JP3233069B2 - High withstand voltage level detection circuit - Google Patents

High withstand voltage level detection circuit

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JP3233069B2
JP3233069B2 JP15111297A JP15111297A JP3233069B2 JP 3233069 B2 JP3233069 B2 JP 3233069B2 JP 15111297 A JP15111297 A JP 15111297A JP 15111297 A JP15111297 A JP 15111297A JP 3233069 B2 JP3233069 B2 JP 3233069B2
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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】本発明は高耐圧レベル検出回
路に係わり、特に高速で低消費電力の高耐圧レベル検出
回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high withstand voltage level detecting circuit, and more particularly to a high withstand voltage level detecting circuit with high speed and low power consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の従来の高耐圧レベル検出回路の
アッテネート抵抗は、例えば半導体装置用のテスターに
おいて供給信号のレベル調整手段として用いられてい
る。上述した従来の高耐圧レベル検出回路の一例の回路
図を示した図6を参照すると、この回路は、入力端子1
1に供給される高電圧入力信号を分圧するアッテネート
抵抗1と、この分圧された信号を検出して出力端子に出
力するレベル検出回路部4とを有し、アッテネート抵抗
1は一端を入力端子11に接続する可変抵抗素子R1お
よび一端を接地電位GNDの端子15に接続する可変抵
抗素子R2それぞれの他端を互いに接続するとともに、
この他端の接続点から分圧電圧を取り出す。
2. Description of the Related Art Attenuating resistors of this kind of conventional high withstand voltage level detecting circuit are used as a level adjusting means for a supply signal in a tester for a semiconductor device, for example. Referring to FIG. 6 which shows a circuit diagram of an example of the above-described conventional high withstand voltage level detection circuit, this circuit has an input terminal 1
1 has an attenuating resistor 1 for dividing a high-voltage input signal supplied thereto and a level detecting circuit section 4 for detecting the divided signal and outputting the signal to an output terminal. The attenuating resistor 1 has one end connected to the input terminal. 11 and a variable resistor R2 having one end connected to the terminal 15 of the ground potential GND and the other end connected to each other.
The divided voltage is taken out from the connection point at the other end.

【0003】レベル検出回路部4は、電源電圧VDD1
が供給される電源端子14に一端を接続する抵抗素子R
3の他端と接地端子15にソース電極を接続するNチャ
ネル型MOSトランジスタN1のドレイン電極とを互い
に接続し、このNチャネル型MOSトランジスタN1の
ドレイン電極を、電源端子14と接地端子15との間に
直列接続したPチャネル型MOSトランジスタP1およ
びNチャネル型MOSトランジスタN2からなる波形整
形用のCMOSインバータのゲート電極に接続するとと
もに、Nチャネル型MOSトランジスタN2のドレイン
電極を出力端子に接続して構成されている。
[0003] The level detection circuit section 4 is provided with a power supply voltage VDD1.
Element R connected at one end to the power supply terminal 14 to which
3 and the drain electrode of an N-channel MOS transistor N1 whose source electrode is connected to the ground terminal 15 are connected to each other, and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N1 is connected to the power supply terminal 14 and the ground terminal 15. A drain electrode of the N-channel MOS transistor N2 is connected to an output terminal, while being connected to a gate electrode of a CMOS inverter for waveform shaping composed of a P-channel MOS transistor P1 and an N-channel MOS transistor N2 connected in series. It is configured.

【0004】この従来の回路では、電源端子14には例
えば3.3Vまたは5.0Vが与えられ、入力端子IN
11に入力信号として高電圧入力信号を例えば振幅電圧
500Vで与え、アッテネート抵抗1の可変抵抗素子R
1およびR2で例えば5Vに分圧して取り出す。この分
圧した電圧5Vをレベル検出回路部4に与えると、レベ
ル検出回路部4の低耐圧Nチャネル型MOSトランジス
タN1はそのしきい値Vtによって入力レベルの検出を
行っていた。
In this conventional circuit, for example, 3.3 V or 5.0 V is applied to the power supply terminal 14, and the input terminal IN
11 is supplied with a high-voltage input signal at an amplitude voltage of, for example, 500 V, and the variable resistance element R of the attenuation resistor 1
At 1 and R2, for example, the voltage is divided to 5 V and taken out. When the divided voltage 5V is applied to the level detection circuit 4, the low-breakdown-voltage N-channel MOS transistor N1 of the level detection circuit 4 detects the input level based on the threshold Vt.

【0005】そのため、検出レベルの調整は、アッテネ
ート抵抗1の可変抵抗素子R1,R2の抵抗比を調整す
ることと、しきい値Vtの異なるNチャネル型MOSト
ランジスタを低耐圧Nチャネル型MOSトランジスタN
1に用いること、のいずれかの方法が行われていた。
Therefore, the detection level is adjusted by adjusting the resistance ratio of the variable resistance elements R1 and R2 of the attenuation resistor 1 and by changing the N-channel MOS transistors having different thresholds Vt to the low withstand voltage N-channel MOS transistors N.
1 was used.

【0006】他の従来例の回路図を示した図7を参照す
ると、この回路は、アッテネート抵抗1と、レベル検出
回路部4とを有し、アッテネート抵抗1は一端を電源電
位VDD1の電源端子14に接続する可変抵抗素子R1
および一端を入力端子11に接続する可変抵抗素子R2
のそれぞれの他端を互いに接続するとともに、この他端
の接続点から分圧した電圧を取り出す。
Referring to FIG. 7 showing a circuit diagram of another conventional example, this circuit has an attenuating resistor 1 and a level detecting circuit section 4, and one end of the attenuating resistor 1 has a power supply terminal of a power supply potential VDD1. 14 connected to the variable resistance element R1
And a variable resistance element R2 having one end connected to the input terminal 11.
Are connected to each other, and a divided voltage is taken out from the connection point of the other end.

【0007】レベル検出回路部4は、電源電圧VDD1
が供給される電源端子14に一端を接続する抵抗素子R
3の他端と接地端子15にソース電極を接続するNチャ
ネル型MOSトランジスタN1のドレイン電極とを互い
に接続し、このNチャネル型MOSトランジスタN1の
ドレイン電極を、電源端子14と接地端子15との間に
直列接続したPチャネル型MOSトランジスタP1およ
びNチャネル型MOSトランジスタN2からなる波形整
形用のCMOSインバータのゲート電極に接続するとと
もに、Nチャネル型MOSトランジスタN2のドレイン
電極を出力端子に接続して構成されている。
[0007] The level detection circuit section 4 is provided with a power supply voltage VDD1.
Element R connected at one end to the power supply terminal 14 to which
3 and the drain electrode of an N-channel MOS transistor N1 whose source electrode is connected to the ground terminal 15 are connected to each other, and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N1 is connected to the power supply terminal 14 and the ground terminal 15. A drain electrode of the N-channel MOS transistor N2 is connected to an output terminal, while being connected to a gate electrode of a CMOS inverter for waveform shaping composed of a P-channel MOS transistor P1 and an N-channel MOS transistor N2 connected in series. It is configured.

【0008】上述した構成の従来の回路を参照すると、
この従来の回路は負電源の場合であり、電源端子11に
は前述の例同様に例えば3.3Vまたは5.0Vが与え
られ、入力端子IN11に入力信号として高電圧入力信
号を例えば振幅電圧500Vの負電圧を端子11に与
え、アッテネート抵抗R1およびR2で例えば5Vに分
圧して取り出す。この電源電圧VDDとの間で分圧した
電圧5Vをレベル検出回路部4に与えると、レベル検出
回路部4の低耐圧Nチャネル型MOSトランジスタN1
はそのしきい値Vtによって入力レベルの検出を行って
いた。
Referring to the conventional circuit having the above-described configuration,
In this conventional circuit, a negative power supply is used. For example, 3.3 V or 5.0 V is applied to the power supply terminal 11 as in the above-described example, and a high-voltage input signal is applied to the input terminal IN11 as an input signal, for example, an amplitude voltage of 500 V Is applied to the terminal 11 and divided by, for example, 5 V by the attenuating resistors R1 and R2 and taken out. When a voltage 5V divided from the power supply voltage VDD is applied to the level detection circuit section 4, the low-breakdown-voltage N-channel MOS transistor N1 of the level detection circuit section 4
Has detected the input level based on the threshold value Vt.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の高耐圧
レベル検出回路は、一端を接地電位GND端子15に接
続するアッテネート抵抗1の可変抵抗素子R2および一
端を入力端子11に接続する可変抵抗素子R1のそれぞ
れの他端を互いに接続するとともに、この他端の接続点
から分圧した電圧を取り出す場合と、一端を電源電位V
DD1の電源端子14に接続するアッテネート抵抗1の
可変抵抗素子R1および一端を入力端子11に接続する
可変抵抗素子R2のそれぞれの他端を互いに接続すると
ともに、この他端の接続点から分圧電圧を取り出す場合
とも、高電圧入力信号を常にアッテネート抵抗に接続し
ているため、電流が常に流れる状態にあり、消費電流が
大きいという問題がある。
In the above-described conventional high withstand voltage level detection circuit, the variable resistance element R2 of the attenuation resistor 1 having one end connected to the ground potential GND terminal 15 and the variable resistance element having one end connected to the input terminal 11 are provided. When the other ends of R1 are connected to each other and a divided voltage is taken out from the connection point of the other end, the power supply potential V
The other ends of the variable resistance element R1 of the attenuation resistor 1 connected to the power supply terminal 14 of the DD1 and the variable resistance element R2 connecting one end to the input terminal 11 are connected to each other. Also, when a high voltage input signal is always connected to the attenuating resistor, a current always flows and the current consumption is large.

【0010】この消費電流を抑えるためにアッテネート
抵抗の抵抗値を大きくする方法もあるが、抵抗値および
この抵抗素子とこの抵抗素子が接続されるNチャネル型
MOSトランジスタのゲート電極容量とこれらを接続す
る配線容量とを含めた寄生容量の時定数が増大し、高耐
圧レベル検出回路の出力する信号遅延が増大するという
欠点も有している。
There is also a method of increasing the resistance value of the attenuating resistor in order to suppress the current consumption. However, the resistance value, the resistance element, the gate electrode capacitance of the N-channel MOS transistor to which the resistance element is connected, and the connection between these elements are described. There is also a disadvantage that the time constant of the parasitic capacitance including the wiring capacitance increases, and the signal delay output from the high breakdown voltage level detection circuit increases.

【0011】本発明の目的は、上述の欠点に鑑みなされ
たものであり、消費電力を低減し、かつ信号遅延の少な
い高耐圧レベル検出回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high withstand voltage level detection circuit that reduces power consumption and reduces signal delay.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の高耐圧レベル検
出回路の特徴は、予め定める所定の振幅電圧でかつ所定
のデュティ比の周期を有する高電圧入力信号を入力する
スイッチ手段と、このスイッチ手段の出力端および接地
電位間に直列接続される前記高電圧入力信号分圧用の第
1および第2のアッテネート抵抗と、これらアッテネー
ト抵抗で分圧された前記高電圧入力信号の有効レベルを
検出し第1の電源電位またはこの第1の電源電位よりも
高い第2の電源電位による第1論理レベルで出力端子へ
出力するレベル検出手段と、前記高電圧入力信号の立ち
上がりまたは立ち下がり周期ごとの遷移過程のタイミン
グで与えられる前記第1論理レベルの論理信号に応答し
て第1の電源電位よりも高い第3の電源電位または第1
の電源電位による第2論理レベルで前記スイッチ手段に
制御信号を出力するレベルシフト手段とを備え、第3の
電源電位と等レベルの振幅電圧を有する前記高電圧入力
信号は、前記論理信号が前記第1論理レベル期間のみ前
記第1および前記第2のアッテネート抵抗に与えられる
とともに前記レベル検出手段から前記第1論理レベルで
出力されることにある。
The high voltage level detection circuit according to the present invention is characterized by a switch means for inputting a high voltage input signal having a predetermined amplitude voltage and a cycle of a predetermined duty ratio, and this switch. Detecting first and second attenuating resistors for dividing the high-voltage input signal connected in series between an output terminal of the means and a ground potential, and detecting an effective level of the high-voltage input signal divided by the attenuating resistors; Level detecting means for outputting to the output terminal a first logic level based on a first power supply potential or a second power supply potential higher than the first power supply potential, and a transition for each rising or falling cycle of the high voltage input signal A third power supply potential or a first power supply potential higher than the first power supply potential in response to the logic signal of the first logic level given at the timing of the process.
Comprising of the level shifting means in a second logic level according to the power supply potential and outputs a control signal to said switch means, said high voltage input signal having a third power supply potential and equal level of the amplitude voltage, the logic signal is the The first logic level is applied to the first and second attenuating resistors only during the first logic level period, and is output from the level detection means at the first logic level.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】まず、本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図1は本発明の高耐圧レベ
ル検出回路の回路図であり、図2はこの回路動作説明用
の波形図である。図1を参照すると、この高耐圧レベル
検出回路の電源電圧として第1の電源電位VDD1およ
びこの電位よりも高い第2の電源電位VDD2が供給さ
れるものとする。この回路は、入力した高電圧入力信号
を分圧するアッテネート抵抗1と、入力する高電圧信号
をアッテネート抵抗1に与えるか否かを切り換える高耐
圧スイッチ2と、第2の電源電位VDD2が供給され、
制御信号に応答して高電圧信号に対応するようにレベル
シフトした信号により入力スイッチ1の導通を制御する
レベルシフト回路部3と、第1の電源電位VDD1が供
給され、アッテネート抵抗1で分圧された信号の有効レ
ベルを入力段のトランジスタのしきい値によって検出し
出力端子OUT12へ出力するレベル検出回路部4とを
有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a high withstand voltage level detection circuit of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit. Referring to FIG. 1, it is assumed that a first power supply potential VDD1 and a second power supply potential VDD2 higher than this potential are supplied as power supply voltages of the high breakdown voltage level detection circuit. This circuit is supplied with an attenuating resistor 1 for dividing an inputted high-voltage input signal, a high-withstand-voltage switch 2 for switching whether or not to apply the inputted high-voltage signal to the attenuating resistor 1, and a second power supply potential VDD2.
In response to a control signal, a level shift circuit unit 3 that controls conduction of the input switch 1 by a signal level-shifted to correspond to a high voltage signal, and a first power supply potential VDD1 are supplied. And a level detection circuit section 4 for detecting an effective level of the signal thus obtained by a threshold value of a transistor in an input stage and outputting the detected signal to an output terminal OUT12.

【0018】アッテネート抵抗1は一端を高耐圧スイッ
チ2に接続する可変抵抗素子R1および他端を接地電位
GNDの端子15に接続する可変抵抗素子R2それぞれ
の他端を互いに接続するとともに、この他端の接続点か
ら分圧した電圧を取り出すように構成する。
The attenuation resistor 1 has one end connected to the variable resistance element R1 having one end connected to the high voltage switch 2 and the other end connected to the variable resistance element R2 having the other end connected to the terminal 15 of the ground potential GND. Is configured to take out the divided voltage from the connection point.

【0019】高耐圧スイッチ2は、高耐圧のPチャネル
型MOSトランジスタおよび高耐圧のNチャネル型MO
Sトランジスタからなるトランスファーゲートで構成さ
れる。
The high voltage switch 2 comprises a high voltage P channel MOS transistor and a high voltage N channel MO.
It is composed of a transfer gate composed of an S transistor.

【0020】レベルシフト回路部3は、第1の電源電圧
VDD1よりも高い第2の電源電圧VDD2の電源端子
16にドレイン電極をそれぞれ接続するPチャネル型M
OSトランジスタP2,P3のゲート電極を互いに他方
のドレイン電極に接続し、このPチャネル型MOSトラ
ンジスタP2のドレイン電極をソース電極がGNDに接
続されたNチャネル型MOSトランジスタN3のドレイ
ン電極に接続し、Pチャネル型MOSトランジスタP3
のドレイン電極をソース電極がGNDに接続されたNチ
ャネル型MOSトランジスタN4のドレイン電極に接続
し、このNチャネル型MOSトランジスタN4のゲート
電極をインバータ6の出力端に接続しその入力端はNチ
ャネル型MOSトランジスタN3のゲート電極およびロ
ジック信号入力端子13に共通接続し、Pチャネル型M
OSトランジスタP2,P3のドレイン電極からそれぞ
れ高耐圧スイッチのPチャネル側,Nチャネル側の制御
電圧を取り出すように構成されている。
The level shift circuit section 3 includes a P-channel type M for connecting a drain electrode to a power supply terminal 16 of a second power supply voltage VDD2 higher than the first power supply voltage VDD1.
The gate electrodes of the OS transistors P2 and P3 are connected to the other drain electrode, and the drain electrode of the P-channel MOS transistor P2 is connected to the drain electrode of an N-channel MOS transistor N3 whose source electrode is connected to GND. P-channel type MOS transistor P3
Is connected to the drain electrode of an N-channel MOS transistor N4 whose source electrode is connected to GND, the gate electrode of this N-channel MOS transistor N4 is connected to the output terminal of the inverter 6, and its input terminal is connected to the N-channel MOS transistor N4. Connected commonly to the gate electrode of the MOS transistor N3 and the logic signal input terminal 13,
The control voltages on the P-channel side and the N-channel side of the high breakdown voltage switch are extracted from the drain electrodes of the OS transistors P2 and P3, respectively.

【0021】レベル検出回路部4は、電源電圧VDD1
が供給される電源端子14に一端を接続する抵抗素子R
3の他端と接地端子15にソース電極を接続するNチャ
ネル型MOSトランジスタN1のドレイン電極とを互い
に接続し、このNチャネル型MOSトランジスタN1の
ドレイン電極を、電源端子14と接地端子15との間に
直列接続したPチャネル型MOSトランジスタP1およ
びNチャネル型MOSトランジスタN2からなる波形整
形用のCMOSインバータのゲート電極に接続するとと
もに、Nチャネル型MOSトランジスタN2のドレイン
電極を出力端子OUT12に接続して構成されている。
The level detection circuit section 4 is provided with a power supply voltage VDD1.
Element R connected at one end to the power supply terminal 14 to which
3 and the drain electrode of an N-channel MOS transistor N1 whose source electrode is connected to the ground terminal 15 are connected to each other, and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N1 is connected to the power supply terminal 14 and the ground terminal 15. A gate is connected to a gate electrode of a waveform shaping CMOS inverter composed of a P-channel type MOS transistor P1 and an N-channel type MOS transistor N2 connected in series, and a drain electrode of the N-channel type MOS transistor N2 is connected to an output terminal OUT12. It is configured.

【0022】上述した構成を備える高耐圧レベル検出回
路の動作を図1および図2を参照しながら説明する。
The operation of the high breakdown voltage level detection circuit having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.

【0023】電源端子14には例えばVDD1=5.0
Vおよび電源端子16にはVDD2=500Vを与え、
入力端子IN11に入力信号として高電圧入力信号を例
えば振幅電圧500Vでデューティ50%で与える。ア
ッテネート抵抗1の可変抵抗素子R1は450KΩ、可
変抵抗素子R2は50KΩにそれぞれ設定し、抵抗素子
R3は10KΩとする。なお、図2においては理解を容
易にするためそれぞれの電圧軸は簡略化してある。
The power terminal 14 has, for example, VDD1 = 5.0.
VDD2 = 500V is applied to V and the power supply terminal 16,
A high voltage input signal is applied to the input terminal IN11 as an input signal, for example, with an amplitude voltage of 500 V and a duty of 50%. The variable resistance element R1 of the attenuation resistor 1 is set to 450 KΩ, the variable resistance element R2 is set to 50 KΩ, and the resistance element R3 is set to 10 KΩ. In FIG. 2, each voltage axis is simplified for easy understanding.

【0024】まず、入力端子11に上述した高電圧入力
信号500Vが与えられた状態でロジック信号入力端子
13にはまだ制御パルスが与えられずロウレベルの状態
にあるときは、レベルシフト回路部3のNチャネル型M
OSトランジスタN3のゲート電極はロウレベル、Nチ
ャネル型MOSトランジスタN4のゲート電極はハイレ
ベル状態になるのでNチャネル型MOSトランジスタN
4が導通状態になり、そのドレイン電極がロウレベルに
なる。
First, when the above-mentioned high voltage input signal 500V is applied to the input terminal 11 and a control pulse is not applied to the logic signal input terminal 13 yet and the logic signal input terminal 13 is in a low level state, the level shift circuit 3 N-channel type M
Since the gate electrode of the OS transistor N3 goes low and the gate electrode of the N-channel MOS transistor N4 goes high, the N-channel MOS transistor N
4 becomes conductive and its drain electrode goes to low level.

【0025】このロウレベレルによってPチャネル型M
OSトランジスタP2のゲート電極の電位が引き下げら
れPチャネル型MOSトランジスタP2は導通状態にな
り、そのドレイン電極は電源電圧VDD2レベルに引き
上げられる。
The P-channel type M
The potential of the gate electrode of OS transistor P2 is lowered, P-channel MOS transistor P2 is rendered conductive, and its drain electrode is raised to power supply voltage VDD2 level.

【0026】したがって、Pチャネル型MOSトランジ
スタP2のドレイン電極のハイレベルが供給される高耐
圧スイッチ2のPチャネル型MOSトランジスタは非導
通状態に、Pチャネル型MOSトランジスタP3のドレ
イン電極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2の
Nチャネル型MOSトランジスタも非導通状態になるの
で、この高耐圧スイッチ2によって高電圧入力信号の5
00V入力は遮断され、アッテネート抵抗1には高電圧
が供給されず分圧電圧も0Vである。
Therefore, the P-channel MOS transistor of the high breakdown voltage switch 2 to which the high level of the drain electrode of the P-channel MOS transistor P2 is supplied is turned off, and the low level of the drain electrode of the P-channel MOS transistor P3 is supplied. Since the N-channel type MOS transistor of the high breakdown voltage switch 2 is also turned off, the high breakdown voltage switch 2
The 00V input is cut off, no high voltage is supplied to the attenuator resistor 1, and the divided voltage is also 0V.

【0027】レベル検出回路部4は検出すべき入力電圧
が0Vであるからレベル検出用のNチャネル型MOSト
ランジスタ1は非導通状態にあり、ドレイン電極の電源
電圧VDD1レベルが次段の波形整形インバータに与え
られ、反転されてロウレベルが出力端子OUT12に出
力される。
Since the input voltage to be detected in the level detection circuit section 4 is 0 V, the N-channel type MOS transistor 1 for level detection is in a non-conductive state, and the power supply voltage VDD1 of the drain electrode has the next-stage waveform shaping inverter. , And the inverted low level is output to the output terminal OUT12.

【0028】次に、入力端子11に高電圧入力信号50
0Vが与えられた状態で、この電圧が0Vから500V
へ遷移する過程のタイミングにあわせてロジック信号入
力端子13に制御パルスが5Vで与えられる。なおここ
では、高電圧入力信号が0Vから500Vへ遷移する過
程のタイミングで説明するが、これに限定されるもので
はなく、逆に500Vから0Vへ遷移する過程で制御パ
ルスを与えてもよい。
Next, a high voltage input signal 50 is input to the input terminal 11.
When 0V is applied, this voltage is changed from 0V to 500V.
A control pulse of 5 V is applied to the logic signal input terminal 13 in accordance with the timing of the process of transition to. Here, the description will be made at the timing of the process in which the high voltage input signal transitions from 0V to 500V, but the present invention is not limited to this, and the control pulse may be applied in the process of transitioning from 500V to 0V.

【0029】ロジック信号入力端子13がハイレベル状
態にあるときは、レベルシフト回路部3のNチャネル型
MOSトランジスタN3のゲート電極はハイレベル、N
チャネル型MOSトランジスタN4のゲート電極はロウ
レベル状態になるのでNチャネル型MOSトランジスタ
N3が非導通状態から導通状態に変化し、そのドレイン
電極がVDD2レベルからロウレベルになる。
When the logic signal input terminal 13 is at the high level, the gate electrode of the N-channel MOS transistor N3 of the level shift circuit section 3 is at the high level.
Since the gate electrode of the channel type MOS transistor N4 is at a low level, the N-channel type MOS transistor N3 is changed from a non-conductive state to a conductive state, and its drain electrode is changed from a VDD2 level to a low level.

【0030】このロウレベレルによってPチャネル型M
OSトランジスタP3のゲート電極の電位が引き下げら
れPチャネル型MOSトランジスタP3は非導通状態か
ら導通状態になり、そのドレイン電極は電源電圧VDD
2レベルに引き上げられる。
The P-channel type M is provided by this low leveler.
The potential of the gate electrode of the OS transistor P3 is lowered, the P-channel MOS transistor P3 changes from the non-conductive state to the conductive state, and its drain electrode is connected to the power supply voltage VDD.
You are raised to two levels.

【0031】このレベルシフト回路部3の状態遷移によ
り、Pチャネル型MOSトランジスタP2のドレイン電
極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2のPチャ
ネル型MOSトランジスタは非導通状態から導通状態
に、Pチャネル型MOSトランジスタP3のドレイン電
極のハイレベルが供給される高耐圧スイッチ2のNチャ
ネル型MOSトランジスタも非導通状態から導通状態に
なるので、この高耐圧スイッチ2は導通状態になる。
Due to the state transition of the level shift circuit section 3, the P-channel type MOS transistor of the high breakdown voltage switch 2 to which the low level of the drain electrode of the P-channel type MOS transistor P2 is supplied is changed from the non-conductive state to the conductive state, Since the N-channel type MOS transistor of the high voltage switch 2 to which the high level of the drain electrode of the type MOS transistor P3 is supplied also changes from the non-conductive state to the conductive state, the high voltage switch 2 becomes conductive.

【0032】よって、高電圧入力信号の500Vは高耐
圧スイッチ2の導通期間だけアッテネート抵抗1に与え
られ、この期間は高電圧入力信号が0Vから500V
遷移する期間であるから、この遷移期間内で上昇してき
た所定の電圧を可変抵抗R1およびR2の抵抗値の比率
により分圧した電圧(この分圧レベルは次段のNチャネ
ル型MOSトランジスタ1のしきい値電圧付近に調整す
る)が次段のレベル検出回路部4に出力される。
Therefore, 500 V of the high voltage input signal is applied to the attenuating resistor 1 only during the conduction period of the high voltage switch 2, and this period is a period during which the high voltage input signal transitions from 0V to 500V . in elevated variable resistor a predetermined voltage has R1 and the voltage dividing by the ratio of the resistance values of R2 (partial pressure levels this is adjusted to the vicinity of the threshold voltage of the next stage of the N-channel type MOS transistor 1) The signal is output to the level detection circuit unit 4 in the next stage.

【0033】レベル検出回路部4は、検出すべき高電圧
入力信号を分圧して得られた電圧レベルを、レベル検出
用のNチャネル型MOSトランジスタ1は、そのあらか
じめ高めに設定されたしきい値Vtで読みとり、導通状
態となってドレイン電極がロウレベルになり、このロウ
レベルを次段の波形整形インバータで整形し、反転させ
たハイレベルのパルスが出力端子OUT12に出力され
る。
The level detection circuit section 4 uses the voltage level obtained by dividing the high-voltage input signal to be detected as the N-channel type MOS transistor 1 for detecting the level. The signal is read at Vt, becomes conductive, and the drain electrode becomes low level. The low level is shaped by the next-stage waveform shaping inverter, and the inverted high-level pulse is output to the output terminal OUT12.

【0034】すなわち、外部からロジック制御信号を入
力してレベル検出の必要な時間のみ高耐圧スイッチを導
通させアッテネート抵抗1に高電圧入力信号を接続する
ことにより、必要な時間のみアッテネート抵抗に高電圧
を供給するものであり、この抵抗に流れる電流も短時間
しか流れないから消費電流も減少する。
That is, by inputting a logic control signal from the outside and turning on the high withstand voltage switch only for the time required for level detection and connecting the high voltage input signal to the attenuating resistor 1, a high voltage is applied to the attenuating resistor only for the necessary time. Since the current flowing through this resistor also flows only for a short time, the current consumption is reduced.

【0035】次に、第1の実施の形態の変形例であっ
て、電源電圧として第1の電源電圧VDD1と負極性の
高電圧である第3の電源電圧VSSが供給され、高電圧
入力信号として負極性の高電圧が与えられる高耐圧レベ
ル検出回路の回路図を示した図3を参照すると、この高
耐圧レベル検出回路は、アッテネート抵抗1と、高耐圧
スイッチ2と、第1の電源電位VDD1および第3の電
源電位VSS間で動作するレベルシフト回路部3と、第
1の電源電位VDD1および接地電位GND間で動作す
るレベル検出回路部4とを有する。
Next, in a modification of the first embodiment, a first power supply voltage VDD1 and a third power supply voltage VSS, which is a negative high voltage, are supplied as power supply voltages. Referring to FIG. 3 which shows a circuit diagram of a high breakdown voltage level detection circuit to which a negative high voltage is applied, the high breakdown voltage level detection circuit includes an attenuation resistor 1, a high breakdown voltage switch 2, and a first power supply potential. It has a level shift circuit section 3 that operates between VDD1 and the third power supply potential VSS, and a level detection circuit section 4 that operates between the first power supply potential VDD1 and the ground potential GND.

【0036】アッテネート抵抗1は、一端をVDD1に
接続する可変抵抗素子R1および一端を高耐圧スイッチ
4の出力端に接続する可変抵抗素子R2それぞれの他端
を互いに接続するとともに、この他端の接続点から分圧
した電圧を取り出すように構成する。
The attenuating resistor 1 connects the other end of each of the variable resistance element R1 having one end connected to VDD1 and the variable resistance element R2 having one end connected to the output end of the high voltage switch 4, and connects the other end to each other. It is configured to take out the divided voltage from the point.

【0037】高耐圧スイッチ2は、前述同様に高耐圧の
Pチャネル型MOSトランジスタおよび高耐圧のNチャ
ネル型MOSトランジスタからなるトランスファーゲー
トで構成される。
The high withstand voltage switch 2 is composed of a transfer gate composed of a high withstand voltage P-channel MOS transistor and a high withstand voltage N-channel MOS transistor as described above.

【0038】レベルシフト回路部3は、VSSにソース
電源をそれぞれ接続するNチャネル型MOSトランジス
タN3,N4のゲート電極を互いに他方のドレイン電極
に接続し、このPチャネル型MOSトランジスタN3の
ドレイン電極をソース電極が第1の電源電圧VDD1に
接続されたPチャネル型MOSトランジスタP2のドレ
イン電極に接続し、Nチャネル型MOSトランジスタN
4のドレイン電極をソース電極が第1の電源電圧VDD
1に接続されたPチャネル型MOSトランジスタP3の
ドレイン電極に接続し、このPチャネル型MOSトラン
ジスタP3のゲート電極をインバータ6の出力端に接続
しその入力端はPチャネル型MOSトランジスタP2の
ゲート電極およびロジック信号入力端子13に共通接続
し、Nチャネル型MOSトランジスタN3,N4のドレ
イン電極からそれぞれ高耐圧スイッチ2のNチャネル
側,Pチャネル側の制御電圧を取り出すように構成され
ている。
The level shift circuit section 3 connects the gate electrodes of the N-channel MOS transistors N3 and N4 respectively connecting the source power supply to VSS to the other drain electrode, and connects the drain electrode of the P-channel MOS transistor N3 to the other. The source electrode is connected to the drain electrode of the P-channel MOS transistor P2 connected to the first power supply voltage VDD1, and the N-channel MOS transistor N
4 is connected to the first power supply voltage VDD by the source electrode.
1 is connected to the drain electrode of the P-channel MOS transistor P3, the gate electrode of which is connected to the output terminal of the inverter 6, and whose input terminal is the gate electrode of the P-channel MOS transistor P2. And a common connection to the logic signal input terminal 13 so as to extract control voltages on the N-channel side and the P-channel side of the high breakdown voltage switch 2 from the drain electrodes of the N-channel MOS transistors N3 and N4, respectively.

【0039】レベル検出回路部4は、前述した第1の実
施例と同じ構成をとるのでここでの構成の説明は省略す
る。
Since the level detection circuit section 4 has the same configuration as that of the first embodiment, the description of the configuration here is omitted.

【0040】上述した変形例の回路動作は、基本的には
第1の実施の形態に準じた動作をする。すなわち、電源
端子14には例えばVDD1=5.0Vおよび電源端子
17にはVSS=−500Vを与え、入力端子11に負
極性の高電圧入力信号を例えば振幅電圧500Vでデュ
ーティ50%で与える。アッテネート抵抗1の可変抵抗
素子R1は50KΩ、可変抵抗素子R2は450KΩに
それぞれ設定し、抵抗素子R3は10KΩとする。
The circuit operation of the modified example described above basically operates according to the first embodiment. That is, for example, VDD1 = 5.0 V is applied to the power supply terminal 14 and VSS = −500 V is applied to the power supply terminal 17, and a negative high-voltage input signal is applied to the input terminal 11 with, for example, an amplitude voltage of 500 V and a duty of 50%. The variable resistance element R1 of the attenuation resistor 1 is set to 50 KΩ, the variable resistance element R2 is set to 450 KΩ, and the resistance element R3 is set to 10 KΩ.

【0041】まず、入力端子11に上述した負極性の高
電圧入力信号−500Vが与えられた状態で負極性のロ
ジック信号入力端子13にはまだ制御パルスが与えられ
ずハイレベルの状態にあるときは、レベルシフト回路部
3のPチャネル型MOSトランジスタP3のゲート電極
はロジック信号のハイレベルがインバータ6で反転され
ロウレベル状態であるから導通状態になってそのドレイ
ン電極はVDD1レベルに引き上げられる。
First, when the above-mentioned negative polarity high voltage input signal -500 V is applied to the input terminal 11 and the control pulse is not yet applied to the negative polarity logic signal input terminal 13 and the input terminal 11 is at a high level. In other words, the gate electrode of the P-channel MOS transistor P3 of the level shift circuit section 3 is turned on because the high level of the logic signal is inverted by the inverter 6 and is in the low level state, and the drain electrode is raised to the VDD1 level.

【0042】このハイレベルが与えられるNチャネル型
MOSトランジスタN3は導通状態になり、そのドレイ
ン電極はVSS電位に引き下げられる。一方、Pチャネ
ル型MOSトランジスタP2のゲート電極は、ロジック
制御信号のハイレベルがそのまま与えられるのでPチャ
ネル型MOSトランジスタP2は非導通状態にある。
The N-channel MOS transistor N3 to which this high level is applied becomes conductive, and its drain electrode is lowered to the VSS potential . On the other hand, the gate electrode of the P-channel MOS transistor P2 receives the high level of the logic control signal as it is, so that the P-channel MOS transistor P2 is off.

【0043】したがって、Nチャネル型MOSトランジ
スタN4のドレイン電極のハイレベルが供給される高耐
圧スイッチ2のPチャネル型MOSトランジスタは非導
通状態に、Nチャネル型MOSトランジスタN3のドレ
イン電極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2の
Nチャネル型MOSトランジスタも非導通状態になるの
で、この高耐圧スイッチ2によって高電圧入力信号の−
500Vは遮断され、アッテネート抵抗1には負極性の
高電圧が供給されず分圧電圧の出力はない。
Therefore, the P-channel type MOS transistor of the high breakdown voltage switch 2 to which the high level of the drain electrode of the N-channel type MOS transistor N4 is supplied is turned off, and the low level of the drain electrode of the N-channel type MOS transistor N3 is supplied. Since the N-channel type MOS transistor of the high voltage switch 2 is also turned off, the high voltage switch 2
500 V is cut off, no negative high voltage is supplied to the attenuating resistor 1, and there is no output of the divided voltage.

【0044】そのため次段のレベル検出回路部4の入力
端は可変抵抗R1によってVDD1にプルアップされた
状態になり、波形整形インバータはロウレベルを出力端
子OUT12に出力する。
Therefore, the input terminal of the next-stage level detection circuit section 4 is pulled up to VDD1 by the variable resistor R1, and the waveform shaping inverter outputs a low level to the output terminal OUT12.

【0045】次に、入力端子11に高電圧入力信号−5
00Vが与えられた状態でロジック信号入力端子13に
与えられる制御パルスがオン状態でロウレベルのパルス
が与えられた状態にあるときは、レベルシフト回路部3
のPチャネル型MOSトランジスタP2のゲート電極は
ロウレベルであるから導通状態になってそのドレイン電
極はロウレベルからVDD1のハイレベルに引き上げら
れる。
Next, the high voltage input signal -5 is input to the input terminal 11.
When the control pulse applied to the logic signal input terminal 13 is in the ON state and the low level pulse is applied in the state where 00V is applied, the level shift circuit unit 3
Since the gate electrode of the P-channel MOS transistor P2 is at a low level, it is rendered conductive and its drain electrode is pulled up from the low level to the high level of VDD1.

【0046】このハイレベルがゲート電極に与えられる
Nチャネル型MOSトランジスタN4は導通状態にな
り、そのドレイン電極はハイレベルから接地電位GND
に引き下げられる。一方、Pチャネル型MOSトランジ
スタP3のゲート電極は、ロジック信号のロウレベルが
インバータ6で反転されハイレベル状態になるのでPチ
ャネル型MOSトランジスタP3は非導通状態になる。
N-channel MOS transistor N4 having this high level applied to its gate electrode is rendered conductive, and its drain electrode is changed from high level to ground potential GND.
To be reduced to On the other hand, since the low level of the logic signal is inverted by the inverter 6 and the gate electrode of the P-channel MOS transistor P3 is in a high-level state, the P-channel MOS transistor P3 is turned off.

【0047】したがって、Nチャネル型MOSトランジ
スタN3のドレイン電極のハイレベルが供給される高耐
圧スイッチ2のNチャネル型MOSトランジスタは導通
状態に、Nチャネル型MOSトランジスタN4のドレイ
ン電極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2のP
チャネル型MOSトランジスタも導通状態になるので、
この高耐圧スイッチ2によって高電圧入力信号の−50
0Vは、高耐圧スイッチ2の導通期間だけアッテネート
抵抗1に与えられる。
Therefore, the N-channel MOS transistor of the high breakdown voltage switch 2 to which the high level of the drain electrode of the N-channel MOS transistor N3 is supplied is turned on, and the low level of the drain electrode of the N-channel MOS transistor N4 is supplied. Of high withstand voltage switch 2
Since the channel type MOS transistor also becomes conductive,
The high voltage switch 2 allows the high voltage input signal to be -50.
0 V is applied to the attenuating resistor 1 only during the conduction period of the high voltage switch 2.

【0048】この期間は高電圧入力信号の−500Vが
0Vへ遷移する期間であるとすると、この遷移期間内で
上昇してきた所定の電圧を可変抵抗R1およびR2の抵
抗値の比率により分圧した電圧(前述した実施例同様
に、この分圧レベルは次段のNチャネル型MOSトラン
ジスタ1のしきい値電圧付近に調整する)が次段のレベ
ル検出回路部4に出力される。
Assuming that this period is a period in which the -500 V of the high voltage input signal transits to 0 V, the predetermined voltage that has risen during this transition period is divided by the ratio of the resistance values of the variable resistors R1 and R2. The voltage (this divided level is adjusted to the vicinity of the threshold voltage of the N-channel MOS transistor 1 in the next stage, as in the above-described embodiment) is output to the level detection circuit unit 4 in the next stage.

【0049】レベル検出回路部4は、検出すべき高電圧
入力信号を分圧して得られた電圧レベルを、レベル検出
用のNチャネル型MOSトランジスタ1は、あらかじめ
高めに設定されたしきい値Vtで読みとり、導通状態と
なってドレイン電極がロウレベルになり、このロウレベ
ルを次段の波形整形インバータで整形し、反転させたハ
イレベルのパルスが出力端子OUT12に出力される。
The level detection circuit section 4 applies the voltage level obtained by dividing the high voltage input signal to be detected to an N-channel type MOS transistor 1 for level detection. And the drain electrode becomes low level, the low level is shaped by the next-stage waveform shaping inverter, and the inverted high-level pulse is output to the output terminal OUT12.

【0050】この実施の形態の場合も、外部からロジッ
ク信号を入力してレベル検出の必要な時間のみ高耐圧ス
イッチを導通させアッテネート抵抗1に高電圧入力信号
を接続することにより、必要な時間のみアッテネート抵
抗に高電圧を供給するものであり、この抵抗に流れる電
流も短時間しか流れないから消費電流も減少する。
Also in the case of this embodiment, a logic signal is inputted from the outside and the high voltage switch is turned on only for the time required for level detection, and the high voltage input signal is connected to the attenuating resistor 1, so that only the necessary time is detected. A high voltage is supplied to the attenuator resistor, and the current flowing through this resistor also flows only for a short time, so that the current consumption is reduced.

【0051】第2の実施の形態の回路図を示した図4を
参照すると、この高耐圧レベル検出回路は、アッテネー
ト抵抗1と、高耐圧スイッチ2と、レベルシフト回路部
3と、コンパレータを用いて検出レベルの調整するため
にコンパレータの基準電圧を基準電圧用可変抵抗で調整
するレベル検出回路部5と、インバータ6とを備えてい
る。
Referring to FIG. 4 showing a circuit diagram of the second embodiment, this high withstand voltage level detection circuit uses an attenuating resistor 1, a high withstand voltage switch 2, a level shift circuit section 3, and a comparator. A level detection circuit section 5 for adjusting the reference voltage of the comparator with a reference voltage variable resistor in order to adjust the detection level, and an inverter 6.

【0052】アッテネート抵抗1と高耐圧スイッチ2と
レベルシフト回路部3とは前述した第1の実施の形態の
構成と同様であるから、ここでの構成の説明は省略す
る。
The attenuating resistor 1, the high voltage switch 2, and the level shift circuit 3 are the same as those in the first embodiment, and the description of the configuration is omitted here.

【0053】レベル検出回路部5は、第1の電源電圧V
DD1にソース電極を接続するPチャネル型MOSトラ
ンジスタP6のドレイン電極にPチャネル型MOSトラ
ンジスタP7,P8のソース電極を接続し、これらのP
チャネル型MOSトランジスタP7,P8のドレイン電
極にはそれぞれNチャネル型MOSトランジスタN5,
N6のソース電極を接続するとともにそれぞれのゲート
電極をNチャネル型MOSトランジスタN5のドレイン
電極に共通接続し、かつソース電極は接地電位GNDに
共通接続し、Pチャネル型MOSトランジスタP8のゲ
ート電極を可変抵抗R6およびR7を電源電圧VDD1
と接地電位GND間に直列接続した基準電圧発生部に接
続し、Pチャネル型MOSトランジスタP7のゲート電
極をアッテネータ抵抗1の分圧電圧出力端に接続するコ
ンパレータと、ゲート電極をドレイン電極に接続するP
チャネル型MOSトランジスタP4,P5の2組を電源
電圧VDD1および接地電位GND間に直列接続しPチ
ャネル型MOSトランジスタP4のドレイン電極をコン
パレータのPチャネル型MOSトランジスタP6のゲー
ト電極に接続する定電流源と、Nチャネル型MOSトラ
ンジスタN6のドレイン電極を入力端に接続し出力端を
出力端子OUT13に接続するPチャネル型MOSトラ
ンジスタP9およびNチャネル型MOSトランジスタN
7からなるインバータとから構成される。
The level detection circuit section 5 has a first power supply voltage V
The source electrodes of P-channel MOS transistors P7 and P8 are connected to the drain electrode of P-channel MOS transistor P6 that connects the source electrode to DD1.
N-channel MOS transistors N5 and N5 are connected to the drain electrodes of channel MOS transistors P7 and P8, respectively.
The source electrode of N6 is connected, the respective gate electrodes are commonly connected to the drain electrode of N-channel MOS transistor N5, the source electrode is commonly connected to ground potential GND, and the gate electrode of P-channel MOS transistor P8 is variable. The resistors R6 and R7 are connected to the power supply voltage VDD1.
And a comparator for connecting a gate electrode of the P-channel MOS transistor P7 to a divided voltage output terminal of the attenuator resistor 1 and a gate electrode to a drain electrode. P
A constant current source in which two sets of channel type MOS transistors P4 and P5 are connected in series between power supply voltage VDD1 and ground potential GND, and the drain electrode of P channel type MOS transistor P4 is connected to the gate electrode of P channel type MOS transistor P6 of the comparator. And a P-channel MOS transistor P9 and an N-channel MOS transistor N connecting the drain electrode of N-channel MOS transistor N6 to the input terminal and the output terminal to output terminal OUT13.
And 7 inverters.

【0054】上述した構成からなる高耐圧レベル検出回
路の動作を説明する。再び図4を参照すると、この回路
は、第1の実施例と同様に、電源端子14には例えばV
DD1=5.0Vおよび電源端子16にはVDD2=5
00Vを与え、入力端子11に入力信号INとして高電
圧入力信号を例えば振幅電圧500Vでデューティ50
%で与える。アッテネート抵抗1の抵抗素子R4は45
0KΩ、可変抵抗素子R6は100KΩ、可変抵抗素子
R7は150KΩに設定するものとする。
The operation of the high breakdown voltage level detection circuit having the above configuration will be described. Referring to FIG. 4 again, this circuit includes, for example, V
DD1 = 5.0 V and VDD2 = 5 at the power supply terminal 16
00V, and a high voltage input signal is input to the input terminal 11 as an input signal IN, for example, with an amplitude voltage of 500 V and a duty of 50.
Give in%. The resistance element R4 of the attenuation resistor 1 is 45
0 KΩ, the variable resistance element R6 is set to 100 KΩ, and the variable resistance element R7 is set to 150 KΩ.

【0055】まず、入力端子11に上述した高電圧入力
信号500Vが与えられた状態でロジック信号入力端子
13にはまだ制御パルスが与えられずロウレベルの状態
にあるときは、前述したようにレベルシフタ3のNチャ
ネル型MOSトランジスタN3のドレイン電極はハイレ
ベル、Nチャネル型MOSトランジスタN4のドレイン
電極はロウレベルの状態にあるから、高耐圧スイッチ2
は遮断状態にあり、アッテネート抵抗1には高電圧入力
信号が与えられず抵抗素子R5によりレベル検出回路部
5のPチャネル型MOSトランジスタP7のゲート電
極、つまり比較電圧入力端の電位は接地電位にプルダウ
ンされる。
First, when the control signal is not yet applied to the logic signal input terminal 13 and the logic signal input terminal 13 is at the low level while the input terminal 11 is supplied with the above-mentioned high voltage input signal 500 V, the level shifter 3 is used as described above. Since the drain electrode of the N-channel MOS transistor N3 is at a high level and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N4 is at a low level,
Is in a cut-off state, a high voltage input signal is not applied to the attenuating resistor 1, and the gate electrode of the P-channel MOS transistor P7 of the level detection circuit section 5, that is, the potential of the comparison voltage input terminal is set to the ground potential by the resistance element R5. Pulled down.

【0056】比較電圧入力端の電位が低下したことによ
り、Pチャネル型MOSトランジスタP7およびNチャ
ネル型MOSトランジスタN5を流れる電流が増加する
ので、ミラー関係にあるPチャネル型MOSトランジス
タP8およびNチャネル型MOSトランジスタN6を流
れる電流は、Pチャネル型MOSトランジスタP6を流
れる電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネル型MO
SトランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R6および
R7で決まる基準電圧値に固定されていることから、逆
に電流が減少することになり、Nチャネル型MOSトラ
ンジスタN6のドレイン電極の電位はハイレベルに上昇
する。このハイレベルを次段のインバータを介して出力
端子OUT12へロウレベルとして出力する。
Since the current flowing through the P-channel MOS transistor P7 and the N-channel MOS transistor N5 increases due to the decrease in the potential of the comparison voltage input terminal, the mirror-related P-channel MOS transistors P8 and N8 As for the current flowing through the MOS transistor N6, the current flowing through the P-channel type MOS transistor P6 is suppressed to a constant current, and the P-channel type
Since the gate electrode of the S transistor P8 is fixed to the reference voltage value determined by the variable resistors R6 and R7, the current decreases conversely, and the potential of the drain electrode of the N-channel MOS transistor N6 becomes high level. To rise. This high level is output as a low level to the output terminal OUT12 via the next-stage inverter.

【0057】つぎに、入力端子11には引き続き高電圧
入力信号500Vが与えられた状態でロジック信号入力
端子13にハイレベル(例えば5V)の制御パルスが与
えられるときは、レベルシフト回路部3のNチャネル型
MOSトランジスタN4のドレイン電極はロウレベルか
らハイレベルへ、Nチャネル型MOSトランジスタN3
のドレイン電極はハイレベルからロウレベルの状態にそ
れぞれ遷移するから、高耐圧スイッチ2は遮断状態から
導通状態になる。
Next, when a high-level (for example, 5 V) control pulse is applied to the logic signal input terminal 13 while the high-voltage input signal 500 V is continuously applied to the input terminal 11, the level shift circuit 3 The drain electrode of the N-channel MOS transistor N4 changes from low level to high level,
, Respectively, changes from a high level to a low level state, so that the high breakdown voltage switch 2 changes from a cut-off state to a conductive state.

【0058】よって、高電圧入力信号の500Vは高耐
圧スイッチ2の導通期間だけアッテネート抵抗1に与え
られ、この期間は高電圧入力信号が0Vから500Vへ
遷移する期間であるから、この遷移期間内で上昇してき
た所定の電圧を抵抗素子R1およびR2の抵抗値の比率
により分圧した電圧(この分圧レベルは次段のコンパレ
ータの可変抵抗R6およびR7の分圧比で決まる基準電
圧付近に調整する)が次段のレベル検出回路部5に出力
される。
Therefore, 500 V of the high voltage input signal is applied to the attenuating resistor 1 only during the conduction period of the high voltage switch 2, and this period is a period during which the high voltage input signal transitions from 0V to 500V. Is divided by the ratio of the resistance values of the resistance elements R1 and R2 (this division level is adjusted to a vicinity of a reference voltage determined by the division ratio of the variable resistors R6 and R7 of the next stage comparator). ) Is output to the next-stage level detection circuit section 5.

【0059】レベル検出回路部5では、コンパレータの
Pチャネル型MOSトランジスタP7のゲート電極(比
較電圧入力端)に与えられる。
In the level detection circuit 5, the signal is supplied to the gate electrode (comparative voltage input terminal) of the P-channel MOS transistor P7 of the comparator.

【0060】比較電圧入力端の電位がプルダウン状態か
ら分圧電圧のハイレベルへ上昇したことにより、Pチャ
ネル型MOSトランジスタP7およびNチャネル型MO
SトランジスタN5を流れる電流が増加から減少に転
じ、ミラー関係にあるPチャネル型MOSトランジスタ
P8およびNチャネル型MOSトランジスタN6を流れ
る電流も、Pチャネル型MOSトランジスタP6を流れ
る電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネル型MOS
トランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R6およびR
7で決まる基準電圧値に固定されていることから、逆に
電流が減少から増加に転じることになり、Nチャネル型
MOSトランジスタN6のドレイン電極の電位はハイレ
ベルからロウレベルへ低下する。このロウレベルを次段
のインバータを介して出力端子OUT12へハイレベル
として出力する。
Since the potential of the comparison voltage input terminal has risen from the pull-down state to the high level of the divided voltage, the P-channel MOS transistor P7 and the N-channel MO transistor
The current flowing through the S-transistor N5 changes from increasing to decreasing, and the current flowing through the P-channel MOS transistor P8 and the N-channel MOS transistor N6 in a mirror relationship is suppressed to a constant current flowing through the P-channel MOS transistor P6. And P-channel MOS
The gate electrode of the transistor P8 is connected to the variable resistors R6 and R6.
Since the reference voltage value is fixed at 7, the current conversely turns from decreasing to increasing, and the potential of the drain electrode of the N-channel MOS transistor N6 falls from high level to low level. This low level is output as a high level to the output terminal OUT12 via the next-stage inverter.

【0061】つまり、この第2の実施の形態の場合も外
部からロジック信号を入力してレベル検出の必要な時間
のみ高耐圧スイッチを導通させアッテネート抵抗1に高
電圧入力信号を接続することにより、必要な時間のみア
ッテネート抵抗に高電圧を供給するものであり、この抵
抗に流れる電流も短時間しか流れないから消費電流も減
少する。
That is, also in the case of the second embodiment, by inputting a logic signal from the outside and turning on the high voltage switch only during the time required for level detection, and connecting the high voltage input signal to the attenuating resistor 1, A high voltage is supplied to the attenuator resistor only for a necessary time, and the current flowing through this resistor flows only for a short time, so that the current consumption is reduced.

【0062】次に、上述した第2の実施例の変形例であ
って、電源電圧として第1の電源電圧VDD1と負極性
の高電圧である第3の電源電圧VSSが供給され、高電
圧入力信号として負極性の高電圧が与えられる高耐圧レ
ベル検出回路の回路図を示した図5を参照すると、この
変形例の高耐圧レベル検出回路は、アッテネート抵抗1
と、高耐圧スイッチ2と、第1の電源電位VDD1およ
び第3の電源電位VSS間で動作するレベルシフト回路
部3と、第1の電源電位VDD1および接地電位GND
間で動作するコンパレータを用いたレベル検出回路部5
と、インバータ6とを備えている。
Next, in a modification of the above-described second embodiment, a first power supply voltage VDD1 and a third power supply voltage VSS, which is a negative high voltage, are supplied as power supply voltages. Referring to Figure 5 showing a circuit diagram of the high voltage level detecting circuit for a negative polarity high voltage is applied as a signal, the high-voltage level detection circuit of this modification, attenuation resistor 1
A high withstand voltage switch 2, a level shift circuit section 3 operating between a first power supply potential VDD1 and a third power supply potential VSS, a first power supply potential VDD1 and a ground potential GND.
Level detection circuit unit 5 using a comparator operating between
And an inverter 6.

【0063】上述した各構成要素のうちアッテネート抵
抗1と高耐圧スイッチ2とレベルシフト回路部3とは前
述した第1の実施の形態の変形例の構成と同様であり、
コンパレータを用いたレベル検出回路部5は前述した第
2の実施の形態の構成と同様であるから、ここでの構成
の説明は省略する。
Among the components described above, the attenuation resistor 1, the high voltage switch 2, and the level shift circuit 3 are the same as those of the modification of the first embodiment.
The level detection circuit unit 5 using the comparator is the same as the configuration of the second embodiment described above, and the description of the configuration is omitted here.

【0064】上述した構成からなる高耐圧レベル検出回
路の動作を説明する。再び図5を参照すると、この回路
は、第1の実施の形態の変形例と同様に、電源端子11
には例えばVDD1=5.0VおよびVDD2=−50
0Vを与え、入力端子11に入力信号INとして高電圧
入力信号を例えば振幅電圧−500Vでデューティ50
%で与える。アッテネート抵抗1の抵抗素子R4は50
KΩ、抵抗素子R5は450KΩ、可変抵抗素子R6は
例えば150KΩ,R7は100KΩに設定するものと
する。
The operation of the high breakdown voltage level detection circuit having the above configuration will be described. Referring to FIG. 5 again, this circuit includes a power supply terminal 11 like the modification of the first embodiment.
For example, VDD1 = 5.0 V and VDD2 = −50
0 V, and a high voltage input signal is input to the input terminal 11 as the input signal IN, for example, with an amplitude voltage of -500 V and a duty of 50.
Give in%. The resistance element R4 of the attenuation resistor 1 is 50
KΩ, the resistance element R5 is set at 450 KΩ, the variable resistance element R6 is set at 150 KΩ, and R7 is set at 100 KΩ, for example.

【0065】まず、入力端子11に上述した高電圧入力
信号−500Vが与えられた状態でロジック信号入力端
子13にはまだ制御パルスが与えられずハイレベルの状
態にあるときは、前述したようにレベルシフト回路部3
のNチャネル型MOSトランジスタN4のドレイン電極
はハイレベル、Nチャネル型MOSトランジスタN3の
ドレイン電極はロウレベルの状態にあるから、高耐圧ス
イッチ2は遮断状態にあり、アッテネート抵抗1には高
電圧入力信号が与えられず抵抗素子R4によりレベル検
出回路部5の比較電圧入力端の電位はVDD1にプルア
ップされる。
First, when the control signal is not applied to the logic signal input terminal 13 and the logic signal input terminal 13 is at the high level while the input terminal 11 is supplied with the above-mentioned high voltage input signal -500 V, as described above. Level shift circuit section 3
Since the drain electrode of the N-channel type MOS transistor N4 is at the high level and the drain electrode of the N-channel type MOS transistor N3 is at the low level, the high voltage switch 2 is in the cut-off state, and the attenuating resistor 1 has the high voltage input signal. And the potential at the comparison voltage input terminal of the level detection circuit unit 5 is pulled up to VDD1 by the resistance element R4.

【0066】比較電圧入力端の電位がプルアップされた
ことにより、Pチャネル型MOSトランジスタP7およ
びNチャネル型MOSトランジスタN5を流れる電流が
減少するので、ミラー関係にあるPチャネル型MOSト
ランジスタP8およびNチャネル型MOSトランジスタ
N6を流れる電流は、Pチャネル型MOSトランジスタ
P6を流れる電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネ
ル型MOSトランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R
6およびR7で決まる基準電圧値に固定されていること
から、逆に電流が増加することになり、Nチャネル型M
OSトランジスタN6のドレイン電極の電位はロウレベ
ルに低下する。このロウレベルを次段のインバータを介
して出力端子OUT12へハイレベルとして出力する。
Since the potential at the comparison voltage input terminal is pulled up, the current flowing through P-channel MOS transistor P7 and N-channel MOS transistor N5 decreases, so that P-channel MOS transistors P8 and N As for the current flowing through the channel type MOS transistor N6, the current flowing through the P channel type MOS transistor P6 is suppressed to a constant current, and the gate electrode of the P channel type MOS transistor P8 has a variable resistance R
6 and R7 are fixed to the reference voltage value, and conversely, the current increases, and the N-channel type M
The potential of the drain electrode of the OS transistor N6 drops to a low level. This low level is output as a high level to the output terminal OUT12 via the next-stage inverter.

【0067】つぎに、入力端子11には引き続き高電圧
入力信号−500Vが与えられた状態でロジック信号入
力端子13にロウレベルの制御パルスが与えられるとき
は、レベルシフト回路部3のNチャネル型MOSトラン
ジスタN3のドレイン電極はロウレベルからハイレベル
へ、Nチャネル型MOSトランジスタN4のドレイン電
極はハイレベルからロウレベルの状態にそれぞれ遷移す
るから、高耐圧スイッチ2は遮断状態から導通状態にな
り、よって、高電圧入力信号の−500Vは高耐圧スイ
ッチ2の導通期間だけアッテネート抵抗1に与えられ、
この期間は高電圧入力信号の−500Vが0Vへ遷移す
る期間であるから、この遷移期間内で上昇してきた所定
の電圧を抵抗素子R4およびR5の抵抗値の比率により
分圧した電圧(この場合もこの分圧レベルは次段のコン
パレータの可変抵抗R6およびR7の分圧比で決まる基
準電圧付近に調整する)が次段のレベル検出回路部5に
出力される。
Next, when a low-level control pulse is applied to the logic signal input terminal 13 while the high-voltage input signal -500 V is continuously applied to the input terminal 11, the N-channel MOS of the level shift circuit section 3 is turned on. Since the drain electrode of the transistor N3 transitions from low level to high level and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N4 transitions from high level to low level, the high breakdown voltage switch 2 changes from the cut-off state to the conducting state. -500 V of the voltage input signal is applied to the attenuating resistor 1 only during the conduction period of the high voltage switch 2,
Since this period is a period in which -500 V of the high voltage input signal transits to 0 V, a predetermined voltage that has risen during this transition period is divided by the ratio of the resistance values of the resistance elements R4 and R5 (in this case, The voltage division level is adjusted to a value near the reference voltage determined by the voltage division ratio of the variable resistors R6 and R7 of the comparator at the next stage.

【0068】レベル検出回路部5では、分圧電圧はコン
パレータのPチャネル型MOSトランジスタP7のゲー
ト電極(比較電圧入力端)に与えられる。
In the level detection circuit 5, the divided voltage is applied to the gate electrode (comparative voltage input terminal) of the P-channel MOS transistor P7 of the comparator.

【0069】比較電圧入力端の電位がプルアップ状態か
ら分圧電圧のロウレベルへ低下したことにより、Pチャ
ネル型MOSトランジスタP7およびNチャネル型MO
SトランジスタN5を流れる電流が減少から増加に転
じ、ミラー関係にあるPチャネル型MOSトランジスタ
P8およびNチャネル型MOSトランジスタN6を流れ
る電流も、Pチャネル型MOSトランジスタP6を流れ
る電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネル型MOS
トランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R6およびR
7で決まる基準電圧値に固定されていることから、逆に
電流が増加から減少に転じることになり、Nチャネル型
MOSトランジスタN6のドレイン電極の電位はロウレ
ベルからハイレベルへ上昇する。このハイレベルを次段
のインバータを介して出力端子OUT12へロウレベル
として出力する。
Since the potential of the comparison voltage input terminal drops from the pull-up state to the low level of the divided voltage, the P-channel MOS transistor P7 and the N-channel MO
The current flowing through the S-transistor N5 changes from a decrease to an increase, and the current flowing through the P-channel MOS transistor P8 and the N-channel MOS transistor N6 in a mirror relationship is suppressed to a constant current through the P-channel MOS transistor P6. And P-channel MOS
The gate electrode of the transistor P8 is connected to the variable resistors R6 and R6.
On the other hand, since the reference voltage is fixed to the reference voltage determined by 7, the current starts to decrease from increasing, and the potential of the drain electrode of the N-channel MOS transistor N6 rises from a low level to a high level. This high level is output as a low level to the output terminal OUT12 via the next-stage inverter.

【0070】つまり、この変形例の場合も外部からロジ
ック信号を入力してレベル検出の必要な時間のみ高耐圧
スイッチを導通させアッテネート抵抗1に高電圧入力信
号を接続することにより、必要な時間のみアッテネート
抵抗に高電圧を供給するものであり、この抵抗に流れる
電流も短時間しか流れないから消費電流も減少する。
That is, also in the case of this modified example, by inputting a logic signal from the outside and turning on the high withstand voltage switch only for the time required for level detection and connecting the high voltage input signal to the attenuating resistor 1, only the necessary time is obtained. A high voltage is supplied to the attenuator resistor, and the current flowing through this resistor also flows only for a short time, so that the current consumption is reduced.

【0071】特に、第2の実施の形態およびその変形例
ではアッテネート抵抗1を可変せず固定抵抗素子とした
ので、さらに抵抗素子を小さく形成でき、寄生容量も小
さく抑えることができる。
In particular, in the second embodiment and its modifications, the attenuating resistor 1 is a fixed resistance element without being varied, so that the resistance element can be made smaller and the parasitic capacitance can be kept small.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高耐圧レ
ベル検出回路は、アッテネート抵抗の前段に高耐圧スイ
ッチを構成し、レベル検出の必要な時間のみ高耐圧スイ
ッチをオンし、高電圧入力信号をアッテネート抵抗に接
続することにより、遅延時間を犠牲にすることなく低消
費電力の高耐圧レベル検出回路を実現できる。
As described above, in the high withstand voltage level detection circuit of the present invention, a high withstand voltage switch is provided in a stage preceding the attenuating resistor, and the high withstand voltage switch is turned on only during the time required for level detection, and a high voltage input is provided. By connecting the signal to the attenuating resistor, it is possible to realize a low power consumption high withstand voltage level detection circuit without sacrificing the delay time.

【0073】スパイスシミュレーションで確認した結
果、高電圧入力信号の電圧振幅500V、デューティ5
0%のパルス波形において、従来の回路との比較では遅
延時間は変わらず消費電力は1/2に低減されることが
確認できた。
As a result of the spice simulation, the voltage amplitude of the high-voltage input signal was 500 V and the duty was 5
In the case of the 0% pulse waveform, it was confirmed that the delay time did not change and the power consumption was reduced to で は in comparison with the conventional circuit.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態における高耐圧レベ
ル検出回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a high withstand voltage level detection circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の高耐圧レベル検出回路の回路動作説明用
の波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining a circuit operation of the high withstand voltage level detection circuit of FIG. 1;

【図3】本発明の第1の実施の形態の変形例の回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram of a modification of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態における高耐圧レベ
ル検出回路の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a high withstand voltage level detection circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態の変形例の回路図で
ある。
FIG. 5 is a circuit diagram of a modification of the second embodiment of the present invention.

【図6】従来の高耐圧レベル検出回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional high withstand voltage level detection circuit.

【図7】従来の高耐圧レベル検出回路の他の例の回路図
である。
FIG. 7 is a circuit diagram of another example of a conventional high withstand voltage level detection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アッテネート抵抗 2 高耐圧スイッチ 3 レベルシフト回路部 4,5 レベル検出回路部 6 インバータ R1,R2,R6,R7 可変抵抗素子 R3,R4,R5 抵抗素子 P1〜9 Pチャネル型MOSトランジスタ N1〜7 Nチャネル型MOSトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Attenuating resistance 2 High voltage switch 3 Level shift circuit part 4, 5 Level detection circuit part 6 Inverter R1, R2, R6, R7 Variable resistance element R3, R4, R5 Resistance element P1-9 P channel type MOS transistor N1-7N Channel type MOS transistor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め定める所定の振幅電圧でかつ所定の
デュティ比の周期を有する高電圧入力信号を入力するス
イッチ手段と、このスイッチ手段の出力端および接地電
位間に直列接続される前記高電圧入力信号分圧用の第1
および第2のアッテネート抵抗と、これらアッテネート
抵抗で分圧された前記高電圧入力信号の有効レベルを検
出し第1の電源電位またはこの第1の電源電位よりも高
い第2の電源電位による第1論理レベルで出力端子へ出
力するレベル検出手段と、前記高電圧入力信号の立ち上
がりまたは立ち下がり周期ごとの遷移過程のタイミング
で与えられる前記第1論理レベルの論理信号に応答して
第1の電源電位よりも高い第3の電源電位または第1の
電源電位による第2論理レベルで前記スイッチ手段に制
御信号を出力するレベルシフト手段とを備え、第3の電
源電位と等レベルの振幅電圧を有する前記高電圧入力信
号は、前記論理信号が前記第1論理レベル期間のみ前記
第1および前記第2のアッテネート抵抗に与えられると
ともに前記レベル検出手段から前記第1論理レベルで出
力されることを特徴とする高耐圧レベル検出回路。
1. A switch means for inputting a high voltage input signal having a predetermined amplitude voltage and a cycle of a predetermined duty ratio, and said high voltage connected in series between an output terminal of said switch means and a ground potential. First for input signal voltage division
And an effective level of the high-voltage input signal divided by these attenuating resistors and a first power supply potential or a second power supply potential higher than the first power supply potential. Level detection means for outputting a logic level to an output terminal; and a first power supply potential in response to a logic signal of the first logic level provided at a timing of a transition process for each rising or falling cycle of the high voltage input signal. Level shift means for outputting a control signal to the switch means at a second logic level higher than the third power supply potential or the first power supply potential, the level shift means having an amplitude voltage equal to the third power supply potential. high voltage input signal, said level with the logic signal is applied to said first and said second attenuating resistors only the first logic level period High-voltage level detection circuit, characterized in that output from the detection means at the first logic level.
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