン、N
チャネルトランジスタQ18,Q19がオフとなり、Hレベル
(+10V)の出力が取り出される。第2の終段回路部C
2ではPチャネルトランジスタQ20,Q21がオン、Nチャネ
ルトランジスタQ22がオフとなり、同様にHレベル(
+10V)の出力が取り出される。
Next, the signal input to the input terminal 1 is at H level (= + 5
In the case of V), all the logics of the above-mentioned operation are inverted, and the inverter b 12 in the latter stage of the first middle stage circuit unit B1
From the output of the L level (-10 V) is taken, the output of the L level (0V) is fetched from the second downstream inverters b 22 of the middle circuit portion B2. Accordingly, P-channel transistor Q 17 in the first end stage circuit portion C1 is turned on, N
The channel transistors Q 18 and Q 19 are turned off, and an H level (+10 V) output is taken out. Second final stage circuit section C
In the case of 2, the P-channel transistors Q 20 and Q 21 are turned on and the N-channel transistor Q 22 is turned off.
The output of + 10V) is taken out.

このようにして、0V〜+5Vの入力電圧に対して、高低
両電位について電圧レベルのシフトした−10V〜+10Vの
出力電圧が得られることになる。すなわち、例えば第2
図に示すように上記構成のレベルシフト回路S3をロジッ
ク回路G2の前段に設けた半導体集積回路IC2の場合、入
力端子1から入力される0V〜+5Vの入力電圧はレベルシ
フト回路回路S3で−10V〜+10Vに変換され、ロジック回
路G2で処理されて−10V〜+10Vの信号として出力端子6
から取り出されることになる。
In this way, for the input voltage of 0V to + 5V, the output voltage of -10V to + 10V with the voltage level shifted for both high and low potentials can be obtained. That is, for example, the second
As shown in the figure, in the case of the semiconductor integrated circuit IC2 in which the level shift circuit S3 having the above configuration is provided in the preceding stage of the logic circuit G2, the input voltage of 0V to + 5V input from the input terminal 1 is -10V at the level shift circuit S3. ~ + 10V, processed by logic circuit G2 and output as -10V ~ + 10V signal Output terminal 6
Will be taken from.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、1チップのICにモ
ノリシック化された回路によって入力電圧の高電位レベ
ルと低電位レベルの両方を異なる電圧レベルにシフトで
きるように構成したので、高低両電位のレベルシフトの
ために別のレベルシフト回路を付加することが不用とな
り、安価に論理回路システムを構成することができると
いう効果がある。
As described above, according to the present invention, both the high potential level and the low potential level of the input voltage can be shifted to different voltage levels by the monolithic circuit in the IC of one chip. Since it is unnecessary to add another level shift circuit for the level shift of (1), there is an effect that the logic circuit system can be constructed at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明によるレベルシフト回路の一実施例を
示す回路図、第2図はそのレベルシフト回路と他のロジ
ック回路とを組み合わせた構成を示すブロック図、第3
図は従来のレベルシフト回路を示す回路図、第4図はそ
のレベルシフト回路と他のロジック回路および他のレベ
ルシフト回路を組み合わせた構成を示すブロック図であ
る。 図において、1は入力端子、2は第1の高電位電源、3
は第1の低電位電源、4は第2の低電位電源、5は第2
の高電位電源、Aは初段回路部、B1は第1の中段回路
部、B2は第2の中段回路部、C1は第1の終段回路部、C2
は第2の終段回路部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a level shift circuit according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration in which the level shift circuit is combined with another logic circuit, and FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional level shift circuit, and FIG. 4 is a block diagram showing a configuration in which the level shift circuit is combined with another logic circuit and another level shift circuit. In the figure, 1 is an input terminal, 2 is a first high-potential power supply, 3
Is a first low potential power source, 4 is a second low potential power source, 5 is a second
High-potential power source, A is the first stage circuit part, B1 is the first middle stage circuit part, B2 is the second middle stage circuit part, C1 is the first final stage circuit part, and C2 is
Is a second final stage circuit unit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の高電位電源と第1の低電位電源とに
接続されるインバータを含み、入力信号に応答して前記
第1の高電位電源の電圧レベルをHレベルとし前記第1
の低電位電源の電圧レベルをLレベルとする出力電圧を
得る初段回路部と、 前記第1の高電位電源と前記第1の低電位電源の電圧レ
ベルよりも低い第2の低電位電源とに接続されるインバ
ータを含み、前記初段回路部の出力電圧に応答して前記
入力信号と逆論理の出力電圧であって、前記第1の高電
位電源の電圧レベルをHレベルとし前記第2の低電位電
源の電圧レベルをLレベルとする出力電圧を得る第1の
中段回路部と、 前記第1の高電位電源の電圧レベルよりも高い第2の高
電位電源と前記第1の低電位電源とに接続されるインバ
ータを含み、前記初段回路部の出力電圧に応答して前記
入力信号と逆論理の出力電圧であって、前記第2の高電
位電源の電圧レベルをHレベルとし前記第1の低電位電
源の電圧レベルをLレベルとする出力電圧を得る第2の
中段回路部と、 前記第2の高電位電源と前記第2の低電位電源とに接続
されるインバータを含み、前記第1の中段回路部の出力
電圧と前記第2の中段回路部の出力電圧に応答して前記
入力信号と同一論理の出力電圧であって、前記第2の高
電位電源の電圧レベルをHレベルとし前記第2の低電位
電源の電圧レベルをLレベルとする出力電圧を得る終段
回路部とを備え、 1チップの半導体集積回路にモノリシック化されたレベ
ルシフト回路。
1. An inverter connected to a first high-potential power supply and a first low-potential power supply, wherein the voltage level of the first high-potential power supply is set to H level in response to an input signal.
A first-stage circuit section that obtains an output voltage that sets the voltage level of the low-potential power supply to L level, and a second low-potential power supply that is lower than the voltage level of the first high-potential power supply. An output voltage having an inverse logic to the input signal in response to the output voltage of the first-stage circuit unit, the voltage level of the first high-potential power supply being H level, and the second low voltage. A first middle-stage circuit section for obtaining an output voltage for setting the voltage level of the potential power supply to the L level; a second high potential power supply higher than the voltage level of the first high potential power supply; and the first low potential power supply An inverter connected to the first stage circuit section, which has an output voltage of an inverse logic to the input signal in response to the output voltage of the first-stage circuit section, and sets the voltage level of the second high-potential power supply to the H level. Output that sets the voltage level of the low-potential power supply to L level A second middle-stage circuit section for obtaining a voltage; and an inverter connected to the second high-potential power supply and the second low-potential power supply, wherein the output voltage of the first middle-stage circuit section and the second In response to the output voltage of the middle circuit section, the output voltage has the same logic as the input signal, the voltage level of the second high-potential power supply is H level, and the voltage level of the second low-potential power supply is L level. A level shift circuit monolithically integrated into a one-chip semiconductor integrated circuit, which includes a final stage circuit section for obtaining an output voltage.
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