JP2788890B2 - Level shift circuit - Google Patents

Level shift circuit

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JP2788890B2
JP2788890B2 JP8041388A JP4138896A JP2788890B2 JP 2788890 B2 JP2788890 B2 JP 2788890B2 JP 8041388 A JP8041388 A JP 8041388A JP 4138896 A JP4138896 A JP 4138896A JP 2788890 B2 JP2788890 B2 JP 2788890B2
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level shift
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喜伴 沼口
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はCMOS回路などの
レベルシフト回路に関し、特にCMOS回路の低電圧電
源回路と高電圧電源回路間で信号電圧の変換を行うレベ
ルシフト回路に関する。
The present invention relates to a level shift circuit such as a CMOS circuit, and more particularly to a level shift circuit for converting a signal voltage between a low voltage power supply circuit and a high voltage power supply circuit of a CMOS circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のレベルシフト回路は、例
えば特開昭60−51322号公報にもあるように、一
般に知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of level shift circuit is generally known, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-51322.

【0003】図4はかかる従来の一例を示すレベルシフ
ト回路図である。図4に示すように、このレベルシフト
回路は、低電圧電源(接地)VSSと第1の高電圧電源
VDD1間に直列に接続してなるNチャネルMOSトラ
ンジスタT1(以下、NMOST1と称す)およびPチ
ャネルMOSトランジスタT2(以下、PMOST2と
称す)と、これらのMOST1,T2のゲート(ノード
a,b)間に接続したコンデンサCと、第1の高電圧電
源VDD1とは異なる第2の高電圧電源VDD2および
PMOST2のゲート間に接続したダイオードD1から
なる降圧回路1と、PMOST2のゲートおよびVDD
1間に接続したダイオードD4とを備え、入力電圧VI
をNMOST1のゲート(ノードa)に供給し、出力電
圧VOをMOST1,T2の接続点(ノードe)から取
り出すことにより、低電圧駆動回路(図示省略)と高電
圧駆動回路(図示省略)間の電圧レベル調整を行うもの
である。ここで、コンデンサCの容量は、PMOST2
のゲート容量よりも大きい容量を有する。
FIG. 4 is a level shift circuit diagram showing an example of such a prior art. As shown in FIG. 4, the level shift circuit includes an N-channel MOS transistor T1 (hereinafter, referred to as NMOST1) and a P-channel MOS transistor T1 connected in series between a low-voltage power supply (ground) VSS and a first high-voltage power supply VDD1. A channel MOS transistor T2 (hereinafter referred to as PMOST2), a capacitor C connected between the gates (nodes a and b) of these MOST1 and T2, and a second high-voltage power supply different from the first high-voltage power supply VDD1 A step-down circuit 1 consisting of a diode D1 connected between VDD2 and the gate of PMOST2, and a gate of PMOST2 and VDD
And a diode D4 connected between the input voltage VI
Is supplied to the gate (node a) of the NMOS T1 and the output voltage VO is taken out from the connection point (node e) between the MOST1 and T2, thereby providing a connection between the low voltage drive circuit (not shown) and the high voltage drive circuit (not shown). This is to adjust the voltage level. Here, the capacitance of the capacitor C is PMOST2
Has a capacitance larger than that of the gate capacitance.

【0004】また、降圧回路1としてのダイオードD1
は、ゲート,ドレインを短絡したNMOSトランジスタ
で置換するか、もしくはかかるNMOSトランジスタを
複数個直列接続しても同様である。その際は、ゲート,
ドレインを短絡接続した側を第2の高電圧電源VDD2
に、ソース側をPMOST2のゲートに接続することに
より実現することができる。
A diode D1 as a step-down circuit 1
The same applies to the case where the NMOS transistor whose gate and drain are short-circuited is replaced or a plurality of such NMOS transistors are connected in series. In that case, the gate,
The side where the drain is short-circuited is connected to the second high-voltage power supply VDD2.
Alternatively, it can be realized by connecting the source side to the gate of the PMOST2.

【0005】図5(a),(b)はそれぞれ図4におけ
る回路動作を説明するための入力状態による入力電圧お
よびゲート電圧特性図である。図5(a)に示すよう
に、VtpはPMOST2のしきい値電圧、Vfはダイ
オードD1,D4の順方向電圧、VBはノードbの電圧
を表わし、〔VDD1−|Vtp|〕はPMOST2の
オン/オフ電圧、〔VDD2−Vf〕はノードbの取り
うる最低の電圧を表わす。電源投入後、入力電圧VIが
一度変化するまでの期間においては、NMOST1,P
MOST2が共にオフとなっている場合がある。このと
き、出力電圧VOは、ノードeの状態が通常禁止されて
いるHiZ(ハイインピーダンス)出力状態となる。つ
いで、この期間を過ぎて入力電圧VIが立上がると、ノ
ードbのゲート電圧VBも立上がり、その状態で出力電
圧VOを含む各点の電圧も安定する。
FIGS. 5A and 5B are input voltage and gate voltage characteristic diagrams according to an input state for explaining the circuit operation in FIG. As shown in FIG. 5A, Vtp represents the threshold voltage of the PMOST2, Vf represents the forward voltage of the diodes D1 and D4, VB represents the voltage of the node b, and [VDD1- | Vtp |] represents the ON state of the PMOST2. / OFF voltage, [VDD2-Vf] represents the lowest voltage that can be taken by the node b. After power-on, until the input voltage VI changes once, the NMOST1, P2
In some cases, both MOSTs 2 are off. At this time, the output voltage VO is in a HiZ (high impedance) output state in which the state of the node e is normally prohibited. Next, when the input voltage VI rises after this period, the gate voltage VB of the node b also rises, and in that state, the voltages at the respective points including the output voltage VO are stabilized.

【0006】また、図5(b)に示すように、電源投入
後、入力電圧VIに高電圧が供給され且つその電圧が一
度変化するまでの期間においては、NMOST1,PM
OST2が共にオンとなっている場合がある。このと
き、出力電圧VOは、VDD1とVSSの中間電圧
(X)を出力することになる。しかる後、入力電圧VI
が下がり、ノードbの電圧VBとの間に所定差ができる
と、各ノードの電圧も安定する。
As shown in FIG. 5B, during the period from when the power is turned on to when a high voltage is supplied to the input voltage VI and the voltage once changes, the NMOST1 and the PMT1
Both OST2 may be on. At this time, the output voltage VO outputs an intermediate voltage (X) between VDD1 and VSS. Thereafter, the input voltage VI
Falls, and when a predetermined difference is formed between the voltage and the voltage VB at the node b, the voltage at each node is also stabilized.

【0007】しかしながら、いずれの入力状態にして
も、両期間の状態では、入力電圧VIが変化するまで、
PMOST2のゲート電圧VBを変えることはできな
い。
However, regardless of the input state, in both the states, until the input voltage VI changes,
The gate voltage VB of PMOST2 cannot be changed.

【0008】図6は従来の他の例を示すレベルシフト回
路図である。図6に示すように、降圧回路としてのダイ
オードとして、ゲート,ドレインを短絡したPMOST
6,T7を直列接続したものであり、T7のソース側を
VDD2に、T6のゲート,ドレイン側をPMOST2
のゲートにそれぞれ接続している。要するに、PMOS
T6のドレインに寄生ダイオードがあるため、PMOS
T2のゲート・ドレイン間のダイオードD4が不用にな
る。なお、この回路動作は、前述した図4の回路と同様
の動作を行う。
FIG. 6 is a level shift circuit diagram showing another conventional example. As shown in FIG. 6, a PMOST having a gate and a drain short-circuited is used as a diode as a step-down circuit.
6, the source of T7 is connected to VDD2, and the gate and drain of T6 are connected to PMOST2.
Connected to the respective gates. In short, PMOS
Since there is a parasitic diode at the drain of T6, PMOS
The diode D4 between the gate and the drain of T2 becomes unnecessary. Note that this circuit operates in the same manner as the circuit of FIG. 4 described above.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレベル
シフト回路は、出力トランジスタとしてのPMOST2
のゲートが入力ノードaにコンデンサCを介して接続さ
れるとともに、高電圧電源VDD1,VDD2にダイオ
ードあるいはゲート,ドレインを短絡したMOSトラン
ジスタを介して接続されるため、PMOST2のゲート
に多くの電荷が蓄えられて高電位になる。しかも、入力
ノードaが低電位の状態で電源が投入された場合には、
MOST1,T2が共にオフ(不活性の状態)で、出力
電圧VOはHiZ状態となる。また、PMOST2のゲ
ートに蓄えられる電荷が少なく低電位となり、さらに入
力ノードaが高電位の状態で電源が投入された場合に
は、MOST1,T2が共にオン(活性化の状態)とな
って貫通電流が流れ、出力電圧VOは中間電圧出力とな
る。
The above-mentioned conventional level shift circuit has a PMOST2 as an output transistor.
Is connected to the input node a via the capacitor C, and is connected to the high voltage power supplies VDD1 and VDD2 via a diode or a MOS transistor whose gate and drain are short-circuited, so that a large amount of electric charge is stored in the gate of the PMOST2. It is stored and becomes a high potential. Moreover, when the power is turned on while the input node a is at a low potential,
When both MOST1 and T2 are off (inactive), the output voltage VO is in the HiZ state. When the electric charge stored in the gate of the PMOST2 is low and the potential is low, and the power is turned on while the input node a is at the high potential, both the MOST1 and T2 are turned on (activated state) to pass through. A current flows, and the output voltage VO becomes an intermediate voltage output.

【0010】このように、いずれの状態においても、出
力トランジスタとしてのPMOST2のゲートと各電源
のいずれかとの間に活性化された電流経路が存在せず、
そのゲートは最初の電位を維持することになる。
As described above, in any state, there is no activated current path between the gate of the PMOST2 as an output transistor and any of the power supplies.
The gate will maintain the initial potential.

【0011】したがって、かかる従来のレベルシフト回
路は、電源投入後、入力ノードの電位が一度変化するま
では、通常禁止されているHiZ状態や中間電圧出力状
態になる場合があるという欠点がある。
Therefore, such a conventional level shift circuit has a drawback that after power is turned on, a HiZ state or an intermediate voltage output state which is normally prohibited may occur until the potential of the input node changes once.

【0012】また、このレベルシフト回路は、ダイオー
ドあるいはゲート,ドレインを短絡したMOSトランジ
スタを介して高電圧電源(VDD1,VDD2)に接続
されるため、これら高電圧電源のいずれかにリーク電流
がながれ且つ入力ノードが低電位のときには、PMOS
T2のゲート電位を低電位に保持できず、出力電圧VO
がHiZ状態出力になってしまう。その結果、従来のレ
ベルシフト回路では、低周波動作等の低電位レベル入力
時に、正しい出力電圧VOを保持できない場合があると
いう欠点がある。
The level shift circuit is connected to high voltage power supplies (VDD1 and VDD2) via a diode or a MOS transistor whose gate and drain are short-circuited, so that a leak current flows through one of these high voltage power supplies. When the input node is at a low potential, the PMOS
The gate potential of T2 cannot be held at a low potential, and the output voltage VO
Becomes HiZ state output. As a result, the conventional level shift circuit has a drawback that the correct output voltage VO may not be maintained when a low potential level such as a low frequency operation is input.

【0013】本発明の目的は、上述したような電源投入
後、入力ノードの電圧が変化しなくても、正しい出力電
圧を得られるようにするとともに、消費電流を増やさず
に且つ低周波動作等の低電位レベル入力時においても正
しい出力電圧を保持することのできるレベルシフト回路
を提供することにある。
An object of the present invention is to obtain a correct output voltage even if the voltage of an input node does not change after the power is turned on as described above, and to reduce the current consumption and operate at a low frequency. It is an object of the present invention to provide a level shift circuit which can hold a correct output voltage even when a low potential level is input.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のレベルシフト回
路は、接地および第1の電源間に直列接続し且つ一方の
ゲートに入力電圧を供給するとともに、その接続点より
出力電圧を取り出す一導電型および逆導電型のMOSト
ランジスタ対と、前記MOSトランジスタ対のゲート間
に接続するコンデンサと、前記MOSトランジスタ対の
うち前記第1の電源側に接続するMOSトランジスタの
ゲートおよび第2の電源間に直列接続した制御用MOS
トランジスタおよび第1の降圧回路と、前記MOSトラ
ンジスタ対のうち前記第1の電源側に接続するMOSト
ランジスタのゲートおよび接地間に直列接続した第2の
降圧回路および入力段MOSトランジスタとを有し、前
記入力段MOSトランジスタのゲートに前記入力電圧を
供給する一方、前記制御用MOSトランジスタのゲート
に前記出力電圧を供給し、電源投入時の前記入力電圧に
よって前記第1,第2の降圧回路のいずれか一方を活性
化するように構成される。
A level shift circuit according to the present invention is connected in series between a ground and a first power supply, supplies an input voltage to one of the gates, and extracts an output voltage from the connection point. Type and reverse conductivity type MOS transistor pair, a capacitor connected between the gates of the MOS transistor pair, and between the gate and the second power supply of the MOS transistor of the MOS transistor pair connected to the first power supply side. Control MOS connected in series
A transistor and a first step-down circuit, and a second step-down circuit and an input-stage MOS transistor connected in series between a gate and a ground of a MOS transistor connected to the first power supply side of the MOS transistor pair, The input voltage is supplied to the gate of the input-stage MOS transistor, and the output voltage is supplied to the gate of the control MOS transistor. It is configured to activate one or the other.

【0015】また、本発明のレベルシフト回路は、接地
および第1の電源間に直列接続し且つ一方のゲートに入
力電圧を供給するとともに、その接続点より出力電圧を
取り出す一導電型および逆導電型のMOSトランジスタ
対と、前記MOSトランジスタ対のゲート間に接続する
コンデンサと、前記MOSトランジスタ対のうち前記第
1の電源側に接続するMOSトランジスタのゲートおよ
び第2の電源間に接続した制御トランジスタと、前記出
力電圧を反転して供給するために前記MOSトランジス
タ対の接続点および前記制御トランジスタのゲート間に
接続したインバータと、前記MOSトランジスタ対のう
ち前記第1の電源側に接続するMOSトランジスタのゲ
ートおよび接地間に直列接続した降圧回路および入力段
トランジスタとを有し、前記入力段トランジスタのゲー
トに前記入力電圧を供給し、電源投入時の前記入力電圧
によって前記降圧回路および前記制御トランジスタのい
ずれか一方を活性化するように構成される。
The level shift circuit according to the present invention is connected in series between the ground and the first power supply, supplies an input voltage to one of the gates, and takes out an output voltage from the connection point. MOS transistor pair, a capacitor connected between the gates of the MOS transistor pair, and a control transistor connected between the gate of the MOS transistor connected to the first power supply side of the MOS transistor pair and a second power supply An inverter connected between a connection point of the pair of MOS transistors and a gate of the control transistor for inverting and supplying the output voltage; and a MOS transistor connected to the first power supply side of the pair of MOS transistors. Step-down circuit and input stage transistor connected in series between the gate and ground And, supplying the input voltage to the gate of said input stage transistors, configured to activate one of the step-down circuit and the control transistor by the input voltage at power-on.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明の一実施の形態を示すレベル
シフト回路図である。図1に示すように、本実施の形態
のレベルシフト回路は、低電圧系回路(図示省略)の出
力電圧を入力電圧VIとして供給され、レベル調整を行
って出力電圧VOを得ることにより、高電圧系回路(図
示省略)を駆動するものである。そのために、このレベ
ルシフト回路では、低電圧電源VSSおよび第1の高電
圧電源VDD1間に直列接続され且つその接続点(ノー
ドe)より出力電圧VOを取り出すNMOST1および
PMOST2と、これらMOST1,T2のゲート(ノ
ードa,b)間に接続されたコンデンサCと、アノード
側を第2の高電圧電源VDD2に接続したダイオードD
1などからなる第1の降圧回路1と、この降圧回路1を
形成するダイオードD1などのカソードにソースを接続
し且つPMOST2のゲートにドレインを接続するとと
もに、MOST1,T2の接続ノードeにゲートを接続
した制御用PMOSトランジスタT3と、アノード側を
PMOST3のドレインに直列接続したダイオードD
2,D3などからなる第2の降圧回路2と、この第2の
降圧回路2を形成するダイオードD3のカソードおよび
接地VSSにそれぞれソースおよびドレインを接続する
とともに、入力電圧VIが供給される入力ノードaにゲ
ートを接続した入力段MOSトランジスタT4とを有す
る。なお、前述した従来例同様、コンデンサCの容量
は、PMOST2のゲート容量よりも充分大きくなるよ
うに設定される。
FIG. 1 is a level shift circuit diagram showing one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the level shift circuit according to the present embodiment is supplied with an output voltage of a low-voltage circuit (not shown) as an input voltage VI, performs level adjustment to obtain an output voltage VO, and thereby obtains a high voltage. It drives a voltage system circuit (not shown). Therefore, in this level shift circuit, NMOST1 and PMOST2 which are connected in series between the low voltage power supply VSS and the first high voltage power supply VDD1 and take out the output voltage VO from the connection point (node e), and the MOST1, T2 A capacitor C connected between the gates (nodes a and b), and a diode D connected on the anode side to the second high-voltage power supply VDD2
1 and a source connected to a cathode of a diode D1 and the like forming the step-down circuit 1, a drain is connected to a gate of a PMOST2, and a gate is connected to a connection node e of the MOST1 and T2. A connected control PMOS transistor T3 and a diode D whose anode side is connected in series with the drain of the PMOST3.
2, a voltage step-down circuit 2 comprising D2, etc., and a source and a drain connected to the cathode and the ground VSS of a diode D3 forming the second voltage step-down circuit 2, respectively, and an input node to which an input voltage VI is supplied. a having an input-stage MOS transistor T4 having a gate connected to a. As in the above-described conventional example, the capacitance of the capacitor C is set to be sufficiently larger than the gate capacitance of the PMOST2.

【0018】このため、本実施の形態におけるレベルシ
フト回路は、入力ノードaにコンデンサCを介して接続
されたPOMST2のゲートと低電圧電源VSSおよび
第2の高電圧電源VDD2との間を降圧回路1,2によ
り接続することにより、入力電圧VIによって降圧回路
1,2の一方を活性化するように制御するものである。
すなわち、降圧回路1,2の一方を活性化することによ
り、PMOST2のゲートの電圧VBは入力電圧VIに
応じた電位となり、出力電圧VOがHiZ状態あるいは
貫通電流による中間電圧状態になるのを防止している。
For this reason, the level shift circuit according to the present embodiment comprises a step-down circuit between the gate of the POMST2 connected to the input node a via the capacitor C and the low-voltage power supply VSS and the second high-voltage power supply VDD2. By connecting them by 1 and 2, control is performed such that one of the step-down circuits 1 and 2 is activated by the input voltage VI.
That is, by activating one of the step-down circuits 1 and 2, the voltage VB of the gate of the PMOST2 becomes a potential according to the input voltage VI, and the output voltage VO is prevented from being in the HiZ state or the intermediate voltage state due to the through current. doing.

【0019】図2(a),(b)はそれぞれ図1におけ
る回路動作を説明するための入力状態による入力電圧お
よびゲート電圧特性図である。図2(a),(b)に示
すように、VIは入力電圧、VBはノードbの電圧、V
Oは出力電圧、VtpはPMOST2,T3,T4のし
きい値電圧、VfはダイオードD1〜D3の1個あたり
の順方向電圧である。また、図示していないが、NMO
ST1のしきい値電圧をVtn、第1,第2の降圧回路
1,2の降圧電圧をそれぞれVc1(=Vf),Vc2
(=2×Vf)、入力ノードaが高レベルのときの電圧
をVccとする。また、PMOST2を安定動作させる
関係から、次の条件式を満たすようにする。なお、この
条件式における左辺はノードbの電圧VB、右辺はPM
OST2のオン電圧を表わしている。
FIGS. 2A and 2B are input voltage and gate voltage characteristic diagrams according to input states for explaining the circuit operation in FIG. As shown in FIGS. 2A and 2B, VI is the input voltage, VB is the voltage of the node b, and V
O is an output voltage, Vtp is a threshold voltage of the PMOS T2, T3, T4, and Vf is a forward voltage per one of the diodes D1 to D3. Although not shown, NMO
The threshold voltage of ST1 is Vtn, and the step-down voltages of the first and second step-down circuits 1 and 2 are Vc1 (= Vf) and Vc2, respectively.
(= 2 × Vf), the voltage when the input node a is at a high level is Vcc. In addition, the following conditional expression is satisfied from the viewpoint of stably operating the PMOST2. In this conditional expression, the left side is the voltage VB of the node b, and the right side is PM
It represents the ON voltage of OST2.

【0020】VDD2−Vc1>VDD1−|Vtp| Vc2+|Vtp|<VDD1−|Vtp| Vc2+Vcc+|Vtp|>VDD1−|Vtp| まず、図2(a)に示すように、入力電圧VI=0V
(すなわち、VSS)でノードbの初期電圧がVB>V
DD1−|Vtp|であれば、NMOST1,PMOS
T2がともにオフで、出力電圧VOはVO=HiZとな
る。しかし、ノードbの電圧VBは、入力段PMOST
4がオンしているため、制御用PMOST3がオンであ
れば、第1の降圧回路1,制御用PMOST3,第2の
降圧回路2,入力段PMOST4の経路により、すなわ
ちVDD2とVSS間に流れる貫通電流によって生ずる
分圧により低下し、また制御用PMOST3がオフであ
れば、第2の降圧回路2,入力段PMOST4の経路に
より、すなわちノードbとVSS間に流れる電流により
低下し、VB≦VDD1−|Vtp|となる。このノー
ドbの電圧VBが≦VDD1−|Vtp|に変化したこ
とにより、PMOST2がオンし、出力電圧VOはVO
=VDD1となる。さらに、出力電圧VO=VDD1と
なることにより、制御用PMOST3は完全にオフとな
り、ノードbの電圧VBは、VB=Vc2+|Vtp|
<VDD1−|Vtp|で安定する。
VDD2-Vc1> VDD1- | Vtp | Vc2 + | Vtp | <VDD1- | Vtp | Vc2 + Vcc + | Vtp |> VDD1- | Vtp | First, as shown in FIG. 2A, the input voltage VI = 0V
(Ie, VSS) and the initial voltage at node b is VB> V
If DD1- | Vtp |, NMOST1, PMOS
Both T2 are off, and the output voltage VO becomes VO = HiZ. However, the voltage VB at the node b is lower than the input stage PMOST.
4 is ON, if the control PMOST3 is ON, the through current flowing through the path of the first step-down circuit 1, the control PMOST3, the second step-down circuit 2, and the input stage PMOST4, that is, between VDD2 and VSS. When the control PMOST3 is turned off, the voltage decreases due to the path of the second step-down circuit 2 and the input stage PMOST4, that is, decreases due to the current flowing between the node b and the VSS, and VB ≦ VDD1- | Vtp |. When the voltage VB of the node b changes to ≤VDD1- | Vtp |, the PMOST2 turns on, and the output voltage VO becomes VO.
= VDD1. Further, when the output voltage VO = VDD1, the control PMOST3 is completely turned off, and the voltage VB of the node b becomes VB = Vc2 + | Vtp |
<VDD1-│Vtp│.

【0021】つぎに、図2(b)に示すように、入力電
圧VI=Vcc、ノードbの初期電圧がVB≦VDD1
−|Vtp|であれば、NMOST1,PMOST2が
ともにオンで、出力電圧VOはT1,T2を通ってVD
D1,VSS間に流れる貫通電流から生ずる分圧によ
り、VO<VDD1−|Vtp|となり、制御用PMO
ST3はオンとなる。このため、ノードbの電圧VB
は、第1の降圧回路1,制御用PMOST3の経路によ
り、すなわちVDD2からノードbに流れ込む電流によ
り上昇し、VB≧VDD2−Vc2>VDD1−|Vt
p|となり、PMOST2がオフ、出力電圧VO=VS
Sとなる。このとき、このとき、VB>Vc2+Vcc
+|Vtp|であれば、第2の降圧回路2,入力段PM
OST4を通って電流が流れるので、ノードbの電位V
Bは低下するが、前述したように、第2の降圧回路2に
よる降圧電圧Vc2の設計条件により、VBはVDD1
−|Vtp|以下に下がることはない。このため、PM
OST2はオフで安定する。
Next, as shown in FIG. 2B, the input voltage VI = Vcc, and the initial voltage of the node b is VB ≦ VDD1.
−│Vtp│, both the NMOST1 and the PMOST2 are on, and the output voltage VO is VD
VO <VDD1- | Vtp | due to the partial voltage generated from the through current flowing between D1 and VSS, and the control PMO
ST3 is turned on. Therefore, the voltage VB of the node b is
Rises by the path of the first step-down circuit 1 and the control PMOST3, that is, by the current flowing from VDD2 to the node b, and VB ≧ VDD2-Vc2> VDD1- | Vt
p |, the PMOST2 is turned off, and the output voltage VO = VS
It becomes S. At this time, at this time, VB> Vc2 + Vcc
+ | Vtp |, the second step-down circuit 2, the input stage PM
Since a current flows through OST4, the potential V of node b
Although B decreases, as described above, VB becomes VDD1 due to the design condition of the step-down voltage Vc2 by the second step-down circuit 2.
It does not fall below-| Vtp |. Therefore, PM
OST2 is off and stable.

【0022】また、入力電圧VI=0Vでノードbの初
期電圧VB≦VDD1−|Vtp|の場合と入力電圧V
I=VCCでノードbの初期電圧VB>VDD1−|V
tp|の場合については、それぞれ前述した場合におけ
る安定状態と同じであるため、説明を省略する。
Also, the case where the input voltage VI = 0V, the initial voltage VB ≦ VDD1- | Vtp | of the node b, and the input voltage V
Initial voltage VB of node b at I = VCC> VDD1- | V
The case of tp | is the same as the stable state in the case described above, and therefore the description is omitted.

【0023】要するに、入力電圧VIが0Vのときは入
力段PMOST4がオン、制御用PMOST3オフとな
るので、第2の降圧回路2が活性化し、第1の降圧回路
1は不活性化される。また、入力電圧VIがVccのと
きは入力段PMOST4がオフ、制御用PMOST3オ
ンとなるので、第2の降圧回路2が不活性化され、第1
の降圧回路1は活性化される。しかるに、接続ノードb
の電位VBは、基準電源との電位差が活性化された降圧
回路によって決まる値以下となる電位である。その電位
はVIが0Vで且つMOST1がオフのとき、MOST
2がオンするVDD1−|Vtp|以下となり、またV
IがVccで且つMOST1がオンのとき、MOST2
がオフするVDD1−|Vtp|以上となる。
In short, when the input voltage VI is 0 V, the input stage PMOST4 is turned on and the control PMOST3 is turned off, so that the second step-down circuit 2 is activated and the first step-down circuit 1 is deactivated. Further, when the input voltage VI is Vcc, the input stage PMOST4 is turned off and the control PMOST3 is turned on, so that the second step-down circuit 2 is inactivated and the first
Step-down circuit 1 is activated. However, the connection node b
Is a potential at which the potential difference from the reference power supply is equal to or less than a value determined by the activated voltage down converter. When VI is 0 V and MOST1 is off, MOST
2 is turned on, VDD1- | Vtp |
When I is Vcc and MOST1 is on, MOST2
Turns off or more than VDD1- | Vtp |.

【0024】前述したように、ノードbの電圧VBが安
定状態では、降圧回路1,2は極めて高インピーダンス
状態であり、また入力電圧VIが0VからVccへ変化
する過渡状態、およびVccから0Vへ変化する過渡状
態では、ノードbの電圧VBはコンデンサCによるカッ
プリング効果によって動作初期のVI,VB間電位差を
ほぼ維持した状態で変化する。変化後は、前述した動作
により、安定状態に収束するか、または安定状態を維持
する。
As described above, when voltage VB at node b is in a stable state, step-down circuits 1 and 2 are in an extremely high impedance state, and a transient state in which input voltage VI changes from 0V to Vcc, and from Vcc to 0V. In the changing transient state, the voltage VB of the node b changes in a state where the potential difference between VI and VB in the initial operation is almost maintained due to the coupling effect of the capacitor C. After the change, the operation converges to the stable state or maintains the stable state by the above-described operation.

【0025】なお、第1の降圧回路1の降圧電圧Vc1
をVDD1−Vc1>VDD1−|Vtp|となるよう
に設計すれば、第2の高電圧電源VDD2を第1の高電
圧電源VDD1と同じにしても同様の効果が得られる。
The step-down voltage Vc1 of the first step-down circuit 1
Are designed so that VDD1−Vc1> VDD1- | Vtp |, the same effect can be obtained even if the second high-voltage power supply VDD2 is the same as the first high-voltage power supply VDD1.

【0026】また、本実施の形態では、第2の高電圧電
源VDD2およびノードb間に第1の降圧回路1と制御
用MOST3を接続したが、これら第1の降圧回路1と
制御用MOST3の接続位置を入れ換えても、すなわち
VDD2側に制御用MOST3を接続し且つノードb側
に第1の降圧回路1を接続しても、同様の結果が得られ
ることは、言及するまでもない。
In the present embodiment, the first step-down circuit 1 and the control MOST3 are connected between the second high-voltage power supply VDD2 and the node b, but the first step-down circuit 1 and the control MOST3 are connected. It goes without saying that the same result can be obtained even if the connection positions are switched, that is, even if the control MOST3 is connected to the VDD2 side and the first step-down circuit 1 is connected to the node b side.

【0027】さらに、本実施の形態では、第1および第
2の降圧回路1,2がダイオードD1,D2,D3を用
いた例を説明したが、これらのダイオードD1〜D3は
それぞれNMOSあるいはPMOSを用い、ゲートとド
レインあるいはソースを短絡して置き換えても、まった
く同様の結果が得られる。なお、その際は、MOSトラ
ンジスタのしきい値電圧とダイオードの順方向電圧とを
一致するように合わせるだけでよい。
Further, in the present embodiment, an example has been described in which the first and second step-down circuits 1 and 2 use diodes D1, D2 and D3. However, these diodes D1 to D3 are respectively NMOS or PMOS. The same result can be obtained by replacing the gate and drain or source by short-circuiting. In this case, it is only necessary to match the threshold voltage of the MOS transistor with the forward voltage of the diode.

【0028】またさらに、本実施の形態では、第1およ
び第2の高電圧電源VDD1,VDD2に正電源を用い
たが、負電源を用いることも同様に可能である。かかる
負電源を用いる場合には、使用するMOSトランジスタ
の導電型を入れ換えることにより容易に達成することが
できる。
Further, in this embodiment, a positive power supply is used for the first and second high-voltage power supplies VDD1 and VDD2, but a negative power supply can be used similarly. When such a negative power supply is used, it can be easily achieved by changing the conductivity type of the MOS transistor used.

【0029】また、上述した実施の形態では、降圧回路
1としてダイオード1個、降圧回路2としてダイオード
2個接続しているが、その際使用されるダイオードの接
続数は入力電圧VIと電源電圧VSS,VDD1,VD
D2とMOSトランジスタのしきい値電圧又はダイオー
ドの順方向電圧によって設計されるものである。このた
め、降圧回路1として使用されるダイオードなどの接続
数nは、VDD2−n×Vf>VDD1−|Vtp|、
降圧回路2として使用されるダイオードなどの接続数m
は、Vcc+m×Vf+|Vtp|>VDD1−|Vt
p|、m×Vf+|Vtp|<VDD1−|Vtp|の
条件を満たすn,mであり、n×Vf<|Vtp|であ
れば、第2の高電圧電源VDD2に替えて、第1の高電
圧電源VDD1を用いても同様の結果が得られる。
In the above-described embodiment, one diode is connected as the step-down circuit 1 and two diodes are connected as the step-down circuit 2. At this time, the number of connected diodes is equal to the input voltage VI and the power supply voltage VSS. , VDD1, VD
It is designed by D2 and the threshold voltage of the MOS transistor or the forward voltage of the diode. For this reason, the connection number n of the diodes and the like used as the step-down circuit 1 is VDD2-n × Vf> VDD1- | Vtp |,
Connection number m of diodes used as step-down circuit 2
Is Vcc + m × Vf + | Vtp |> VDD1- | Vt
p |, m × Vf + | Vtp | <VDD1− | Vtp |, and if n × Vf <| Vtp |, the first high-voltage power supply VDD2 is used instead of the second high-voltage power supply VDD2. Similar results can be obtained by using the high-voltage power supply VDD1.

【0030】図3は本発明の他の実施の形態を示すレベ
ルシフト回路図である。図3に示すように、本実施の形
態のレベルシフト回路も、低電圧系回路の出力電圧を入
力電圧VIとして供給され、レベル調整を行って出力電
圧VOを得ることにより、高電圧系回路を駆動するもの
である。そのために、このレベルシフト回路では、低電
圧電源VSSおよび第1の高電圧電源VDD1間に直列
接続されたNMOST1およびPMOST2からなり、
その接続点(ノードe)より出力電圧VOを取り出す出
力段トランジスタ回路3と、これらMOST1,T2の
ゲート(ノードa,b)間に接続されたコンデンサC
と、ドレインを第2の高電圧電源VDD2に接続し且つ
ソースをMOST2のゲートに接続した制御用NMOS
トランジスタT3と、ノードeおよびNMOST3のゲ
ート間に接続し、出力電圧VOを反転して供給するた反
転増幅回路(インバータ)INVと、アノード側をNM
OST3のソースに直列接続したダイオードD2,D3
からなる降圧回路2と、この降圧回路2を形成するダイ
オードD3のカソードおよび接地VSSにそれぞれソー
スおよびドレインを接続するとともに、入力電圧VIが
供給される入力ノード(a)にゲートを接続した入力段
MOSトランジスタT4とを有する。この場合も、前述
した従来例同様、コンデンサCの容量は、PMOST2
のゲート容量よりも充分大きくなるように設定される。
FIG. 3 is a level shift circuit diagram showing another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, also in the level shift circuit of the present embodiment, the output voltage of the low-voltage circuit is supplied as the input voltage VI, and the level shift is performed to obtain the output voltage VO. It is driven. For this purpose, this level shift circuit comprises NMOST1 and PMOST2 connected in series between the low voltage power supply VSS and the first high voltage power supply VDD1,
An output stage transistor circuit 3 for extracting an output voltage VO from the connection point (node e), and a capacitor C connected between the gates (nodes a and b) of these MOST1 and T2.
And a control NMOS having a drain connected to the second high-voltage power supply VDD2 and a source connected to the gate of the MOST2.
A transistor T3, an inverting amplifier circuit (inverter) INV connected between the node e and the gate of the NMOS T3 for inverting and supplying the output voltage VO;
Diodes D2 and D3 connected in series to the source of OST3
A voltage step-down circuit 2 comprising a source and a drain connected to a cathode and a ground VSS of a diode D3 forming the voltage step-down circuit 2, and a gate connected to an input node (a) supplied with an input voltage VI. MOS transistor T4. Also in this case, the capacitance of the capacitor C is equal to the PMOST2
Is set so as to be sufficiently larger than the gate capacitance.

【0031】まず、図3の回路において、NMOSのし
きい値電圧をVtn、PMOSのしきい値電圧をVt
p、ダイオードD1,D2からなる降圧回路2の降圧電
圧をVc3、ノードbの電圧をVB、入力ノードaにお
ける入力電圧VIが高レベルのときの電圧をVcc、出
力ノードeの電圧をVOで表わす。また、降圧回路2は
その降圧電圧Vc3がVc3+|Vtp|<VDD1−
|Vtp|で且つVc3+Vcc+|Vtp|>VDD
1−|Vtp|となるように設計し、反転増幅回路IN
Vはその反転電位レベルがMOST1,T2ともオンと
なる出力電圧VOよりも高くなるように設定しているも
のとする。
First, in the circuit of FIG. 3, the threshold voltage of the NMOS is Vtn, and the threshold voltage of the PMOS is Vtn.
p, the step-down voltage of the step-down circuit 2 composed of the diodes D1 and D2 is represented by Vc3, the voltage at the node b is represented by VB, the voltage when the input voltage VI at the input node a is at a high level is represented by Vcc, and the voltage at the output node e is represented by VO. . The step-down circuit 2 has a step-down voltage Vc3 of Vc3 + | Vtp | <VDD1-
| Vtp | and Vc3 + Vcc + | Vtp |> VDD
1− | Vtp |
V is set so that its inverted potential level is higher than the output voltage VO at which both the MOST1 and T2 are turned on.

【0032】ついで、入力電圧VIがVI=0VでMO
ST1がオフのとき、入力段MOST4はオンし、その
ときのノードbの電圧VBは、制御用MOST5がオフ
であれば、降圧回路2とMOST4を介して流れる電流
により、VB<Vc3+|Vtp|<VDD1−|Vt
p|であるので、出力段トランジスタ回路3のMOST
2はオンし、出力電圧VOはVDD1となる。このと
き、逆に制御用MOST5がオンであれば、MOST
5,降圧回路2,MOST4を介しVDD2とVSS間
に流れる貫通電流により生ずる分圧でもって中間電位、
すなわちVB<VDD1−|Vtp|となり、MOST
2がオンするので、出力電圧VOは、VDD1となる。
したがって、反転増幅回路INVの出力は0Vとなり、
MOST5はオンからオフとなるので、最初流れていた
貫通電流も遮断される。
Next, when the input voltage VI is VI = 0 V and the MO
When ST1 is off, the input stage MOST4 is turned on, and the voltage VB of the node b at that time is VB <Vc3 + | Vtp | due to the current flowing through the step-down circuit 2 and the MOST4 when the control MOST5 is off. <VDD1- | Vt
p |, the MOST of the output stage transistor circuit 3
2 is turned on, and the output voltage VO becomes VDD1. At this time, on the contrary, if the control MOST5 is on, the MOST5
5, an intermediate potential by a voltage division generated by a through current flowing between VDD2 and VSS via the step-down circuit 2, MOST4,
That is, VB <VDD1- | Vtp |, and MOST
2 turns on, the output voltage VO becomes VDD1.
Therefore, the output of the inverting amplifier circuit INV becomes 0 V,
Since the MOST 5 changes from on to off, the through current that has flowed first is also cut off.

【0033】一方、入力電圧VIがVccでMOST1
がオンのとき、ノードbの初期電圧VBがVDD1−|
Vtp|以下であれば、出力電圧VOはMOST2がオ
ンで中間電圧となるが、その中間電圧は反転増幅回路I
NVの反転電圧以下であるため、INVの出力はVDD
1である。このため、MOST5はオンし、VBはVB
≧VDD2−Vtnとなる。したがって、あらかじめV
DD2−Vtn>VDD1−|Vtp|となるように設
計しておけば、MOST2はオフすることができる。
On the other hand, when the input voltage VI is Vcc and MOST1
Is on, the initial voltage VB of the node b becomes VDD1- |
If Vtp | or lower, the output voltage VO becomes an intermediate voltage when the MOST2 is turned on.
Since the voltage is equal to or lower than the inversion voltage of NV, the output of INV is VDD
It is one. Therefore, MOST5 is turned on, and VB becomes VB.
≧ VDD2-Vtn. Therefore, V
By designing so that DD2-Vtn> VDD1- | Vtp |, the MOST2 can be turned off.

【0034】また、ノードbの初期電圧VBがVDD1
−|Vtp|以上であれば、MOST2がオフで出力電
圧VOは0Vとなる。この結果、INVの出力はVDD
1となり、MOST5がオンするので、このMOST5
を介して流れ込む電流により、ノードbの電圧VBは、
VB≧VDD2−Vtnとなる。したがって、あらかじ
めVDD2−Vtn>VDD1−|Vtp|となるよう
に設計しておけば、MOST2はオフする。このとき、
VB>Vc3+Vcc+|Vtp|であれば、降圧回路
2,MOST4を通って電流が流れVBは低下するが、
前述したように、降圧回路2の降圧電圧Vc3の設計条
件より、このVBがVDD1−|Vtp|以下に下がる
ことはないため、MOST2はオフで安定する。
The initial voltage VB of the node b is VDD1
If −│Vtp│ or more, the MOST2 is turned off and the output voltage VO becomes 0V. As a result, the output of INV becomes VDD
1 and the MOST5 is turned on.
, The voltage VB at node b is
VB ≧ VDD2-Vtn. Therefore, MOST2 is turned off if it is designed in advance so that VDD2-Vtn> VDD1- | Vtp |. At this time,
If VB> Vc3 + Vcc + | Vtp |, a current flows through the step-down circuit 2 and the MOST4, and VB decreases.
As described above, since VB does not fall below VDD1− | Vtp | from the design condition of the step-down voltage Vc3 of the step-down circuit 2, the MOST2 is turned off and stabilized.

【0035】要するに、入力電圧VIが0Vときは、M
OST4がオンとなり、降圧回路2が活性化され、降圧
回路を兼ねたMOST5はオフし、ノードbの電圧VB
はMOST2がオンするための電圧VDD1−|Vtp
|以下となり、また入力電圧VIがVccのときは、M
OST4がオフとなり、降圧回路2が不活性化され、降
圧回路を兼ねたMOST5がオンし、ノードbの電圧V
BはMOST2がオフするための電圧VDD1−|Vt
p|以上となる。
In short, when the input voltage VI is 0 V, M
The OST 4 is turned on, the step-down circuit 2 is activated, the MOST 5 also serving as the step-down circuit is turned off, and the voltage VB of the node b is turned off.
Is a voltage VDD1- | Vtp for turning on the MOST2.
| And when the input voltage VI is Vcc, M
The OST 4 is turned off, the step-down circuit 2 is inactivated, the MOST 5 also serving as the step-down circuit is turned on, and the voltage V
B is a voltage VDD1- | Vt for turning off the MOST2.
p | or more.

【0036】上述した降圧回路2は、ノードbの電圧V
Bが安定状態において極めて高いインピーダンス状態に
なり、入力電圧VIが0VからVCC、またはVCCか
ら0Vに変化する過渡状態においては、ノードbの電圧
VBがコンデンサCによるカップリング効果によって動
作初期の入力ノードaおよびb間の電位差、すなわちV
I・VB電位差を維持した状態で変化する。この入力電
圧変化後は、前述した各入力電圧状態による出力安定化
と同じ動作により、安定状態に収束するか、または安定
状態を維持する。
The above-described voltage step-down circuit 2 operates at the voltage V at the node b.
In a transient state in which the input voltage VI changes from 0 V to VCC or from VCC to 0 V in a stable state when B is in a stable state, the voltage VB of the node b changes due to the coupling effect of the capacitor C. potential difference between a and b, ie, V
It changes while maintaining the I · VB potential difference. After this input voltage change, the operation converges to the stable state or maintains the stable state by the same operation as the output stabilization in each input voltage state described above.

【0037】なお、Vtn<|Vtp|となるように設
計すれば、第2の高電圧電源VDD2を第1の高電圧電
源VDD1と同じにしても同様の結果が得られる。
If the design is made so that Vtn <| Vtp |, the same result can be obtained even if the second high-voltage power supply VDD2 is the same as the first high-voltage power supply VDD1.

【0038】さらに、本実施の形態では、降圧回路2の
ダイオードD2,D3をゲートとドレインもしくはソー
スを接続したMOSトランジスタに置換えてもよく、前
述した一実施の形態同様に、各種の変形例を実現するこ
とができる。
Further, in this embodiment, the diodes D2 and D3 of the step-down circuit 2 may be replaced by MOS transistors having a gate and a drain or a source connected to each other. Can be realized.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレベルシ
フト回路は、出力段トランジスタ回路におけるPMOS
T2のゲートと低電圧電源間、およびPMOST2のゲ
ートと第2の高電圧電源間をそれぞれ降圧回路および入
出力電圧で制御されるMOSトランジスタを介して接続
し、入力電圧のレベルによって前記降圧回路のどちらか
一方を活性化することにより、入力ノードにコンデンサ
を介して接続されたPMOST2のゲートの電圧レベル
を決定することができ、出力ノードがHiZ状態になっ
たり、あるいは貫通電流により中間電圧になるのを防止
できるので、電源投入後に入力電圧が一度も変化しなく
ても、正しい出力電圧を得ることができるという効果が
ある。
As described above, the level shift circuit according to the present invention is a PMOS transistor in the output stage transistor circuit.
The gate of T2 and the low-voltage power supply and the gate of PMOST2 and the second high-voltage power supply are connected via a step-down circuit and a MOS transistor controlled by an input / output voltage, respectively. By activating either one, the voltage level of the gate of the PMOST2 connected to the input node via a capacitor can be determined, and the output node becomes HiZ state or becomes an intermediate voltage due to a through current. Therefore, there is an effect that a correct output voltage can be obtained even if the input voltage does not change once after the power is turned on.

【0040】また、本発明のレベルシフト回路は、降圧
回路および入出力電圧で制御されるMOSトランジスタ
を設けることにより、出力段トランジスタ回路のPMO
ST2のゲートといずれかの電源間にリーク電流が流れ
ても、第1または第2の降圧回路の働きにより、リーク
による電位変化を無視することができるので、消費電流
を増やさずに済み、特に低周波動作等の低電位レベル入
力時においても正しい出力電位を保持できるという効果
がある。
Further, the level shift circuit of the present invention includes a step-down circuit and a MOS transistor controlled by an input / output voltage, so that the PMO of the output stage transistor circuit is provided.
Even if a leak current flows between the gate of ST2 and one of the power supplies, the potential change due to the leak can be ignored by the operation of the first or second step-down circuit, so that the consumption current does not need to be increased. There is an effect that a correct output potential can be maintained even at the time of inputting a low potential level such as a low frequency operation.

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

【図1】本発明の一実施の形態を示すレベルシフト回路
図である。
FIG. 1 is a level shift circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1における回路動作を説明するための入力状
態による入力電圧およびゲート電圧特性図である。
FIG. 2 is an input voltage and gate voltage characteristic diagram according to an input state for explaining a circuit operation in FIG. 1;

【図3】本発明の他の実施の形態を示すレベルシフト回
路図である。
FIG. 3 is a level shift circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】従来の一例を示すレベルシフト回路図である。FIG. 4 is a level shift circuit diagram showing an example of the related art.

【図5】図4における回路動作を説明するための入力状
態による入力電圧およびゲート電圧特性図である。
5 is an input voltage and gate voltage characteristic diagram according to an input state for explaining the circuit operation in FIG. 4;

【図6】従来の他の例を示すレベルシフト回路図であ
る。
FIG. 6 is a level shift circuit diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 降圧回路 T3,T5 制御用トランジスタ T4 入力段トランジスタ D1〜D3 ダイオード INV インバータ C コンデンサ VDD1,VDD2 高電圧電源 VSS 低電圧電源 VI 入力電圧 VO 出力電圧 1, 2 step-down circuit T3, T5 control transistor T4 input stage transistor D1 to D3 diode INV inverter C capacitor VDD1, VDD2 high voltage power supply VSS low voltage power supply VI input voltage VO output voltage

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 接地および第1の電源間に直列接続し且
つ一方のゲートに入力電圧を供給するとともに、その接
続点より出力電圧を取り出す一導電型および逆導電型の
MOSトランジスタ対と、前記MOSトランジスタ対の
ゲート間に接続するコンデンサと、前記MOSトランジ
スタ対のうち前記第1の電源側に接続するMOSトラン
ジスタのゲートおよび第2の電源間に直列接続した制御
用MOSトランジスタおよび第1の降圧回路と、前記M
OSトランジスタ対のうち前記第1の電源側に接続する
MOSトランジスタのゲートおよび接地間に直列接続し
た第2の降圧回路および入力段MOSトランジスタとを
有し、前記入力段MOSトランジスタのゲートに前記入
力電圧を供給する一方、前記制御用MOSトランジスタ
のゲートに前記出力電圧を供給し、電源投入時の前記入
力電圧によって前記第1,第2の降圧回路のいずれか一
方を活性化することを特徴とするレベルシフト回路。
A pair of one-conductivity-type and reverse-conduction-type MOS transistors which are connected in series between ground and a first power supply, supply an input voltage to one gate, and take out an output voltage from the connection point; A capacitor connected between the gates of a pair of MOS transistors, a control MOS transistor connected in series between a gate of the MOS transistor connected to the first power supply side of the pair of MOS transistors and a second power supply, and a first step-down converter A circuit and the M
A second step-down circuit and an input stage MOS transistor connected in series between the gate of the MOS transistor connected to the first power supply side and the ground in the OS transistor pair, and the gate of the input stage MOS transistor Supplying the output voltage to the gate of the control MOS transistor and activating one of the first and second step-down circuits by the input voltage when power is turned on. Level shift circuit.
【請求項2】 前記第1,第2の降圧回路は、それぞれ
1つもしくは複数個のダイオードを直列接続して形成し
た請求項1記載のレベルシフト回路。
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein each of said first and second step-down circuits is formed by connecting one or more diodes in series.
【請求項3】 前記第1,第2の降圧回路は、それぞれ
1つもしくは複数個のMOSトランジスタを直列接続し
且つゲートとドレインあるいはソースを短絡接続した請
求項1記載のレベルシフト回路。
3. The level shift circuit according to claim 1, wherein each of said first and second step-down circuits has one or more MOS transistors connected in series and a gate and a drain or a source are short-circuited.
【請求項4】 前記第1の降圧回路は、ダイオードを1
つあるいは複数個直列接続し、前記第2の降圧回路は、
複数個のMOSトランジスタを直列接続し且つそれぞれ
のゲートとドレインもしくはソースを短絡接続した請求
項1記載のレベルシフト回路。
4. The first step-down circuit includes:
One or more in series, and the second step-down circuit comprises:
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein a plurality of MOS transistors are connected in series and each gate and drain or source are short-circuited.
【請求項5】 前記制御用MOSトランジスタおよび前
記入力段MOSトランジスタは、同じ導電型のMOSト
ランジスタで形成した請求項1記載のレベルシフト回
路。
5. The level shift circuit according to claim 1, wherein said control MOS transistor and said input stage MOS transistor are formed of MOS transistors of the same conductivity type.
【請求項6】 前記第2の電源を前記第1の電源で置き
換えた請求項1記載のレベルシフト回路。
6. The level shift circuit according to claim 1, wherein said second power supply is replaced by said first power supply.
【請求項7】 前記コンデンサは、前記MOSトランジ
スタ対のうち前記第1の電源側に接続するMOSトラン
ジスタのゲート容量よりも大きくした請求項1記載のレ
ベルシフト回路。
7. The level shift circuit according to claim 1, wherein said capacitor is larger than a gate capacitance of a MOS transistor connected to said first power supply side of said MOS transistor pair.
【請求項8】 前記制御トランジスタおよび第1の降圧
回路は、接続順序を逆にし、前記第2の電源側に前記制
御トランジスタを接続し、前記MOSトランジスタ対の
うち前記第1の電源側に接続するMOSトランジスタの
ゲート側に前記第1の降圧回路を接続した請求項1記載
のレベルシフト回路。
8. The control transistor and the first step-down circuit are connected in reverse order, connect the control transistor to the second power supply side, and connect to the first power supply side of the MOS transistor pair. 2. The level shift circuit according to claim 1, wherein said first step-down circuit is connected to a gate side of a MOS transistor to be operated.
【請求項9】 接地および第1の電源間に直列接続し且
つ一方のゲートに入力電圧を供給するとともに、その接
続点より出力電圧を取り出す一導電型および逆導電型の
MOSトランジスタ対と、前記MOSトランジスタ対の
ゲート間に接続するコンデンサと、前記MOSトランジ
スタ対のうち前記第1の電源側に接続するMOSトラン
ジスタのゲートおよび第2の電源間に接続した制御トラ
ンジスタと、前記出力電圧を反転して供給するために前
記MOSトランジスタ対の接続点および前記制御トラン
ジスタのゲート間に接続したインバータと、前記MOS
トランジスタ対のうち前記第1の電源側に接続するMO
Sトランジスタのゲートおよび接地間に直列接続した降
圧回路および入力段トランジスタとを有し、前記入力段
トランジスタのゲートに前記入力電圧を供給し、電源投
入時の前記入力電圧によって前記降圧回路および前記制
御トランジスタのいずれか一方を活性化することを特徴
とするレベルシフト回路。
9. A one-conductivity-type and reverse-conductivity-type MOS transistor pair connected in series between ground and a first power supply and supplying an input voltage to one of the gates and extracting an output voltage from the connection point. A capacitor connected between the gates of a pair of MOS transistors, a control transistor connected between the gate of the MOS transistor connected to the first power supply side and a second power supply of the pair of MOS transistors; An inverter connected between a connection point of the pair of MOS transistors and a gate of the control transistor, and
MO connected to the first power supply side of the transistor pair
A step-down circuit and an input stage transistor connected in series between the gate of the S transistor and the ground, supplying the input voltage to the gate of the input stage transistor, and the step-down circuit and the control by the input voltage at power-on A level shift circuit for activating one of the transistors.
【請求項10】 前記降圧回路は、1つもしくは複数個
のダイオードを直列接続して形成した請求項9記載のレ
ベルシフト回路。
10. The level shift circuit according to claim 9, wherein said step-down circuit is formed by connecting one or more diodes in series.
【請求項11】 前記降圧回路は、1つもしくは複数個
のMOSトランジスタを直列接続し且つゲートとドレイ
ンあるいはソースを短絡接続した請求項9記載のレベル
シフト回路。
11. The level shift circuit according to claim 9, wherein said step-down circuit has one or more MOS transistors connected in series and a gate and a drain or a source are short-circuited.
【請求項12】 前記制御用MOSトランジスタおよび
前記入力段MOSトランジスタは、互いに逆の導電型の
MOSトランジスタで形成した請求項9記載のレベルシ
フト回路。
12. The level shift circuit according to claim 9, wherein said control MOS transistor and said input stage MOS transistor are formed of MOS transistors of opposite conductivity types.
【請求項13】 前記第2の電源を前記第1の電源で置
き換えた請求項9記載のレベルシフト回路。
13. The level shift circuit according to claim 9, wherein said second power supply is replaced with said first power supply.
【請求項14】 前記コンデンサは、前記MOSトラン
ジスタ対のうち前記第1の電源側に接続するMOSトラ
ンジスタのゲート容量よりも大きくした請求項9記載の
レベルシフト回路。
14. The level shift circuit according to claim 9, wherein said capacitor is larger than a gate capacitance of a MOS transistor connected to said first power supply side of said MOS transistor pair.
【請求項15】 前記制御用MOSトランジスタは、N
チャネルMOSトランジスタを用い且つ前記入力段MO
Sトランジスタは、PチャネルMOSトランジスタを用
い、前記制御用MOSトランジスタに降圧機能を持たせ
た請求項9記載のレベルシフト回路。
15. The control MOS transistor according to claim 15, wherein
A channel MOS transistor and the input stage MO
10. The level shift circuit according to claim 9, wherein the S transistor is a P-channel MOS transistor, and the control MOS transistor has a step-down function.
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US7528643B2 (en) * 2003-02-12 2009-05-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, electronic device having the same, and driving method of the same
JP4732294B2 (en) * 2003-02-12 2011-07-27 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device
US7944266B2 (en) * 2005-09-29 2011-05-17 Qualcomm Incorporated Low-voltage down converter

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