JP2785576B2 - レベル変換回路 - Google Patents

レベル変換回路

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JP2785576B2
JP2785576B2 JP4088488A JP8848892A JP2785576B2 JP 2785576 B2 JP2785576 B2 JP 2785576B2 JP 4088488 A JP4088488 A JP 4088488A JP 8848892 A JP8848892 A JP 8848892A JP 2785576 B2 JP2785576 B2 JP 2785576B2
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文雄 中野
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レベル変換回路に関
し、小振幅(0.8〜1V)の高速相補信号をCMOS
の論理レベルに変換する為のレベル変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のレベル変換回路であり、
振幅0.8V(振幅の中心電圧:1.3V程度)程度の
相補信号を受けてCMOSの論理レベルに変換するもの
である。この従来のレベル変換回路は、第一の入力51
(ノードa)を第一のPチャンネルMOSトランジスタ
52のゲート電極と第一のNチャンネルMOSトランジ
スタ53のソース電極に接続し、第二の入力54(ノー
ドb)を第二のPチャンネルMOSトランジスタ55の
ゲート電極と第二のNチャネルMOSトランジスタ56
のソース電極に接続し、第一のPチャネルMOSトラン
ジスタ52のドレイン電極を第二のNチャンネルMOS
トランジスタ56のゲート電極とドレイン電極及び第一
のNチャンネルMOSトランジスタ53のゲート電極に
接続し(ノードd)、第二のPチャンネルMOSトラン
ジスタ55のドレイン電極を第一のNチャンネルMOS
トランジスタ53のドレイン電極に接続し(ノード
c)、CMOSインバータ回路57の入力を第二のPチ
ャンネルMOSトランジスタのドレイン電極と第一のN
チャンネルMOSトランジスタのドレイン電極に接続
し、CMOSインバータ回路57の出力を出力58に接
続し、第一・第二のPチャンネルMOSトランジスタ5
2・55のソース電極を正電源端子59(電源電圧:V
DD)に接続した構成のシングルエンドレベル変換回路
を2つ用いて、第一のシングルエンドレベル変換回路6
0の第一の入力5と第二のシングルエンドレベル変換回
路70の第二の入力64を第一の入力端子71に接続
し、第一のシングルエンドレベル変換回路60の第二の
入力54と第二のシングルエンドレベル変換回路70の
第一の入力61を第二の入力端子72に接続し、第一の
シングルエンドレベル変換回路60の出力58を第一の
出力端子73(ノードf)に接続し、第二のシングルエ
ンドレベル変換回路70の出力68を第二の出力端子7
4(ノードe)に接続した構成で、第一・第二のPチャ
ンネルMOSトランジスタ、第一・第二のNチャンネル
MOSトランジスタは、第一・第二の入力の電圧がそれ
ぞれ1.3V程度の時、ノードc・dがVDD/2程度
になるようにトランジスタサイズが設定され、インバー
タ回路のスレッシュホールド電圧はVDD/2程度に設
定される。
【0003】次に、回路の動作について説明する。初め
に第一のシングルエンドレベル変換回路60の動作につ
いて説明する。図6は、図5の回路の各ノードの動作波
形を示した図であり、ノードaがhighレベル(1.
7V程度)、ノードbがlowレベル(0.9V程度)
の時は、第一のPチャンネルMOSトランジスタ52は
ソース電極が電源電位(5V)でありゲート電極がhi
ghレベルの為オン抵抗が上がり、第二のnチャンネル
MOSトランジスタ56はゲート電極がドレイン電極に
接続されておりソース電極がlowレベルの為オン抵抗
が下がり、ノードdの電位は2V程度に下がる。第二の
PチャンネルMOSトランジスタ55はソース電極が電
源電位でありゲート電極がlowレベルの為オン抵抗が
下がり、第一のNチャンネルMOSトランジスタ53は
ゲート電極がノードdに接続されておりソース電極がh
ighレベルの為オン抵抗が上がりノードcの電位は4
V程度に上がる。従って、出力(ノードf)の電位はイ
ンバータ回路57によって、GND電位になる。ノード
aがlowレベル、ノードbがhighレベルの時は、
第一のPチャンネルMOSトランジスタ52はソース電
極が電源電位でありゲート電極がlowレベルの為オン
抵抗が下がり、第二のNチャンネルMOSトランジスタ
56のゲート電極がドレイン電極に接続されておりソー
ス電極がhighレベルの為オン抵抗が上がり、ノード
dの電位は3V程度に上がる。第二のPチャンネルMO
Sトランジスタ55はソース電極が電源電位でありゲー
ト電極がhighレベルの為オン抵抗が上がり第一のN
チャンネルMOSトランジスタ53はゲート電極がノー
ドdに接続されておりソース電極がlowレベルの為オ
ン抵抗が下がりノードcの電位は1V程度に下がる。従
って、第二の出力端子73(ノードf)の電位はインバ
ータ回路57によって、電源電位(5V)になる。
【0004】第二のシングルエンドレベル変換回路70
も同様に動作し、入力が第一のシングルエンドレベル変
換回路60と逆の接続となっている為、第二の出力端子
74(ノードe)は第一の出力端子73(ノードf)に
対して逆相の信号を出力する。
【0005】従って、0.8V程度の振幅の相補入力信
号が0/5VのCMOSレベルの相補信号に変換され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来回路では、
シングルエンドレベル変換回路を二つ用いる為、回路規
模が大きく(トランジスタ数12ケ)、その為消費電力
も大きい(30mW程度)という問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】第一の入力端子を第一の
極性の第一のMOSトランジスタのゲート電極及び第二
の極性の第一のMOSトランジスタのソース電極に接続
し、第二の入力端子を第一の極性の第二のMOSトラン
ジスタのゲート電極及び第二の極性の第二のMOSトラ
ンジスタのソース電極に接続し、第二の極性の第一・第
二のMOSトランジスタのゲート電極にバイアス電位を
与え、第二の極性の第一のMOSトランジスタのドレイ
ン電極を第一の極性の第二のMOSトランジスタのドレ
イン電極及び第一のCMOSバッファー回路の入力に接
続し、第二の極性の第二のMOSトランジスタのドレイ
ン電極を第一の極性の第一のMOSトランジスタのドレ
イン電極及び第二のCMOSバッファー回路の入力に接
続し、第一の極性の第一・第二のMOSトランジスタの
ソース電極を電源端子に接続し、第一の出力端子を第一
のCMOSバッファー回路の出力に接続し、第二の出力
端子を第二のCMOSバッファー回路の出力に接続して
いる。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0009】図1は本発明のレベル変換回路の第一の実
施例であり、第一の入力端子1(ノードa)を第一のP
チャンネルMOSトランジスタ2のゲート電極及び第一
のNチャンネルMOSトランジスタ3のソース電極に接
続し、第二の入力端子4(ノードb)を第二のPチャン
ネルMOSトランジスタ6のゲート電極及び第二のNチ
ャンネルMOSトランジスタ5のソース電極に接続し、
第一・第二のNチャンネルMOSトランジスタ3・5の
ゲート電極を正電源端子7(電源電圧:VDD)に接続
し、第一のNチャンネルMOSトランジスタ3のドレイ
ン電極を第二のPチャンネルMOSトランジスタ6のド
レイン電極及び第一のCMOSインバータ回路8の入力
に接続し(ノードe)、第二のNチャンネルMOSトラ
ンジスタ5のドレイン電極を第一のPチャンネルMOS
トランジスタ2のドレイン電極及び第二のCMOSイン
バータ回路9の入力に接続し(ノードf)、第一・第二
のPチャンネルMOSトランジスタ2・6のソース電極
を正電源端子7に接続し、第一の出力端子10(ノード
h)を第一のCMOSインバータ回路8の出力に接続
し、第二の出力端子11(ノードg)を第二のCMOS
インバータ回路11の出力に接続している。
【0010】次に、本発明の第一の実施例の回路の動作
について説明する。図2は、図1の回路の各ノードの動
作波形を示した図であり、ノードa及びノードbには振
幅0.8V(振幅の中心電圧:1.3V程度)程度の相
補信号を入力する。ノードaがhighレベル(1.7
V程度)、ノードbがlowレベル(0.9V程度)の
時、第二のNチャンネルMOSトランジスタ5はゲート
電極が電源電位(5V)でありソース電極がlowレベ
ルの為オン抵抗が下がり、第一のPチャンネルMOSト
ランジスタ2はソース電極が電源電位でありゲート電極
がhighレベルの為オン抵抗が上がり、ノードfは
1.5V程度に下がり、第二の出力端子11(ノード
g)は第二のインバータ回路9によって電源電位(5
V)となる。一方、第一のNチャンネルMOSトランジ
スタ3はゲート電極が電源電位でありソース電極がhi
ghレベルの為オン抵抗が上がり、第二のPチャンネル
MOSトランジスタ6はソース電極が電源電位でありゲ
ート電極がlowレベルの為オン抵抗が下がり、ノード
eは3.5V程度に上がり、第一の出力端子10(ノー
ドh)は第一のインバータ回路8によってGND電位と
なる。ノードaがlowレベル、ノードbがhighレ
ベルの時は、第二のNチャンネルMOSトランジスタ5
はゲート電極が電源電位でありソース電極がhighレ
ベルの為オン抵抗が上がり、第一のPチャンネルMOS
トランジスタ2はソース電極が電源電位でありゲート電
極がlowレベルの為オン抵抗が下がり、ノードfは
3.5V程度に上がり、第二の出力端子11(ノード
g)は第二のインバータ回路9によってGND電位とな
る。一方、第一のNチャンネルMOSトランジスタ3は
ゲート電極が電源電位でありソース電極がlowレベル
の為オン抵抗が下がり、第二のPチャンネルMOSトラ
ンジスタ6はソース電極が電源電位でありゲート電極が
highレベルの為オン抵抗が上がり、ノードeは1.
5V程度に下がり、第一の出力端子10(ノードh)は
第一のインバータ回路8によって電源電位となる。
【0011】従って、0.8V程度の振幅の相補入力信
号が0/5VのCMOSレベルの相補信号に変換され
る。
【0012】次に、本発明の第二の実施例を示す。図3
は本発明の第二の実施例であり、第一の入力端子21
(ノードa)を第一のNチャンネルMOSトランジスタ
25のゲート電極及び第一のPチャンネルMOSトラン
ジスタ26のソース電極に接続し、第二の入力端子24
(ノードb)を第二のNチャンネルMOSトランジスタ
23のゲート電極及び第二のPチャンネルMOSトラン
ジスタ22のソース電極に接続し、第一・第二のPチャ
ンネルMOSトランジスタ26・22のゲート電極を負
電源端子27(電源電圧:VSS)に接続し、第一のP
チャンネルMOSトランジスタ26のドレイン電極を第
二のNチャンネルMOSトランジスタ23のドレイン電
極及び第一のCMOSインバータ回路28の入力に接続
し(ノードe)、第二のPチャンネルMOSトランジス
タ22のドレイン電極を第一のNチャンネルMOSトラ
ンジスタ25のドレイン電極及び第二のCMOSインバ
ータ回路29の入力に接続し(ノードf)、第一・第二
のNチャンネルMOSトランジスタ25・23のソース
電極を負電源端子27に接続し、第一の出力端子30
(ノードh)を第一のCMOSインバータ回路28の出
力に接続し、第二の出力端子31(ノードg)を第二の
CMOSインバータ回路31の出力に接続している。
【0013】図4は、図3の回路の各ノードの動作波形
を示した図であり、動作は、第一の実施例と同様であ
る。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、少ないト
ランジスタ数(従来回路に対して1/2程度)で相補型
レベル変換を実現でき、消費電力も小さくすることがで
きる(従来回路に対して1/2程度)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の回路図
【図2】第一の実施例における各ノードの動作波形図
【図3】本発明の第二の実施例の回路図
【図4】第二の実施例における各ノードの動作波形図
【図5】従来のレベル変換回路の回路図
【図6】従来のレベル変換回路の各ノードの動作波形図
【符号の説明】
1,21 第一の入力端子 2,22 PチャンネルMOSトランジスタ 3,23 NチャンネルMOSトランジスタ 4,24 第二の入力端子 5,25 NチャンネルMOSトランジスタ 6,26 PチャンネルMOSトランジスタ 7 正電源端子 8,28 CMOSインバータ回路 9,29 CMOSインバータ回路 10,30 第一の出力端子 11,31 第二の出力端子 27 負電源端子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一の入力端子を第一の極性の第一のM
    OSトランジスタのゲート電極及び第二の極性の第一の
    MOSトランジスタのソース電極に接続し、第二の入力
    端子を第一の極性の第二のMOSトランジスタのゲート
    電極及び第二の極性の第二のMOSトランジスタのソー
    ス電極に接続し、前記第二の極性の第一・第二のMOS
    トランジスタのゲート電極にバイアス電位を与え、前記
    第二の極性の第一のMOSトランジスタのドレイン電極
    を前記第一の極性の第二のMOSトランジスタのドレイ
    ン電極及び第一のCMOSバッファー回路の入力に接続
    し、前記第二の極性の第二のMOSトランジスタのドレ
    イン電極を前記第一の極性の第一のMOSトランジスタ
    のドレイン電極及び第二のCMOSバッファー回路の入
    力に接続し、前記第一の極性の第一・第二のMOSトラ
    ンジスタのソース電極を電源端子に接続し、第一の出力
    端子を前記第一のCMOSバッファー回路の出力に接続
    し、第二の出力端子を前記第二のCMOSバッファー回
    路の出力に接続したことを特徴とするレベル変換回路。
JP4088488A 1992-04-09 1992-04-09 レベル変換回路 Expired - Lifetime JP2785576B2 (ja)

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JPH05327464A JPH05327464A (ja) 1993-12-10
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