JP2774244B2 - Level conversion circuit, semiconductor integrated circuit, and control method therefor - Google Patents

Level conversion circuit, semiconductor integrated circuit, and control method therefor

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ上でクロ
ック信号に同期して並列に多数のデータ線が動作するよ
うな画像メモリー、シンクロナスダイナミックランダム
アクセスメモリー(SDRAM )、スタティックランダムア
クセスメモリー(SRAM)等のメモリー回路や、並列デー
タ処理を行うマイクロプロセッサー等において使用する
レベル変換回路、及びこれを使用した半導体集積回路、
並びにこれ等の制御方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an image memory, a synchronous dynamic random access memory (SDRAM), and a static random access memory (SDRAM) in which a number of data lines operate in parallel on a semiconductor chip in synchronization with a clock signal. SRAM) and other memory circuits, level conversion circuits used in microprocessors and the like that perform parallel data processing, and semiconductor integrated circuits using the same.
And to improvements in these control methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、出力信号の振幅レベルを入力信号
の振幅レベルとは異なるレベルに変換するレベル変換回
路について、例えば特開平4-211515号公報(中込 他
日立製作所)に開示されたものがある。以下、この従来
技術について説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a level conversion circuit for converting the amplitude level of an output signal into a level different from the amplitude level of an input signal is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-211515 (Nakagomi et al.).
Hitachi, Ltd.). Hereinafter, this conventional technique will be described.

【0003】前記従来の技術を図27及び図28を用い
て説明する。
[0003] The conventional technique will be described with reference to FIGS. 27 and 28.

【0004】図27(a) 及び(b) はクロック同期型のレ
ベル変換回路とその動作説明図を示す。同図(a)にお
いて、CLK(3)、XCLK(2) は同期信号(クロック信号)、
Vin(11)はレベル変換前の入力信号、VH(90) はレベル
変換後のハイレベルの電源、VL(91) はレベル変換後の
ロウレベルの電源である。VM(9)はプリチャージ電源で
あり、その電源電位は前記ハイレベルの電位VH とロウ
レベルの電位VL との中間電位である。
FIGS. 27 (a) and 27 (b) show a clock-synchronous level conversion circuit and its operation explanatory diagram. In FIG. 2A, CLK (3) and XCLK (2) are synchronization signals (clock signals),
Vin (11) is an input signal before level conversion, VH (90) is a high-level power supply after level conversion, and VL (91) is a low-level power supply after level conversion. VM (9) is a precharge power supply, and the power supply potential is an intermediate potential between the high-level potential VH and the low-level potential VL.

【0005】次に、図27(b) 用いて動作を説明する。
クロック信号CLK 、XCLKにより制御されるPMOSFET(5)と
NMOSFET(6)がオンになったときインバータ動作が可能に
なって、入力Vin(11)が反転して取り込まれる。例え
ば、Vin(11)が電源電位Vcc レベルであれば、出力はV
L(91) のロウレベルの値になる。次に、前記クロック信
号CLK 、XCLKが反転すると、前記のPMOSFET(5)とNMOSFE
T(6)とがオフになると共に、PMOSFET(12) とNMOSFET(9)
とがオンして、出力を前記プリチャージ電源VM(9)と接
続し、中間電位にプリチャージする。以上の動作を一周
期にして、以後、同様に繰り返されて、前記入力Vin(1
1)が周期毎に反転すれば、出力も反転する。以上の動作
において、出力レベルの変化幅が( VH-VM)、( VM-V
L)となり、入力レベルの変化( Vcc- Vss) よりも小さ
くなる。つまり、出力ノードVoutの寄生容量CD(10)を
充放電する電荷量が少なくて済む。この電荷量は、容量
の電位の変化量と容量値の積で決まるから、このレベル
変換回路により、例えば入力と出力との振幅レベルの比
が1/10になれば、前記出力ノードの充放電電荷量も1/10
で済むので、レベル変換を行わない場合と比較して、1/
10の低消費電力化が可能である。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
PMOSFET (5) controlled by clock signals CLK and XCLK
When the NMOSFET (6) is turned on, the inverter operation becomes possible, and the input Vin (11) is inverted and taken in. For example, if Vin (11) is at the power supply potential Vcc level, the output is V
It becomes the low level value of L (91). Next, when the clock signals CLK and XCLK are inverted, the PMOSFET (5) and the NMOS
When T (6) turns off, PMOSFET (12) and NMOSFET (9)
Turns on, the output is connected to the precharge power supply VM (9), and the output is precharged to an intermediate potential. The above operation is made one cycle, and thereafter, the same operation is repeated, and the input Vin (1
If 1) is inverted every cycle, the output is also inverted. In the above operation, the change width of the output level is (VH-VM), (VM-V
L), which is smaller than the change in the input level (Vcc-Vss). That is, the amount of charge for charging and discharging the parasitic capacitance CD (10) of the output node Vout can be reduced. Since this charge amount is determined by the product of the amount of change in the potential of the capacitor and the capacitance value, if the ratio of the amplitude level between the input and the output becomes 1/10 by this level conversion circuit, the output node is charged and discharged. Electric charge is 1/10
In comparison with the case where level conversion is not performed, 1 /
10 lower power consumption is possible.

【0006】次に、前記レベル変換された電源VH(90)
、VL(91) の発生回路の発生回路を図28に示す。こ
の発生回路は同一チップ上に内蔵されていて、一般的に
は、同図に示すように、抵抗R1、R2、R3で抵抗分割され
た電位を参照電位としたカレントミラー型の出力で電源
回路の出力トランジスターを制御する方式が採用されて
いる。電源VH(90) 、VL(91) の電圧レベルは前記抵抗
R1、R2、R3の比を調節することにより、任意に選択でき
る。
Next, the level-converted power supply VH (90)
, VL (91) are shown in FIG. This generation circuit is built on the same chip. Generally, as shown in the figure, the power supply circuit is a current mirror type output with the potential divided by resistors R1, R2, and R3 as the reference potential. The method of controlling the output transistor of the above is adopted. The voltage levels of the power supplies VH (90) and VL (91)
Arbitrary selection can be made by adjusting the ratio of R1, R2, and R3.

【0007】しかしながら、前記図28に示す内部電源
回路では、容量の大きな配線を駆動するドライバーの電
源電流を低抵抗で供給する必要があり、従って前記カレ
ントミラーや前記出力トランジスターのサイズが大きく
なり、参照電位を発生する抵抗R1、R2、R3、R4も高抵抗
値のものを選定できず、その結果、貫通電流IDC1、IDC2
の総和は数mA程度にまで大きくなり、無駄に消費電流が
増大する欠点が生じる。
However, in the internal power supply circuit shown in FIG. 28, it is necessary to supply a power supply current of a driver for driving a wiring having a large capacity with a low resistance, so that the size of the current mirror and the output transistor becomes large. The resistors R1, R2, R3, and R4 that generate the reference potential cannot be selected with high resistance values, and as a result, the through currents IDC1 and IDC2
Is increased to about several mA, resulting in a disadvantage that current consumption increases unnecessarily.

【0008】前記従来の欠点を消費電力について見れ
ば、図27のレベル変換回路の消費電力は、Ptoal=P1 +
P2 となる。ここで、P2は、配線容量をレベル変換後の
振幅で駆動した時の消費電流と、レベル変換後の振幅電
圧との積で決定される。また、前記P1は、内部電源回路
が内部電圧VH 、VL を発生する上で電圧降下を行う際
に無駄に消費する電力であって、この消費電力P1は、配
線容量をレベル変換後の振幅で駆動した時の消費電流
と、前記内部電源回路が電圧降下を行った電圧量(Vcc
- VH + VL)との積で決定され、この電圧降下を行っ
た電圧量が大きい,即ち出力振幅値をより小さくしよう
とする場合には、無駄な消費電力P2は一層増大すること
になる。
[0008] Looking at the drawbacks of the prior art in terms of power consumption, the power consumption of the level conversion circuit of FIG. 27 is Ptoal = P1 +
It becomes P2. Here, P2 is determined by the product of the current consumption when the wiring capacitance is driven at the amplitude after the level conversion and the amplitude voltage after the level conversion. The power P1 is power that is wasted when the internal power supply circuit performs a voltage drop when generating the internal voltages VH and VL. The current consumption at the time of driving and the amount of voltage (Vcc
-VH + VL), and if the amount of the voltage drop is large, that is, if the output amplitude value is to be reduced, the wasteful power consumption P2 is further increased.

【0009】更に、画像メモリー等では64ビット、128
ビット、又は256 ビットが同一チップ上で並列に同時動
作する関係上、既述の消費電力をビット数倍した電力が
消費され、全体では大電力が消費される欠点を有する。
Further, in an image memory or the like, 64 bits, 128 bits,
Since bits or 256 bits operate simultaneously in parallel on the same chip, the above-mentioned power consumption is multiplied by the number of bits, so that there is a disadvantage that a large amount of power is consumed as a whole.

【0010】しかも、図27(a)のレベル変換回路に
おいて、クロック信号に同期して入力Vin(11)が変化し
た後、出力がでるまでの遅延時間は、図27(b) にtd1
で示す時間となるが、この遅延時間td1 は、主に、入力
ゲートであるPMOSFET(4)とNMOSFET(7)とのソース電位で
ある前記電源電位VH(90) 、VL(91) に対して、入力が
それぞれ前記PMOSFET(4)とNMOSFET(7)とのしきい値電圧
分低く又は高くなるのに要する時間で決定されるもの
の、出力振幅を更に小さくするように電源電位VH(90)の
値をより低くすると共に電源電位VL(91)の値をより高く
した場合には、入力が一層に低電位Vss 又は高電位Vcc
に近くならないと、前記PMOSFET(4)と NMOSFET(7)とが
オンしないため、遅延時間td1 は増加する欠点が生じ
る。
Further, in the level conversion circuit shown in FIG. 27A, the delay time from when the input Vin (11) changes in synchronization with the clock signal until the output is output is td1 shown in FIG.
The delay time td1 is mainly different from the power supply potentials VH (90) and VL (91) which are the source potentials of the PMOSFET (4) and the NMOSFET (7) as the input gates. Although the input is determined by the time required to lower or increase by the threshold voltage of the PMOSFET (4) and the NMOSFET (7), respectively, the power supply potential VH (90) is further reduced so as to further reduce the output amplitude. When the value is lowered and the value of the power supply potential VL (91) is raised, the input is further reduced to the low potential Vss or the high potential Vcc.
Otherwise, the PMOSFET (4) and the NMOSFET (7) do not turn on, so that the delay time td1 increases.

【0011】そこで、前記した内部電源回路の電力損失
を回避するように、特開平4-302463号公報(高島 他
東芝)に開示される技術が提案されている。この技術
は、図29(a) に示すように、時間に対して同じ電源電
流変化特性を持つ、つまり同じオン抵抗をもつ回路500
を電源Vcc と接地線Vss との間に直列に接続し、各回路
に、実効的にかかる端子電圧を電源Vcc の1/2 電圧にす
る方式である。換言すれば、この技術は図29(a) 及び
(b) に示すように、時間の変化の各地点で電源電流が等
しい、つまり図30に示すように回路の内部オン抵抗が
等しい各回路を直列に接続することにより、自分自身が
本来の回路動作をしながら、電圧降下を行わせて、前記
第1の従来例の内部電源回路と同じ働きを行っている。
In order to avoid the above-mentioned power loss of the internal power supply circuit, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-302463 (Takashima et al.
(Toshiba) has been proposed. As shown in FIG. 29A, this technique has a circuit 500 having the same power supply current change characteristic with respect to time, that is, having the same on-resistance.
Are connected in series between the power supply Vcc and the ground line Vss, and the terminal voltage effectively applied to each circuit is reduced to a half voltage of the power supply Vcc. In other words, this technique is based on FIG.
As shown in (b), the power supply current is equal at each point of the time change, that is, by connecting in series the circuits having the same internal on-resistance as shown in FIG. During operation, a voltage drop is performed to perform the same operation as the internal power supply circuit of the first conventional example.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
29の従来技術では、各回路の電源電流が各時間に対し
て等しくないと、抵抗分割によって決定される電圧が変
動し、各回路の実効的な端子電圧が変動する欠点を有す
る。また、各回路の電源電流は、自己の一段上にある回
路の接地電流によって供給される必要があるため、図2
9(b)に示すような条件、即ち各回路500 の電源電流と
接地電流( I1 と I1X) 、(I2 とI2X)とが各時間で等し
くないときは、電流の再利用はできないが、例えばDRAM
の中で並列動作を行い消費電流が大きなビット線電位の
リストアーを行うセンスアンプ動作を考えてみても、一
般的には、各回路の電源と接地間の貫通電流を防ぐため
に、電源電流が流れる充電動作と接地電流が流れる放電
動作とは自動的に時間差ができるように、各働きをする
トランジスターのサイズや配線抵抗を変えているため、
貫通電流を増やさずに各回路の充電電流と放電電流とを
各時間で等しくすることは不可能である。従って、上段
と下段の回路500 、500 で同じ動作させるためには、付
加回路から電流を下段の回路500 に供給してやる必要が
あり、この従来技術であっても、依然として、配線容量
を駆動するに必要な消費電流以外の無駄な消費電流を必
要とする欠点があった。
However, in the prior art shown in FIG. 29, if the power supply current of each circuit is not equal to each time, the voltage determined by the resistance division fluctuates, and the effective current of each circuit is changed. Has the disadvantage that the terminal voltage fluctuates. In addition, since the power supply current of each circuit needs to be supplied by the ground current of the circuit on one stage above itself, FIG.
9 (b), that is, when the power supply current of each circuit 500 and the ground currents (I1 and I1X) and (I2 and I2X) are not equal at each time, the current cannot be reused. DRAM
Considering a sense amplifier operation that performs a parallel operation and restores a bit line potential that consumes a large amount of current, the power supply current is generally reduced to prevent a through current between the power supply and ground of each circuit. The size and wiring resistance of the transistors that perform each function are changed so that there is a time lag between the charging operation that flows and the discharging operation that flows the ground current.
It is impossible to equalize the charging current and the discharging current of each circuit at each time without increasing the through current. Therefore, in order for the upper and lower circuits 500 and 500 to operate in the same manner, it is necessary to supply a current from an additional circuit to the lower circuit 500. Even with this conventional technique, it is still necessary to drive the wiring capacitance. There is a drawback in that unnecessary current consumption other than the necessary current consumption is required.

【0013】本発明は、前記第1及び第2の従来技術の
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、同時
に動作するレベル変換回路の多少に拘らず、従来のよう
な配線容量を駆動するに必要な消費電流以外の無駄な消
費電力を必要とせずに、レベル変換回路の出力側の配線
容量を低消費電力で高速に駆動して、低消費電力化及び
動作の高速性の向上を図ることにある。
The present invention has been made in view of the problems of the first and second prior arts, and has as its object the conventional wiring capacitance regardless of the number of simultaneously operating level conversion circuits. The wiring capacity on the output side of the level conversion circuit is driven at high speed with low power consumption, without needless power consumption other than the current consumption required to drive the power supply. The goal is to improve.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、コンデンサー等を用いて電荷を蓄積
し、この蓄積した電荷をレベル変換回路の出力ノードの
電位変化に再利用する構成とすることにより、従来のよ
うな無駄な消費電力をなくすこととする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electric charge is accumulated by using a capacitor or the like, and the accumulated electric charge is reused for a potential change of an output node of a level conversion circuit. By doing so, it is possible to eliminate unnecessary power consumption as in the related art.

【0015】すなわち、請求項1記載の発明のレベル変
換回路の具体的な構成は、異なる2つの値に変化する信
号を入力とすると共にクロック信号に同期して動作し、
前記入力信号の振幅値を他の振幅値に変換して単一の出
力ノードから出力するインバータ型のレベル変換回路で
あって、第1の電位にプリチャージされる第1の電荷供
給手段と、前記第1の電位とは異なる第2の電位にプリ
チャージされる第2の電荷供給手段と、前記両電荷供給
手段のうち何れか一方を前記入力信号に応じて選択し、
選択した電荷供給手段に蓄積された電荷を前記出力ノー
ドに放電する放電手段とを備える構成である。
That is, a specific configuration of the level conversion circuit according to the first aspect of the present invention receives a signal that changes to two different values and operates in synchronization with a clock signal.
An inverter-type level conversion circuit that converts the amplitude value of the input signal into another amplitude value and outputs the converted signal from a single output node, wherein first charge supply means is precharged to a first potential; A second charge supply unit that is precharged to a second potential different from the first potential, and one of the two charge supply units is selected according to the input signal;
Discharging means for discharging the charge accumulated in the selected charge supply means to the output node.

【0016】また、請求項2記載の発明のレベル変換回
路の具体的な構成は、異なる2つの値に変化する信号を
入力とすると共にクロック信号に同期して動作し、前記
入力信号の振幅値を他の振幅値に変換して2個の出力ノ
ードから出力する相補型のレベル変換回路であって、第
1の電位にプリチャージされる第1の電荷供給手段と、
前記第1の電位とは異なる第2の電位にプリチャージさ
れる第2の電荷供給手段と、前記入力信号に応じて、前
記第1の電荷供給手段に蓄積された電荷を前記2個の出
力ノードのうち何れか一方に放電すると共に前記第2の
電荷供給手段に記憶された電荷を他方の出力ノードに放
電する放電手段とを備える構成である。
A specific configuration of the level conversion circuit according to the second aspect of the present invention receives a signal that changes to two different values as input, operates in synchronization with a clock signal, and outputs an amplitude value of the input signal. To a different amplitude value and outputting from two output nodes, a first charge supply means precharged to a first potential,
A second charge supply unit that is precharged to a second potential that is different from the first potential, and charges the charge accumulated in the first charge supply unit in response to the input signal; Discharging means for discharging to one of the nodes and discharging the charge stored in the second charge supply means to the other output node.

【0017】更に、請求項3記載の発明は、前記請求項
1又は請求項2記載のレベル変換回路において、出力ノ
ードを、第1の電荷供給手段の第1の電位と第2の電荷
供給手段の第2の電位との間の第3の電位にプリチャー
ジするプリチャージ回路を備える構成である。
According to a third aspect of the present invention, in the level conversion circuit of the first or second aspect, the output node is connected to the first potential of the first charge supply means and the second charge supply means. And a precharge circuit for precharging to a third potential between the second potential and the second potential.

【0018】加えて、請求項4記載の発明は、前記請求
項3記載のレベル変換回路において、相補型のレベル変
換回路において、プリチャージ回路は、2個の出力ノー
ドを短絡するもので構成する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the level conversion circuit of the third aspect, in the complementary level conversion circuit, the precharge circuit is configured to short-circuit two output nodes. .

【0019】更に加えて、請求項5記載の発明のレベル
変換回路の制御方法の具体的な構成は、クロック信号の
1周期内の第1の期間にプリチャージ回路により出力ノ
ードを第3の電位にプリチャージすると共に、前記クロ
ック信号の1周期内の第2の期間に第1の電荷供給手段
及び第2の電荷供給手段を各々第1の電位及び第2の電
位にプリチャージし、前記クロック信号の1周期内の前
記第1の期間及び第2の期間の後の第3の期間に放電手
段により電荷供給手段にプリチャージされた電荷を出力
ノードに放電させる構成である。
In addition, in a specific configuration of the control method of the level conversion circuit according to the present invention, the output node is set to the third potential by the precharge circuit in the first period within one cycle of the clock signal. And precharges the first charge supply means and the second charge supply means to a first potential and a second potential, respectively, in a second period within one cycle of the clock signal, In a third period after the first period and the second period in one cycle of the signal, the charge precharged to the charge supply unit by the discharge unit is discharged to the output node.

【0020】また、請求項6記載の発明では、請求項2
記載のレベル変換回路において、第1の電荷供給手段又
は第2の電荷供給手段は、高電位の電源線により構成さ
れる構成である。
Further, according to the invention described in claim 6, according to claim 2,
In the level conversion circuit described above, the first charge supply means or the second charge supply means is configured by a high-potential power supply line.

【0021】更に、請求項7記載の発明では、前記請求
項2記載のレベル変換回路において、第1の電荷供給手
段又は第2の電荷供給手段は、低電位の電源線により構
成される構成である。
Further, in the invention according to claim 7, in the level conversion circuit according to claim 2, the first charge supply means or the second charge supply means is constituted by a low potential power supply line. is there.

【0022】加えて、請求項8記載の発明の具体的な構
成は、前記請求項1、2又は5記載の発明の電荷供給手
段を特定し、この電荷供給手段を、コンデンサーにより
構成し、前記コンデンサーの容量値と出力ノードの寄生
容量値との比を、実現したい出力ノードの電位と前記出
力ノードのプリチャージ電位である第2の電位との電位
差と、前記コンデンサーのプリチャージ電位である第1
の電位と前記出力ノードの電位との電位差と,の比にな
るように設定する構成である。
In addition, a specific configuration of the invention according to claim 8 specifies the charge supply means of the invention according to claim 1, 2, or 5, and the charge supply means is constituted by a capacitor. The ratio between the capacitance value of the capacitor and the parasitic capacitance value of the output node is determined by the potential difference between the potential of the output node to be realized and the second potential which is the precharge potential of the output node, and the second difference which is the precharge potential of the capacitor. 1
And the potential difference between the potential of the output node and the potential of the output node.

【0023】更に加えて、請求項9記載の発明の半導体
集積回路の具体的な構成は、異なる2つの値に変化する
信号を入力とすると共にクロック信号に同期して動作
し、前記入力信号の振幅値を他の振幅値に変換して出力
ノードから出力するレベル変換回路を複数個有し、前記
複数個のレベル変換回路のうち2個のレベル変換回路相
互で、出力ノードでの電荷の移動方向が反対で且つ時間
に対する電荷の絶対値が同じである電荷量変化特性を有
するように設定する電荷量変化特性均等手段と、前記電
荷量変化特性が均等な2個のレベル変化回路相互で電荷
の移動を行わせる電荷再配分手段とを備える構成であ
る。
In addition, a specific configuration of the semiconductor integrated circuit according to the ninth aspect of the present invention receives a signal that changes to two different values, operates in synchronization with a clock signal, and operates in synchronization with a clock signal. A plurality of level conversion circuits for converting an amplitude value to another amplitude value and outputting the converted value from an output node are provided. Two of the plurality of level conversion circuits transfer charges at the output node between the two level conversion circuits. Charge amount change characteristic equalizing means for setting the charge amount change characteristics in opposite directions and having the same absolute value of the charge with respect to time; and charge transfer between two level change circuits having the same charge amount change characteristics. And a charge redistribution means for performing the movement of the charge.

【0024】また、請求項10記載の発明は、前記請求
項9記載の半導体集積回路において、複数個のレベル変
換回路は、各々、出力が相補である2個の出力ノードを
有する相補型のレベル変換回路である構成である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the ninth aspect, each of the plurality of level conversion circuits has a complementary level having two output nodes whose outputs are complementary. The configuration is a conversion circuit.

【0025】更に、請求項11記載の発明は、前記請求
項10記載の半導体集積回路において、複数個のレベル
変換回路は、請求項6記載の1個のレベル変換回路と、
請求項7記載の1個のレベル変換回路とから成り、前記
2個のレベル変換回路が高電位の電源線と低電位の電源
線との間に直列に配置される構成である。
According to a further aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the tenth aspect, the plurality of level converting circuits include one level converting circuit according to the sixth aspect,
According to a seventh aspect of the present invention, the two level conversion circuits are arranged in series between a high-potential power supply line and a low-potential power supply line.

【0026】更に加えて、請求項12記載の発明は、請
求項10記載の半導体集積回路において、複数個のレベ
ル変換回路は、請求項2記載の1個又は複数個のレベル
変換回路と、請求項6記載の1個のレベル変換回路と、
請求項7記載の1個のレベル変換回路とから成り、前記
複数個のレベル変換回路が高電位の電源線と低電位の電
源線との間に直列に配置される構成である。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the tenth aspect, the plurality of level conversion circuits are one or more level conversion circuits of the second aspect. Item 1, one level conversion circuit;
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided one level conversion circuit, wherein the plurality of level conversion circuits are arranged in series between a high-potential power line and a low-potential power line.

【0027】また、請求項13記載の発明は、前記請求
項10、11又は12記載の半導体集積回路において、
高電位の電源線の電位と、低電位の電源線の電位との中
間値の電位と比較して高い電位を出力ノードから出力す
るレベル変換回路のトランジスターはP型のMOSFETで構
成され、低い電位を出力ノードから出力するレベル変換
回路のトランジスターはN型のMOSFETで構成される構成
である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the tenth, eleventh or twelfth aspect,
The transistor of the level conversion circuit that outputs a higher potential from the output node as compared with the potential of an intermediate value between the potential of the high potential power supply line and the potential of the low potential power supply line is formed of a P-type MOSFET, and has a low potential. Is output from the output node, the transistors of the level conversion circuit are configured by N-type MOSFETs.

【0028】更に、請求項14記載の発明は、前記請求
項10、11、12又は13記載の半導体集積回路にお
いて、電荷量変化特性均等手段は、寄生容量値がほぼ同
一値の2個の出力ノードを同電位にプリチャージするプ
リチャージ手段と、電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前
記電荷蓄積手段を前記所定電位とは異なる電位に充電す
る充電手段とからなる構成である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the tenth, eleventh, twelfth, or thirteenth aspect, the charge amount variation characteristic equalizing means includes two output terminals having substantially the same parasitic capacitance value. The circuit comprises precharge means for precharging the nodes to the same potential, charge accumulation means for accumulating charges, and charging means for charging the charge accumulation means to a potential different from the predetermined potential.

【0029】加えて、請求項15記載の発明は、前記請
求項14記載の半導体集積回路において、充電手段は、
電荷蓄積手段を、電荷再配分を行う2個のレベル変換回
路の各プリチャージ電位の間の電位に充電するものであ
る構成である。
In addition, the invention according to claim 15 is the semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein the charging means comprises:
In this configuration, the charge storage means is charged to a potential between the precharge potentials of the two level conversion circuits for performing the charge redistribution.

【0030】更に加えて、請求項16記載の発明は、前
記請求項15記載の半導体集積回路において、電荷蓄積
手段は、電荷再配分を行う2個のレベル変換回路で共用
されるものである構成である。
[0030] In addition, the invention according to claim 16 is the semiconductor integrated circuit according to claim 15, wherein the charge storage means is shared by two level conversion circuits that perform charge redistribution. It is.

【0031】また、請求項17記載の発明は、前記請求
項16記載の発半導体集積回路において、電荷蓄積手段
は、電荷再配分を行う2個のレベル変換回路で共用さ
れ、充電手段は、電荷再配分を行う一方のレベル変換回
路のプリチャージ電位近傍と、他方ののレベル変換回路
のプリチャージ電位近傍とに交互に充電するものであ
り、前記2個のレベル変換回路の入力は信号の変化周期
が相互に半周期ずれて設定されるものである構成であ
る。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the sixteenth aspect, the charge accumulating means is shared by two level conversion circuits which perform charge redistribution, and the charging means is a charge accumulating means. The charge is alternately charged to the vicinity of the precharge potential of one of the level conversion circuits for redistribution and the vicinity of the precharge potential of the other level conversion circuit. In this configuration, the periods are set to be shifted from each other by a half period.

【0032】更に、請求項18記載の発明は、前記請求
項14又は15記載の半導体集積回路において、電荷再
配分手段は、電荷再配分する2個のレベル変換回路の両
電荷蓄積手段の一方を、前記2個のレベル変換回路の一
方のレベル変換回路で高電位側に変化する側の出力ノー
ドに接続すると共に、他方の電荷蓄積手段を他方のレベ
ル変換回路で低電位側に変化する側の出力ノードに接続
するものである構成である。
Further, in the invention according to claim 18, in the semiconductor integrated circuit according to claim 14 or 15, the charge redistribution means comprises one of both charge storage means of the two level conversion circuits for redistributing charges. Connected to the output node of one of the two level conversion circuits which changes to the higher potential side, and the other charge storage means is connected to the output node of the other level conversion circuit which changes to the lower potential side. This is a configuration for connecting to an output node.

【0033】更に加えて、請求項19記載の発明は、前
記請求項10記載の半導体集積回路において、電荷量変
化特性均等手段は、各レベル変換回路において寄生容量
値がほぼ同一値の2個の出力ノードを所定電位にプリチ
ャージし、その各レベル変換回路のプリチャージ電位相
互の電位差を、各々同一値又は前記各レベル変換回路の
寄生容量値の逆数の比に設定するものである構成であ
る。
In addition, in the invention according to claim 19, in the semiconductor integrated circuit according to claim 10, the charge amount change characteristic equalizing means comprises two level conversion circuits having substantially the same parasitic capacitance value in each level conversion circuit. The output node is precharged to a predetermined potential, and the potential difference between the precharge potentials of the respective level conversion circuits is set to the same value or the ratio of the reciprocal of the parasitic capacitance value of each of the level conversion circuits. .

【0034】また、請求項20記載の発明は、前記請求
項19記載の半導体集積回路において、電荷再配分手段
は、プリチャージ電位が隣接して電荷再配分を行うべき
2個のレベル変換回路において、一方のレベル変換回路
で入力に応じて低電位側に変化する出力ノードと、他方
のレベル変換回路で入力に応じて高電位に変化する出力
ノードとを短絡させるものである構成である。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the nineteenth aspect, the charge redistribution means is provided in two level conversion circuits which are adjacent to each other and have a precharge potential to perform charge redistribution. In this configuration, one of the level conversion circuits short-circuits an output node that changes to a low potential side in response to an input, and the other level conversion circuit short-circuits an output node that changes to a high potential in accordance with the input.

【0035】更に、請求項21記載の発明の半導体集積
回路の制御方法は、クロック信号の1周期内の第1の期
間に各レベル変換回路において2個の出力ノードを同電
位にプリチャージする共に、前記クロック信号の1周期
内の第2の期間に、電荷再配分する2個のレベル変換回
路の各電荷蓄積手段を前記電荷再配分する2個のレベル
変換回路の両プリチャージ電位の間の所定電位に充電
し、その後、前記クロック信号の1周期内の前記第1の
期間及び第2の期間の後の第3の期間に、前記電荷再配
分する2個のレベル変換回路の両電荷蓄積手段の一方
を、前記電荷再配分する2個のレベル変換回路の一方の
レベル変換回路で高電位側に変化する側の出力ノードに
接続すると共に、他方の電荷蓄積手段を他方のレベル変
換回路で低電位側に変化する側の出力ノードに接続する
構成である。
Further, in the method of controlling a semiconductor integrated circuit according to the present invention, two output nodes in each level conversion circuit are precharged to the same potential in a first period within one cycle of a clock signal. In a second period within one cycle of the clock signal, each charge accumulating means of the two level conversion circuits for redistributing charges is connected between the two precharge potentials of the two level conversion circuits for redistribution of charges. The two charge conversion circuits of the two level conversion circuits for redistributing the charges during a third period after the first period and the second period within one cycle of the clock signal after charging to a predetermined potential. One of the means is connected to an output node of one of the two level conversion circuits for redistributing the charges, which is changed to a higher potential side, and the other charge storage means is connected to the other level conversion circuit by the other level conversion circuit. Change to low potential side It is configured to connect to the output node of the side to be.

【0036】加えて、請求項22記載の発明は、前記請
求項21記載の半導体集積回路の制御方法において、ク
ロック信号の1周期内の第2の期間に2個の電荷蓄積手
段を充電する電位は、電荷再配分する2個のレベル変換
回路の両プリチャージ電位の間の電位である構成であ
る。
In addition, in the invention according to claim 22, in the method of controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 21, the potential for charging two charge storage means during a second period within one cycle of the clock signal. Is a potential between two precharge potentials of two level conversion circuits for redistributing charges.

【0037】更に加えて、請求項23記載の発明は、前
記請求項21記載の半導体集積回路の制御方法におい
て、クロック信号の1周期内の第2の期間に2個の電荷
蓄積手段を充電する電位は、一方の電荷蓄積手段では、
電荷再配分する2個のレベル変換回路の一方のプリチャ
ージ電位とほぼ同電位であり、他方の電荷蓄積手段で
は、電荷再配分する2個のレベル変換回路の他方のプリ
チャージ電位とほぼ同電位である構成である。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the control method of the semiconductor integrated circuit according to the twenty-first aspect, the two charge storage means are charged in a second period within one cycle of the clock signal. The potential is one of the charge storage means
The potential is substantially the same as the precharge potential of one of the two level conversion circuits for redistributing charges, and the other charge storage means is substantially the same potential as the precharge potential of the other of the two level conversion circuits for redistributing charges. The configuration is as follows.

【0038】また、請求項24記載の発明は、前記請求
項5、21、22又は23記載のレベル変換回路又は半
導体集積回路の制御方法において、第1の期間と第2の
期間とは同一期間である構成である。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the level conversion circuit or the method of controlling a semiconductor integrated circuit according to the fifth, twenty-second, twenty-second, or twenty-third aspects, the first period and the second period are the same period. The configuration is as follows.

【0039】更に、請求項25記載の発明は、前記請求
項19又は請求項20記載の半導体集積回路を制御する
制御方法であって、クロック信号の1周期内の所定期間
に各レベル変換回路において2個の出力ノードを同電位
にプリチャージし、その後、前記クロック信号の1周期
内の前記所定期間の後の期間に、前記電荷再配分する2
個のレベル変換回路の一方のレベル変換回路で高電位側
に変化する側の出力ノードと、他方のレベル変換回路で
低電位側に変化する側の出力ノードとを接続する構成で
ある。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, there is provided a control method for controlling a semiconductor integrated circuit according to the nineteenth or twentieth aspect, wherein each of the level conversion circuits performs a predetermined period within one cycle of a clock signal. The two output nodes are precharged to the same potential, and then the charge redistribution is performed in a period after the predetermined period in one cycle of the clock signal.
In this configuration, one of the level conversion circuits is connected to an output node that changes to a higher potential side in one level conversion circuit, and an output node that changes to a lower potential side in the other level conversion circuit.

【0040】加えて、請求項26記載の発明は、前記請
求項9又は請求項10記載の半導体集積回路において、
2個の電源端子間に配置され、前記2個の電源端子間に
貫通電流が流れないように制御する貫通電流防止手段を
備える構成である。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the ninth or tenth aspect,
In this configuration, a through-current preventing unit is provided between two power supply terminals and controls so that a through-current does not flow between the two power supply terminals.

【0041】また、請求項27記載の発明は、前記請求
項26記載の半導体集積回路において、貫通電流防止手
段は、複数個のトランジスタから成り、前記複数個のト
ランジスタが同時にONしないように制御するものであ
る構成である。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the twenty-sixth aspect, the through current prevention means comprises a plurality of transistors, and controls the plurality of transistors so as not to be simultaneously turned on. It is a configuration that is

【0042】更に、請求項28記載の発明は、前記請求
項27記載の半導体集積回路において、複数個のトラン
ジスタは、レベル変換回路の入力とは異なる独立の制御
信号により制御される構成である。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the twenty-seventh aspect, the plurality of transistors are controlled by an independent control signal different from the input of the level conversion circuit.

【0043】加えて、請求項29記載の発明は、前記請
求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載ののレベル
変換回路又はレベル変換回路の制御方法において、レベ
ル変換回路は複数個備えられ、前記複数個のレベル変換
回路のうち一部に各々備える出力ノードは互いに並列に
接続され、前記並列に接続された複数個の出力ノードが
第1の電荷供給手段又は第2の電荷供給手段に接続され
る構成である。
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, there is provided a level conversion circuit or a method for controlling a level conversion circuit according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh or eighth aspect. Are provided, and output nodes respectively provided in some of the plurality of level conversion circuits are connected in parallel with each other, and the plurality of output nodes connected in parallel are connected to the first charge supply means or the second charge supply means. Is connected to the charge supply means.

【0044】また、請求項30記載の発明は、前記請求
項1、2、3、4、5、6、7又は8記載のレベル変換
回路又はレベル変換回路の制御方法において、レベル変
換回路は複数個備えられ、前記複数個のレベル変換回路
のうち一部に各々備える出力ノードは互いに直列に接続
され、前記直列に接続された複数個の出力ノードの各々
が第1の電荷供給手段又は第2の電荷供給手段に接続さ
れる構成である。
According to a thirtieth aspect of the present invention, in the level conversion circuit or the control method of the level conversion circuit according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth aspect, a plurality of level conversion circuits are provided. Output nodes provided in some of the plurality of level conversion circuits are connected in series with each other, and each of the plurality of output nodes connected in series is connected to the first charge supply unit or the second charge supply unit. Is connected to the charge supply means.

【0045】更に、請求項31記載の発明は、前記請求
項6記載のレベル変換回路において、高電位の電源線は
高電位の外部電源線である構成である。
Further, the invention according to claim 31 is the level conversion circuit according to claim 6, wherein the high potential power supply line is a high potential external power supply line.

【0046】加えて、請求項32記載の発明は、前記請
求項6記載のレベル変換回路において、高電位の電源線
は高電位の内部電源線である構成である。
In addition, the invention according to claim 32 is the level conversion circuit according to claim 6, wherein the high-potential power supply line is a high-potential internal power supply line.

【0047】更に加えて、請求項33記載の発明は、前
記請求項7記載のレベル変換回路において、低電位の電
源線は低電位の外部電源線である構成である。
In addition, the invention according to claim 33 is the level conversion circuit according to claim 7, wherein the low potential power supply line is a low potential external power supply line.

【0048】また、請求項34記載の発明は、前記請求
項7記載の記載のレベル変換回路において、低電位の電
源線は低電位の内部電源線である構成である。
According to a thirty-fourth aspect of the present invention, in the level conversion circuit of the seventh aspect, the low potential power supply line is a low potential internal power supply line.

【0049】更に、請求項35記載の発明は、前記請求
項19,20又は25記載の半導体集積回路又は半導体
集積回路の制御方法において、複数個のレベル変換回路
は、第1の電源と、前記第1の電源の電位とは異なる電
位を有する第2の電源との間に直列に配置され、前記複
数個のレベル変換回路のうち、時間に対する出力ノード
の変化の度合いが大きいレベル変換回路は、残るレベル
変換回路よりも前記第1の電源又は第2の電源に近い位
置に配置される構成である。
Further, according to the invention of claim 35, in the semiconductor integrated circuit or the method of controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 19, 20, or 25, the plurality of level conversion circuits include a first power supply, A level conversion circuit which is arranged in series between a second power supply having a potential different from the potential of the first power supply and has a large change degree of an output node with respect to time among the plurality of level conversion circuits, In this configuration, the circuit is arranged at a position closer to the first power supply or the second power supply than the remaining level conversion circuit.

【0050】加えて、請求項36記載の発明は、前記請
求項35記載の半導体集積回路又は半導体集積回路の制
御方法において、P型のMOSFETで構成されるレベル変換
回路は電位の高い電源に近い側に配置される構成であ
る。
According to a thirty-sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit or the method of controlling a semiconductor integrated circuit according to the thirty-fifth aspect, the level conversion circuit comprising a P-type MOSFET is close to a power supply having a high potential. It is a configuration arranged on the side.

【0051】更に加えて、請求項37記載の発明は、前
記請求項35記載の半導体集積回路又は半導体集積回路
の制御方法において、N型のMOSFETで構成されるレベル
変換回路は電位の低い電源に近い側に配置される構成で
ある。
In addition, the invention according to claim 37 is the semiconductor integrated circuit or the method for controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 35, wherein the level conversion circuit composed of an N-type MOSFET is connected to a power supply having a low potential. It is a configuration arranged on the near side.

【0052】また、請求項38記載の発明は、前記請求
項9記載の半導体集積回路において、複数個のレベル変
換回路を備え、そのうち、時間に対する出力ノードの変
化の度合いが同一の複数のレベル変換回路同志が、第1
の電源と、前記第1の電源の電位とは異なる電位を有す
る第2の電源との間に直列に配置される構成である。
According to a thirty-eighth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the ninth aspect, a plurality of level conversion circuits are provided, wherein a plurality of level conversion circuits having the same degree of change of the output node with respect to time are provided. The comrades are the first
And a second power supply having a potential different from the potential of the first power supply.

【0053】更に、請求項39記載の発明は、前記請求
項38記載の半導体集積回路において、複数個のレベル
変換回路は、時間に対する出力ノードの変化の度合いが
同一のレベル変換回路別にグループ化され、前記各グル
ープ別に各グループに属するレベル変換回路が第1の電
源と第2の電源との間に直列に配置される構成である。
According to a thirty-ninth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the thirty-eighth aspect, the plurality of level conversion circuits are grouped by level conversion circuits having the same degree of change of the output node with respect to time. The level conversion circuits belonging to each group are arranged in series between a first power supply and a second power supply.

【0054】加えて、請求項40記載の発明は、前記請
求項39記載のレベル変換回路において、時間に対する
出力ノードの変化の度合いが大きいレベル変換回路のグ
ループと、時間に対する出力ノードの変化の度合いが小
さいレベル変換回路のグループとでは、動作クロックの
周期が異なる構成である。
In addition, in the invention according to claim 40, in the level conversion circuit according to claim 39, a group of the level conversion circuits whose output nodes have a large degree of change with respect to time, and a degree of change of the output nodes with respect to time. Has a configuration in which the cycle of the operation clock is different from the group of the level conversion circuits having a smaller value.

【0055】更に加えて、請求項41記載の発明は、前
記請求項19,20又は25の半導体集積回路又は半導
体集積回路の制御方法において、電荷量変化特性均等手
段は、前記複数個のレベル変換回路の動作クロックの周
期の整数倍の周期で電源との接続を制御する構成であ
る。
In addition, in the invention according to claim 41, in the semiconductor integrated circuit or the method of controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 19, 20 or 25, the charge amount change characteristic equalizing means includes the plurality of level conversion circuits. In this configuration, the connection to the power supply is controlled at a cycle that is an integral multiple of the cycle of the operation clock of the circuit.

【0056】また、請求項42記載の発明は、前記請求
項9〜請求項41記載の半導体集積回路において、第1
の電源と第2の電源との間に直列に配置された複数個の
レベル変換回路の出力ノードには、各々、対応する出力
ノードの電位を検出する電位検出手段が接続され、前期
複数個の電位検出手段のうち、レベル変換回路の出力ノ
ードのプリチャージ電位が前記第1の電源と第2の電源
との間の中間電位より高い側のレベル変換回路の出力ノ
ードに対応する電位検出手段は、N型のMOSFETで構成さ
れ、前記中間電位より低い側のレベル変換回路の出力ノ
ードに対応する電位検出手段は、P型のMOSFETで構成さ
れる構成である。
The invention according to claim 42 is the semiconductor integrated circuit according to claim 9 to claim 41, wherein
Potential detecting means for detecting the potential of the corresponding output node is connected to output nodes of a plurality of level conversion circuits arranged in series between the power supply and the second power supply. Among the potential detection means, the potential detection means corresponding to the output node of the level conversion circuit on the side where the precharge potential of the output node of the level conversion circuit is higher than the intermediate potential between the first power supply and the second power supply is , N-type MOSFETs, and the potential detection means corresponding to the output node of the level conversion circuit on the side lower than the intermediate potential is constituted by a P-type MOSFET.

【0057】更に、請求項43記載の発明は、前記請求
項42記載の半導体集積回路において、N型のMOSFETで
構成された電位検出手段の出力は、CMOS型のフリッ
プフロップ回路のN型のペアトランジスタの各々のソー
ス部に接続され、P型のMOSFETで構成された電位検出回
路の出力は、CMOS型のフリップフロップ回路のP型
のペアトランジスタの各々のソース部に接続される構成
である。
According to a thirty-third aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the thirty-second aspect, an output of the potential detecting means constituted by an N-type MOSFET is an N-type pair of a CMOS flip-flop circuit. The output of the potential detection circuit which is connected to each source of the transistor and is configured by a P-type MOSFET is connected to each source of a pair of P-type transistors of a CMOS flip-flop circuit.

【0058】加えて、請求項44記載の発明は、請求項
9記載の半導体集積回路を制御する制御方法であって、
複数個のレベル変換回路の各出力ノードからの出力は、
2以上の並列データとして外部に転送され、前記2以上
の並列データは、予め、第1の電源の電位と第2の電源
の電位との間の有限の電位差の範囲内を複数に分割した
各々の電圧範囲を用いて外部に転送される構成である。
In addition, the invention according to claim 44 is a control method for controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein
The output from each output node of the plurality of level conversion circuits is
The two or more pieces of parallel data are transferred outside as two or more pieces of parallel data, and each of the two or more pieces of parallel data is divided into a plurality of pieces in advance within a finite potential difference between the potential of the first power supply and the potential of the second power supply. Is transferred to the outside using the above voltage range.

【0059】更に加えて、請求項45記載の発明は、前
記請求項44記載の半導体集積回路の制御方法におい
て、有限の電位差の分割数は並列データ転送数と同数で
ある構成である。
Further, according to a forty-fifth aspect, in the method for controlling a semiconductor integrated circuit according to the forty-fourth aspect, the number of divisions of the finite potential difference is the same as the number of parallel data transfers.

【0060】また、請求項46記載の発明は、前記請求
項9記載の半導体集積回路において、複数個のレベル変
換回路は、第1の電源と、前記第1の電源の電位とは異
なる電位を有する第2の電源との間に直列に配置され、
前記第1の電源と第2の電源との間に比較的容量の大き
いデカップリングコンデンサーが接続される構成として
いる。する。
According to a forty-sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the ninth aspect, the plurality of level conversion circuits include a first power supply and a potential different from the potential of the first power supply. And a second power supply having
A relatively large-capacity decoupling capacitor is connected between the first power supply and the second power supply. I do.

【0061】更に、請求項47記載の発明は、前記請求
項46記載の半導体集積回路において、第1の電源及び
第2の電源は内部電源であり、この第1の内部電源と第
2の内部電源との間にデカップリングコンデンサーが接
続される構成である。
According to a forty-seventh aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the forty-sixth aspect, the first power supply and the second power supply are internal power supplies, and the first internal power supply and the second internal power supply are provided. In this configuration, a decoupling capacitor is connected between the power supply and the power supply.

【0062】加えて、請求項48記載の発明は、前記請
求項46記載の半導体集積回路において、第1の電源及
び第2の電源は外部電源であり、この第1の外部電源と
第2の外部電源との間に、レベル変換回路の数に等しい
数のデカップリングコンデンサーが接続され、前記各デ
カップリングコンデンサーは、各々、対応する2個のレ
ベル変換回路の間のノードに接続される構成である。
In addition, in the invention according to claim 48, in the semiconductor integrated circuit according to claim 46, the first power supply and the second power supply are external power supplies, and the first external power supply and the second power supply are connected to each other. A number of decoupling capacitors equal to the number of level conversion circuits are connected to an external power supply, and each of the decoupling capacitors is connected to a node between the corresponding two level conversion circuits. is there.

【0063】更に加えて、請求項49記載の発明は、前
記請求項9記載の半導体集積回路において、複数個のレ
ベル変換回路は、第1の電源と、前記第1の電源の電位
とは異なる電位を有する第2の電源との間に直列に配置
され、前記複数個のレベル変換回路のうち、前記第1の
電源に接続されるレベル変換回路又は前記第2の電源に
接続されるレベル変換回路の出力は、使用されない構成
である。
Further, in the invention according to claim 49, in the semiconductor integrated circuit according to claim 9, the plurality of level conversion circuits are different from a first power supply and a potential of the first power supply. A level conversion circuit connected to the first power supply or a level conversion connected to the second power supply, among the plurality of level conversion circuits, disposed in series between the power supply and a second power supply having a potential; The output of the circuit is in an unused configuration.

【0064】また、請求項50記載の発明は、前記請求
項49記載の半導体集積回路において、複数個のレベル
変換回路の数は、第1の電源に接続されるレベル変換回
路又は第2の電源に接続されるレベル変換回路を除い
て、必要とされる並列データ数に等しい数である構成で
ある。
The invention according to claim 50 is the semiconductor integrated circuit according to claim 49, wherein the number of the plurality of level conversion circuits is one of a level conversion circuit connected to the first power supply and a second power supply. , Except for the level conversion circuit connected to, the number is the same as the required number of parallel data.

【0065】[0065]

【作用】以上の構成により、請求項1〜請求項8、請求
項31〜請求項34記載のレベル変換回路では、電荷供
給手段に電荷を蓄積し、その電荷を出力ノードに放電さ
せて、出力ノードの電位を変化させる。
According to the above construction, in the level conversion circuit according to any one of claims 1 to 8, and 31 to 34, the charge is stored in the charge supply means, and the charge is discharged to the output node, and the output is output. Change the potential of the node.

【0066】その場合、請求項8記載のレベル変換回路
において、電荷供給手段(コンデンサー)の容量値がレ
ベル変換回路の出力ノードの寄生容量値の1/10であ
る場合には、その出力ノードの出力振幅値は入力振幅値
の1/10にレベル変換される。
In this case, if the capacitance value of the charge supply means (capacitor) is 1/10 of the parasitic capacitance value of the output node of the level conversion circuit, the output node of the level conversion circuit may be connected to the output node. The output amplitude value is level-converted to 1/10 of the input amplitude value.

【0067】ここに、レベル変換回路の動作は電荷供給
手段の放電により行われるので、従来のような内部電源
回路を設ける必要がなく、従って貫通電流による無駄な
消費電流の増大を招くことがない。
Here, since the operation of the level conversion circuit is performed by discharging the charge supply means, there is no need to provide an internal power supply circuit as in the prior art, and therefore, unnecessary current consumption due to through current does not increase. .

【0068】また、請求項9〜請求項28、請求項44
及び請求項45記載の発明では、直列に接続された2個
のレベル変換回路において、一方のレベル変換回路で低
電位側に変化する出力ノードが放出する電荷が、他方の
レベル変換回路で高電位側に変化する出力ノードの電位
上昇に再利用されるので、その分、低消費電力化が可能
である。
Further, claims 9 to 28 and claim 44
In the invention according to claim 45, in the two level conversion circuits connected in series, the charge released from the output node that changes to the low potential side in one of the level conversion circuits becomes high potential in the other level conversion circuit. Since it is reused to increase the potential of the output node that changes to the negative side, power consumption can be reduced accordingly.

【0069】特に、請求項21記載の発明では、低電位
側に変化する出力ノードが放出する電荷を電荷蓄積手段
に蓄積し、その蓄積した電荷を高電位側に変化する出力
ノードの電位上昇に再利用するが、請求項25記載の発
明では、出力ノード自体を電荷蓄積手段として、一方の
レベル変換回路で低電位側に変化する出力ノードを直接
に他方のレベル変換回路で低電位側に変化する出力ノー
ドに接続して、電荷の再利用を行うので、電荷蓄積手段
が不要となる。
In particular, according to the present invention, the electric charge released from the output node changing to the low potential side is accumulated in the charge accumulating means, and the accumulated electric charge is raised to the potential rise of the output node changing to the high potential side. In the invention according to the twenty-fifth aspect, the output node itself changes to a low potential side in one level conversion circuit by using the output node itself as a charge storage means, and changes directly to the low potential side in the other level conversion circuit. Since the charge is reused by connecting to the output node, the charge storage means is not required.

【0070】また、請求項29及び請求項30記載の発
明では、レベル変換回路の直列接続数を増加させること
により、小さい容量が作成され、逆にレベル変換回路の
並列接続数を増加させることにより、大きい容量が作成
されて、電気的に実効容量を制御できるので、出力の振
幅分布が簡易に制御される。
Further, according to the present invention, a small capacity is created by increasing the number of serially connected level conversion circuits, and conversely, by increasing the number of parallelly connected level conversion circuits. Since a large capacitance is created and the effective capacitance can be electrically controlled, the amplitude distribution of the output is easily controlled.

【0071】加えて、請求項35〜請求項37記載の発
明では、時間に対する出力ノードの変化の度合いが大き
いレベル変換回路,例えばアドレスをインクリメントし
ていく場合の最下位ビットを担当するレベル変換回路に
ついては、電源線に近い位置に配置されるので、そのレ
ベル変換回路を構成するMOSFETの基板バイアス電圧を小
さくなって、その動作遅延時間が短くなり、その結果、
回路全体の動作安定性が向上する。
In addition, according to the present invention, the level conversion circuit in which the degree of change of the output node with respect to time is large, for example, the level conversion circuit in charge of the least significant bit when the address is incremented. Is located close to the power supply line, the substrate bias voltage of the MOSFETs that make up the level conversion circuit is reduced, and the operation delay time is shortened.
The operation stability of the entire circuit is improved.

【0072】更に加えて、請求項38〜請求項40記載
の発明では、複数個のレベル変換回路が、時間に対する
出力ノードの変化の度合いが同一のレベル変換回路同志
で、第1の電源と第2の電源との間に直列に配置される
ので、その第1の電源と第2の電源との間に配置された
レベル変換回路と、これとは別に第1の電源と第2の電
源との間に配置されたレベル変換回路との間で、動作周
波数を異ならせることができ、大きな低消費電力化が可
能である。
In addition, in the invention according to the thirty-eighth to forty-third aspects, the plurality of level conversion circuits are level conversion circuits having the same degree of change of the output node with respect to time, and are connected to the first power supply and the first power supply. And the second power supply, the level conversion circuit disposed between the first power supply and the second power supply, and the first power supply and the second power supply separately from the first power supply and the second power supply. The operating frequency can be made different from that of the level conversion circuit disposed between the two, and a large reduction in power consumption can be achieved.

【0073】更に、請求項41記載の発明では、電源か
ら電荷供給を受けるレベル変換回路では、動作クロック
の周期の整数倍の周期で電源から電荷供給を受けるの
で、低消費電力化が可能になる。
Further, in the invention according to claim 41, in the level conversion circuit receiving the charge from the power supply, the charge is supplied from the power supply at a cycle that is an integral multiple of the cycle of the operation clock, so that the power consumption can be reduced. .

【0074】加えて、請求項42及び請求項43記載の
発明では、N型のMOSFETで構成された電位検出回路と、
P型のMOSFETで構成された電位検出回路とが、各々、そ
の増幅遅延が少ない範囲で使用されるので、レベル変換
回路の出力電位(基準レベル)が感度良く検出される。
In addition, in the invention according to claim 42 and claim 43, a potential detection circuit constituted by an N-type MOSFET;
Since each of the potential detection circuits composed of P-type MOSFETs is used in a range where the amplification delay is small, the output potential (reference level) of the level conversion circuit can be detected with high sensitivity.

【0075】更に加えて、請求項46〜請求項48記載
の発明では、高電位の電源線と低電位の電源線との間に
配置された容量の大きいデカップリングコンデンサによ
り、電源線に生じるノイズの影響が少なく制限されて、
半導体集積回路の動作の安定性が強化される。
In addition, according to the inventions of claims 46 to 48, noise generated in the power supply line is provided by the large-capacity decoupling capacitor disposed between the high-potential power supply line and the low-potential power supply line. The impact of is less limited,
The operation stability of the semiconductor integrated circuit is enhanced.

【0076】また、請求項49及び請求項50記載の発
明では、電源電圧又は接地線電圧にノイズが発生して
も、その影響は、前記電源電圧又は接地線電圧が印加さ
れるレベル変換回路のみが直接受けて、他の中間に位置
するレベル変換回路の出力には前記ノイズの影響は現れ
ない。従って、ノイズの影響を受けない並列データの出
力が可能である。
Further, according to the inventions of claims 49 and 50, even if noise occurs in the power supply voltage or the ground line voltage, the effect is limited only to the level conversion circuit to which the power supply voltage or the ground line voltage is applied. Directly, and the effect of the noise does not appear on the output of the other intermediate level conversion circuit. Therefore, it is possible to output parallel data that is not affected by noise.

【0077】[0077]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0078】(第1の実施例)図1に示すのは本発明の
第1の実施例の回路の概略図である。図1はクロック信
号に同期して作動するインバータ型のレベル変換回路を
示す。同図において、Vinは入力、Vout は出力ノー
ド、2及び3は相補のクロック信号CLK 、XCLK、Vccは
高電位側の外部電源線、Vssは低電位側の電源線であっ
てアース線により構成される。VM は前記高電位Vccと
低電位Vssとの中間の電位(( Vcc−Vss)/2)の電源線
である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an inverter type level conversion circuit which operates in synchronization with a clock signal. In the figure, Vin is an input, Vout is an output node, 2 and 3 are complementary clock signals CLK, XCLK, and Vcc are high-potential-side external power supply lines, and Vss is a low-potential-side power supply line and is constituted by a ground line. Is done. VM is a power supply line of an intermediate potential ((Vcc-Vss) / 2) between the high potential Vcc and the low potential Vss.

【0079】また、1aは第1のコンデンサであって、
充電された電荷を放電する第1の電荷供給手段として機
能する。1bは同様に充電された電荷を放電する第2の
電荷供給手段としての第2のコンデンサである。
1a is a first capacitor,
It functions as first charge supply means for discharging the charged charge. Reference numeral 1b denotes a second capacitor as second charge supply means for discharging the similarly charged charge.

【0080】また、9は放電手段であって、2個のPMOS
FET 4、5と、2個のNMOSFET 6、7により構成され
る。また、11はプリチャージ回路であって、1個のNM
OSFET 8と、1個のPMOSFET 12により構成される。更
に、70はPMOSFET 、71はNMOSFET であって、各々、
ON動作時に対応する電源線Vcc、Vssを対応するコン
デンサー1a、1bに接続して充電する。
Reference numeral 9 denotes discharge means, which includes two PMOSs.
It comprises FETs 4 and 5 and two NMOSFETs 6 and 7. Reference numeral 11 denotes a precharge circuit, and one NM
An OSFET 8 and one PMOSFET 12 are provided. Further, 70 is a PMOSFET and 71 is an NMOSFET,
At the time of the ON operation, the corresponding power supply lines Vcc and Vss are connected to the corresponding capacitors 1a and 1b for charging.

【0081】前記2個のコンデンサー1a,1bの容量
値CVは相互に等しく、この容量値CVと出力ノードV
out の寄生容量値との比は、実現したい出力ノードVou
t の電位と前記出力ノードVout のプリチャージ電位
(Vcc/2) との電位差と、前記コンデンサー1a,1b
のプリチャージ電位である第1の電位(Vcc( 例えば3.
0V) ,Vss(0V))と前記実現したい出力ノードVout の
電位との電位差と,の比になるように設定される。例え
ば、出力の寄生容量が3pF である場合には、コンデンサ
ーの容量値CVは0.3pF である。
The capacitance values CV of the two capacitors 1a and 1b are equal to each other.
out of the output node Vou
t and the precharge potential of the output node Vout
(Vcc / 2) and the capacitors 1a, 1b
A first potential (Vcc (for example, 3.
0V), Vss (0V)) and the potential difference between the potential of the output node Vout to be realized. For example, when the parasitic capacitance of the output is 3 pF, the capacitance value CV of the capacitor is 0.3 pF.

【0082】次に、前記図1のレベル変換回路の制御方
法を図2に従って説明する。
Next, a control method of the level conversion circuit of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0083】入力Vinは図2に示すように異なる2つの
値に変化する信号である。また、PMOSFET 4及びNMOSFE
T 7は入力Vinにより制御し、他のPMOSFET 5、12、
70は図2に示すクロック信号CLK(3)で、他のNMOSFET
6、8、71は同図に示す反転クロック信号XCLK(2) で
各々制御する。
The input Vin is a signal that changes to two different values as shown in FIG. In addition, PMOSFET 4 and NMOSFE
T7 is controlled by the input Vin and the other PMOSFETs 5, 12,
70 is a clock signal CLK (3) shown in FIG.
6, 8, and 71 are controlled by the inverted clock signal XCLK (2) shown in FIG.

【0084】すなわち、図2に示すように、クロック信
号CLK(3)の半周期(第1の期間)αでは、プリチャージ
回路11の2個のMOSFET8、12により中間電位の電源
線VM を出力ノードVout に接続し、出力ノードVout
を中間電位にプリチャージする。更に、この半周期αで
は、更に、放電手段9のPMOSFET 5及びNMOSFET 6をO
FFさせると共に、PMOSFET 70及びNMOSFET 71をO
Nさせることにより、高電位側の外部電源線Vccを第1
のコンデンサー1aに、低電位側の外部電源線Vssを第
2のコンデンサー1bに接続して、各々を高電位及び低
電位に充電する。尚、コンデンサー1a,1bに対する
充電は前記期間α(第1の期間と同時期)で行うが、そ
の充電電荷を出力ノードVout ,XVout に出力する関
係上、その出力前の段階であればよく、前記出力ノード
のプリチャージ期間とは異なる期間(第2の期間)であ
ってもよい。
That is, as shown in FIG. 2, in the half cycle (first period) α of the clock signal CLK (3), the power supply line VM of the intermediate potential is output by the two MOSFETs 8 and 12 of the precharge circuit 11. Connected to node Vout and output node Vout
Is precharged to an intermediate potential. Further, in this half cycle α, the PMOSFET 5 and the NMOSFET 6 of the discharging means 9 are further turned off.
FF and PMOSFET 70 and NMOSFET 71
N, the external power supply line Vcc on the high potential side becomes the first
The low-potential-side external power supply line Vss is connected to the second capacitor 1b, and the capacitors 1a and 1b are charged to a high potential and a low potential, respectively. Note that the capacitors 1a and 1b are charged during the period α (the same period as the first period). However, the charge may be output to the output nodes Vout and XVout, so that the charge may be performed before the output. It may be a period (second period) different from the precharge period of the output node.

【0085】その後、前記クロック信号CLK(3)の半周期
αの後の半周期(第3の期間)βでは、プリチャージ回
路11によるプリチャージを停止すると共に前記PMOSFE
T 70及びNMOSFET 71をOFFさせてコンデンサー1
a,1bの充電を停止し、同時に前記放電回路9のPMOS
FET 5及びNMOSFET 6をONさせる。放電回路9では、
入力Vinに応じてPMOSFET 5又はNMOSFET 6の何れか一
方がONし、従って、何れか一方のコンデンサー1a,
1bに充電されていた電荷が放電回路9を経て出力ノー
ドVout に放電される。
Thereafter, in a half cycle (third period) β after the half cycle α of the clock signal CLK (3), the precharge by the precharge circuit 11 is stopped and the PMOSFE
Turn off T70 and NMOSFET 71 and set capacitor 1
a, 1b are stopped, and at the same time, the PMOS of the discharging circuit 9 is turned off.
The FET 5 and the NMOSFET 6 are turned on. In the discharge circuit 9,
Either the PMOSFET 5 or the NMOSFET 6 is turned on in response to the input Vin, and therefore, any one of the capacitors 1a,
The charge charged to 1b is discharged to the output node Vout via the discharge circuit 9.

【0086】したがって、本実施例では、コンデンサー
1a,1bからの電力損失のない電荷再配分により、出
力ノードVout の電圧レベルを小振幅にしているので、
従来のように、低電圧の電源電圧をチップ内部に内蔵す
る必要はなく、余分に設けた内部電源回路で消費する直
流電流的な貫通電流が消費電流を増加させたり、内部電
源回路部での電圧降下で余分な電力を消費することを回
避できる。
Therefore, in this embodiment, the voltage level of the output node Vout is made small by the charge redistribution without power loss from the capacitors 1a and 1b.
Unlike in the past, it is not necessary to incorporate a low-voltage power supply voltage inside the chip, and a direct current like a DC current consumed by an extra internal power supply circuit increases current consumption, Excessive power consumption due to voltage drop can be avoided.

【0087】また、入力MOSFET4、7のソース電圧は、
前記コンデンサー1a,1bがハイ側は電源電圧Vcc付
近の高い電圧、ロウ側は接地電圧Vss付近の低い電圧を
動作の初期に保持しているので、実効的に前記入力MOSF
ET4、7がオンし易くなり、従って、従来のように小振
幅の出力を得ようとする場合の遅延時間td1 が大きくな
ることはなく、本実施例の遅延時間td2 を小さくできる
効果を奏する。
The source voltages of the input MOSFETs 4 and 7 are
Since the capacitors 1a and 1b hold a high voltage near the power supply voltage Vcc on the high side and a low voltage near the ground voltage Vss on the low side at the beginning of the operation, the input MOSF is effectively set.
The ETs 4 and 7 are easily turned on, so that the delay time td1 in the case of obtaining an output with a small amplitude does not increase as in the related art, and there is an effect that the delay time td2 of the present embodiment can be reduced.

【0088】(第2の実施例)次に本発明の第2の実施
例を図3を用いて説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0089】本実施例は入力及び出力が相補型のレベル
変換回路に適用した実施例を示す。同図において、Vi
n、XVinは相補の入力、Vout 、XVout は相補の出
力ノードである。9´は放電手段であって、入力側に配
置された2個のNMOSFET 13、13と、2個のPMOSFET
14、14とから成る。11´はプリチャージ手段であ
って、出力側に配置されたPMOSFET 17により構成され
る。1a、1bは前記第1の実施例と同様の電荷供給手
段としてのコンデンサーである。また、19はNMOSFET
、20はPMOSFET 、Vcは所定電位の電源線、Vsは
前記電源線Vcよりも低い他の電位の電源線であって、
アース線により構成される。前記コンデンサー1aは電
源線Vcの電位に充電され、他のコンデンサー1bは電
源線Vsの電位に充電される。
This embodiment shows an embodiment applied to a level conversion circuit whose inputs and outputs are complementary. In FIG.
n and XVin are complementary inputs, and Vout and XVout are complementary output nodes. 9 'is a discharge means, which is composed of two NMOSFETs 13, 13 and two PMOSFETs arranged on the input side.
14 and 14. 11 'is a precharge means, which is constituted by a PMOSFET 17 disposed on the output side. Reference numerals 1a and 1b denote capacitors as charge supply means similar to the first embodiment. 19 is NMOSFET
, 20 are PMOSFETs, Vc is a power supply line of a predetermined potential, Vs is a power supply line of another potential lower than the power supply line Vc,
It is composed of a ground wire. The capacitor 1a is charged to the potential of the power supply line Vc, and the other capacitor 1b is charged to the potential of the power supply line Vs.

【0090】前記放電手段9´の2個のNMOSFET 13、
13は、コンデンサー1aの電荷を相補の出力ノードV
out 、XVout に放電可能であり、前記2個のPMOSFET
14、14はコンデンサー1bの電荷を相補の出力ノー
ドVout 、XVout に放電可能である。また、前記プリ
チャージ手段11´のPMOSFET 17は、相補の出力ノー
ドVout 、XVout を短絡することにより、相補の出力
ノードVout 、XVout を同電位にプリチャージする。
The two NMOSFETs 13 of the discharging means 9 ′
13 is a complementary output node V
out, XVout, and the two PMOSFETs
14 and 14 are capable of discharging the charge of the capacitor 1b to complementary output nodes Vout and XVout. The PMOSFET 17 of the precharge means 11 'short-circuits the complementary output nodes Vout and XVout to precharge the complementary output nodes Vout and XVout to the same potential.

【0091】前記コンデンサー1a,1bは同一の容量
値CVであり、この容量値CVは、前記各出力ノードV
out 、XVout の寄生容量値を同一値として、その各寄
生容量値との比が、実現したい出力ノードVout 、XV
out 相互の出力振幅値と、前記コンデンサー1a,1b
を充電する各々の電位と出力ノードVout 、XVout の
プリチャージ電位との電位差との比になるように設定さ
れる。
The capacitors 1a and 1b have the same capacitance value CV.
out and XVout are the same, and the ratio of each of the parasitic capacitances to the output nodes Vout and XV
out Mutual output amplitude values and the capacitors 1a and 1b
Is set to be a ratio of the potential difference between each potential for charging the output node and the precharge potential of the output nodes Vout and XVout.

【0092】次に、図3のレベル変換回路の制御方法を
説明する。放電回路9´の入力側の2個のNMOSFET 1
3、13のうち一方及び2個のPMOSFET 14、14のう
ち何れか一方を相補の入力Vin、XVinの何れか一方で
制御し、他方のNMOSFET 13及びPMOSFET 14を残る相
補の入力により制御する。また、プリチャージ回路11
´のPMOSFET 17、及びPMOSFET 20をクロック信号CL
K で制御し、NMOSFET 19を反転クロック信号XCLKで制
御する。前記相補のクロック信号CLK ,XCLK、及び相補
の入力Vin、XVinは図5に示される。
Next, a control method of the level conversion circuit of FIG. 3 will be described. Two NMOSFETs 1 on the input side of the discharge circuit 9 '
One of the PMOSFETs 3 and 13 and one of the two PMOSFETs 14 and 14 are controlled by one of the complementary inputs Vin and XVin, and the other NMOSFET 13 and the PMOSFET 14 are controlled by the remaining complementary inputs. The precharge circuit 11
The PMOSFET 17 and the PMOSFET 20 are connected to the clock signal CL.
K, and the NMOSFET 19 is controlled by the inverted clock signal XCLK. The complementary clock signals CLK and XCLK and the complementary inputs Vin and XVin are shown in FIG.

【0093】続いて、前記図3のレベル変換回路の動作
を図5に基いて説明する。
Next, the operation of the level conversion circuit shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.

【0094】図5において、クロック信号の1周期内の
前半の半周期α、即ち相補の入力Vin,XVinが同一値
である期間では、プリチャージ回路11´のPMOSFET 1
7がONし、相補の出力ノードVout 、XVout が短絡
されて同一電位にプリチャージされる。また、この半周
期αでは、放電回路9´の4個のMOSFET13、14がO
FFすると共に、NMOSFET 19及びPMOSFET 20がON
して、コンデンサー1aは低電位側の電源線Vsの低電
位に充電され、コンデンサー1bは高電位側の電源線V
cの高電位が充電される。
In FIG. 5, during the first half period α of one cycle of the clock signal, that is, during the period when the complementary inputs Vin and XVin have the same value, the PMOSFET 1 of the precharge circuit 11 'is not changed.
7 turns ON, the complementary output nodes Vout and XVout are short-circuited and precharged to the same potential. In this half cycle α, the four MOSFETs 13 and 14 of the discharge circuit 9 ′
FF and NMOSFET 19 and PMOSFET 20 are ON
Then, the capacitor 1a is charged to the low potential of the low potential side power supply line Vs, and the capacitor 1b is charged to the high potential side power supply line Vs.
The high potential of c is charged.

【0095】次いで、クロック信号の1周期内の後半の
半周期β、即ち相補の入力Vin,XVinに所定電位差が
現れる期間では、プリチャージ回路11´のPMOSFET 1
7、NMOSFET 19及びPMOSFET 20がOFFし、放電回
路9´の上側のNMOSFET 13と下側のPMOSFET 14とが
ONして、低電位に充電されたコンデンサー1aの電荷
が一方の出力ノードVout に放電されると共に、高電位
に充電されたコンデンサー1aの電荷が一方の出力ノー
ドXVout に放電される。その結果、相補の出力ノード
Vout ,XVout には、下記の電位差(振幅値)ΔVの
出力が現れる。
Next, during the latter half cycle β of one cycle of the clock signal, that is, during the period when a predetermined potential difference appears between the complementary inputs Vin and XVin, the PMOSFET 1 of the precharge circuit 11 'is turned on.
7, the NMOSFET 19 and the PMOSFET 20 are turned off, the upper NMOSFET 13 and the lower PMOSFET 14 of the discharge circuit 9 'are turned on, and the charge of the capacitor 1a charged to a low potential is discharged to one output node Vout. At the same time, the charge of the capacitor 1a charged to a high potential is discharged to one output node XVout. As a result, outputs having the following potential difference (amplitude value) ΔV appear at the complementary output nodes Vout and XVout.

【0096】ΔV=2×Vcc(1+CD /CV ) CD :相補の出力ノードVout ,XVout の寄生容量
値) したがって、本実施例においても、前記第1の実施例と
同様に、コンデンサー1a,1bからの電力損失のない
電荷再配分により、相補の出力ノードVout ,XVout
の電圧レベルを小振幅にしているので、従来のように低
電圧の電源電圧をチップ内部に内蔵する場合での貫通電
流による消費電流の増加や、内部電源回路部での電圧降
下による余分な電力の消費を回避することができる。
ΔV = 2 × Vcc (1 + CD / CV) CD: Complementary output nodes Vout, parasitic capacitance of XVout) Therefore, in this embodiment, as in the first embodiment, the capacitors 1a, 1b Output nodes Vout, XVout
Voltage level is small, the current consumption increases due to through current when a low-voltage power supply voltage is built in the chip as in the past, and extra power is generated due to the voltage drop in the internal power supply circuit. Consumption can be avoided.

【0097】(第2の実施例の第1の変形例)図4は図
3のレベル変換回路の一部を変形したレベル変換回路を
示す。図4のレベル変換回路は、前記図3のレベル変換
回路では、低電位に充電されるコンデンサー1aと、高
電位に充電されるコンデンサー1bとを設けたのに代
え、1個のコンデンサー1のみを設け、このコンデンサ
ー1の両プレート電極の一方を電源線Vcの高電位に充
電し、他方のプレート電極を電源線Vsの低電位に充電
し、前記相補の入力Vin,XVinに所定電位差が現れる
期間βでコンデンサー1の各プレート電極を各々相補の
出力ノードVout ,XVout の一方に接続したものであ
る。
(First Modification of Second Embodiment) FIG. 4 shows a level conversion circuit obtained by partially modifying the level conversion circuit of FIG. The level conversion circuit of FIG. 4 differs from the level conversion circuit of FIG. 3 in that a capacitor 1a charged to a low potential and a capacitor 1b charged to a high potential are provided, and only one capacitor 1 is used. A period in which one of the plate electrodes of the capacitor 1 is charged to the high potential of the power supply line Vc, the other plate electrode is charged to the low potential of the power supply line Vs, and a predetermined potential difference appears between the complementary inputs Vin and XVin. At β, each plate electrode of the capacitor 1 is connected to one of the complementary output nodes Vout and XVout.

【0098】本変形例によれば、前記第2の実施例に比
し、コンデンサーの個数を2個から1個に低減できるの
で、コンデンサーのレイアウト面積を半減できる効果を
奏する。
According to this modification, the number of capacitors can be reduced from two to one as compared with the second embodiment, so that the layout area of the capacitors can be reduced by half.

【0099】(第2の実施例の第2の変形例)図6
(a)及び(b)は前記図3のレベル変換回路の第2の
変形例を示す。前記図3では電荷供給手段として2個の
コンデンサー1a及び1bを設けたのに代え、1個のコ
ンデンサー1(電荷供給手段)のみを設け、他の電荷供
給手段は、同図(a)では高電位の電源線Vccで構成
する一方、同図(b)では低電位の電源線Vssで構成
し、入力Vin,XVinに応じて放電手段9´の2個のNM
OSFET 13,13の何れか一方がONした場合に、各々
前記高電位の電源線Vccの電荷及び低電位の電源線V
ssの電荷を前記ONしたNMOSFET 13を経て相補の出
力Vout ,XVout の何れか一方に放電するように構成
したものである。その他の構成は、図3と同様であるの
で、その説明を省略する。
(Second Modification of Second Embodiment) FIG. 6
(A) and (b) show a second modification of the level conversion circuit of FIG. In FIG. 3, instead of providing two capacitors 1a and 1b as charge supply means, only one capacitor 1 (charge supply means) is provided, and other charge supply means are high in FIG. In FIG. 4B, the power supply line Vcc is constituted by a low-potential power supply line Vss, and the two NMs of the discharging means 9 'are formed in accordance with the inputs Vin and XVin.
When one of the OSFETs 13 and 13 is turned on, the charge of the high potential power supply line Vcc and the low potential power supply
The ss charge is discharged to one of the complementary outputs Vout and XVout via the NMOSFET 13 which has been turned on. Other configurations are the same as those in FIG. 3, and thus description thereof will be omitted.

【0100】(第3の実施例)図7は本発明の第3の実
施例の半導体集積回路を示し、前記図6(a)の相補型
のレベル変換回路を上段に配置し、同図(b)の相補型
のレベル変換回路を下段に配置している。前記上段のレ
ベル変換回路は、2個の入力ゲートMOSFET16,16は
PMOSFET より成り、下段のレベル変換回路の2個のMOSF
ET15,15はNMOSFET より成り、プリチャージ回路を
構成するMOSFET18もNMOSFET から成る。
(Third Embodiment) FIG. 7 shows a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention, in which the complementary level conversion circuit shown in FIG. The complementary level conversion circuit of b) is arranged in the lower stage. The upper level conversion circuit includes two input gate MOSFETs 16
It consists of PMOSFET, and two MOSFs of the lower level conversion circuit
The ETs 15 and 15 are composed of NMOSFETs, and the MOSFET 18 constituting the precharge circuit is also composed of NMOSFETs.

【0101】また、各コンデンサー1a,1bは各々NM
OSFET 20a,20bを介して中間電位の電源線VM に
接続される。電源線VM の中間電位は高電位の電源線V
ccの電位と低電位の電源線Vssの電位との中間値の
電位(VM =(Vcc−Vss)/2)である。前記2
個のNMOSFET 20a,20bは共に反転クロック信号XC
LKにより制御される。尚、図中21は2個のコンデンサ
ー1a,1bの電位を共通にするためのNMOSFET であっ
て、反転クロック信号XCLKにより制御される。
Each of the capacitors 1a and 1b has a NM
The power supply line VM is connected to an intermediate potential power supply line VM via the OSFETs 20a and 20b. The intermediate potential of the power supply line VM is a high potential power supply line V
It is a potential (VM = (Vcc-Vss) / 2) of an intermediate value between the potential of cc and the potential of the low potential power supply line Vss. 2 above
NMOSFETs 20a and 20b are both inverted clock signals XC
Controlled by LK. In the figure, reference numeral 21 denotes an NMOSFET for making the potentials of the two capacitors 1a and 1b common, and is controlled by an inverted clock signal XCLK.

【0102】他の構成は、図6(a)及び(b)の構成
と同様であるので、対応する部分に同一符号を付してそ
の説明を省略する。
The other structures are the same as those shown in FIGS. 6A and 6B, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0103】次に、前記半導体集積回路の制御の方法を
説明する。
Next, a method of controlling the semiconductor integrated circuit will be described.

【0104】図8に示すように上段のレベル変換回路の
相補入力Vin1 、XVin1 は入力ゲートPMOSFET 16、
PMOSFET 14を完全にON及びOFFできる電位を持
ち、下段のレベル変換回路の相補入力Vin2 、XVin2
も入力ゲートPMOSFET 13、PMOSFET 15を完全にON
及びOFFできる電位を持つ。
As shown in FIG. 8, the complementary inputs Vin1 and XVin1 of the upper level conversion circuit are input gate PMOSFETs 16,
It has a potential capable of completely turning on and off the PMOSFET 14, and has complementary inputs Vin2 and XVin2 of the lower level conversion circuit.
Also completely turns on the input gate PMOSFET 13 and PMOSFET 15
And a potential that can be turned off.

【0105】同図に示すように、クロック信号の1周期
内の前半の半周期αの期間、即ち相補の入力相互の値が
等しい期間では、各レベル変換回路の相補の出力ノード
Vout1,XVout1及びVout2,XVout2は、各々PMOSFE
T 17及びNMOSFET 18のONによりイコライズされ
る。また、この期間αでは、2個のNMOSFET 20a,2
0bのONにより両コンデンサー1a,1bが中間電位
の電源線VM により中間電位にプリチャージされる。
As shown in the figure, during the first half period α of one cycle of the clock signal, that is, during the period when the values of the complementary inputs are equal to each other, the complementary output nodes Vout1, XVout1, and Vout2 and XVout2 are PMOSFE
Equalized by turning on T 17 and NMOSFET 18. In this period α, the two NMOSFETs 20a, 20a, 2
By turning on 0b, both capacitors 1a and 1b are precharged to the intermediate potential by the power supply line VM of the intermediate potential.

【0106】その後、クロック信号の1周期内の後半の
半周期βの期間、即ち相補の入力間に電位差が生じて例
えば入力XVin1 が低電位Vssに低下し、入力Vin2
が高電位Vccに上昇する期間では、上段のレベル変換
回路では、高電位の電源線Vccが前記入力XVin1 で
制御される側のPMOSFET 16を経て一方の出力ノードX
Vout1に接続されて、この出力ノードXVout1が高電位
に上昇すると共に、他方の出力ノードVout1が前記入力
XVin1 で制御される側のPMOSFET 14を経てコンデン
サー1aに接続されて、他方の出力ノードVout1からコ
ンデンサー1aに向って電流Iuが流れる。
Thereafter, a potential difference occurs between the complementary inputs during the second half period β of one cycle of the clock signal, that is, for example, the input XVin1 drops to the low potential Vss and the input Vin2
During the period when the potential of the output node X rises to the high potential Vcc, in the upper level conversion circuit, the high potential power supply line Vcc passes through the PMOSFET 16 controlled by the input XVin1 to one output node Xcc.
Vout1, the output node XVout1 rises to a high potential, and the other output node Vout1 is connected to the capacitor 1a via the PMOSFET 14 controlled by the input XVin1. The current Iu flows toward the capacitor 1a.

【0107】一方、前記期間βでは、下段のレベル変換
回路では、低電位の電源線Vssが前記入力Vin2 で制
御される側のNMOSFET 13を経て一方の出力ノードVou
t2に接続されて、この出力ノードVout2が低電位Vss
に低下すると共に、他方の出力ノードXVout2が前記入
力Vin2 で制御される側のNMOSFET 15を経てコンデン
サー1bに接続されて、コンデンサー1bから他方の出
力ノードXVout2からに向って電流IL が流れ、他方の
出力ノードXVout2は期間αでのプリチャージ電位より
も上昇する。
On the other hand, in the period β, in the lower level conversion circuit, the low potential power supply line Vss passes through the NMOSFET 13 on the side controlled by the input Vin2 to output one output node Vou.
t2, the output node Vout2 is connected to the low potential Vss.
At the same time, the other output node XVout2 is connected to the capacitor 1b via the NMOSFET 15 controlled by the input Vin2, and the current IL flows from the capacitor 1b toward the other output node XVout2. The output node XVout2 rises above the precharge potential in the period α.

【0108】ここに、上段のレベル変換回路の出力ノー
ドVout1から流れた電流Iuによりコンデンサー1aに
充電された電荷が、結果的に、下段のレベル変換回路の
コンデンサー1bから電流IL により出力ノードXVou
t2に充電されて、電荷の再利用が行われる。
Here, the electric charge charged to the capacitor 1a by the current Iu flowing from the output node Vout1 of the upper level conversion circuit is consequently changed to the output node XVou by the current IL from the capacitor 1b of the lower level conversion circuit.
Charged at t2, the charge is reused.

【0109】よって、本実施例においては、2個のレベ
ル変換回路で電荷の再利用を行うことができるので、よ
り一層に低消費電力化が可能である。
Therefore, in this embodiment, the charge can be reused by the two level conversion circuits, so that the power consumption can be further reduced.

【0110】尚、各コンデンサー1a,1bの容量値C
V は、前記第1の実施例と同様に、出力ノードの寄生容
量値CD との比が、実現したい出力ノードの出力振幅値
と、各コンデンサー1a,1bの充電電位VM と出力ノ
ードのプリチャージ電位との電位差(即ち,約Vcc/
2)との比に設定される。例えば、実現したい出力ノー
ドの出力振幅値がVcc/10である場合には、CV :
CD は2:10の比率である。
The capacitance value C of each of the capacitors 1a and 1b
As in the first embodiment, V is the ratio of the parasitic capacitance value CD of the output node to the output amplitude value of the output node to be realized, the charging potential VM of each of the capacitors 1a and 1b, and the precharge of the output node. Potential difference from the potential (that is, about Vcc /
2) is set. For example, when the output amplitude value of the output node to be realized is Vcc / 10, CV:
CD is a ratio of 2:10.

【0111】(第3の実施例の変形例)図9は第3の実
施例の変形例を示し、前記図7では2個のコンデンサー
1a,1bを高電位側電位記憶用及び低電位側電位記憶
用として設けたのに代え、接地に接続された側のプレー
ト電極に着目して、一個のコンデンサー1の両プレート
電極に各々、上段のレベル変換回路の低電位側に変化す
る側の出力ノードと下段のレベル変換回路の高電位側に
変化する側の出力ノードとを接続し、その各電位を記憶
するようにしたものである。従って、コンデンサーの個
数を2個から1個に少なく低減できるので、コンデンサ
ーのレイアウト面積を半減できる効果を奏する。
(Modification of Third Embodiment) FIG. 9 shows a modification of the third embodiment. In FIG. 7, two capacitors 1a and 1b are used for storing a high potential side potential and a low potential side potential. Focusing on the plate electrode on the side connected to the ground instead of being provided for storage, each of the two plate electrodes of one capacitor 1 has an output node on the side that changes to the lower potential side of the upper level conversion circuit. And an output node of the lower level conversion circuit which changes to a higher potential side, and the respective potentials are stored. Therefore, since the number of capacitors can be reduced from two to one, the layout area of the capacitors can be reduced by half.

【0112】(第4の実施例)図10は本発明の第4の
実施例を示す。前記図7の実施例では各コンデンサー1
a,1bの容量値CV と出力ノードの寄生容量値CD と
の比率を2:10に設定したが、この比率を1:10に
して、各コンデンサー1a,1bの容量値CV を低減
し、各コンデンサーのレイアウト面積の縮小化を図る構
成としたものであり、具体的には、各コンデンサー1
a,1bと各出力ノードとの間の短絡前の電位差を約V
cc/2からその2倍の約Vccに設定する構成として
いる。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG.
Although the ratio between the capacitance value CV of the capacitors a and 1b and the parasitic capacitance value CD of the output node is set to 2:10, the ratio is set to 1:10 to reduce the capacitance value CV of each of the capacitors 1a and 1b. The configuration is designed to reduce the layout area of the capacitors. Specifically, each capacitor 1
a, 1b and each output node before the short-circuit
cc / 2 is set to about Vcc which is twice as much as cc / 2.

【0113】すなわち、図10において、破線で囲む電
荷供給手段700は、2個のコンデンサー1a,1b
と、4個のスイッチSW1〜SW4を有する。前記4個
のスイッチSW1〜SW4は、図11及び図12に示す
ように、相補のクロック信号CLK ,XCLKの1周期毎に変
化する相補の信号WCLK,XWCLK により制御され、図11
に示す期間γでは2個のスイッチSW1、SW3をON
させると共に他の2個のスイッチW2、SW4をOFF
させる一方、その後の期間δではその逆の動作を行わせ
る。
That is, in FIG. 10, the charge supply means 700 surrounded by a broken line is composed of two capacitors 1a and 1b.
And four switches SW1 to SW4. As shown in FIGS. 11 and 12, the four switches SW1 to SW4 are controlled by complementary signals WCLK and XWCLK that change every period of the complementary clock signals CLK and XCLK.
In the period γ shown in FIG.
And turn off the other two switches W2 and SW4
On the other hand, in the subsequent period δ, the reverse operation is performed.

【0114】従って、図12のクロック信号の半周期の
期間εでは、上段のレベル変換回路の例えば入力XVin
1 で制御される側のPMOSFET 14のONにより一方の
(電位降下する側の)出力ノードVout1がコンデンサー
1aに接続されて、このコンデンサー1aの電位が高電
位側の電源線Vccの高電位近傍にまで上昇すると共
に、下段のレベル変換回路の例えば入力Vin2 で制御さ
れる側のNMOSFET 15のONにより一方の(電位上昇す
る側の)出力ノードXVout2がコンデンサー1bに接続
されて、このコンデンサー1bの電位が低電位側の電源
線Vssの低電位近傍にまで下降する。この状態はその
後のクロック信号の半周期の期間ηの間維持される。
Therefore, in the period ε of a half cycle of the clock signal shown in FIG.
When the PMOSFET 14 controlled by 1 is turned on, one output node Vout1 (potential drop side) is connected to the capacitor 1a, and the potential of the capacitor 1a is brought close to the high potential of the power supply line Vcc on the high potential side. As one of the output nodes XVout2 (on the potential increasing side) is connected to the capacitor 1b by turning on the NMOSFET 15 on the side controlled by the input Vin2 of the lower level conversion circuit, the potential of the capacitor 1b is increased. Falls to near the low potential of the power supply line Vss on the low potential side. This state is maintained for the subsequent half period η of the clock signal.

【0115】その後は、4個のスイッチSW1〜SW4
の切換えにより今度はコンデンサー1bが上段のレベル
変換回路で電位降下する側の出力ノードVout1又はXV
out1に接続されて、このコンデンサー1bの電位が高電
位側の電源線Vccの高電位近傍にまで上昇すると共
に、他方のコンデンサー1aが下段のレベル変換回路で
電位上昇する側の出力ノードVout2又はXVout2に接続
されて、このコンデンサー1aの電位が低電位側の電源
線Vssの低電位近傍にまで下降する。
Thereafter, the four switches SW1 to SW4
The output node Vout1 or XV on the side where the potential of the capacitor 1b drops in the upper level conversion circuit
connected to the output node Vout2 or XVout2 on the side where the potential of the capacitor 1b rises near the high potential of the power supply line Vcc on the high potential side and the other capacitor 1a rises in the lower level conversion circuit. And the potential of the capacitor 1a drops to near the low potential of the power supply line Vss on the low potential side.

【0116】よって、各コンデンサー1a,1bとこれ
等に各々接続される出力ノードとの間の短絡前の電位差
を約Vccに設定できるので、各コンデンサー1a,1
bの容量値CV と出力ノードの寄生容量値CD との比率
を1:10に小さく設定できて、各コンデンサーのレイ
アウト面積の縮小化が可能になる。
Therefore, the potential difference between each of the capacitors 1a and 1b and the output node connected thereto before the short circuit can be set to about Vcc, so that each of the capacitors 1a and 1b can be set.
The ratio between the capacitance value CV of b and the parasitic capacitance value CD of the output node can be set as small as 1:10, and the layout area of each capacitor can be reduced.

【0117】(第4の実施例の変形例)図13は前記第
4の実施例の変形例を示し、図10の電荷供給手段70
0を変形した例である。同図の電荷供給手段701は、
1個のコンデンサー1と、これを上段のレベル変換回路
と下段のレベル変換回路とに接続する2個のスイッチS
W1、SW4とを有する。前記2個のスイッチSW1、
SW4は、図14に示すように、相補のクロック信号CL
K ,XCLJの半周期の期間αではスイッチSW1をONさ
せると共にスイッチSW4をOFFさせ、他の半周期の
期間βではその動作を逆にする。
(Modification of Fourth Embodiment) FIG. 13 shows a modification of the fourth embodiment.
This is an example in which 0 is modified. The charge supply means 701 in FIG.
One capacitor 1 and two switches S connecting the capacitor 1 to the upper level conversion circuit and the lower level conversion circuit
W1 and SW4. The two switches SW1,
SW4 is, as shown in FIG. 14, a complementary clock signal CL.
In the period α of the half cycle of K and XCLJ, the switch SW1 is turned on and the switch SW4 is turned off, and the operation is reversed in the other half period β.

【0118】また、図15に示すように、上段のレベル
変換回路の相補の入力Vin1 ,XVin1 に対し、下段の
レベル変換回路の相補の入力Vin2 ,XVin2 は半周期
ずれた波形に変更される。
Further, as shown in FIG. 15, the complementary inputs Vin2 and XVin1 of the lower level conversion circuit are changed into waveforms shifted by a half cycle with respect to the complementary inputs Vin1 and XVin1 of the upper level conversion circuit.

【0119】従って、図15に示すように、クロック信
号の半周期の期間αでは、コンデンサー1はスイッチS
W1のONにより上段のレベル変換回路の相補の出力ノ
ードVout1,XVout1のうち電位降下する側の出力ノー
ド(図ではVout1) に接続されて、高電位の電源線Vc
cの高電位近傍に充電された後、その後のクロック信号
の半周期の期間βでは、コンデンサー1はスイッチSW
4のONにより下段のレベル変換回路の相補の出力ノー
ドVout2,XVout2のうち電位上昇する側の出力ノード
(図ではXVout2) に接続されて、そのコンデンサー1
の電荷がその出力ノードXVout2に放電されて、コンデ
ンサー1は低電位の電源線Vssの低電位近傍の電位に
低下する。
Therefore, as shown in FIG. 15, during the period α of the half cycle of the clock signal, the capacitor 1
When W1 is turned on, it is connected to the output node (Vout1 in the figure) of the complementary output nodes Vout1 and XVout1 of the upper level conversion circuit which drops in potential, and the high potential power supply line Vc
After the capacitor 1 has been charged to near the high potential, during a period β of a half cycle of the clock signal, the capacitor 1
4 is connected to the output node (XVout2 in the figure) of the complementary output nodes Vout2 and XVout2 of the lower level conversion circuit which rises in potential when turned on, and its capacitor 1
Is discharged to the output node XVout2, and the capacitor 1 drops to a potential near the low potential of the low potential power supply line Vss.

【0120】従って、本変形例では、1個のコンデンサ
ー1をクロック信号の半周期毎に高電位Vcc近傍の出
力ノードと、低電位Vss近傍の出力ノードとに交互に
繋ぎ変えるので、コンデンサー1の容量値CV と出力ノ
ードの寄生容量値CD との比率を1:10に小さく設定
できて、各コンデンサーのレイアウト面積の縮小化が可
能になる。
Therefore, in this modification, one capacitor 1 is alternately connected to an output node near the high potential Vcc and an output node near the low potential Vss every half cycle of the clock signal. The ratio between the capacitance value CV and the parasitic capacitance value CD of the output node can be set as small as 1:10, and the layout area of each capacitor can be reduced.

【0121】(第5の実施例)次に、本発明の第5の実
施例の半導体集積回路を図16を用いて説明する。
(Fifth Embodiment) Next, a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0122】図16の半導体集積回路は、タイプが異な
る3つの相補型レベル変換回路が電源Vccと接地線V
ssとの間に直列に接続されている。
In the semiconductor integrated circuit of FIG. 16, three complementary level conversion circuits of different types use a power supply Vcc and a ground line Vcc.
and ss are connected in series.

【0123】中段のレベル変換回路は図3に示すレベル
変換回路であり、上段のレベル変換回路は図6(a)に
示すレベル変換回路であり、下段のレベル変換回路は図
6(b)に示すレベル変換回路である。但し、中段のレ
ベル変換回路のMOSFETは全てNMOSFET 24、25、26
より成り、上段のレベル変換回路のMOSFETは全て PMOS
FET 14、16、17より成り、下段のレベル変換回路
のMOSFETは全て NMOSFET 13、15、18より成
る。
The middle level conversion circuit is the level conversion circuit shown in FIG. 3, the upper level conversion circuit is the level conversion circuit shown in FIG. 6A, and the lower level conversion circuit is the level conversion circuit shown in FIG. FIG. However, the MOSFETs of the level conversion circuit in the middle stage are all NMOSFETs 24, 25, 26
All the MOSFETs in the upper level conversion circuit are PMOS
The MOSFETs of the lower level conversion circuit are all composed of NMOSFETs 13, 15, and 18.

【0124】上段のレベル変換回路が有するコンデンサ
ー1cと、中段のレベル変換回路が有する2個のコンデ
ンサー1d,1eのうち一方のコンデンサー1dとは、
3個のNMOSFET 21…を介して高電位Vuの電源線22
に接続されると共に、中段のレベル変換回路が有する他
方のコンデンサー1eと上段のレベル変換回路が有する
コンデンサー1fとは、3個のNMOSFET 27…を介して
低電位VL の電源線23に接続される。
The capacitor 1c of the upper level conversion circuit and one of the two capacitors 1d and 1e of the middle level conversion circuit 1d are:
Power supply line 22 of high potential Vu via three NMOSFETs 21.
, And the other capacitor 1e of the middle level conversion circuit and the capacitor 1f of the upper level conversion circuit are connected to the low potential VL power supply line 23 via three NMOSFETs 27. .

【0125】前記電源線22の高電位Vuは、3(Vc
c−Vss)/4に設定され、電源線23の低電位VL
は、(Vcc−Vss)/4に設定される。
The high potential Vu of the power supply line 22 is 3 (Vc
c−Vss) / 4 and the low potential VL of the power supply line 23
Is set to (Vcc-Vss) / 4.

【0126】前記上段のレベル変換回路のPMOSFET 1
7、中段のレベル変換回路のNMOSFET 24、及び下段の
レベル変換回路のNMOSFET 18は、各々、対応する2個
の出力ノードを短絡して、その2個の出力ノードを同電
位にプリチャージするプリチャージ手段として機能す
る。また、4個のコンデンサー1a〜1dは電荷蓄積手
段を構成し、中間電位の電源線Vu 及びVL は各々前記
各コンデンサー1a〜1dを中間電位VU 、VL (前記
出力ノードプリチャージ電位とは異なる電位)に充電す
る充電手段として機能する。これ等のプリチャージ手
段、電荷蓄積手段及び充電手段により請求項9に記載の
電荷量変化特性均等手段を構成している。
PMOSFET 1 of the upper level conversion circuit
7. The NMOSFET 24 of the middle level conversion circuit and the NMOSFET 18 of the lower level conversion circuit respectively short-circuit two corresponding output nodes and precharge the two output nodes to the same potential. Functions as charging means. The four capacitors 1a to 1d constitute charge storage means, and the power supply lines Vu and VL of the intermediate potential respectively connect the capacitors 1a to 1d to the intermediate potentials VU and VL (potentials different from the output node precharge potential). ) Functions as a charging means. The precharge means, the charge storage means and the charge means constitute the charge amount change characteristic equalizing means according to the ninth aspect.

【0127】更に、上段のレベル変換回路のPMOSFET 1
4、中段のレベル変換回路のNMOSFET 25、及び下段の
レベル変換回路のNMOSFET 15は、各々コンデンサー1
a〜1dを、対応する出力ノードVout1,XVout1、V
out2,XVout2,Vout3,XVout3に接続して、各コン
デンサー1a〜1dに蓄積した電荷を出力ノードに再配
分する電荷再配分手段を構成する。
Further, the PMOSFET 1 of the upper level conversion circuit
4. The NMOSFET 25 of the middle level conversion circuit and the NMOSFET 15 of the lower level conversion circuit are each composed of a capacitor 1
a to 1d are output to corresponding output nodes Vout1, XVout1, V
out2, XVout2, Vout3, and XVout3 to form a charge redistribution means for redistributing the charge accumulated in each of the capacitors 1a to 1d to the output node.

【0128】次に、本実施例の半導体集積回路の制御方
法を説明すると、図18に示すように、中段のレベル変
換回路では、相補のクロック信号CLK ,XCLKに同期して
動作させ、そのクロック信号の半周期の期間αでNMOSFE
T 24をONさせて相補の出力VOUT2 、XVOUT2を短絡
し、この両出力を低電位側の電源線23と高電位側の電
源線22とのほぼ中間電位(1/2Vcc=Vc) にプリチャー
ジすると共に、コンデンサー1b,1cの各々を前記高
電位側及び低電位側の電源線22、23の電位に充電
し、その後の半周期の期間βで、前記各々のコンデンサ
ーCV1b,1cのノードを、相補の入力Vin2 、XVIN
2 でONに制御される側のNMOSFET 25、26を介し
て、各々、相補の出力Vout2、XVout2に接続する。
Next, a method of controlling the semiconductor integrated circuit of this embodiment will be described. As shown in FIG. 18, the level converter in the middle stage operates in synchronization with complementary clock signals CLK and XCLK, NMOSFE in the period α of the half cycle of the signal
The complementary outputs VOUT2 and XVOUT2 are short-circuited by turning on T24, and these outputs are precharged to a substantially intermediate potential (1 / 2Vcc = Vc) between the low-potential power line 23 and the high-potential power line 22. At the same time, each of the capacitors 1b and 1c is charged to the potential of the power supply lines 22 and 23 on the high potential side and the low potential side, and the node of each of the capacitors CV1b and 1c is Complementary inputs Vin2, XVIN
2 are connected to complementary outputs Vout2 and XVout2, respectively, via NMOSFETs 25 and 26 which are controlled to be ON by 2.

【0129】上段のレベル変換回路も同様に、クロック
信号の半周期の期間αで、相補の出力Vout1,XVout1
を、その相補出力時の各々の電位の中間電位にプリチャ
ージすると共に、コンデンサー1aを高電位側の電源線
22の電位Vu に充電し、その後の半周期の期間βで、
前記コンデンサー1aのノードAと高電位側の電源線V
ccとを各々、前記相補の入Vin1 、XVin1 でONに制
御された側のPMOSFET 16、14を介して、前記相補の
出力Vout1,XVout1に接続する。
Similarly, the upper level conversion circuit also has complementary outputs Vout1 and XVout1 during a period α of a half cycle of the clock signal.
Is precharged to an intermediate potential between the respective potentials at the time of its complementary output, and the capacitor 1a is charged to the potential Vu of the power supply line 22 on the high potential side.
The node A of the capacitor 1a and the power line V on the high potential side
cc are connected to the complementary outputs Vout1 and XVout1 via the PMOSFETs 16 and 14 on the side controlled to be ON by the complementary inputs Vin1 and XVin1, respectively.

【0130】同様に、下段のレベル変換回路も、クロッ
ク信号の半周期の期間αで、相補の出力Vout3,XVou
t3を、その相補出力時の各々の電位の中間電位にプリチ
ャージすると共に、両コンデンサー1dを低電位側の電
源線23の電位VL に充電し、その後の半周期の期間β
で、前記コンデンサー1dのノードDと低電位側の電源
線Vssとを各々、前記相補の入Vin3 、XVin3 でON
に制御された側のNMOSFET 13、15を介して、前記相
補の出力Vout3,XVout3に接続する。
Similarly, the lower level conversion circuit also outputs the complementary outputs Vout3 and XVou during the period α of the half cycle of the clock signal.
t3 is precharged to an intermediate potential between the respective potentials at the time of its complementary output, and both capacitors 1d are charged to the potential VL of the power supply line 23 on the low potential side, and thereafter the half cycle period β
Then, the node D of the capacitor 1d and the low potential side power supply line Vss are turned on by the complementary input Vin3 and XVin3, respectively.
Are connected to the complementary outputs Vout3 and XVout3 via the NMOSFETs 13 and 15 on the side controlled by.

【0131】尚、前記中段及び下段のレベル変換回路の
相補の入力Vin2 ,XVin2 及びVin3 ,XVin3 は、
図17に示すように、接地電位Vssレベルで待機して、
入力が確定した後に何れか一方の入力のみが高電位Vcc
に遷移するように設定され、一方、上段のレベル変換回
路の相補の入力Vin1 ,XVin1 は高電位Vccレベルで
待機して、入力が確定した後に何れか一方の入力のみが
接地電位Vssに遷移するように設定されていて、このよ
うな設定により、高電位の電源線Vccと、2つの中電
位の電源線Vu 、VL と、低電位の電源線Vssとの短
絡による貫通電流の流通を防止する貫通電流防止手段を
構成している。
The complementary inputs Vin2, XVin2 and Vin3, XVin3 of the middle and lower level conversion circuits are:
As shown in FIG. 17, after waiting at the level of the ground potential Vss,
After the input is confirmed, only one of the inputs is at high potential Vcc
On the other hand, the complementary inputs Vin1 and XVin1 of the upper level conversion circuit wait at the high potential Vcc level, and after the input is determined, only one of the inputs transitions to the ground potential Vss. With such a setting, it is possible to prevent a through current from flowing due to a short circuit between the high-potential power line Vcc, the two middle-potential power lines Vu and VL, and the low-potential power line Vss. It constitutes a through current prevention means.

【0132】前記貫通電流防止手段の構成は、他の構成
による場合、例えば図16の点Aと点A´との間、点B
と点B´との間、点Cと点C´との間、及び点Dと点D
´との間に各々、図17に示すようにMOSFET21…を設
けて、相補の入力の何れか一方が入力NMOSFET の閾値電
圧より低い電位に遷移するまでオンしないように、相補
のクロック信号CLK , XCLK (相補入力Vin1 ,XV
in1 、Vin2 ,XVin2 、Vin3 ,XVin3 とは異なる
信号)によって制御する構成によって代えることができ
る。
The structure of the through current prevention means may be, for example, between point A and point A 'in FIG.
And point B ', between point C and point C', and between point D and point D
17, MOSFETs 21 are provided as shown in FIG. 17 so that complementary clock signals CLK and CLK are not turned on until one of the complementary inputs transitions to a potential lower than the threshold voltage of the input NMOSFET. XCLK (complementary inputs Vin1, XV
in1, Vin2, XVin2, Vin3, XVin3).

【0133】したがって、本実施例においては、図18
に示すように、クロック信号の半周期の期間βにおい
て、上段のレベル変換回路で電位降下する側の出力ノー
ドVout1又はXVout1が捨てる電荷が、中段のレベル変
換回路で電位上昇する側の出力ノードVout2又はXVou
t2の電位上昇に利用されると共に、中段のレベル変換回
路で電位降下する側の出力ノードVout2又はXVout2が
放出する電荷が、下段のレベル変換回路で電位上昇する
側の出力ノードVout3又はXVout3の電位上昇に利用さ
れる。従って、電荷を外部から供給する必要があるの
は、上段の1個のレベル変換回路だけであり、残りの2
個のレベル変換回路では新たに電荷供給の必要がなく、
低消費電力化が可能である。
Therefore, in this embodiment, FIG.
As shown in the figure, in the period β of a half cycle of the clock signal, the electric charge discarded by the output node Vout1 or XVout1 on the lower side in the upper level conversion circuit becomes the output node Vout2 on the higher side in the middle level conversion circuit. Or XVou
The charge released from the output node Vout2 or XVout2 on the side where the potential is lowered in the middle level conversion circuit is used for the potential rise of t2, and the potential of the output node Vout3 or XVout3 on the side where the potential is raised in the lower level conversion circuit. Used for climbing. Therefore, only the upper level conversion circuit needs to supply the electric charge from the outside, and the remaining 2
There is no need for a new charge supply in the level conversion circuits,
Low power consumption is possible.

【0134】ここで、本実施例により得られる低消費電
力化の程度を既述の従来例と比較してn個のレベル変換
回路を動作させる場合について説明する。
Here, a case in which n level conversion circuits are operated will be described by comparing the degree of reduction in power consumption obtained by the present embodiment with the above-described conventional example.

【0135】第1の従来例(特開平4-211515号)のよう
に内部電源回路を用いて電圧レベルを降圧する場合に
は、電源電圧をVcc、出力電流をIH 、降圧後の電圧を
VH として、内部電源回路内の消費電力はn・IH ・
(Vcc−VH )であり、n個の回路の消費電力はn・I
H ・VH であるので、総消費電力Ptotal はPtotal =
n・IH ・Vccとなる。
When the voltage level is stepped down using an internal power supply circuit as in the first prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 4-115515), the power supply voltage is set to Vcc, the output current is set to IH, and the stepped down voltage is set to VH. The power consumption in the internal power supply circuit is n · IH ·
(Vcc−VH), and the power consumption of the n circuits is n · I
H · VH, the total power consumption Ptotal is Ptotal =
n · IH · Vcc.

【0136】また、第2の従来例(特開平4-302463号)
のように、別途設けるn個の回路を直列動作させて降圧
する場合には、その1回路当りの印加電圧がVCC/nと
なるので、総消費電力Ptotal は、Ptotal =(VCC/
n・IH )・n+α=IH ・Vcc+αとなる。ここで、
消費電力αは、電圧(Vcc−Vss) を抵抗分割した際に
流れる貫通電流による消費電力であって、貫通電流IH
は必ず電源から接地端子に直流的に無駄に流れるため、
IH ・Vccで表現できる。従って、総消費電力Ptotal
は、Ptotal =2・IH ・Vccとなる。
A second conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 4-302463)
In the case where the voltage is reduced by operating n separately provided circuits in series as in Equation (3), the applied voltage per circuit is VCC / n, so that the total power consumption Ptotal is Ptotal = (VCC /
n · IH) · n + α = IH · Vcc + α. here,
The power consumption α is the power consumption due to the through current flowing when the voltage (Vcc−Vss) is divided by the resistance, and the through current IH
Always flows from the power supply to the ground terminal
It can be expressed by IH.Vcc. Therefore, the total power consumption Ptotal
Is Ptotal = 2 · IH · Vcc.

【0137】これに対し、本発明では、図19の等価回
路に示すように、n個(図では3個)のレベル変換回路
501…が同じ電荷を充電及び放電する回路,即ち電位
変動するコンデンサーの容量が等しい回路同志であっ
て、これ等各レベル変換回路501…の出力がハイイン
ピーダンス状態のときのみ相互に接続されて、最上段に
位置するレベル変換回路のコンデンサーに充電するだけ
で、他の複数個のレベル変換回路はその1段上のレベル
変換回路からの電荷の再利用によって動作するので、総
消費電力Ptotal はPtotal =IH ・Vccとなる。
On the other hand, in the present invention, as shown in the equivalent circuit of FIG. 19, n (three in the figure) level conversion circuits 501 are circuits for charging and discharging the same charge, that is, a capacitor having a fluctuating potential. Are connected to each other only when the output of each of the level conversion circuits 501 is in a high impedance state, and only charges the capacitor of the level conversion circuit located at the uppermost stage. Of the plurality of level conversion circuits operate by reusing the charge from the level conversion circuit one stage above, so that the total power consumption Ptotal becomes Ptotal = IH.Vcc.

【0138】よって、図20に示すように、本発明は、
第2の従来例のように3個のレベル変換回路が直列に動
作して貫通電流を伴う場合の1/2の消費電力となり、
第1の従来例のように内部電源回路で電圧降下させた時
に生ずる消費電力に比して1/nの低消費電力化が可能
となる。
Therefore, as shown in FIG.
As in the second conventional example, the power consumption is 1 / of that in the case where three level conversion circuits operate in series and involve a through current,
As compared with the first conventional example, the power consumption can be reduced by 1 / n compared to the power consumption caused when the voltage is dropped by the internal power supply circuit.

【0139】尚、本実施例では、3個のタイプの異なる
相補型レベル変換回路を組み合わせたが、4段以上を直
列に配置する場合は、図16の中段に配置されたタイプ
のレベル変換回路を更に複数個直列に接続することで実
現できる。この場合、高電位の外部電源線Vccの電位と
低電位の外部電源線Vssの電位との中間値((Vcc+ Vs
s)/2)よりも高い電位を出力ノードから出力するレベル
変換回路では、PMOSFET により構成し、低い電位を出力
ノードから出力するレベル変換回路ではNMOSFET により
構成する。この構成により、MOSFETのゲート・ソース間
電圧が大きくなり、動作を安定にすることができる。
In this embodiment, three different types of complementary level conversion circuits are combined. However, when four or more stages are arranged in series, the level conversion circuit of the type arranged in the middle stage of FIG. Are further connected in series. In this case, an intermediate value ((Vcc + Vss) between the potential of the high potential external power supply line Vcc and the potential of the low potential external power supply line Vss.
The level conversion circuit that outputs a potential higher than s) / 2) from the output node is configured by a PMOSFET, and the level conversion circuit that outputs a low potential from the output node is configured by an NMOSFET. With this configuration, the voltage between the gate and the source of the MOSFET increases, and the operation can be stabilized.

【0140】続いて、前記した中間電位Vu 、VL を発
生する回路を図21に示す。同図の中間電位発生回路
は、4個の抵抗R1、R2、R3、R4により抵抗分割
された電位を参照電位とするカレントミラー型の比較器
28、29、30と、これ等の比較器28〜30の出力
により制御される出力MOSFET31〜33から成る。
FIG. 21 shows a circuit for generating the intermediate potentials Vu and VL. The intermediate potential generating circuit shown in FIG. 3 includes current mirror type comparators 28, 29, and 30 using the potentials divided by four resistors R1, R2, R3, and R4 as reference potentials, and these comparators 28. 30 comprises output MOSFETs 31 to 33 controlled by the outputs of.

【0141】前記中間電位発生回路は、基本的には従来
例の図28で示した電源回路と同じであるものの、電荷
供給能力は従来例とは大きく異なり、前記中段及び下段
のレベル変換回路で電荷の再利用が行われるので、新た
に電荷を供給する必要がない。即ち、図21に示す中間
電位発生回路は電荷供給機能としては設ける必要がな
く、唯一必要な時期は、電源投入時等に、最初の動作点
を決定する時に必要なだけである。つまり、従来例のよ
うに出力が低抵抗である必要がなく、図21の中間電位
発生回路を構成するデバイスサイズは小さくすることが
可能であって、同図に示す貫通電流IDC2 、IDC3 、I
DC4 、IDC5 の総和もマイクロアンペア以下に少なく低
減できる。また、図21に示すように、例えばスイッチ
SW5、SW6、SW7、SW8を電源投入時のみ、又
はクロック信号CLK がロウの半周期の期間のみ閉じて動
作させ、それ以外は切ることにより、更に前記の貫通電
流を低減することが可能である。
Although the intermediate potential generating circuit is basically the same as the power supply circuit shown in FIG. 28 of the conventional example, the charge supply capability is significantly different from that of the conventional example, and the intermediate and lower level conversion circuits are used. Since the charge is reused, there is no need to supply a new charge. That is, the intermediate potential generating circuit shown in FIG. 21 does not need to be provided as a charge supply function, and is only required when the first operating point is determined, for example, when power is turned on. That is, unlike the conventional example, the output does not need to have a low resistance, and the device size of the intermediate potential generating circuit shown in FIG. 21 can be reduced. The through currents IDC2, IDC3, IDC3 shown in FIG.
The sum of DC4 and IDC5 can also be reduced to microamps or less. Further, as shown in FIG. 21, for example, the switches SW5, SW6, SW7, and SW8 are operated only when the power is turned on, or closed and operated only during a half cycle of the low period of the clock signal CLK, and are turned off at other times. Can be reduced.

【0142】(第6の実施例)次に本発明の第6の実施
例の半導体集積回路を図22を用いて説明する。
(Sixth Embodiment) Next, a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0143】本実施例では、前述したような電荷供給手
段を別途設けず、レベル変換回路の出力ノードの寄生容
量を電荷供給手段として、その出力ノードに蓄積された
電荷を他のレベル変換回路で再利用するものである。
In this embodiment, the above-described charge supply means is not separately provided, and the charge accumulated at the output node is used by another level conversion circuit by using the parasitic capacitance of the output node of the level conversion circuit as the charge supply means. It is to be reused.

【0144】すなわち、同図に示すように、上段の相補
型のレベル変換回路は図6(a)に示すレベル変換回
路、下段の相補型のレベル変換回路は図6(b)に示す
レベル変換回路と同様の構成である。尚、上段のレベル
変換回路のMOSFETは全てPMOSFET 16、14、17によ
り構成され、下段のレベル変換回路のMOSFETは全てNMOS
FET 13、15、18により構成される。
That is, as shown in the figure, the upper-stage complementary level conversion circuit is the level conversion circuit shown in FIG. 6A, and the lower-stage complementary level conversion circuit is the level conversion circuit shown in FIG. It has the same configuration as the circuit. The MOSFETs of the upper level conversion circuit are all composed of PMOSFETs 16, 14, and 17, and the MOSFETs of the lower level conversion circuit are all NMOS.
The FETs 13, 15, and 18 are provided.

【0145】前記上段のレベル変換回路の2個のPMOSFE
T 14、14の間(図中A点)と、下段レベル変換回路
の2個のNMOSFET 15、15の間(図中B点)とは中間
電位の電源線VM に接続される。前記電源線VM の中間
電位VM は((Vcc−Vss)/2)に設定される。
The two PMOSFEs of the upper level conversion circuit
The power supply line VM at an intermediate potential is connected between T14 and T14 (point A in the figure) and between two NMOSFETs 15 and 15 of the lower level conversion circuit (point B in the figure). The intermediate potential VM of the power supply line VM is set to ((Vcc-Vss) / 2).

【0146】前記上段のレベル変換回路のPMOSFET 14
及び下段のレベル変換回路のNMOSFET 15は、一方のレ
ベル変換回路で低電位側に変化する出力ノードVout1若
しくはXVout1(Vout2若しくはXVout2)と、他方の
レベル変換回路で高電位側に変化する出力ノードVout2
若しくはXVout2(Vout1若しくはXVout1)とを接続
して短絡することにより、低電位側に変化する出力ノー
ドが放出する電荷を前記高電位側に変化する出力ノード
に再配分する電荷再配分手段を構成する。その他の構成
は図7と同様であるので、その説明を省略する。
The PMOSFET 14 of the upper level conversion circuit
The NMOSFET 15 of the lower level conversion circuit includes an output node Vout1 or XVout1 (Vout2 or XVout2) that changes to a low potential side in one level conversion circuit and an output node Vout2 that changes to a high potential side in the other level conversion circuit.
Alternatively, by connecting and short-circuiting XVout2 (Vout1 or XVout1), charge redistribution means is configured to redistribute the charge released from the output node changing to the low potential side to the output node changing to the high potential side. . Other configurations are the same as those in FIG. 7, and the description thereof is omitted.

【0147】次に、本実施例の半導体集積回路の制御方
法を説明する。図24に示すように、クロック信号CLK
の半周期の期間αで、PMOSFET 17及びNMOSFET 18の
ONにより、各々、各レベル変換回路の相補の出力ノー
ドVout1,XVout1、Vout2,XVout2を、その相補出
力時の各々の電位の中間電位、即ち3/4 Vccの電位と1/
4 Vccの電位とにプリチャージする。
Next, a control method of the semiconductor integrated circuit of this embodiment will be described. As shown in FIG. 24, the clock signal CLK
When the PMOSFET 17 and the NMOSFET 18 are turned on during the half period α, the complementary output nodes Vout1, XVout1, Vout2, and XVout2 of each level conversion circuit are connected to the intermediate potential of the respective potentials at the time of the complementary output, that is, 3/4 Vcc potential and 1 /
Precharge to 4 Vcc potential.

【0148】その後、クロック信号CLK の残りの半周期
の期間βで、PMOSFET 17のOFFによりハイインピー
ダンス状態となった上段のレベル変換回路の出力ノード
Vout1,XVout1のうち電位降下する側の出力ノード
と、下段のレベル変換回路の出力ノードVout2,XVou
t2のうち電位上昇する側の出力ノードとを各々、相補の
入力Vin1 ,XVin1 の何れかでONになった側のPMOS
FET 14、及び相補の入力Vin2 ,XVin2 の何れかで
ONになった側のNMOSFET 15を介して短絡して電源線
Vcの中間電位とすると共に、前記上段のレベル変換回
路の残る出力ノードVout1又はXVout1を高電位の電源
線Vccに接続し、下段のレベル変換回路の残る出力ノ
ードVout2又はXVout2を低電位の電源線Vssに接続す
る。
Thereafter, during the period β of the remaining half cycle of the clock signal CLK, the output node Vout1 and XVout1 of the upper level conversion circuit, which are in the high impedance state due to the turning off of the PMOSFET 17, are connected to the output node on the side where the potential drops, , Output nodes Vout2 and XVou of the lower level conversion circuit
The output node on the side where the potential rises in t2 is connected to the PMOS on the side turned on by one of the complementary inputs Vin1 and XVin1, respectively.
Short-circuit through the NMOSFET 15 on the side turned on by the FET 14 and one of the complementary inputs Vin2 and XVin2 to the intermediate potential of the power supply line Vc, and the output node Vout1 or the remaining output node of the upper level conversion circuit. XVout1 is connected to the high-potential power supply line Vcc, and the remaining output node Vout2 or XVout2 of the lower level conversion circuit is connected to the low-potential power supply line Vss.

【0149】尚、前記上段のレベル変換回路の相補の入
力Vin1 ,XVin1 は、図24に示すように、接地電位
Vssレベルで待機して、入力が確定した後に何れか一方
の入力のみが低電位Vssに遷移するように設定され、一
方、下段のレベル変換回路の相補の入力Vin2 ,XVin
2 は低電位Vssレベルで待機して、入力が確定した後に
何れか一方の入力のみが高電位Vccに遷移するように設
定されていて、このような設定により、高電位の電源線
Vccと、低電位の電源線Vssとの短絡による貫通電流の
流通を防止している。
As shown in FIG. 24, the complementary inputs Vin1 and XVin1 of the upper level conversion circuit wait at the level of the ground potential Vss, and only one of the inputs has a low potential after the input is determined. Vss, while the complementary inputs Vin2 and XVin of the lower level conversion circuit are set.
2 is set to wait at the low potential Vss level, and only one of the inputs is changed to the high potential Vcc after the input is determined. With such setting, the high potential power supply line Vcc and This prevents a through current from flowing due to a short circuit with the low potential power supply line Vss.

【0150】前記の構成は、他の構成による場合、例え
ば図22のノードAとノードBとの間、ノードEと電源
線Vccとの間、及びノードFと接地電源Vssとの間に、
図23に示すように、各々MOSFET50、51、52を設
けて、相補の入力の何れか一方が入力MOSFETの閾値電圧
よりも低い電位に遷移するまでオンしないように制御す
る構成によって代えることができる。
In the case of another configuration, for example, between the nodes A and B, between the node E and the power supply line Vcc, and between the node F and the ground power supply Vss in FIG.
As shown in FIG. 23, each of the MOSFETs 50, 51 and 52 can be replaced by a configuration in which one of the complementary inputs is controlled so as not to turn on until one of the complementary inputs transitions to a potential lower than the threshold voltage of the input MOSFET. .

【0151】したがって、本実施例においては、図24
から判るように、上段のレベル変換回路の出力ノードV
out1,XVout1のうち電位降下する側の出力ノードが放
出する電荷を、下段のレベル変換回路の出力ノードVou
t2,XVout2のうち電位上昇する側の出力ノードに再利
用できるので、低消費電力化が可能である。
Therefore, in this embodiment, FIG.
As can be seen, the output node V of the upper level conversion circuit
out1 and XVout1, the electric charge released from the output node on the side where the potential drops is transferred to the output node Vou of the lower level conversion circuit
Since it can be reused for the output node on the side where the potential increases among t2 and XVout2, low power consumption can be achieved.

【0152】(第7の実施例)次に、本発明の第7の実
施例を図25を用いて説明する。
(Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0153】本実施例は、前記第6の実施例を展開した
ものであり、図22の上段のレベル変換回路を2個、下
段のレベル変換回路を2個設けて、合計4個のレベル変
換回路により半導体集積回路を形成したものである。
This embodiment is an extension of the sixth embodiment. Two upper level converters and two lower level converters in FIG. 22 provide a total of four level converters. A semiconductor integrated circuit is formed by a circuit.

【0154】第1段と第2段のレベル変換回路の間に
は、第1の中間電位Vu (Vu =3(Vc−Vss)/
4)の電源線55が、第2段と第3段のレベル変換回路
の間には、第2の中間電位Vc(Vc=2(Vc−Vs
s)/4)の電源線56が、また第3段と第4段のレベ
ル変換回路の間には、第3の中間電位VL (Vc=(V
c−Vss)/4)の電源線57が配置される。
A first intermediate potential Vu (Vu = 3 (Vc-Vss) / Vs) is provided between the first and second level conversion circuits.
4), a second intermediate potential Vc (Vc = 2 (Vc−Vs) is applied between the second and third level conversion circuits.
s) / 4) and a third intermediate potential VL (Vc = (Vc) between the third and fourth level conversion circuits.
A power supply line 57 of (c-Vss) / 4) is arranged.

【0155】その他の構成は、図22と同様であるの
で、その説明を省略する。
The other configuration is the same as that of FIG. 22, and the description is omitted.

【0156】本実施例においては、図26に示すよう
に、Vcc/4の振幅を有する4組の出力線対が、互いに
電荷を再利用しながら動作する。従って、4個のレベル
変換回路のうち、最も電源側に接続された最上段のレベ
ル変換回路でのみ、Vcc/8の電位変動に必要な電荷が
外部電源線Vccから供給され、残りの3個のレベル変換
回路では再利用電荷で動作していることが判る。
In this embodiment, as shown in FIG. 26, four output line pairs having an amplitude of Vcc / 4 operate while reusing electric charges with each other. Accordingly, out of the four level conversion circuits, only the uppermost level conversion circuit connected to the power supply side supplies the electric charge necessary for the potential fluctuation of Vcc / 8 from the external power supply line Vcc, and the remaining three It can be understood that the level conversion circuit operates with the reused charge.

【0157】前記第6の実施例及び第7の実施例は、出
力ノード(出力配線)の寄生容量が同じで、且つ相補の
入力が各々接続されたトランジスタの一方のみをオンさ
せる電位を比較的容易に持つことができる回路で活かす
ことができ、例えば、同期信号で動作するメモリー回路
の、例えばパラレルシリアル変換回路に入力される前の
16、32、64又は128のビットで動作するデータ
転送系回路を4ビット、又は8ビット単位にし、その単
位を構成するデータ系回路に適用すれば、メモリーの低
消費電力化が可能となる。
In the sixth and seventh embodiments, the output node (output wiring) has the same parasitic capacitance and the potential for turning on only one of the transistors to which the complementary inputs are connected is relatively low. For example, a data transfer system that operates on a 16, 32, 64, or 128 bit before being input to a parallel-to-serial conversion circuit, for example, a memory circuit that operates on a synchronization signal can be used in a circuit that can be easily held. If the circuit is formed in units of 4 bits or 8 bits and the circuit is applied to a data system circuit constituting the unit, the power consumption of the memory can be reduced.

【0158】(第8の実施例)図31は本発明の第8の
実施例を示す。同図は、例えば前記図4の放電回路9′
及びプリチャージ手段11′を含んだレベル変換回路の
要部構成をブロックで示したものを複数個備えた半導体
集積回路である。各ブロックには、図32にも示すよう
に、入力対部IDi,XIDiと、出力対部Di,XD
iと、各出力対のレベル設定部H,Lとを有する。Fは
Functional(機能)回路を示し、具体的には
トランジスタで構成されるスイッチであって、例えば出
力Dに注目すれば、入力対部の一方Diのレベルが対の
関係にある他方XDiに比較して“High”ならば、
出力Dをレベル設定部Hに接続し、“Low”ならばレ
ベル設定部Lに接続する機能を有する。また、EQは出
力線対をイコライズする信号である。尚、図33に各ブ
ロックの動作表を示しておく。
(Eighth Embodiment) FIG. 31 shows an eighth embodiment of the present invention. This figure shows, for example, the discharge circuit 9 'of FIG.
And a semiconductor integrated circuit provided with a plurality of blocks showing the main configuration of a level conversion circuit including precharge means 11 '. As shown in FIG. 32, each block has an input pair IDi, XIDi and an output pair Di, XD
i, and level setting units H and L for each output pair. F denotes a functional (function) circuit, which is a switch composed of transistors. Specifically, for example, when attention is paid to the output D, the level of one Di of the input pair is compared with the other XDi in a pair relationship. And if it is "High",
It has a function of connecting the output D to the level setting unit H and connecting the output D to the level setting unit L if it is “Low”. EQ is a signal for equalizing the output line pair. FIG. 33 shows an operation table of each block.

【0159】前記各ブロックの入力対部IDi,XID
iは、図25の相補の入力Vin,XVinに対応し、出力
対部Di,XDiは同図の相補の出力ノードVout ,X
Vout に、レベル設定部H,Lは同図の同図の中間電位
VU ,VC ,VL に、機能回路Fは同図のMOSFET14,
15に各々対応する。
Input pair IDi, XID of each block
i corresponds to the complementary inputs Vin and XVin in FIG. 25, and the output pair parts Di and XDi correspond to the complementary output nodes Vout and X in FIG.
Vout, the level setting units H and L are the intermediate potentials VU, VC and VL of the same figure, and the functional circuit F is the MOSFET 14 and the same of the same figure.
15 respectively.

【0160】前記図25の第7の実施例では、図34に
模式的に示すように複数個のレベル変換回路を電源Vc
cと接地線Vssとの間に接続すると共に、動作的には
システムクロックの1周期のうち第1の期間の一方で隣
接するレベル変換回路の出力線対の一方同志を短落さ
せ、残りの第2の期間で各レベル変換回路の出力線対自
体を短絡させることを繰り返す構成であるのに対し、本
実施例では、図35にも示すように、電源Vccと接地
線Vssとの間に、各ブロックを並列接続したグループ
を複数(図31及び図35では2つ)設け、これ等のグ
ループと単体のレベル変換回路とを電源Vccと接地線
Vssとの間に接続したものである。
In the seventh embodiment shown in FIG. 25, a plurality of level conversion circuits are connected to the power supply Vc as schematically shown in FIG.
c and the ground line Vss, and in operation, one of the output line pairs of the adjacent level conversion circuit is short-circuited during one of the first periods of one cycle of the system clock, and the remaining While the output line pair of each level conversion circuit is repeatedly short-circuited in the second period, in the present embodiment, as shown in FIG. 35, between the power supply Vcc and the ground line Vss. A plurality of groups (two in FIG. 31 and FIG. 35) in which respective blocks are connected in parallel are provided, and these groups and a single level conversion circuit are connected between a power supply Vcc and a ground line Vss.

【0161】本実施例の構成によれば、複数のブロック
を並列接続することにより、図35の等価回路に示すよ
うに、各ブロックの出力線対の容量Cd0〜Cdnが並
列接続された総容量は、n×Cdnとなる。一方、並列
接続しないグループの総容量は、1×Cdnである。従
って、図31の構成では、各ブロックの出力線対の電位
は、グループの容量比で決定され、図36(イ)に示す
ように、1:nの振幅70得られ、結果として、並列接
続されたブロックは小さい振幅で、並列接続されない個
々のブロックは大きい振幅で動作することになる。
According to the structure of this embodiment, by connecting a plurality of blocks in parallel, as shown in the equivalent circuit of FIG. 35, the total capacitance of the output line pairs of the respective blocks connected in parallel is Cd0 to Cdn. Is n × Cdn. On the other hand, the total capacity of the group not connected in parallel is 1 × Cdn. Therefore, in the configuration of FIG. 31, the potential of the output line pair of each block is determined by the capacitance ratio of the group, and an amplitude of 1: n 70 is obtained as shown in FIG. The resulting blocks will operate at low amplitude, and individual blocks not connected in parallel will operate at high amplitude.

【0162】前記図7及び図8に示した第3の実施例で
は、出力線対より小さい容量を別途レイアウト的に又は
プロセス的に実現して設ける必要があったのに対し、本
本実施例では、小さい容量を作る方法としてブロックの
直列接続数を増加させること、逆に大きい容量を作る方
法としてブロックの並列接続数を増加させるだけでよ
い。即ち、電気的に実効容量を制御して、出力の振幅分
布を制御することが可能である。
In the third embodiment shown in FIGS. 7 and 8, it is necessary to separately provide a capacitance smaller than the output line pair in a layout or a process, but in the present embodiment, It is only necessary to increase the number of blocks connected in series as a method of producing a small capacity, and to increase the number of parallel connections of the blocks as a method of producing a large capacity. That is, it is possible to control the amplitude distribution of the output by electrically controlling the effective capacitance.

【0163】(第8の実施例の変形例)図37及び図3
8は第8の実施例の変形例を示す。前記第8の実施例で
は、2つのグループを上下に配置し、その間に単独のブ
ロックを配置したのに代え、逆に、2個の単独のブロッ
クを上下に配置し、その間にグループを配置する構成と
したものである。この場合の動作は前記図6の(ロ)の
波形となる。
(Modification of Eighth Embodiment) FIGS. 37 and 3
8 shows a modification of the eighth embodiment. In the eighth embodiment, instead of arranging two groups vertically and arranging a single block between them, conversely, arranging two single blocks vertically and arranging a group therebetween. It is configured. The operation in this case has the waveform shown in FIG.

【0164】(第9の実施例)図39は本発明の第9の
実施例を示す。同図では、複数個のブロックを直列に接
続すると共に、外部電源Vccと接地線の電位Vssとの間
にチップ内で第1、第2及び第3のダウンコンバータ1
01〜103を配置し、第1と第2のダウンコンバータ
101、102の間から高電位Vupの内部電源線104
を取出すと共に、第2と第3のダウンコンバータ10
2、103の間から低電位Vlwの内部電源線105を取
出し、その両内部電源線104、105間に比較的容量
の大きいデカップリングコンデンサ106、106を2
個配置した構成である。但し、図40に示すように、回
路の入力はフル振幅(Vcc−Vss)であるのに対し
て、出力振幅は前記内部で発生させた高電位Vupと低電
位Vlwとの間の電位を複数等分(同図では6等分)した
値になる。
(Ninth Embodiment) FIG. 39 shows a ninth embodiment of the present invention. In the figure, a plurality of blocks are connected in series, and a first, a second and a third down converter 1 are connected in a chip between an external power supply Vcc and a ground line potential Vss.
01 to 103, and an internal power supply line 104 of high potential Vup is provided between the first and second down converters 101 and 102.
And the second and third downconverters 10
2 and 103, an internal power supply line 105 of low potential Vlw is taken out, and decoupling capacitors 106 and 106 having a relatively large capacity are connected between the internal power supply lines 104 and 105.
This is a configuration in which the components are arranged. However, as shown in FIG. 40, while the input of the circuit has a full amplitude (Vcc-Vss), the output amplitude has a plurality of potentials between the internally generated high potential Vup and the low potential Vlw. The value is equally divided (six equally in the figure).

【0165】本実施例においては、3個のダウンコンバ
ータ101〜103を用いて内部発生させた高電位Vup
及び低電位Vlwは、容量の大きいデカップリングコンデ
ンサ106、106により安定性が強化されるので、直
接外部電源と接地線の間に接続する場合と比較して、外
部電源や接地線のノイズによるバウンスの問題を解決す
ることができる。
In this embodiment, the internally generated high potential Vup using three down converters 101 to 103 is used.
Since the stability of the low potential Vlw is enhanced by the large-capacity decoupling capacitors 106, 106, the bounce due to the noise of the external power supply and the ground line is compared with the case where the low potential Vlw is directly connected between the external power supply and the ground line. Problem can be solved.

【0166】尚、本実施例では、3個のダウンコンバー
タ101〜103を用いて外部電源電圧を降圧したが、
外部電源電圧を昇圧し、その電圧を内部電源電圧として
使用する場合にも同様に適用できるのは勿論である。
In this embodiment, the external power supply voltage is reduced by using three down converters 101 to 103.
Of course, the same can be applied to a case where the external power supply voltage is boosted and the voltage is used as the internal power supply voltage.

【0167】(第9の実施例の第1の変形例)図56は
本発明の第9の実施例の第1の変形例を示す。前記第9
の実施例では、高電位Vupの内部電源線104と低電位
Vlwの内部電源線105との間にデカップリングコンデ
ンサー106、106を2個配置したのに代え、本変形
例では、直列接続された複数個のブロックに対して直接
外部電源線及び接地線を接続する場合に、その直列接続
されたブロックの数に等しい数のデカップリングコンデ
ンサー106´、106´…を前記外部電源線と接地線
との間に直列に接続し、その各デカップリングコンデン
サー106´…を各ブロック間のノードA、B…Cに接
続する構成としたものである。
(First Modification of Ninth Embodiment) FIG. 56 shows a first modification of the ninth embodiment of the present invention. The ninth
In this embodiment, two decoupling capacitors 106 and 106 are arranged between the internal power supply line 104 of the high potential Vup and the internal power supply line 105 of the low potential Vlw. When an external power supply line and a ground line are directly connected to a plurality of blocks, the same number of decoupling capacitors 106 ', 106'... Are connected in series, and the respective decoupling capacitors 106 'are connected to nodes A, B,... C between the blocks.

【0168】従って、本実施例では、図57に示すよう
に、外部電源の電圧Vccに値ΔV1 及びΔV2 のノイズ
が発生しても、このノイズがデカップリングコンデンサ
ー106´…で分圧されるので、各ブロックにはデカッ
プリングコンデンサー106´…の数(n個)で分圧低
減されたΔV1 /n及びΔV2 /nの低い値のノイズし
か作用せず、外部電源や接地線のノイズによるバウンス
の問題をより一層良好に解決することができる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 57, even if noises of values .DELTA.V1 and .DELTA.V2 occur in the voltage Vcc of the external power supply, these noises are divided by the decoupling capacitors 106 '. .., And only low-valued noise of ΔV1 / n and ΔV2 / n reduced by the number (n) of decoupling capacitors 106 ′... The problem can be solved even better.

【0169】(第9の実施例の第2の変形例)図58は
本発明の第9の実施例の第2の変形例を示す。前記第9
の実施例では、デカップリングコンデンサー106によ
り外部電源のノイズの影響を抑制したのに代え、本変形
例では、直列接続した複数個のブロックを直接に外部電
源線及び接地線に接続するが、その外部電源線及び接地
線のノイズの影響を受けたブロックの出力は信号として
使用しない構成を採用したものである。
(Second Modification of Ninth Embodiment) FIG. 58 shows a second modification of the ninth embodiment of the present invention. The ninth
In the embodiment, instead of suppressing the influence of noise of the external power supply by the decoupling capacitor 106, in the present modification, a plurality of blocks connected in series are directly connected to the external power supply line and the ground line. The output of the block affected by the noise of the external power supply line and the ground line is not used as a signal.

【0170】即ち、同図において、直列に接続された複
数個のブロックの数は、必要な並列データ数(例えば8
ビット)よりも2個多い10個に設定され、その10個
のブロックのうち電源Vccが印加される最上段のブロッ
ク、及び電圧Vs(0V) の接地線に接続される最下段のブ
ロックの出力は、前記並列データとして使用されない構
成である。
That is, in the figure, the number of a plurality of blocks connected in series is the required number of parallel data (for example, 8
Bit), the output of the uppermost block to which the power supply Vcc is applied and the output of the lowermost block connected to the ground line of the voltage Vs (0V). Is a configuration not used as the parallel data.

【0171】従って、本変形例では、図59に示すよう
に、電源電圧Vcc又は接地線電圧Vssにノイズが発生し
ても、その影響は最上段のブロック及び最下段のブロッ
クのみが直接受け、他の中間に位置するブロックの出力
には前記ノイズの影響は現れないので、ノイズの影響を
受けない並列データの出力が可能である。
Therefore, in this modification, as shown in FIG. 59, even if noise occurs in the power supply voltage Vcc or the ground line voltage Vss, only the uppermost block and the lowermost block are directly affected by noise, and Since the influence of the noise does not appear on the output of the other intermediate block, parallel data can be output without being affected by the noise.

【0172】(第10の実施例)図41は本発明の第1
0の実施例を示す。同図では、電源Vccと接地線(第1
の電源と第2の電源)との間に直列に接続された複数個
のレベル変換回路に対し、ビット0(最小位ビット(L
SB))から最大位ビット(MSB)を割り当てる場合
に、出力線が直接に電源線と接続される最上段のレベル
変換回路に対して、最も変化する頻度が大きい最小位ビ
ットLSBを割り当てる構成を採用している。
(Tenth Embodiment) FIG. 41 shows a tenth embodiment of the present invention.
0 shows an example. In the figure, the power supply Vcc and the ground line (first
Bit 0 (the least significant bit (L)) is supplied to the plurality of level conversion circuits connected in series between the power supply and the second power supply.
SB)), the most significant bit (MSB) is allocated to the highest level conversion circuit whose output line is directly connected to the power supply line. Has adopted.

【0173】即ち、本実施例では、例えば前記図25で
電荷再配分手段を構成する2個のMOSFET14,14の基
板バイアス電圧Vbs(Vbs=Vcc−Vb )が、図42及
び図43から判るように、電源Vccから遠い位置に出
力電位があるほど,つまり図42の波形1よりも波形3
の方が大きくなり、それに伴いMOSFET14の動作遅延時
間が図43(ロ)に示すように増加する点に対処して、
最小位ビットLSBを構成するレベル変換回路を直接に
電源線と接続する構成として、この最上段のレベル変換
回路の遅延時間を全レベル変換回路の中で最も少なく制
限している。
That is, in this embodiment, for example, the substrate bias voltage Vbs (Vbs = Vcc-Vb) of the two MOSFETs 14 constituting the charge redistribution means in FIG. 25 can be seen from FIGS. 42 and 43. 42, the more the output potential is located far from the power supply Vcc, that is, the waveform 3 is larger than the waveform 1 in FIG.
43B, and the operation delay time of the MOSFET 14 increases as shown in FIG.
As a configuration in which the level conversion circuit constituting the least significant bit LSB is directly connected to the power supply line, the delay time of the uppermost level conversion circuit is limited to the minimum among all the level conversion circuits.

【0174】従って、本実施例では、例えばアドレスを
インクリメントしていく場合に、最下位ビットが最も数
多く変化し、上位ビットに移行するほど変化する頻度が
減少するものの、最下位ビットのレベル変換回路の動作
安定が高く確保されるので、回路全体の動作安定性の向
上を図ることができる。
Therefore, in this embodiment, for example, when the address is incremented, the least significant bit changes most frequently, and the frequency of the change decreases as the address shifts to the upper bit. , The operation stability of the entire circuit can be improved, and the operation stability of the entire circuit can be improved.

【0175】(第11の実施例)図44は本発明の第1
1の実施例を示す。同図は、メモリとグラフィックコン
トローラとの間をN個のビット線で接続する場合に使用
されるものであり、例えば512ビットの超多ビットを
8ビットづつ区切り、それを1グループとして、全体で
64グループに分割したものである。この場合、1デー
タを8桁(8ビット)で表現するときには、4データの
同一桁同志を同一グループとしている。
(Eleventh Embodiment) FIG. 44 shows a first embodiment of the present invention.
1 shows an embodiment. The figure is used when a memory and a graphic controller are connected by N bit lines. For example, a super-multiple bit of 512 bits is divided into 8 bits, and the whole is divided into one group to form a group. It is divided into 64 groups. In this case, when one data is expressed by eight digits (8 bits), the same digit of the four data is in the same group.

【0176】図45は、前記超多ビットを駆動するのに
使用する周波数分配器を示す。同図の周波数分配器は複
数個(図では4個)のD−ラッチ回路107…を縦続接
続して成り、入力INの周波数に対して1段毎に周波数
を倍にした出力OT-1,OT-2,OT-3,OT-4…を出
力する。前記周波数分配器の出力OT-1は最下位ビット
LSBを8ビット集めたグループ用の動作信号として使
用され、出力OT-2は最下位ビットLSBより1ビット
上位のビットを8ビット集めたグループ用の動作信号と
して使用され、以下同様に、順次、出力OT-3…がその
1つ上位のビットを8ビット集めたグループ用の動作信
号として使用される。
FIG. 45 shows a frequency divider used to drive the super-multiple bits. The frequency divider shown in the figure is formed by cascade-connecting a plurality of (four in the figure) D-latch circuits 107... OT-1 and OT-2 each having a frequency doubled for each stage with respect to the frequency of the input IN. OT-2, OT-3, OT-4 ... are output. The output OT-1 of the frequency divider is used as an operation signal for a group in which 8 bits of the least significant bit LSB are collected, and the output OT-2 is for a group in which 8 bits one bit higher than the least significant bit LSB are collected. , And the output OT-3 is sequentially used as an operation signal for a group in which 8 higher-order bits are collected.

【0177】従って、本実施例では、各グループ毎に動
作周波数が異なり、最上位のほとんど変化しないビット
の集合グループは、システムクロックの1/64の周波
数でしか動作しないので、図47に示すように、グルー
プの数nが増えれば増えるほど、従来との消費電力比率
が大きくなり(n:2)、大きな低消費電力化が可能で
ある。
Therefore, in this embodiment, the operating frequency differs for each group, and the set group of the most significant bits that hardly changes operates only at the frequency of 1/64 of the system clock. In addition, as the number n of groups increases, the power consumption ratio with the conventional one increases (n: 2), and a great reduction in power consumption is possible.

【0178】尚、本実施例では、同一グループに属する
ビット数は各グループ間で同一数としたが、異なるビッ
ト数であってもよい。
In the present embodiment, the number of bits belonging to the same group is the same for each group, but may be different.

【0179】(第12の実施例)図48は本発明の第1
2の実施例を示す。同図は、前記図25のクロックCL
Kを第1のクロックCLK1とすると共に、P型のMOSF
ET16と電源Vccとの間に別途、P型のMOSFET121を
配置し、前記MOSFET121をインバータ122を介して
第2のクロックCLK2により制御する。他の構成は、
前記図25と同一であるので、同一部分に同一符号を付
してその説明を省略する。
(Twelfth Embodiment) FIG. 48 shows the first embodiment of the present invention.
2 shows an embodiment. This figure shows the clock CL of FIG.
K is the first clock CLK1, and a P-type MOSF
A P-type MOSFET 121 is separately arranged between the ET 16 and the power supply Vcc, and the MOSFET 121 is controlled by the second clock CLK2 via the inverter 122. Other configurations are
Since the configuration is the same as that of FIG. 25, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0180】前記第2のクロックCLK2は、前記第1
のクロックCLK1の倍の周波数を有し、前記第2のク
ロックCLK2を生成する構成は、前記図45に示した
D−ラッチ回路107を有する周波数分配器を用いる。
The second clock CLK2 is the first clock CLK2.
The frequency divider having the D-latch circuit 107 shown in FIG. 45 has a frequency twice as high as that of the clock CLK1 and generates the second clock CLK2.

【0181】従って、本実施例においては、図50
(ロ)に示すように最も電源Vcc側に接続されたレベル
変換回路に電源Vccから電荷Q1を1周期毎に供給する
のでなく、同図(イ)及び図49に示すように、2周期
に1回、電源から電荷Q2が供給される。電源Vccから
供給される電荷Q2を図49及び図50(イ)でハッチ
ングを施して表す。その結果、図49及び図50(イ)
で例えばt=T1の期間で電源と接続し、次のt=T2
の期間では電源Vccと接続することを停止するので、2
周期での総電荷量は、以下式のようになる。
Therefore, in this embodiment, FIG.
As shown in (b), the charge Q1 is not supplied from the power supply Vcc to the level conversion circuit most connected to the power supply Vcc side every cycle, but is supplied in two cycles as shown in FIGS. Once, the electric charge Q2 is supplied from the power supply. The electric charge Q2 supplied from the power supply Vcc is indicated by hatching in FIGS. As a result, FIG. 49 and FIG.
Then, for example, the power supply is connected during a period of t = T1, and the next t = T2
During the period of, the connection to the power supply Vcc is stopped.
The total charge in the cycle is as follows.

【0182】(Q1+Q1)>Q2+“0” (但し、Q2=1.5×Q1) 上記式から判るように、本実施例では低消費電力化が可
能になる。勿論、動作波形から判るように、電荷が供給
されないときは振幅値が小さくなるが、差動の出力線対
であるので、高いマージンが確保できる。
(Q1 + Q1)> Q2 + “0” (where, Q2 = 1.5 × Q1) As can be seen from the above equation, low power consumption can be achieved in this embodiment. Of course, as can be seen from the operation waveform, when no charge is supplied, the amplitude value is small. However, since the differential output line pair is used, a high margin can be secured.

【0183】(第13の実施例)図51及び図52は本
発明の第13の実施例を示す。前記図25の半導体集積
回路では4個のレベル変換回路を電源と接地線との間に
直列に配置したのに代え、同図は、そのレベル変換回路
の直列配置個数を8個とした半導体集積回路である。前
記図25の第7の実施例で説明したように、各レベル変
換回路の出力は各々異なり、電源の電位レベルから接地
レベル間に8個の基準レベルを持つ。図52において、
150はドライバーであるレベル変換回路の出力線対を
入力とするN型のMOSFETで構成された電位検出回路(電
位検出手段)、151はP型のMOSFETで構成された電位
検出回路(電位検出手段)である。前記N型の電位検出
回路150は、図53に示すように入力ゲート部150
aがN型のMOSFETで構成され、P型の電位検出回路15
1は、図54に示すように入力ゲート部151aがN型
のMOSFETで構成される。
(Thirteenth Embodiment) FIGS. 51 and 52 show a thirteenth embodiment of the present invention. In the semiconductor integrated circuit of FIG. 25, four level conversion circuits are arranged in series between a power supply and a ground line, and FIG. 25 shows a semiconductor integrated circuit in which the number of level conversion circuits arranged in series is eight. Circuit. As described in the seventh embodiment of FIG. 25, the output of each level conversion circuit is different and has eight reference levels between the potential level of the power supply and the ground level. In FIG. 52,
Reference numeral 150 denotes a potential detection circuit (potential detection means) constituted by an N-type MOSFET which receives an output line pair of a level conversion circuit as a driver, and 151 denotes a potential detection circuit (potential detection means) constituted by a P-type MOSFET. ). As shown in FIG. 53, the N-type potential detection circuit 150
a is composed of an N-type MOSFET and a P-type potential detection circuit 15
1, as shown in FIG. 54, the input gate section 151a is formed of an N-type MOSFET.

【0184】前記N型のMOSFETで構成された電位検出回
路150は、対応するレベル変換回路の出力ノードのプ
リチャージ電位が電源Vccの電位と接地電位との間の中
間電位から電源Vccの電位までの入力レベルを担当し、
前記中間電位から接地電位までの入力レベルは、P型の
MOSFETで構成された電位検出回路151が担当する。前
記N型のMOSFETで構成された電位検出手段150の出力
は、CMOS型のフリップフロップ回路150bのN型
のペアトランジスタ150cの各々のソース部150d
に接続され、P型のMOSFETで構成された電位検出回路1
51の出力は、CMOS型のフリップフロップ回路15
1bのP型のペアトランジスタ151cの各々のソース
部151dに接続される。
The potential detection circuit 150 composed of the N-type MOSFET has a precharge potential at the output node of the corresponding level conversion circuit ranging from an intermediate potential between the potential of the power supply Vcc and the ground potential to the potential of the power supply Vcc. Responsible for the input level of
The input level from the intermediate potential to the ground potential is a P-type
The potential detection circuit 151 composed of a MOSFET is in charge. The output of the potential detecting means 150 composed of the N-type MOSFET is supplied to each source 150d of the N-type pair transistor 150c of the CMOS flip-flop circuit 150b.
And a potential detection circuit 1 composed of a P-type MOSFET
The output of 51 is a CMOS flip-flop circuit 15
1b is connected to the source 151d of the P-type paired transistor 151c.

【0185】図55は入力電位に対する前記N型及びP
型のMOSFETで構成された各電位検出回路の増幅遅延を示
す。N型のMOSFETで構成された電位検出回路150で
は、増幅遅延は電源電圧Vcc〜1/2Vccまではさ
ほど変化していないが、それ以下になると急激に遅延が
大きくなる。その理由は、入力部のN型のMOSFETのしき
い値電圧との差が小さくなって十分オンしなくなった為
である。一方、P型のMOSFETで構成された電位検出回路
151では、前記とは逆に、1/2Vcc〜Vss間に
ついては十分オンする。
FIG. 55 shows the N-type and P-type with respect to the input potential.
FIG. 4 shows the amplification delay of each potential detection circuit composed of a MOSFET of the MOSFET type. In the potential detection circuit 150 composed of an N-type MOSFET, the amplification delay does not change so much from the power supply voltage Vcc to 1/2 Vcc, but when it becomes lower than that, the delay rapidly increases. The reason for this is that the difference between the threshold voltage of the N-type MOSFET at the input portion and the threshold voltage of the N-type MOSFET becomes small, and the MOSFET does not turn on sufficiently. On the other hand, in the potential detection circuit 151 composed of a P-type MOSFET, on the contrary, the voltage is sufficiently turned on between 1/2 Vcc and Vss.

【0186】従って、本実施例においては、電位検出回
路をその増幅遅延が少ない範囲で使用して、対応するレ
ベル変換回路(ドライバー)の出力電位(基準レベル)
付近で感度良い電位検出回路を提供することができる。
Therefore, in this embodiment, the output potential (reference level) of the corresponding level conversion circuit (driver) is used by using the potential detection circuit within a range where the amplification delay is small.
A highly sensitive potential detection circuit can be provided in the vicinity.

【0187】尚、図51及び図52から判るように、N
型のMOSFETで構成したレベル変換回路ではVss〜1/
2Vcc間で使用され、P型のMOSFETで構成したレベル
変換回路では1/2Vcc〜Vcc間で使用されるのに
対し、N型のMOSFETで構成した電位検出回路では1/2
Vcc〜Vcc間で使用され、P型のMOSFETで構成した
電位検出回路ではVss〜1/2Vcc間で使用され
て、相補の関係となる。
As can be seen from FIGS. 51 and 52, N
Vss ~ 1/1 /
In the level conversion circuit composed of a P-type MOSFET, it is used between 1/2 Vcc and Vcc, while in the potential detection circuit composed of an N-type MOSFET, it is used in a voltage of 1/2 Vcc.
It is used between Vcc and Vcc, and is used between Vss and 1/2 Vcc in a potential detection circuit composed of a P-type MOSFET to have a complementary relationship.

【0188】[0188]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項8、請求項31〜請求項34記載の発明のレベル変
換回路及びその制御方法によれば、コンデンサー等の電
荷供給手段に電荷を蓄積し、この蓄積した電荷をレベル
変換回路の出力ノードに再配分することにより、レベル
変換を行ったので、従来のような内部電源回路(ダウン
コンバーター)を不要として、貫通電流を流さずにレベ
ル変換でき、無駄な消費電力を無くして低消費電力化が
可能である。
As described above, according to the level conversion circuit and the control method thereof according to the present invention, the electric charge is supplied to the electric charge supply means such as the capacitor. By accumulating and redistributing the accumulated charge to the output node of the level conversion circuit, the level conversion is performed, so that the internal power supply circuit (down converter) as in the related art is unnecessary, and the level is reduced without passing through current. Conversion can be performed, and power consumption can be reduced by eliminating unnecessary power consumption.

【0189】また、請求項9ないし請求項28、請求項
44及び請求項45記載の発明の半導体集積回路及びそ
の制御方法によれば、2個のレベル変換回路相互で一方
が放出する電荷を他方のレベル変換回路の電位上昇変化
に再利用したので、多数のレベル変換回路より成る半導
体集積回路であっても、1個のレベル変換回路を動作さ
せる消費電流だけで全レベル変換回路の動作が可能とな
って、多ビットの小振幅データ転送をその内の一ビット
分の消費電流だけで可能にでき、低消費電力化を効果的
に行うことができ、その実用的効果は極めて大きい。
According to the semiconductor integrated circuit and the control method thereof according to the ninth to twenty-eighth, twenty-fourth, and forty-fifth aspects, the two level conversion circuits mutually transfer one of the charges emitted by the other. Is used for the potential rise change of the level conversion circuit, so that even a semiconductor integrated circuit composed of a number of level conversion circuits can operate all the level conversion circuits with only the current consumption for operating one level conversion circuit As a result, multi-bit small-amplitude data transfer can be performed with only one bit of current consumption, and power consumption can be effectively reduced, and its practical effect is extremely large.

【0190】特に、請求項17記載の発明の半導体集積
回路によれば、請求項15記載の発明の半導体集積回路
に比し、電荷蓄積手段の容量値を半減できる効果を奏す
る。
In particular, according to the semiconductor integrated circuit of the seventeenth aspect, there is an effect that the capacitance value of the charge storage means can be halved compared to the semiconductor integrated circuit of the fifteenth aspect.

【0191】更に、請求項25記載の発明の半導体集積
回路によれば、低電位側に変化する出力ノードを他のレ
ベル変換回路で高電位側に変化する出力ノードに直接接
続して電荷の再利用を行うので、電荷蓄積手段が不要と
なり、その分、レイアウト面積の縮小化及び低価格化が
可能となる効果を奏する。
Furthermore, according to the semiconductor integrated circuit of the twenty-fifth aspect, the output node that changes to the low potential side is directly connected to the output node that changes to the high potential side by another level conversion circuit to recharge the electric charge. Since the charge storage device is used, the charge storage means becomes unnecessary, and the layout area can be reduced and the price can be reduced accordingly.

【0192】加えて、請求項29及び請求項30記載の
発明によれば、レベル変換回路の直列接続数又は並列接
続数を適宜設定して、電気的に実効容量を制御できるの
で、出力の振幅分布を簡易に制御することが可能であ
る。
In addition, according to the twenty-ninth and thirty-third aspects of the present invention, the effective capacitance can be electrically controlled by appropriately setting the number of series-connected or parallel-connected level conversion circuits. The distribution can be easily controlled.

【0193】更に、請求項35〜請求項37記載の発明
によれば、時間に対する出力ノードの変化の度合いが大
きいレベル変換回路を電源線に近い位置に配置したの
で、そのレベル変換回路を構成するMOSFETの基板バイア
ス電圧を小さく制限して、その動作遅延時間を短くで
き、回路全体の動作安定性の向上を図ることができる。
Further, according to the inventions of claims 35 to 37, the level conversion circuit having a large degree of change of the output node with respect to time is arranged at a position close to the power supply line, so that the level conversion circuit is constituted. The operation delay time can be reduced by limiting the substrate bias voltage of the MOSFET to a small value, and the operation stability of the entire circuit can be improved.

【0194】更に加えて、請求項38〜請求項40記載
の発明によれば、複数個のレベル変換回路を、時間に対
する出力ノードの変化の度合いが同一のレベル変換回路
同志で、第1の電源と第2の電源との間に直列に配置し
たので、その第1の電源と第2の電源との間に配置され
たレベル変換回路と、これとは別に第1の電源と第2の
電源との間に配置されたレベル変換回路との間で、動作
周波数を異ならせて動作させることができ、低消費電力
化を図ることができる。
In addition, according to the thirty-eighth to forty-seventh aspects of the present invention, a plurality of level conversion circuits are connected to each other by the same level conversion circuit having the same degree of change of the output node with respect to time. And a second power supply, a level conversion circuit disposed between the first power supply and the second power supply, and a first power supply and a second power supply separately from the first power supply and the second power supply. The operation can be performed with different operation frequencies between the level conversion circuit and the level conversion circuit disposed between the two, and power consumption can be reduced.

【0195】また、請求項41記載の発明によれば、電
源から電荷供給を受けるレベル変換回路において、動作
クロックの周期の整数倍の周期で電源から電荷供給を受
ける構成としたので、低消費電力化が可能である。
According to the forty-first aspect, in the level conversion circuit receiving the charge from the power supply, the charge is supplied from the power supply at a cycle that is an integral multiple of the cycle of the operation clock. Is possible.

【0196】更に、請求項42及び請求項43記載の発
明によれば、N型のMOSFETで構成された電位検出回路
と、P型のMOSFETで構成された電位検出回路とをその増
幅遅延が少ない範囲で使用したので、レベル変換回路の
出力電位(基準レベル)を感度良く検出できる。
Further, according to the inventions of claims 42 and 43, a potential detection circuit composed of an N-type MOSFET and a potential detection circuit composed of a P-type MOSFET have a small amplification delay. Since it is used in the range, the output potential (reference level) of the level conversion circuit can be detected with high sensitivity.

【0197】加えて、請求項46〜請求項48記載の発
明では、高電位の電源線と低電位の電源線との間に配置
された容量の大きいデカップリングコンデンサにより、
電源線に生じるノイズの影響を少なく制限したので、半
導体集積回路の動作の安定性の向上をh図ることができ
る。
In addition, according to the present invention, the large-capacity decoupling capacitor disposed between the high-potential power supply line and the low-potential power supply line provides
Since the influence of noise generated on the power supply line is limited to a small extent, the operation stability of the semiconductor integrated circuit can be improved.

【0198】更に加えて、請求項49及び請求項50記
載の発明によれば、電源電圧又は接地線電圧にノイズが
発生しても、その影響を受けるレベル変換回路の出力は
使用しない構成としたので、その影響を受けない複数個
のレベル変換回路の出力を並列データとして良好に出力
することが可能である。
Furthermore, according to the inventions of claims 49 and 50, even if noise occurs in the power supply voltage or the ground line voltage, the output of the level conversion circuit affected by the noise is not used. Therefore, it is possible to satisfactorily output the outputs of a plurality of level conversion circuits that are not affected by the output as parallel data.

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

【図1】第1の実施例のレベル変換回路を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a level conversion circuit according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例のレベル変換回路の動作の説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation of the level conversion circuit according to the first embodiment.

【図3】第2の実施例のレベル変換回路を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a level conversion circuit according to a second embodiment.

【図4】第2の実施例のレベル変換回路の変形例を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a modification of the level conversion circuit according to the second embodiment.

【図5】第2の実施例のレベル変換回路の動作の説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation of the level conversion circuit according to the second embodiment.

【図6】第2の実施例のレベル変換回路の他の変形例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another modification of the level conversion circuit according to the second embodiment.

【図7】第3の実施例の半導体集積回路を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment;

【図8】第3の実施例の半導体集積回路の動作の説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment.

【図9】第3の実施例の半導体集積回路のコンデンサー
を共用する他の変形例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing another modification in which a capacitor of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment is shared.

【図10】第4の実施例の半導体集積回路を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment.

【図11】第4の実施例の半導体集積回路のスイッチの
制御を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating control of a switch of the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment.

【図12】第4の実施例の半導体集積回路の動作の説明
図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of an operation of the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment.

【図13】第4の実施例の半導体集積回路の変形例を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a modification of the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment;

【図14】第4の実施例の半導体集積回路の変形例にお
けるスイッチの制御を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating switch control in a modification of the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment.

【図15】第4の実施例の半導体集積回路の変形例の動
作の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an operation of a modification of the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment.

【図16】第5の実施例の半導体集積回路を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment.

【図17】第5の実施例の半導体集積回路に付加する回
路を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a circuit added to the semiconductor integrated circuit of the fifth embodiment.

【図18】第5の実施例の半導体集積回路の動作の説明
図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the operation of the semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment.

【図19】第5の実施例の半導体集積回路の等価回路を
示す図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment.

【図20】第5の実施例の効果を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the effect of the fifth embodiment.

【図21】第5の実施例における内部電源回路の構成図
である。
FIG. 21 is a configuration diagram of an internal power supply circuit according to a fifth embodiment.

【図22】第6の実施例の半導体集積回路を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment.

【図23】第6の実施例の半導体集積回路に付加する回
路を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a circuit added to the semiconductor integrated circuit of the sixth embodiment.

【図24】第6の実施例の半導体集積回路の動作の説明
図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram of an operation of the semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment.

【図25】第7の実施例の半導体集積回路を示す図であ
る。
FIG. 25 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to a seventh embodiment.

【図26】第7の実施例の半導体集積回路の動作の説明
図である。
FIG. 26 is an explanatory diagram of the operation of the semiconductor integrated circuit according to the seventh embodiment.

【図27】第1の従来例のレベル変換回路の構成及びそ
の動作を説明する図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating the configuration and operation of a level conversion circuit according to a first conventional example.

【図28】従来の内部電源回路の構成図である。FIG. 28 is a configuration diagram of a conventional internal power supply circuit.

【図29】第2の従来例のレベル変換回路の構成及びそ
の動作を説明する図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating the configuration and operation of a level conversion circuit according to a second conventional example.

【図30】第2の従来例のレベル変換回路の等価回路を
示す図である。
FIG. 30 is a diagram showing an equivalent circuit of the level conversion circuit of the second conventional example.

【図31】第8の実施例を示す回路図である。FIG. 31 is a circuit diagram showing an eighth embodiment.

【図32】レベル変換回路の要部のブロック図である。FIG. 32 is a block diagram of a main part of the level conversion circuit.

【図33】図32のレベル変換回路の動作図である。FIG. 33 is an operation diagram of the level conversion circuit of FIG. 32;

【図34】レベル変換回路を直列に接続した場合の説明
図である。
FIG. 34 is an explanatory diagram in the case where level conversion circuits are connected in series.

【図35】図31の回路の等価回路を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing an equivalent circuit of the circuit of FIG. 31;

【図36】第8の実施例及びその変形例の動作波形を示
す図である。
FIG. 36 is a diagram showing operation waveforms of the eighth embodiment and its modification.

【図37】第8の実施例の変形例を示す回路図である。FIG. 37 is a circuit diagram showing a modification of the eighth embodiment.

【図38】第8の実施例の変形例の回路の等価回路を示
す回路図である。
FIG. 38 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a circuit according to a modification of the eighth embodiment.

【図39】第9の実施例を示す回路図である。FIG. 39 is a circuit diagram showing a ninth embodiment.

【図40】第9の実施例の回路の動作波形を示す図であ
る。
FIG. 40 is a diagram showing operation waveforms of the circuit of the ninth embodiment.

【図41】第10の実施例の回路の説明図である。FIG. 41 is an explanatory diagram of a circuit according to a tenth embodiment.

【図42】第10の実施例の回路の動作の説明図であ
る。
FIG. 42 is an explanatory diagram of the operation of the circuit according to the tenth embodiment.

【図43】MOSFETの動作遅延時間の特性を説明する図で
ある。
FIG. 43 is a diagram illustrating characteristics of an operation delay time of a MOSFET.

【図44】第11の実施例の回路を示す図である。FIG. 44 is a diagram showing a circuit according to an eleventh embodiment.

【図45】周波数分配器の構成を示す図である。FIG. 45 is a diagram illustrating a configuration of a frequency divider.

【図46】第11の実施例の各グループの動作周波数を
示す図である。
FIG. 46 is a diagram showing operating frequencies of each group in the eleventh embodiment.

【図47】第11の実施例の効果を示す図である。FIG. 47 is a diagram showing effects of the eleventh embodiment.

【図48】第12の実施例の回路を示す図である。FIG. 48 is a diagram showing a circuit according to a twelfth embodiment.

【図49】第12の実施例の動作の説明図である。FIG. 49 is an explanatory diagram of the operation of the twelfth embodiment.

【図50】第12の実施例の動作と第7の実施例の動作
との比較図である。
FIG. 50 is a comparison diagram of the operation of the twelfth embodiment and the operation of the seventh embodiment.

【図51】第13の実施例の回路の要部を示す図であ
る。
FIG. 51 is a diagram showing a main part of a circuit according to a thirteenth embodiment.

【図52】第13の実施例の回路の全体構成を示す図で
ある。
FIG. 52 is a diagram illustrating an overall configuration of a circuit according to a thirteenth embodiment.

【図53】N型のMOSFETで構成した電位検出回路の内部
構成を示す図である。
FIG. 53 is a diagram showing an internal configuration of a potential detection circuit composed of an N-type MOSFET.

【図54】P型のMOSFETで構成した電位検出回路の内部
構成を示す図である。
FIG. 54 is a diagram showing an internal configuration of a potential detection circuit composed of a P-type MOSFET.

【図55】N型MOSFET及びP型MOSFETの動作遅延特性を
示す図である。
FIG. 55 is a diagram showing operation delay characteristics of an N-type MOSFET and a P-type MOSFET.

【図56】第9の実施例の第1の変形例の回路の全体構
成を示す図である。
FIG. 56 is a diagram showing an overall configuration of a circuit according to a first modification of the ninth embodiment;

【図57】第9の実施例の第1の変形例の動作の説明図
である。
FIG. 57 is an explanatory diagram of an operation of a first modification of the ninth embodiment.

【図58】第9の実施例の第2の変形例の回路の全体構
成を示す図である。
FIG. 58 is a diagram illustrating an overall configuration of a circuit according to a second modification of the ninth embodiment;

【図59】第9の実施例の第2の変形例の動作の説明図
である。
FIG. 59 is an explanatory diagram of an operation of a second modification of the ninth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンデンサー(電荷供給手段) 2,3 相補クロック信号 4,7,13,16 入力ゲート 9 放電手段 11 プリチャージ回路 21,27 相補入力 5,6 コンデンサーを出力に接続する
MOSFET 70,71 コンデンサーに電荷を充放電す
るMOSFET 17,18 イコライズトランジスター 106,106´ デカップリングコンデンサー 107 D−ラッチ回路 150 N型MOSFETで構成した電位検
出回路 151 P型MOSFETで構成した電位検
出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor (charge supply means) 2, 3 Complementary clock signal 4, 7, 13, 16 Input gate 9 Discharge means 11 Precharge circuit 21, 27 Complementary input 5, 6 Connect capacitor to output
MOSFET 70, 71 MOSFET for charging / discharging a capacitor 17, 18 Equalizing transistor 106, 106 'Decoupling capacitor 107 D-latch circuit 150 Potential detection circuit composed of N-type MOSFET 151 Potential detection circuit composed of P-type MOSFET

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−124120(JP,A) 特開 平2−244817(JP,A) 特開 平2−216910(JP,A) 特開 平2−1615(JP,A) 特開 平1−256213(JP,A) 特開 昭62−53517(JP,A) 特開 昭56−34233(JP,A) 特開 昭63−116517(JP,A) 特開 平2−216910(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03K 19/00 G11C 7/00────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-3-124120 (JP, A) JP-A-2-244817 (JP, A) JP-A-2-216910 (JP, A) JP-A-2- 1615 (JP, A) JP-A-1-256213 (JP, A) JP-A-62-53517 (JP, A) JP-A-56-34233 (JP, A) JP-A-63-116517 (JP, A) JP-A-2-216910 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H03K 19/00 G11C 7/00

Claims (50)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 異なる2つの値に変化する信号を入力と
すると共にクロック信号に同期して動作し、前記入力信
号の振幅値を他の振幅値に変換して単一の出力ノードか
ら出力するインバータ型のレベル変換回路であって、第
1の電位にプリチャージされる第1の電荷供給手段と、
前記第1の電位とは異なる第2の電位にプリチャージさ
れる第2の電荷供給手段と、前記両電荷供給手段のうち
何れか一方を前記入力信号に応じて選択し、選択した電
荷供給手段に蓄積された電荷を前記出力ノードに放電す
る放電手段とを備えたことを特徴とするレベル変換回
路。
1. A signal which changes to two different values as an input, operates in synchronization with a clock signal, converts an amplitude value of the input signal into another amplitude value, and outputs it from a single output node. An inverter type level conversion circuit, wherein first charge supply means is precharged to a first potential;
A second charge supply unit that is precharged to a second potential different from the first potential, and either one of the two charge supply units is selected according to the input signal, and the selected charge supply unit is selected. Discharging means for discharging the charge accumulated in the output node to the output node.
【請求項2】 異なる2つの値に変化する信号を入力と
すると共にクロック信号に同期して動作し、前記入力信
号の振幅値を他の振幅値に変換して2個の出力ノードか
ら出力する相補型のレベル変換回路であって、第1の電
位にプリチャージされる第1の電荷供給手段と、前記第
1の電位とは異なる第2の電位にプリチャージされる第
2の電荷供給手段と、前記入力信号に応じて、前記第1
の電荷供給手段に蓄積された電荷を前記2個の出力ノー
ドのうち何れか一方に放電すると共に前記第2の電荷供
給手段に記憶された電荷を他方の出力ノードに放電する
放電手段とを備えたことを特徴とするレベル変換回路。
2. A signal which changes to two different values as an input, operates in synchronization with a clock signal, converts an amplitude value of the input signal into another amplitude value, and outputs the converted value from two output nodes. Complementary level conversion circuits, wherein first charge supply means is precharged to a first potential, and second charge supply means is precharged to a second potential different from the first potential. And the first signal according to the input signal.
Discharging means for discharging the charge stored in the charge supply means to one of the two output nodes and discharging the charge stored in the second charge supply means to the other output node. A level conversion circuit characterized in that:
【請求項3】 出力ノードを、第1の電荷供給手段の第
1の電位と第2の電荷供給手段の第2の電位との間の第
3の電位にプリチャージするプリチャージ回路を備える
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のレベル変
換回路。
3. A precharge circuit for precharging an output node to a third potential between a first potential of the first charge supply means and a second potential of the second charge supply means. 3. The level conversion circuit according to claim 1, wherein:
【請求項4】 相補型のレベル変換回路において、プリ
チャージ回路は、2個の出力ノードを短絡するものであ
ることを特徴とする請求項3記載のレベル変換回路。
4. The level conversion circuit according to claim 3, wherein in the complementary level conversion circuit, the precharge circuit short-circuits two output nodes.
【請求項5】 クロック信号の1周期内の第1の期間に
プリチャージ回路により出力ノードを第3の電位にプリ
チャージすると共に、前記クロック信号の1周期内の第
2の期間に第1の電荷供給手段及び第2の電荷供給手段
を各々第1の電位及び第2の電位にプリチャージし、前
記クロック信号の1周期内の前記第1の期間及び第2の
期間の後の第3の期間に放電手段により電荷供給手段に
プリチャージされた電荷を出力ノードに放電させること
を特徴とする請求項3又は請求項4記載のレベル変換回
路の制御方法。
5. An output node is precharged to a third potential by a precharge circuit during a first period within one cycle of the clock signal, and a first potential is supplied to the output node during a second period within one cycle of the clock signal. The charge supply means and the second charge supply means are precharged to a first potential and a second potential, respectively, and a third potential after the first period and the second period within one cycle of the clock signal. 5. The control method according to claim 3, wherein the charge precharged to the charge supply means by the discharge means is discharged to the output node during the period.
【請求項6】 第1の電荷供給手段又は第2の電荷供給
手段は、高電位の電源線により構成されることを特徴と
する請求項2記載のレベル変換回路。
6. The level conversion circuit according to claim 2, wherein the first charge supply means or the second charge supply means is constituted by a high-potential power supply line.
【請求項7】 第1の電荷供給手段又は第2の電荷供給
手段は、低電位の電源線により構成されることを特徴と
する請求項2記載のレベル変換回路。
7. The level conversion circuit according to claim 2, wherein the first charge supply means or the second charge supply means is constituted by a low potential power supply line.
【請求項8】 電荷供給手段はコンデンサーにより構成
され、前記コンデンサーは、その容量値と出力ノードの
寄生容量値との比が、実現したい出力ノードの電位と前
記出力ノードのプリチャージ電位である第2の電位との
電位差と、前記コンデンサーのプリチャージ電位である
第1の電位と前記出力ノードの電位との電位差と,の比
になるように容量値が設定されることを特徴とする請求
項1、2、3、5、6又は7記載のレベル変換回路又は
その制御方法。
8. The charge supply means is constituted by a capacitor, and a ratio of a capacitance value of the capacitor to a parasitic capacitance value of an output node is a potential of an output node to be realized and a precharge potential of the output node. The capacitance value is set so as to be a ratio of a potential difference between the first potential and the potential of the output node to a potential difference between the first potential, which is a precharge potential of the capacitor, and a potential of the output node. 8. The level conversion circuit according to 1, 2, 3, 5, 6, or 7, or a control method thereof.
【請求項9】 異なる2つの値に変化する信号を入力と
すると共にクロック信号に同期して動作し、前記入力信
号の振幅値を他の振幅値に変換して出力ノードから出力
するレベル変換回路を複数個有し、前記複数個のレベル
変換回路のうち2個のレベル変換回路相互で、出力ノー
ドでの電荷の移動方向が反対で且つ時間に対する電荷の
絶対値が同じである電荷量変化特性を有するように設定
する電荷量変化特性均等手段と、前記電荷量変化特性が
均等な2個のレベル変化回路相互で電荷の移動を行わせ
る電荷再配分手段とを備えたことを特徴とする半導体集
積回路。
9. A level conversion circuit that receives a signal that changes to two different values as an input, operates in synchronization with a clock signal, converts an amplitude value of the input signal to another amplitude value, and outputs the converted value from an output node. A charge change characteristic in which two of the plurality of level conversion circuits move in opposite directions in the charge at the output node and have the same absolute value of the charge with respect to time. And a charge redistribution means for transferring charges between two level change circuits having the same charge amount change characteristics. Integrated circuit.
【請求項10】 複数個のレベル変換回路は、各々、出
力が相補である2個の出力ノードを有する相補型のレベ
ル変換回路であることを特徴とする請求項9記載の半導
体集積回路。
10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein each of the plurality of level conversion circuits is a complementary level conversion circuit having two output nodes whose outputs are complementary.
【請求項11】 複数個のレベル変換回路は、請求項6
記載の1個のレベル変換回路と、請求項7記載の1個の
レベル変換回路とから成り、前記2個のレベル変換回路
が高電位の電源線と低電位の電源線との間に直列に配置
されることを特徴とする請求項10記載の半導体集積回
路。
11. The level conversion circuit according to claim 6, wherein:
8. A level conversion circuit according to claim 7, wherein said two level conversion circuits are connected in series between a high-potential power line and a low-potential power line. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein the semiconductor integrated circuit is arranged.
【請求項12】 複数個のレベル変換回路は、請求項2
記載の1個又は複数個のレベル変換回路と、請求項6記
載の1個のレベル変換回路と、請求項7記載の1個のレ
ベル変換回路とから成り、前記複数個のレベル変換回路
が高電位の電源線と低電位の電源線との間に直列に配置
されることを特徴とする請求項10記載の半導体集積回
路。
12. The plurality of level conversion circuits according to claim 2,
7. A level conversion circuit according to claim 6, wherein the level conversion circuit comprises one or more level conversion circuits, one level conversion circuit according to claim 6, and one level conversion circuit according to claim 7. 11. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein the semiconductor integrated circuit is arranged in series between a power supply line having a potential and a power supply line having a low potential.
【請求項13】 高電位の電源線の電位と、低電位の電
源線の電位との中間値の電位と比較して高い電位を出力
ノードから出力するレベル変換回路のトランジスターは
P型のMOSFETで構成され、低い電位を出力ノードから出
力するレベル変換回路のトランジスターはN型のMOSFET
で構成されることを特徴とする請求項10、11又は1
2記載の半導体集積回路。
13. A transistor of a level conversion circuit which outputs a higher potential from an output node as compared with a potential of an intermediate value between a potential of a high potential power supply line and a potential of a low potential power supply line is a P-type MOSFET. The transistor of the level conversion circuit that outputs a low potential from the output node is an N-type MOSFET.
12. The method according to claim 10, wherein
3. The semiconductor integrated circuit according to item 2.
【請求項14】 電荷量変化特性均等手段は、寄生容量
値がほぼ同一値の2個の出力ノードを同電位にプリチャ
ージするプリチャージ手段と、電荷を蓄積する電荷蓄積
手段と、前記電荷蓄積手段を前記所定電位とは異なる電
位に充電する充電手段とからなることを特徴とする請求
項10、11、12又は13記載の半導体集積回路。
14. The charge amount changing characteristic equalizing means includes: a precharge means for precharging two output nodes having substantially the same parasitic capacitance value to the same potential; a charge accumulating means for accumulating electric charge; 14. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, further comprising charging means for charging said means to a potential different from said predetermined potential.
【請求項15】 充電手段は、電荷蓄積手段を、電荷再
配分を行う2個のレベル変換回路の各プリチャージ電位
の間の電位に充電することを特徴とする請求項14記載
の半導体集積回路。
15. The semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein said charging means charges said charge accumulating means to a potential between respective precharge potentials of said two level conversion circuits performing charge redistribution. .
【請求項16】 電荷蓄積手段は、電荷再配分を行う2
個のレベル変換回路で共用されることを特徴とする請求
項15記載の半導体集積回路。
16. The charge accumulating means performs charge redistribution.
17. The semiconductor integrated circuit according to claim 15, wherein the semiconductor integrated circuit is shared by a plurality of level conversion circuits.
【請求項17】 電荷蓄積手段は、電荷再配分を行う2
個のレベル変換回路で共用され、充電手段は、電荷再配
分を行う一方のレベル変換回路のプリチャージ電位近傍
と、他方ののレベル変換回路のプリチャージ電位近傍と
に交互に充電するものであり、前記2個のレベル変換回
路の入力は信号の変化周期が相互に半周期ずれて設定さ
れることを特徴とする請求項16記載の発半導体集積回
路。
17. The charge accumulating means performs charge redistribution.
The charging means, which is shared by the two level conversion circuits, alternately charges the vicinity of the precharge potential of one of the level conversion circuits performing charge redistribution and the vicinity of the precharge potential of the other level conversion circuit. 17. The semiconductor integrated circuit according to claim 16, wherein the inputs of the two level conversion circuits are set such that the change periods of the signals are shifted from each other by a half period.
【請求項18】 電荷再配分手段は、電荷再配分する2
個のレベル変換回路の両電荷蓄積手段の一方を、前記2
個のレベル変換回路の一方のレベル変換回路で高電位側
に変化する側の出力ノードに接続すると共に、他方の電
荷蓄積手段を他方のレベル変換回路で低電位側に変化す
る側の出力ノードに接続するものであることを特徴とす
る請求項14又は15記載の半導体集積回路。
18. The charge redistribution means according to claim 2, further comprising:
One of the two charge storage means of the two level conversion circuits
One of the level conversion circuits is connected to the output node on the side that changes to the high potential side, and the other charge storage means is connected to the output node on the side that changes to the low potential side in the other level conversion circuit. 16. The semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein the semiconductor integrated circuit is connected.
【請求項19】 電荷量変化特性均等手段は、各レベル
変換回路において寄生容量値がほぼ同一値の2個の出力
ノードを所定電位にプリチャージし、その各レベル変換
回路のプリチャージ電位相互の電位差を、各々同一値又
は前記各レベル変換回路の寄生容量値の逆数の比に設定
するものであることを特徴とする請求項10記載の半導
体集積回路。
19. The charge amount change characteristic equalizing means precharges two output nodes having substantially the same parasitic capacitance value to a predetermined potential in each level conversion circuit, and sets a mutual precharge potential of each level conversion circuit. 11. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein the potential difference is set to the same value or a ratio of a reciprocal of a parasitic capacitance value of each of the level conversion circuits.
【請求項20】 電荷再配分手段は、プリチャージ電位
が隣接して電荷再配分を行うべき2個のレベル変換回路
において、一方のレベル変換回路で入力に応じて低電位
側に変化する出力ノードと、他方のレベル変換回路で入
力に応じて高電位に変化する出力ノードとを短絡させる
ものであることを特徴とする請求項19記載の半導体集
積回路。
20. The charge redistribution means comprising: an output node in which two pre-charge potentials are adjacent to perform a charge redistribution and one of the level conversion circuits changes to a low potential side in response to an input. 20. The semiconductor integrated circuit according to claim 19, wherein a short circuit is made between the other level conversion circuit and an output node which changes to a high potential in accordance with an input.
【請求項21】 クロック信号の1周期内の第1の期間
に各レベル変換回路において2個の出力ノードを同電位
にプリチャージする共に、前記クロック信号の1周期内
の第2の期間に、電荷再配分する2個のレベル変換回路
の各電荷蓄積手段を前記電荷再配分する2個のレベル変
換回路の両プリチャージ電位の間の所定電位に充電し、
その後、前記クロック信号の1周期内の前記第1の期間
及び第2の期間の後の第3の期間に、前記電荷再配分す
る2個のレベル変換回路の両電荷蓄積手段の一方を、前
記電荷再配分する2個のレベル変換回路の一方のレベル
変換回路で高電位側に変化する側の出力ノードに接続す
ると共に、他方の電荷蓄積手段を他方のレベル変換回路
で低電位側に変化する側の出力ノードに接続することを
特徴とする請求項14又は15記載の半導体集積回路の
制御方法。
21. In each level conversion circuit, two output nodes are precharged to the same potential in a first period in one cycle of the clock signal, and in a second period in one cycle of the clock signal, Charging each charge storage means of the two level conversion circuits for redistributing charges to a predetermined potential between both precharge potentials of the two level conversion circuits for redistributing the charges;
Thereafter, in a third period after the first period and the second period in one cycle of the clock signal, one of the two charge accumulating means of the two level conversion circuits for redistributing the charges is connected to One of the two level conversion circuits for redistributing charges is connected to the output node on the side that changes to the higher potential side, and the other charge storage means changes to the lower potential side by the other level conversion circuit. 16. The control method for a semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein the control circuit is connected to a side output node.
【請求項22】 クロック信号の1周期内の第2の期間
に2個の電荷蓄積手段を充電する電位は、電荷再配分す
る2個のレベル変換回路の両プリチャージ電位の間の電
位であることを特徴とする請求項21記載の半導体集積
回路の制御方法。
22. A potential for charging two charge storage means in a second period within one cycle of a clock signal is a potential between both precharge potentials of two level conversion circuits for redistributing charges. 22. The control method for a semiconductor integrated circuit according to claim 21, wherein:
【請求項23】 クロック信号の1周期内の第2の期間
に2個の電荷蓄積手段を充電する電位は、一方の電荷蓄
積手段では、電荷再配分する2個のレベル変換回路の一
方のプリチャージ電位とほぼ同電位であり、他方の電荷
蓄積手段では、電荷再配分する2個のレベル変換回路の
他方のプリチャージ電位とほぼ同電位であることを特徴
とする請求項21記載の半導体集積回路の制御方法。
23. A potential for charging two charge storage means in a second period within one cycle of a clock signal is applied to one of two level conversion circuits for redistributing charges in one of the charge storage means. 22. The semiconductor integrated circuit according to claim 21, wherein the potential is substantially the same as the charge potential, and the other charge storage means is substantially the same as the other precharge potential of the two level conversion circuits for redistributing the charges. Circuit control method.
【請求項24】 第1の期間と第2の期間とは同一期間
であることを特徴とする請求項5、21、22又は23
記載のレベル変換回路又は半導体集積回路の制御方法。
24. The system according to claim 5, wherein the first period and the second period are the same period.
A method for controlling the level conversion circuit or the semiconductor integrated circuit according to the above.
【請求項25】 クロック信号の1周期内の所定期間に
各レベル変換回路において2個の出力ノードを同電位に
プリチャージし、その後、前記クロック信号の1周期内
の前記所定期間の後の期間に、前記電荷再配分する2個
のレベル変換回路の一方のレベル変換回路で高電位側に
変化する側の出力ノードと、他方のレベル変換回路で低
電位側に変化する側の出力ノードとを接続することを特
徴とする請求項19又は20記載の半導体集積回路の制
御方法。
25. In each level conversion circuit, two output nodes are precharged to the same potential in a predetermined period within one cycle of the clock signal, and thereafter, a period after the predetermined period in one cycle of the clock signal And an output node on one side of the two level conversion circuits for redistributing the electric charges, which changes to a high potential side, and an output node on the other side, which changes to a low potential side in the other level conversion circuit. 21. The control method for a semiconductor integrated circuit according to claim 19, wherein the connection is established.
【請求項26】 2個の電源端子間に配置され、前記2
個の電源端子間に貫通電流が流れないように制御する貫
通電流防止手段を備えたことを特徴とする請求項9又は
請求項10記載の半導体集積回路。
26. A power supply terminal, comprising:
11. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, further comprising a through-current preventing means for controlling a through-current not to flow between the power supply terminals.
【請求項27】 貫通電流防止手段は、複数個のトラン
ジスタから成り、前記複数個のトランジスタが同時にO
Nしないように制御するものであることを特徴とする請
求項26記載の半導体集積回路。
27. The through current prevention means comprises a plurality of transistors, wherein the plurality of transistors are simultaneously turned on.
27. The semiconductor integrated circuit according to claim 26, wherein the control is performed so as not to be N.
【請求項28】 複数個のトランジスタは、レベル変換
回路の入力とは異なる独立の制御信号により制御される
ことを特徴とする請求項27記載の半導体集積回路。
28. The semiconductor integrated circuit according to claim 27, wherein the plurality of transistors are controlled by an independent control signal different from an input of the level conversion circuit.
【請求項29】 レベル変換回路は複数個備えられ、前
記複数個のレベル変換回路のうち一部に各々備える出力
ノードは互いに並列に接続され、前記並列に接続された
複数個の出力ノードが第1の電荷供給手段又は第2の電
荷供給手段に接続されることを特徴とする請求項1、
2、3、4、5、6、7又は8記載のレベル変換回路又
はレベル変換回路の制御方法。
29. A plurality of level conversion circuits, an output node provided in a part of the plurality of level conversion circuits is connected in parallel with each other, and the plurality of output nodes connected in parallel are connected to each other. 2. The device according to claim 1, wherein the first charge supply unit is connected to the first charge supply unit or the second charge supply unit.
9. The level conversion circuit or the method for controlling a level conversion circuit according to 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8.
【請求項30】 レベル変換回路は複数個備えられ、前
記複数個のレベル変換回路のうち一部に各々備える出力
ノードは互いに直列に接続され、前記直列に接続された
複数個の出力ノードの各々が第1の電荷供給手段又は第
2の電荷供給手段に接続されることを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、6、7又は8記載のレベル変換回
路又はレベル変換回路の制御方法。
30. A plurality of level conversion circuits, wherein output nodes respectively provided in some of the plurality of level conversion circuits are connected in series with one another, and each of the plurality of output nodes connected in series is connected to each other. Is connected to the first charge supply means or the second charge supply means. 9. The level conversion circuit or the level conversion circuit according to claim 1, wherein Control method.
【請求項31】 高電位の電源線は高電位の外部電源線
であることを特徴とする請求項6記載のレベル変換回
路。
31. The level conversion circuit according to claim 6, wherein the high-potential power supply line is a high-potential external power supply line.
【請求項32】 高電位の電源線は高電位の内部電源線
であることを特徴とする請求項6記載の記載のレベル変
換回路。
32. The level conversion circuit according to claim 6, wherein the high-potential power supply line is a high-potential internal power supply line.
【請求項33】 低電位の電源線は低電位の外部電源線
であることを特徴とする請求項7記載の記載のレベル変
換回路。
33. The level conversion circuit according to claim 7, wherein the low potential power supply line is a low potential external power supply line.
【請求項34】 低電位の電源線は低電位の内部電源線
であることを特徴とする請求項7記載の記載のレベル変
換回路。
34. The level conversion circuit according to claim 7, wherein the low potential power supply line is a low potential internal power supply line.
【請求項35】 複数個のレベル変換回路は、第1の電
源と、前記第1の電源の電位とは異なる電位を有する第
2の電源との間に直列に配置され、前記複数個のレベル
変換回路のうち、時間に対する出力ノードの変化の度合
いが大きいレベル変換回路は、残るレベル変換回路より
も前記第1の電源又は第2の電源に近い位置に配置され
ることを特徴とする請求項19,20又は25記載の半
導体集積回路又は半導体集積回路の制御方法。
35. A plurality of level conversion circuits, which are arranged in series between a first power supply and a second power supply having a potential different from a potential of the first power supply, and wherein the plurality of level conversion circuits are provided. The level conversion circuit having a large change degree of the output node with respect to time among the conversion circuits is arranged at a position closer to the first power supply or the second power supply than the remaining level conversion circuits. 26. The semiconductor integrated circuit according to claim 19, 20 or 25, or the control method of a semiconductor integrated circuit.
【請求項36】 P型のMOSFETで構成されるレベル変換
回路は電位の高い電源に近い側に配置されることを特徴
とする請求項35記載の半導体集積回路又は半導体集積
回路の制御方法。
36. The semiconductor integrated circuit or the method for controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 35, wherein the level conversion circuit composed of a P-type MOSFET is arranged on a side near a power supply having a high potential.
【請求項37】 N型のMOSFETで構成されるレベル変換
回路は電位の低い電源に近い側に配置されることを特徴
とする請求項35記載の半導体集積回路又は半導体集積
回路の制御方法。
37. A semiconductor integrated circuit or a method for controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 35, wherein the level conversion circuit composed of an N-type MOSFET is arranged on a side closer to a power supply having a low potential.
【請求項38】 複数個のレベル変換回路を備え、その
うち、時間に対する出力ノードの変化の度合いが同一の
複数のレベル変換回路同志が、第1の電源と、前記第1
の電源の電位とは異なる電位を有する第2の電源との間
に直列に配置されることを特徴とする請求項9記載の半
導体集積回路。
38. A plurality of level conversion circuits, among which a plurality of level conversion circuits having the same degree of change of the output node with respect to time, includes a first power supply and the first power supply.
10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the semiconductor integrated circuit is arranged in series with a second power supply having a potential different from the potential of the power supply.
【請求項39】 複数個のレベル変換回路は、時間に対
する出力ノードの変化の度合いが同一のレベル変換回路
別にグループ化され、前記各グループ別に各グループに
属するレベル変換回路が第1の電源と第2の電源との間
に直列に配置されることを特徴とする請求項38記載の
半導体集積回路。
39. The plurality of level conversion circuits are grouped by level conversion circuits having the same degree of change of an output node with respect to time, and the level conversion circuits belonging to each group in each group are a first power supply and a second power supply. 39. The semiconductor integrated circuit according to claim 38, wherein the semiconductor integrated circuit is arranged in series between the two power supplies.
【請求項40】 時間に対する出力ノードの変化の度合
いが大きいレベル変換回路のグループと、時間に対する
出力ノードの変化の度合いが小さいレベル変換回路のグ
ループとでは、動作クロックの周期が異なることを特徴
とする請求項39記載のレベル変換回路。
40. A cycle of an operation clock is different between a group of level conversion circuits having a large degree of change of an output node with respect to time and a group of level conversion circuits having a small degree of change of an output node with respect to time. 40. The level conversion circuit according to claim 39, wherein:
【請求項41】 電荷量変化特性均等手段は、前記複数
個のレベル変換回路の動作クロックの周期の整数倍の周
期で電源との接続を制御することを特徴とする請求項1
9,20又は25の半導体集積回路又は半導体集積回路
の制御方法。
41. The charge amount changing characteristic equalizing means controls connection to a power supply at a cycle that is an integral multiple of a cycle of an operation clock of the plurality of level conversion circuits.
9. The semiconductor integrated circuit according to 9, 20, or 25, or a method for controlling a semiconductor integrated circuit.
【請求項42】 第1の電源と第2の電源との間に直列
に配置された複数個のレベル変換回路の出力ノードに
は、各々、対応する出力ノードの電位を検出する電位検
出手段が接続され、前期複数個の電位検出手段のうち、
レベル変換回路の出力ノードのプリチャージ電位が前記
第1の電源と第2の電源との間の中間電位より高い側の
レベル変換回路の出力ノードに対応する電位検出手段
は、N型のMOSFETで構成され、前記中間電位より低い側
のレベル変換回路の出力ノードに対応する電位検出手段
は、P型のMOSFETで構成されることを特徴とする請求項
9〜請求項41記載の半導体集積回路。
42. Each of output nodes of a plurality of level conversion circuits arranged in series between a first power supply and a second power supply has a potential detecting means for detecting a potential of a corresponding output node. Connected, and among the plurality of potential detecting means,
The potential detection means corresponding to the output node of the level conversion circuit whose precharge potential at the output node of the level conversion circuit is higher than the intermediate potential between the first power supply and the second power supply is an N-type MOSFET. 42. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the potential detecting means configured and corresponding to an output node of the level conversion circuit lower than the intermediate potential is configured by a P-type MOSFET.
【請求項43】 N型のMOSFETで構成された電位検出手
段の出力は、CMOS型のフリップフロップ回路のN型
のペアトランジスタの各々のソース部に接続され、P型
のMOSFETで構成された電位検出回路の出力は、CMOS
型のフリップフロップ回路のP型のペアトランジスタの
各々のソース部に接続されることを特徴とする請求項4
2記載の半導体集積回路。
43. An output of a potential detecting means composed of an N-type MOSFET is connected to each source of an N-type pair transistor of a CMOS flip-flop circuit, and a potential composed of a P-type MOSFET is connected. The output of the detection circuit is CMOS
5. The flip-flop circuit according to claim 4, wherein the source is connected to each source of a P-type pair transistor of the flip-flop circuit.
3. The semiconductor integrated circuit according to item 2.
【請求項44】 複数個のレベル変換回路の各出力ノー
ドからの出力は、2以上の並列データとして外部に転送
され、前記2以上の並列データは、予め、第1の電源の
電位と第2の電源の電位との間の有限の電位差の範囲内
を複数に分割した各々の電圧範囲を用いて外部に転送さ
れることを特徴とする請求項9記載の半導体集積回路の
制御方法。
44. Outputs from each output node of the plurality of level conversion circuits are transferred to the outside as two or more parallel data, and the two or more parallel data are stored in advance in advance of the potential of the first power supply and the second power. 10. The control method for a semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the data is transferred to the outside by using a plurality of voltage ranges obtained by dividing a range of a finite potential difference with the power supply potential.
【請求項45】 有限の電位差の分割数は並列データ転
送数と同数であることを特徴とする請求項44記載の半
導体集積回路の制御方法。
45. The method according to claim 44, wherein the number of divisions of the finite potential difference is equal to the number of parallel data transfers.
【請求項46】 複数個のレベル変換回路は、第1の電
源と、前記第1の電源の電位とは異なる電位を有する第
2の電源との間に直列に配置され、前記第1の電源と第
2の電源との間に比較的容量の大きいデカップリングコ
ンデンサーが接続されることを特徴とする請求項9記載
の半導体集積回路。
46. A plurality of level conversion circuits, which are arranged in series between a first power supply and a second power supply having a potential different from the potential of the first power supply, wherein the first power supply 10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein a relatively large decoupling capacitor is connected between the first power supply and the second power supply.
【請求項47】 第1の電源及び第2の電源は内部電源
であり、この第1の内部電源と第2の内部電源との間に
デカップリングコンデンサーが接続されることを特徴と
する請求項46記載の半導体集積回路。
47. The first power supply and the second power supply are internal power supplies, and a decoupling capacitor is connected between the first internal power supply and the second internal power supply. 46. The semiconductor integrated circuit according to 46.
【請求項48】 第1の電源及び第2の電源は外部電源
であり、この第1の外部電源と第2の外部電源との間
に、レベル変換回路の数に等しい数のデカップリングコ
ンデンサーが接続され、前記各デカップリングコンデン
サーは、各々、対応する2個のレベル変換回路の間のノ
ードに接続されることを特徴とする請求項46記載の半
導体集積回路。
48. The first power supply and the second power supply are external power supplies, and a number of decoupling capacitors equal to the number of level conversion circuits are provided between the first external power supply and the second external power supply. 47. The semiconductor integrated circuit according to claim 46, wherein each of the connected decoupling capacitors is connected to a node between two corresponding level conversion circuits.
【請求項49】 複数個のレベル変換回路は、第1の電
源と、前記第1の電源の電位とは異なる電位を有する第
2の電源との間に直列に配置され、前記複数個のレベル
変換回路のうち、前記第1の電源に接続されるレベル変
換回路又は前記第2の電源に接続されるレベル変換回路
の出力は、使用されないことを特徴とする請求項9記載
の半導体集積回路。
49. A plurality of level conversion circuits, which are arranged in series between a first power supply and a second power supply having a potential different from the potential of the first power supply, and wherein the plurality of level conversion circuits are provided. 10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein, of the conversion circuits, an output of a level conversion circuit connected to the first power supply or an output of a level conversion circuit connected to the second power supply is not used.
【請求項50】 複数個のレベル変換回路の数は、第1
の電源に接続されるレベル変換回路又は第2の電源に接
続されるレベル変換回路を除いて、必要とされる並列デ
ータ数に等しい数であることを特徴とする請求項49記
載の半導体集積回路。
50. The number of the plurality of level conversion circuits is:
50. The semiconductor integrated circuit according to claim 49, wherein the number is equal to the required number of parallel data except for the level conversion circuit connected to the power supply or the level conversion circuit connected to the second power supply. .
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