JP3003404B2 - 電源選択回路 - Google Patents

電源選択回路

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JP3003404B2
JP3003404B2 JP4229092A JP22909292A JP3003404B2 JP 3003404 B2 JP3003404 B2 JP 3003404B2 JP 4229092 A JP4229092 A JP 4229092A JP 22909292 A JP22909292 A JP 22909292A JP 3003404 B2 JP3003404 B2 JP 3003404B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路における
電源選択回路に関し、特に複数の電源を用いる半導体集
積回路の電源選択回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、相補型MOSトランジスタからな
る集積回路においては、複数の電源端子から供給される
電位を検出することは無く、昇圧回路により複数の電位
を発生させるか、または外部に回路を設けることによ
り、電位の異なる複数の電源を形成している。
【0003】図5は従来の一例を説明するための昇圧回
路図である。図5に示すように、かかる複数の電位を発
生する昇圧回路は、昇圧回路を動作させるためのクロッ
ク信号CLKおよび昇圧回路を動作させるか否かを決定
するイネーブル信号をインバータ13,15を介して入
力するNORゲート14および16と、昇圧のためのコ
ンデンサC1および昇圧した電位を保持するためのコン
デンサC2と、コンデンサC1の一端を電源端子Vに接
続するかあるいは電源出力V0に接続するかを切り換え
るP型MOSトランジスタ17および18と、コンデン
サC1の低電位側を電源端子Vに接続するかあるいはG
NDに接続するかを切換えるN型MOSトランジスタ1
9および20とを有する。この昇圧回路において、まず
イネーブル信号が“L”レベルのときにNORゲート1
4およびNORゲート16は共に“L”レベルとなる。
従って、電源端子Vと電源出力V0は短絡され電源出力
V0の電位は電源端子Vの電位と等しくなる。
【0004】次に、イネーブル信号が“H”レベルで且
つクロック入力信号CLKが“H”のとき、NORゲー
ト14は“L”レベル、NORゲート16は“H”レベ
ルを出力する。従って、P型MOSトランジスタ17及
びN型MOSトランジスタ20がONし、N型MOSト
ランジスタ19およびP型MOSトランジスタ18がO
FFとなり、コンデンサC1の両端は電源端子V及びG
NDに接続されるので、コンデンサC1は電源端子Vの
電位で充電される。
【0005】次に、イネーブル信号が“H”レベルで且
つクロック入力信号CLKが“L”レベルのときは、P
型MOSトランジスタ18とN型MOSトランジスタ1
9がONし、P型MOSトランジスタ17とN型MOS
トランジスタ20がOFFする。従って、コンデンサC
1の高電位側の電位は電源端子Vの電位の2倍となるの
で、コンデンサC1の電荷がコンデンサC2に供給され
る。このため、電源出力V0は電源端子Vの電位の2倍
を出力することができる。
【0006】図6は従来の別の例を説明するための電源
回路図である。図6に示すように、外部回路で電位を選
択する場合は、外部からの第1の入力電源および第2の
入力電源を電源端子V1および電源端子V2に接続する
とともに、それらの間に抵抗R5,R6とトランジスタ
21を接続する。これにより、第1の入力電源よりも第
2の入力電源の電位が低いとき、電源端子V1および電
源端子V2には共に第1の入力電源の電位が印加され
る。一方、第1の入力電源の電位が第2の入力電源の電
位より低いとき、電源端子V1には第1の入力電源の電
位が印加され、電源端子V2には第2の入力電源の電位
が印加される。
【0007】図7は従来の複数の電源端子を有するとき
の集積回路図である。図7に示すように、かかる集積回
路22は第1の電源端子V1に接続される機能ブロック
23と、第2の電源端子V2に接続される機能ブロック
24とを有し、これらの機能ブロック23,24は内部
バス25により結合されている。また、これらの機能ブ
ロック23,24は共通のGNDに接地される。
【0008】このように、2つの電源端子V1,V2を
有する集積回路22においては、電源端子V1の電位を
v1,電源端子V2の電位をv2としたとき、v1<v
2又はv2<v1の一方を設計時に選択する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源回
路は複数の異なる電位の電源を使用する集積回路におい
て少なくとも1つの電源端子の電位が決定されると、他
の電源端子はその電圧以上又は以下にする必要がある。
すなわち、2つの電源端子を有する集積回路において
は、一方の基準となる電源端子の入力電圧によって他の
電源端子の電圧が制限を受けるという欠点がある。
【0010】本発明の目的は、複数の電源端子の電位設
定にあたり、各電源端子の制限を受けることなく電圧を
設定することのできる電源選択回路を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の電源選択回路
は、供給される電源電圧が異なる第1および第2の電源
入力端子と、前記電源電圧をそれぞれ分圧する抵抗群
と、前記抵抗群からの出力電圧を比較するコンパレータ
と、前記コンパレータの出力波形を整形し且つ互いに相
反する論理出力を作成する論理ゲートと、前記第1およ
び第2の電源入力端子と電源出力端子との間にそれぞれ
接続されるとともに、前記論理ゲートの前記論理出力に
よりON/OFF制御される第1および第2のP型MO
Sトランジスタと、前記第1および第2のP型MOSト
ランジスタにそれぞれ並列接続され且つ前記論理ゲート
が動作していないとき前記第1および第2の電源入力端
子から前記電源出力端子に電圧を供給するための第1お
よび第2のダイオードとを有して構成される。また、本
発明における前記論理ゲートは、インバータを2段直列
接続して形成し、第1段目のインバータの出力で前記第
2のP型MOSトランジスタを制御するとともに、第2
段目のインバータの出力で前記第1のP型MOSトラン
ジスタを制御するように形成される。 さらに、本発明に
おける前記論理ゲートは、前記コンパレータ入力断時の
直前のコンパレータ出力を保持するラッチと2段直列接
続したインバータとで形成することができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施例を示す電源選択回
路図である。図1に示すように、本実施例はこの選択回
路に接続される電源端子V1,V2と、これら電源端子
V1,V2に供給される電圧を分圧するための抵抗値の
等しい抵抗R1〜R4と、分圧された電位を比較するコ
ンパレータ1とを有する。これらの抵抗R1〜R4はコ
ンパレータ1を正常に動作させるために設けられる。ま
た、本実施例はコンパレータ1の出力波形を整形するた
めに直列接続されたインバータ2,3と、電源出力V0
に電源端子V1,V2の電位を供給するP型MOSトラ
ンジスタ4,6と、電源投入後の電源出力V0を安定さ
せるためのダイオード5,7とを有する。これらP型M
OSトランジスタ4,6はそれぞれインバータ2,3の
出力によってオン・オフを制御される。
【0013】図2は図1における各部の波形図である。
図2に示すように、ここでは電源端子V1,V2とコン
パレータ1の出力および電源出力V0を表わす。まず、
時刻T0のときは電源端子V2の電位がダイオード5の
スレッシホールドレベルを超えるため、電源端子V2の
電位に従った電位が出力される。従って、電源出力V0
は電源端子V2の電位からダイオード5のスレッシホー
ルド電位(約0.7V)だけ低い電位が供給される。但
し、このとき、P型MOSトランジスタ4,6は共にO
FFの状態である。
【0014】次に、時刻T1ではコンパレータ1が作動
を始める。このとき、電源端子V1の電位と電源端子V
2の電位では電源端子V2の電位の方が高いので、コン
パレータ1は電源出力V0の電位に基づいて出力する。
従って、インバータ2は“L”レベル、インバータ3は
“H”レベルを出力するので、P型MOSトランジスタ
4がONし、P型MOSトランジスタ6がOFFする。
それ故、電源出力V0は電源端子V2の電位が供給され
る。このとき、P型MOSトランジスタ6のゲート及び
バックゲートには等しい電位が印加されるため、電源端
子V1に電流が逆流することはない。
【0015】次に、時刻T2では電源端子V2の電位は
一定となるが、(電源端子V2の電位)>(電源端子V
1電位)の関係は保持されるので、電源出力V0は電源
端子V2の電位と等しくなる。
【0016】次に、時刻T3では(電源端子V1の電
位)>(電源端子V2の電位)となるため、コンパレー
タ1の出力はGNDレベルとなり、インバータ2の出力
は“H”、インバータ3の出力は“L”レベルとなる。
従って、P型MOSトランジスタ4はOFFし、P型M
OSトランジスタ6がONする。このとき、電源出力V
0の電位は電源端子V1の電位に従うようになる。
【0017】次に時刻T4では再び(電源端子V1の電
位)<(電源端子V2の電位)となるため、コンパレー
タ1の出力は反転し、電源出力V0の電位は電源端子V
2の電位に従うようになる。
【0018】図3は本発明の他の実施例を示す電源選択
回路図である。図3に示すように、本実施例は前述した
一実施例の回路PMOSトランスファーゲート8〜10
と、ラッチ11と、インバータ12とを付加している。
これらPMOSトランスファゲート8〜10およびイン
バータ12には、コンパレータ1を制御するための制御
信号CONTを印加して制御する。しかも、PMOSト
ランスファーゲート8,9はコンパレータ1の入力とな
る電源を切断するためのトランスファーゲートとして機
能し、ラッチ11はコンパレータ1の入力が切断されて
いるときその直前のコンパレータ1の出力を保持するた
めに用いられる。
【0019】本実施例はコンパレータ1の入力をPMO
Sトランスファーゲート8,9で切断することにより、
電源端子V1および電源端子V2から抵抗R1〜R4を
介して流れる電流をカットする。その際、コンパレータ
1の電源を切断してOFFすることにより、電流消費を
低減している。
【0020】図4は図3における各部の波形図である。
図4に示すように、時刻T0〜T4では前述した図2に
おける波形と同様であるが、時刻T5,T6では異なる
波形となる。すなわち、時刻T5,T6では最高電位を
電源出力V0に出力することができないが、制御信号C
ONTを電源端子V1および電源端子V2の電圧変化に
対し十分に速いサンプリング周波数でサンプリングする
ことにより、解決している。その他は同様であるので、
説明を省略する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電源選択
回路は複数の電源端子を用い、その最も高い電位を選択
することにより、異なる電源で動作する機能ブロックを
接続するインターフェイスに対し電源出力を使用するの
で、各電源端子の入力電圧を他の電源端子の電位に影響
を受けずに設定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電源選択回路図であ
る。
【図2】図1における各部の波形図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す電源選択回路図であ
る。
【図4】図3における各部の波形図である。
【図5】従来の一例を説明するための昇圧回路図であ
る。
【図6】従来の別の例を説明するための電源回路図であ
る。
【図7】従来の複数の電源端子を有するときの集積回路
図である。
【符号の説明】
1 コンパレータ 2,3,12 インバータ 4,6 PMOSトランジスタ 5,7 ダイオード 8〜10 PMOSトランスファゲート 11 ラッチ R4〜R4 抵抗群 V1,V2 電源端子 V0 電源出力 CONT 制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−22539(JP,A) 特開 昭59−43421(JP,A) 特開 昭61−39825(JP,A) 特開 昭61−218325(JP,A) 特開 昭62−31340(JP,A) 特開 昭63−124724(JP,A) 特開 昭63−240338(JP,A) 特開 平5−83884(JP,A) 実開 昭59−137646(JP,U) 実開 昭63−66029(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/00 - 1/70 G06F 1/00 - 1/32 H01L 27/04 H02J 1/00 - 1/16 H02J 9/00 - 9/18 H03K 19/00 - 19/096

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給される電源電圧が異なる第1および
    第2の電源入力端子と、前記電源電圧をそれぞれ分圧す
    る抵抗群と、前記抵抗群からの出力電圧を比較するコン
    パレータと、前記コンパレータの出力波形を整形し且つ
    互いに相反する論理出力を作成する論理ゲートと、前記
    第1および第2の電源入力端子と電源出力端子との間に
    それぞれ接続されるとともに、前記論理ゲートの前記論
    出力によりON/OFF制御される第1および第2の
    P型MOSトランジスタと、前記第1および第2のP型
    MOSトランジスタにそれぞれ並列接続され且つ前記論
    理ゲートが動作していないとき前記第1および第2の電
    源入力端子から前記電源出力端子に電圧を供給するため
    の第1および第2のダイオードとを有することを特徴と
    する電源選択回路。
  2. 【請求項2】 前記論理ゲートは、インバータを2段直
    列接続して形成し、第1段目のインバータの出力で前記
    第2のP型MOSトランジスタを制御するとともに、第
    2段目のインバータの出力で前記第1のP型MOSトラ
    ンジスタを制御する請求項1記載の電源選択回路。
  3. 【請求項3】 前記論理ゲートは、前記コンパレータ入
    力断時の直前のコンパレータ出力を保持するラッチと2
    段直列接続したインバータとで形成した請求項1記載の
    電源選択回路。
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JPH08274612A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Nec Corp 半導体装置
KR101260307B1 (ko) 2006-09-04 2013-05-03 삼성전자주식회사 전원공급장치

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