JP3910574B2 - 高電圧下で操作可能な回路装置 - Google Patents
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Description
該第1トランジスタは第1ブレークダウン電圧を具え、該第1トランジスタは第1作業電圧下で操作され、
該第2トランジスタは第2ブレークダウン電圧を具え、該第2トランジスタは第2作業電圧下で操作され、
該インタフェースユニットは第1トランジスタと第2トランジスタに直列に接続され、該インタフェースユニットはゲートを具える第3トランジスタであり、該ゲートが第1制御信号を受け取って、該回路装置を節電モードとなすのに供され、
該操作電圧が該第1作業電圧より高く、該インタフェースユニットにより該第1トランジスタ及び該第2トランジスタがそれぞれ第1作業電圧及び第2作業電圧下で操作されることを特徴とする、回路装置としている。
請求項2の発明は、請求項1記載の回路装置において、第3トランジスタがトリオード領域或いは飽和領域下で操作されることを特徴とする、回路装置としている。
請求項3の発明は、請求項1記載の回路装置において、該インタフェースユニットが該第2作業電圧を該第2ブレークダウン電圧より低くすることを特徴とする、回路装置としている。
しかし、抵抗と回路装置中の寄生コンデンサが極点(Pole)を形成して信号の遅延を形成して、回路装置の操作速度を遅くする恐れがある。ゆえに、本発明では低電圧素子に並列に接続されたコンデンサ34を加えることで、零点(Zero)を形成して上述の極点と相互に打ち消させ、即ち回路装置の操作速度が外部抵抗の影響を受けないようにしている。
この耐高電圧NMOSトランジスタ36はトリオード領域(Triode Region)及び飽和領域(Saturation Region)下で運転可能である。
トリオード領域の運転状況下にあって、耐高電圧NMOSトランジスタ36は一つの抵抗と見なされ、その抵抗値Rは以下の方程式(1)で表示される。
正常な運転の状況下では、この抵抗は電圧差を発生可能で、電圧差(VDD−VGND)の一部分を分担し、PMOSトランジスタ10とNMOSトランジスタ20に跨がる電圧をそれらが耐え得る電圧に符合させる。抵抗値の設計方式は第1実施例に述べた原理と同じである。
飽和領域の運転状況下にあって、耐高電圧NMOSトランジスタ36のソースSに接続された抵電圧NMOSトランジスタ20は小信号分析時に、電流源と見なされ、その電流の大きさはゲート電圧により制御される。この状況下で、耐高電圧NMOSトランジスタ36とNMOSトランジスタ20はカスコード(Cascode)電流源を形成する。カスコード電流源の出力抵抗は単一NMOSトランジスタに較べて高い。もし原NMOSトランジスタ20の出力抵抗がro1とされ、飽和領域運転の耐高電圧NMOSトランジスタ36に加えられた後、形成されるカスコード電流源の出力抵抗はro1* (gm2* ro2)となる。そのうち、gm2は耐高電圧NMOSトランジスタ36の小信号伝導係数で、ro2は耐高電圧NMOSトランジスタ36の出力抵抗である。
節電モード下で、耐高電圧NMOSトランジスタ36は回路切断のスイッチとされる。回路切断後、耐高電圧NMOSトランジスタ36のソースSに接続された低電圧NMOSトランジスタ20の全ての端点はいずれも接地電位VGNDとなり、耐高電圧NMOSトランジスタ36のドレインDに接続された低電圧PMOSトランジスタ10の全ての端点はいずれも高電源電圧VDDとなる。これにより、PMOSトランジスタ10とNMOSトランジスタ20は節電モード下で高電圧の問題に遭遇することがない。注意すべきことは、CMOSトランジスタを耐高電圧NMOSトランジスタ36の代わりに使用できることである。
この耐高電圧PMOSトランジスタ38はトリオード領域及び飽和領域下で運転可能である。
トリオード領域の運転状況下にあって、耐高電圧PMOSトランジスタ38は一つの抵抗と見なされ、その抵抗値Rは耐高電圧NMOSトランジスタ36と同じ方程式(1)で表示される。
正常な運転の状況下で、その原理は第2実施例と同じである。抵抗値の作用は、第1実施例で述べた原理と同じである。
飽和領域の運転状況下にあって、耐高電圧PMOSトランジスタ38のソースSに接続された抵電圧PMOSトランジスタ10は小信号分析時に、電流源と見なされ、その電流の大きさはゲート電圧により制御される。この状況下で、耐高電圧PMOSトランジスタ38とPMOSトランジスタ10はカスコード(Cascode)電流源を形成する。カスコード電流源の出力抵抗は単一PMOSトランジスタに較べて高い。もし原PMOSトランジスタ10の出力抵抗がro1とされ、飽和領域運転の耐高電圧PMOSトランジスタ38に加えられた後、形成されるカスコード電流源の出力抵抗はro1* (gm2* ro2)となる。そのうち、gm2は耐高電圧PMOSトランジスタ38の小信号伝導係数で、ro2は耐高電圧PMOSトランジスタ38の出力抵抗である。
節電モード下で、耐高電圧PMOSトランジスタ38は回路切断のスイッチとされる。回路切断後、耐高電圧PMOSトランジスタ38のドレインDに接続された低電圧NMOSトランジスタ20の全ての端点はいずれも接地電位VGNDとなり、耐高電圧PMOSトランジスタ38のソースSに接続されたPMOSトランジスタ10の全ての端点はいずれも高電源電圧VDDとなる。これにより、PMOSトランジスタ10とNMOSトランジスタ20は節電モード下で高電圧の問題に遭遇することがない。注意すべきことは、CMOSトランジスタを耐高電圧PMOSトランジスタ38の代わりに使用できることである。
この耐高電圧NMOSトランジスタ36と耐高電圧PMOSトランジスタ38はトリオード領域及び飽和領域下で運転可能である。
トリオード領域の運転状況下にあって、耐高電圧NMOSトランジスタ36及び耐高電圧PMOSトランジスタ38は一つの抵抗と見なされ、その抵抗値Rは以下の方程式(2)で表示される。
正常運転の状況下にあっては、この抵抗の運転原理は第1実施例で述べた原理と同じであるため、重複した説明は行なわない。
節電モード下にあっては、耐高電圧NMOSトランジスタ36及び耐高電圧PMOSトランジスタ38は一つの回路切断のスイッチとされる。回路切断後、低電圧NMOSトランジスタ20の術点の端点はいずれも接地電位VGNDとなり、低電圧PMOSトランジスタ10の全ての端点は、いずれも高電源電圧VDDとなる。これにより、PMOSトランジスタ10とNMOSトランジスタ20は節電モード下で高電圧の問題に遭遇することがない。
20 NMOSトランジスタ
30 インタフェースユニット
32 抵抗
34 コンデンサ
36 耐高電圧NMOSトランジスタ
38 耐高電圧PMOSトランジスタ
Claims (3)
- 回路装置において、該回路装置はある操作電圧下で操作され、第1トランジスタと第2トランジスタ、及び、インタフェースユニットを具え、
該第1トランジスタは第1ブレークダウン電圧を具え、該第1トランジスタは第1作業電圧下で操作され、
該第2トランジスタは第2ブレークダウン電圧を具え、該第2トランジスタは第2作業電圧下で操作され、
該インタフェースユニットは第1トランジスタと第2トランジスタに直列に接続され、該インタフェースユニットはゲートを具える第3トランジスタであり、該ゲートが第1制御信号を受け取って、該回路装置を節電モードとなすのに供され、
該操作電圧が該第1作業電圧より高く、該インタフェースユニットにより該第1トランジスタ及び該第2トランジスタがそれぞれ第1作業電圧及び第2作業電圧下で操作されることを特徴とする、回路装置。 - 請求項1記載の回路装置において、第3トランジスタがトリオード領域或いは飽和領域下で操作されることを特徴とする、回路装置。
- 請求項1記載の回路装置において、該インタフェースユニットが該第2作業電圧を該第2ブレークダウン電圧より低くすることを特徴とする、回路装置。
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