JP4600012B2 - ドライバ回路 - Google Patents
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Description
図4のドライバ回路は、接続点AおよびBの電位をプルアップする抵抗R1およびR2と並列に、PチャネルのトランジスタQ11およびQ21が接続され、トランジスタQ11およびQ21のゲート端子がお互いのドレイン端子に接続され、駆動対象であるPチャネルのトランジスタQ1を接続点Bの電位によってオンオフ駆動する構成となっている。また、トランジスタQ11およびQ21には、それぞれ直列にNチャネルのトランジスタQ12およびQ22が接続されている。
このドライバ回路は、前記入力論理信号によって駆動される駆動回路、および前記駆動回路によって前記高電位側電源からの貫通電流が制御される第1の電流制御素子からなるレベルシフト回路と、前記第1の電流制御素子に対してカレントミラー接続された第2の電流制御素子、および前記第2の電流制御素子と直列接続されたプルダウン回路からなる出力回路と、前記第1、第2の電流制御素子にそれぞれ共通する制御電圧の変化を検出して、前記駆動回路への第1の制御信号を生成する第1の検出制御回路と、前記第2の電流制御素子の前記プルダウン回路との接続点における電位変化を検出して、前記プルダウン回路への第2の制御信号を生成する第2の検出制御回路と、を備え、前記駆動回路は、出力電流が大きい第1の電流源と出力電流が小さい第2の電流源とを並列接続して構成され、前記第1の検出制御回路は、前記第1、第2の電流制御素子がオンになったとき、前記第1の制御信号を出力して前記第1の電流源を直ちにオフにするものであり、前記プルダウン回路は、出力電流が大きい第3の電流源と出力電流が小さい第4の電流源とを並列接続して構成され、前記第2の検出制御回路は、前記第2の電流制御素子の前記プルダウン回路との接続点における電位がローレベルになったとき、前記第2の制御信号を出力して前記第3の電流源を直ちにオフにするものであり、前記入力論理信号によって前記プルダウン回路と前記第1、第2の電流制御素子とを相補的にオンオフするとき、前記第1の制御信号に基づいて前記駆動回路を流れる電流を制御するとともに、前記第2の制御信号に基づいて前記プルダウン回路を流れる電流を制御するようにしたことを特徴とする。
このドライバ回路は、低電位側電源を基準とする論理信号Xが入力されて、高電位側電源Vccを基準とする論理信号Yを生成するものであって、レベルシフト回路10、出力回路20、第1の検出制御回路30、および第2の検出制御回路40から構成されている。
図2は、図1のドライバ回路の各部動作波形を示すタイミング図である。
同図(a)には、低電位側電源を基準に形成され、このドライバ回路に入力される論理信号Xの波形を、同図(b)にはその反転された論理信号X*の波形を示している。いま、この論理信号XがHレベル(以下、単にHという。)、論理信号X*がLレベル(以下、単にLという。)になるタイミングでは、トランジスタQ12およびQ13がオン、トランジスタQ22およびQ23がオフとなる。そして、同図(c)に示すトランジスタQ11のドレイン電流I1は、トランジスタQ12およびQ13による加算電流Ip1となる。なお、その直前まで論理信号X*がHでトランジスタQ32が導通していたので、論理信号XがHになるとき第1の検出制御回路30はリセットされた状態になっている(その出力である制御信号out1が接地レベルになっている)。
ただし、Wはゲート幅、Lはゲート長である。
この結果、トランジスタQ21により接続点Bの電圧V2がプルアップされ、トランジスタQ1はオフになる(図2(h)参照)。
−(ツェナーダイオードZD1に流れる電流)…(2)
つぎに、論理信号XがL、論理信号X*がHになるタイミングでは、トランジスタQ12およびQ13がオフ、トランジスタQ22およびQ23がオンとなり、トランジスタQ11のドレイン電流I1、およびトランジスタQ11とカレントミラー対を構成するトランジスタQ21のドレイン電流I2はそれぞれ0となる。図2(g)には、プルダウン回路21に流れ込むドレイン電流I3の波形を示している。なお、その直前まで論理信号XがHでトランジスタQ42が導通していたので、論理信号X*がHになるとき第2の検出制御回路40はリセットされた状態となっている(その出力である制御信号out2が接地レベルになっている)。
I2=(Q22に流れる電流)+(Q23に流れる電流)−(抵抗R2に流れる電流)
−(ツェナーダイオードZD2に流れる電流)…(3)
また、電流Is3はトランジスタQ1のオン状態を保持するために必要十分な微小電流値であるものとする。なお、トランジスタQ11,Q21に並列に接続されているツェナーダイオードZD1,ZD2は、トランジスタQ11,Q21のソース・ドレイン間に過電圧が印加されないよう保護機能を果たしている。
第1に、本発明のドライバ回路では、一連のトランジスタQ11,Q21のオンオフ動作において、出力回路20を構成するプルアップ側のトランジスタQ21とプルダウン回路21のトランジスタQ22およびQ23のオンオフのタイミングが、論理信号Xおよび反転された論理信号X*のタイミングによって決まる。そのため、従来回路のように高電位側電源と接地との間に直列接続された複数のトランジスタの同時オン状態を本質的に回避することができる。
11 駆動回路
20 出力回路
21 プルダウン回路
30 第1の検出制御回路
40 第2の検出制御回路
out1 制御信号(第1の制御信号)
out2 制御信号(第2の制御信号)
Q11 Pチャネルのトランジスタ(第1の電流制御素子)
Q21 Pチャネルのトランジスタ(第2の電流制御素子)
Q12 Nチャネルのトランジスタ(第1の電流源)
Q13 Nチャネルのトランジスタ(第2の電流源)
Q31,Q41 Pチャネルのトランジスタ
Q32,Q42 Nチャネルのトランジスタ
Q22 Nチャネルのトランジスタ(第3の電流源)
Q23 Nチャネルのトランジスタ(第4の電流源)
R31,R32,R41,R42 抵抗
Vcc 高電位側電源
X,Y 論理信号
Claims (3)
- 低電位側電源を基準とする入力論理信号から高電位側電源を基準とする出力論理信号を生成するドライバ回路において、
前記入力論理信号によって駆動される駆動回路、および前記駆動回路によって前記高電位側電源からの貫通電流が制御される第1の電流制御素子からなるレベルシフト回路と、
前記第1の電流制御素子に対してカレントミラー接続された第2の電流制御素子、および前記第2の電流制御素子と直列接続されたプルダウン回路からなる出力回路と、
前記第1、第2の電流制御素子にそれぞれ共通する制御電圧の変化を検出して、前記駆動回路への第1の制御信号を生成する第1の検出制御回路と、
前記第2の電流制御素子の前記プルダウン回路との接続点における電位変化を検出して、前記プルダウン回路への第2の制御信号を生成する第2の検出制御回路と、
を備え、
前記駆動回路は、出力電流が大きい第1の電流源と出力電流が小さい第2の電流源とを並列接続して構成され、
前記第1の検出制御回路は、前記第1、第2の電流制御素子がオンになったとき、前記第1の制御信号を出力して前記第1の電流源を直ちにオフにするものであり、
前記プルダウン回路は、出力電流が大きい第3の電流源と出力電流が小さい第4の電流源とを並列接続して構成され、
前記第2の検出制御回路は、前記第2の電流制御素子の前記プルダウン回路との接続点における電位がローレベルになったとき、前記第2の制御信号を出力して前記第3の電流源を直ちにオフにするものであり、
前記入力論理信号によって前記プルダウン回路と前記第1、第2の電流制御素子とを相補的にオンオフするとき、前記第1の制御信号に基づいて前記駆動回路を流れる電流を制御するとともに、前記第2の制御信号に基づいて前記プルダウン回路を流れる電流を制御するようにしたことを特徴とするドライバ回路。 - 前記第1の検出制御回路は、
第1の抵抗と、
前記第1の抵抗を介して前記高電位側電源にソース端子を接続した第1のPチャネルMOSFETと、
前記第1のPチャネルMOSFETのドレイン端子に一端を接続し、他端をグランドに接続した第2の抵抗と、
前記第2の抵抗と並列にドレイン端子およびソース端子を接続し、前記入力論理信号が反転してゲート端子に供給される第1のNチャネルMOSFETと、
から構成され、
前記第1のPチャネルMOSFETのゲート端子に前記第1、第2の電流制御素子の共通する制御電圧を供給して、前記第2の抵抗の両端電圧に応じて前記第1の制御信号を出力するとともに、前記第1のNチャネルMOSFETのゲート端子に前記入力論理信号を反転して供給することによって前記第1の制御信号をリセットすることを特徴とする請求項1記載のドライバ回路。 - 前記第2の検出制御回路は、
第3の抵抗と、
前記第3の抵抗を介して前記高電位側電源にソース端子を接続した第2のPチャネルMOSFETと、
前記第2のPチャネルMOSFETのドレイン端子に一端を接続し、他端をグランドに接続した第4の抵抗と、
前記第4の抵抗と並列にドレイン端子およびソース端子を接続し、前記入力論理信号がゲート端子に供給される第2のNチャネルMOSFETと、
から構成され、
前記第2のPチャネルMOSFETのゲート端子に前記第2の電流制御素子の前記プルダウン回路との接続点における電位を供給して、前記第4の抵抗の両端電圧に応じて前記第2の制御信号を出力するとともに、前記第2のNチャネルMOSFETのゲート端子に前記入力論理信号を供給することによって前記第2の制御信号をリセットすることを特徴とする請求項1記載のドライバ回路。
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