JP7339805B2 - Bi-directional level shift circuit - Google Patents

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本発明は、双方向レベルシフト回路に関する。 The present invention relates to bidirectional level shift circuits.

従来、異なる電源電圧で動作するシステムが存在する場合には、システム間で信号を双方向に伝達するために双方向レベルシフト回路が用いられる。双方向レベルシフト回路の一例は、特許文献1に開示されている。 Conventionally, when there are systems operating with different power supply voltages, bidirectional level shift circuits are used to bidirectionally transmit signals between the systems. An example of a bidirectional level shift circuit is disclosed in US Pat.

特開2012-147173号公報JP 2012-147173 A

ここで、双方向レベルシフト回路には、高周波数の入力信号が入力された場合に、出力信号の応答性を高めることが求められる。 Here, the bidirectional level shift circuit is required to improve the responsiveness of the output signal when a high-frequency input signal is input.

上記状況に鑑み、本発明は、高周波数の入力信号に対する出力信号の応答性を高めることを可能とする双方向レベルシフト回路を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a bidirectional level shift circuit capable of improving the responsiveness of an output signal to a high frequency input signal.

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る双方向レベルシフト回路は、
第1信号端子と、
第2信号端子と、
第1電源電圧が印加される第1電源端子と、
第2電源電圧が印加される第2電源端子と、
前記第1電源端子と前記第1信号端子との間に接続される第1プルアップ抵抗と、
前記第2電源端子と前記第2信号端子との間に接続される第2プルアップ抵抗と、
前記第1プルアップ抵抗の両端間に接続される第1トランジスタと、
前記第2プルアップ抵抗の両端間に接続される第2トランジスタと、
前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に配置される第3トランジスタと、
前記第3トランジスタの制御端を駆動する駆動回路と、
前記第1トランジスタの制御端を駆動する第1駆動信号を生成する第1ワンショット回路と、
前記第2トランジスタの制御端を駆動する第2駆動信号を生成する第2ワンショット回路と、
を備え、
前記第2ワンショット回路は、前記第1信号端子の信号の立ち上りに基づき所定の第2時間幅だけオンレベルとした前記第2駆動信号のワンショットパルスを生成し、前記第1信号端子の信号の立ち下りに基づきオフレベルの前記第2駆動信号を生成し、
前記第1ワンショット回路は、
第1CR回路を含み、前記第2信号端子の信号の立ち上りに基づき前記第1CR回路の時定数に応じた所定の第1時間幅だけオンレベルとした前記第1駆動信号のワンショットパルスを生成するワンショットパルス生成部と、
前記第1信号端子の信号の立ち下りを検出し、当該検出結果に基づき前記第1CR回路の時定数を小さく変更する立下り検出部と、を有する構成としている(第1の構成)。
In order to achieve the above object, a bidirectional level shift circuit according to one aspect of the present invention includes:
a first signal terminal;
a second signal terminal;
a first power supply terminal to which the first power supply voltage is applied;
a second power supply terminal to which a second power supply voltage is applied;
a first pull-up resistor connected between the first power terminal and the first signal terminal;
a second pull-up resistor connected between the second power terminal and the second signal terminal;
a first transistor connected across the first pull-up resistor;
a second transistor connected across the second pull-up resistor;
a third transistor arranged between the first signal terminal and the second signal terminal;
a driving circuit for driving the control terminal of the third transistor;
a first one-shot circuit for generating a first drive signal for driving a control end of the first transistor;
a second one-shot circuit for generating a second drive signal for driving the control end of the second transistor;
with
The second one-shot circuit generates a one-shot pulse of the second drive signal that is turned on for a predetermined second time width based on the rising edge of the signal at the first signal terminal, and outputs the signal at the first signal terminal. generating the off-level second drive signal based on the falling edge of
The first one-shot circuit is
A first CR circuit is included, and a one-shot pulse of the first drive signal is generated based on the rising edge of the signal at the second signal terminal and turned on for a predetermined first time width corresponding to the time constant of the first CR circuit. a one-shot pulse generator;
and a fall detector that detects the fall of the signal of the first signal terminal and changes the time constant of the first CR circuit to be smaller based on the detection result (first structure).

また、上記第1の構成において、前記立下り検出部は、pチャネルMOSFETとnチャネルMOSFETによるCMOS構成を有した第1インバータであり、pチャネルMOSFETは、nチャネルMOSFETに比べてVgsの閾値を低くしていることとしてもよい(第2の構成)。 Further, in the first configuration, the falling edge detection unit is a first inverter having a CMOS configuration with a p-channel MOSFET and an n-channel MOSFET, and the p-channel MOSFET has a lower Vgs threshold than the n-channel MOSFET. It may be lowered (second configuration).

また、上記第1の構成において、前記立下り検出部は、前記第1信号端子の信号と基準電圧を比較するコンパレータであることとしてもよい(第3の構成)。 Further, in the first configuration, the fall detection section may be a comparator that compares the signal at the first signal terminal and a reference voltage (third configuration).

また、上記第1から第3のいずれかの構成において、前記第1ワンショット回路は、前記第2信号端子の信号の立ち上りの際に、所定期間だけ前記立下り検出部の検出結果をマスキングするマスク信号を生成するマスク生成部をさらに有することとしてもよい(第4の構成)。 In any one of the first to third configurations, the first one-shot circuit masks the detection result of the fall detector for a predetermined period when the signal at the second signal terminal rises. It may further include a mask generator that generates a mask signal (fourth configuration).

また、上記第4の構成において、前記マスク生成部は、前記所定期間を時定数により決定する第2CR回路を有することとしてもよい(第5の構成)。 Further, in the fourth configuration, the mask generator may have a second CR circuit that determines the predetermined period by a time constant (fifth configuration).

また、上記第5の構成において、前記マスク生成部は、
前記第2信号端子が電気的に接続される一方の入力端と、前記第2CR回路の出力端が接続される他方の入力端と、を有するNAND回路と、
前記第2信号端子が電気的に接続される入力端と、前記第2CR回路の入力端に接続される出力端と、を有する第2インバータと、をさらに有することとしてもよい(第6の構成)。
Further, in the above fifth configuration, the mask generation unit
a NAND circuit having one input terminal electrically connected to the second signal terminal and the other input terminal connected to the output terminal of the second CR circuit;
It may further include a second inverter having an input terminal electrically connected to the second signal terminal and an output terminal connected to the input terminal of the second CR circuit (sixth configuration ).

また、上記第1から第6のいずれかの構成において、前記ワンショットパルス生成部は、前記第1CR回路に含まれる抵抗の両端間に接続されるスイッチを有し、前記スイッチは、前記立下り検出部の検出結果に応じてオンオフを制御されることとしてもよい(第7の構成)。 Further, in any one of the first to sixth configurations, the one-shot pulse generator has a switch connected across the resistor included in the first CR circuit, and the switch is connected to the falling edge. On/off may be controlled according to the detection result of the detection unit (seventh configuration).

また、上記第7の構成において、前記ワンショットパルス生成部は、
前記第2信号端子が電気的に接続される一方の入力端と、前記第1CR回路の出力端に接続される他方の入力端と、を有するAND回路と、
前記第2信号端子が電気的に接続される入力端と、前記第1CR回路の入力端に接続される出力端と、を有する第3インバータと、
前記AND回路の出力端に接続される入力端を有する第4インバータと、をさらに有することとしてもよい(第8の構成)。
Further, in the seventh configuration, the one-shot pulse generation unit
an AND circuit having one input terminal electrically connected to the second signal terminal and the other input terminal connected to the output terminal of the first CR circuit;
a third inverter having an input terminal electrically connected to the second signal terminal and an output terminal connected to the input terminal of the first CR circuit;
and a fourth inverter having an input terminal connected to the output terminal of the AND circuit (eighth configuration).

また、上記第1から第8のいずれかの構成において、前記第2電源電圧は、前記第1電源電圧よりも高く、前記第1ワンショット回路は、前記第1電源電圧を電源として供給され、前記第1ワンショット回路は、前記第2信号端子の信号に対して前記第2電源電圧から前記第1電源電圧へのレベルシフトを行うレベルシフト部を前記ワンショットパルス生成部の前段側にさらに有することとしてもよい(第9の構成)。 In any one of the first to eighth configurations, the second power supply voltage is higher than the first power supply voltage, and the first one-shot circuit is supplied with the first power supply voltage as a power supply, The first one-shot circuit further includes a level shifter for level-shifting the signal of the second signal terminal from the second power supply voltage to the first power supply voltage on the preceding stage side of the one-shot pulse generator. (9th configuration).

また、上記第9の構成において、前記第1ワンショット回路は、前記レベルシフト部と前記ワンショットパルス生成部との間に配置されるシュミットトリガをさらに有することとしてもよい(第10の構成)。 In the ninth configuration, the first one-shot circuit may further include a Schmitt trigger arranged between the level shifter and the one-shot pulse generator (tenth configuration). .

また、上記第1から第10のいずれかの構成において、チップにおいて、前記第1CR回路に含まれる複数の抵抗は、互いに隣接して配置されて第1グループを構成することとしてもよい(第11の構成)。 Further, in any one of the first to tenth configurations, in the chip, the plurality of resistors included in the first CR circuit may be arranged adjacent to each other to form a first group (the eleventh resistor). configuration).

また、上記第5または第6の構成において、チップにおいて、前記第1CR回路に含まれる第1キャパシタと、前記第2CR回路に含まれる第2キャパシタは、隣接して配置されて第2グループを構成することとしてもよい(第12の構成)。 In the above fifth or sixth configuration, in the chip, the first capacitor included in the first CR circuit and the second capacitor included in the second CR circuit are arranged adjacently to form a second group. (12th configuration).

また、本発明の別態様は、上記第1から第12のいずれかの構成とした双方向レベルシフト回路と、前記第1電源電圧により動作する第1システムと、前記第2電源電圧により動作する第2システムと、を備えるデータ通信システムである。 In another aspect of the present invention, there is provided a bidirectional level shift circuit having any one of the first to twelfth configurations, a first system operated by the first power supply voltage, and a second system operated by the second power supply voltage. and a second system.

本発明の双方向レベルシフト回路によれば、高周波数の入力信号に対する出力信号の応答性を高めることができる。 According to the bidirectional level shift circuit of the present invention, it is possible to improve the responsiveness of the output signal to the high frequency input signal.

データ通信システムの一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a data communication system. 双方向レベルシフト回路の一構成例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration example of a bidirectional level shift circuit; FIG. ゲート駆動回路の一構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one structural example of a gate drive circuit. 図3に示す双方向レベルシフト回路の信号端子への第1接続態様を示す回路図である。4 is a circuit diagram showing a first connection mode to signal terminals of the bidirectional level shift circuit shown in FIG. 3; FIG. 図4に示す場合での各種信号の挙動の一例を示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing an example of behavior of various signals in the case shown in FIG. 4; 図3に示す双方向レベルシフト回路の信号端子への第2接続態様を示す回路図である。4 is a circuit diagram showing a second connection mode to signal terminals of the bidirectional level shift circuit shown in FIG. 3; FIG. 図6に示す場合での各種信号の挙動の一例を示すタイミングチャートである。7 is a timing chart showing an example of behavior of various signals in the case shown in FIG. 6; 本発明の例示的な実施形態に係る双方向レベルシフト回路と、その信号端子への第2接続態様を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a bi-directional level shift circuit and a second connection to its signal terminals according to an exemplary embodiment of the invention; 図8に示す場合での各種信号の挙動の一例を示すタイミングチャートである。9 is a timing chart showing an example of behavior of various signals in the case shown in FIG. 8; 第1ワンショット回路の一構成例を示す回路図である。4 is a circuit diagram showing a configuration example of a first one-shot circuit; FIG. 第2ワンショット回路の一構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one structural example of a 2nd one-shot circuit. 立下り検出部としてのインバータの一構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of an inverter as a fall detector; 図8に示す場合でのワンショット回路の動作も含めたタイミングチャートである。9 is a timing chart including the operation of the one-shot circuit in the case shown in FIG. 8; 第1ワンショット回路の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of a 1st one-shot circuit. 第2ワンショット回路の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of a 2nd one-shot circuit. 双方向レベルシフト回路のチップにおけるレイアウトの一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example layout of a bidirectional level shift circuit on a chip; 図1に示したデータ通信システムの適用例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an application example of the data communication system shown in FIG. 1;

以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。 Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawings.

<1.システム構成>
図1は、異なる電源電圧で動作するシステム間のデータ通信を行うデータ通信システムの一構成例を示す図である。図1に示すデータ通信システムは、異なる電源電圧で動作するシステムコントローラ20A,20Bと、双方向レベルシフト回路1と、から構成される。
<1. System configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a data communication system that performs data communication between systems operating at different power supply voltages. The data communication system shown in FIG. 1 is composed of system controllers 20A and 20B that operate with different power supply voltages, and a bidirectional level shift circuit 1. FIG.

システムコントローラ20Aは、電源電圧VCCAにより動作する。システムコントローラ20Bは、電源電圧VCCBにより動作する。電源電圧VCCBとVCCAの大小関係は、VCCB>VCCAである。例えば、VCCA=1.8Vであり、VCCB=3.3Vである。 The system controller 20A operates with the power supply voltage VCCA. The system controller 20B operates with the power supply voltage VCCB. The magnitude relationship between the power supply voltages VCCB and VCCA is VCCB>VCCA. For example, VCCA=1.8V and VCCB=3.3V.

双方向レベルシフト回路1は、システムコントローラ20Aと20Bとの間での双方向の信号伝達を行う回路であり、半導体ICとして構成される。双方向レベルシフト回路1は、電源端子Tva,Tvbと、信号端子Tda,Tdbと、を有する。 The bidirectional level shift circuit 1 is a circuit for bidirectional signal transmission between the system controllers 20A and 20B, and is configured as a semiconductor IC. The bidirectional level shift circuit 1 has power supply terminals Tva, Tvb and signal terminals Tda, Tdb.

電源端子Tvaには電源電圧VCCAが印加され、電源端子Tvbには電源電圧VCCBが印加される。 A power supply voltage VCCA is applied to the power supply terminal Tva, and a power supply voltage VCCB is applied to the power supply terminal Tvb.

システムコントローラ20Aから20Bへデータを送信する場合は、データとしての入力信号が信号端子Tdaに入力され、データとしての出力信号が信号端子Tdbから出力される。この場合、入力信号は、VCCAからVCCBへレベルシフトされて出力信号となる。 When transmitting data from the system controller 20A to 20B, an input signal as data is input to the signal terminal Tda, and an output signal as data is output from the signal terminal Tdb. In this case, the input signal is level-shifted from VCCA to VCCB to become the output signal.

一方、システムコントローラ20Bから20Aへデータを送信する場合は、データとしての入力信号が信号端子Tdbに入力され、データとしての出力信号が信号端子Tdaから出力される。この場合、入力信号は、VCCBからVCCAへレベルシフトされて出力信号となる。 On the other hand, when data is transmitted from the system controller 20B to 20A, an input signal as data is input to the signal terminal Tdb, and an output signal as data is output from the signal terminal Tda. In this case, the input signal is level-shifted from VCCB to VCCA to become the output signal.

<2.双方向レベルシフト回路の構成>
図2は、双方向レベルシフト回路1(図1)の一構成例を示す回路図である。なお、図2に示す双方向レベルシフト回路1は、後述する本発明の実施形態に係る構成の基本となる構成である。
<2. Configuration of Bidirectional Level Shift Circuit>
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the bidirectional level shift circuit 1 (FIG. 1). Note that the bidirectional level shift circuit 1 shown in FIG. 2 is a basic configuration of a configuration according to an embodiment of the present invention, which will be described later.

図2に示すように、双方向レベルシフト回路1は、nチャネルMOSFETで構成されるトランジスタN1と、ゲート駆動回路2と、ワンショット回路3A,3Bと、pチャネルMOSFETで構成されるトランジスタPA,PBと、抵抗RA,RBと、を有する。 As shown in FIG. 2, the bidirectional level shift circuit 1 includes a transistor N1 composed of an n-channel MOSFET, a gate drive circuit 2, one-shot circuits 3A and 3B, and a transistor PA composed of p-channel MOSFETs. It has PB and resistors RA and RB.

トランジスタN1は、信号端子TdaとTdbとの間に配置される。トランジスタN1のゲート以外の第1端は信号端子Tdaに接続される。トランジスタN1のゲート以外の第2端は信号端子Tdbに接続される。 Transistor N1 is arranged between signal terminals Tda and Tdb. A first terminal other than the gate of the transistor N1 is connected to the signal terminal Tda. A second terminal other than the gate of the transistor N1 is connected to the signal terminal Tdb.

ゲート駆動回路2は、ゲート信号NGTを生成してトランジスタN1のゲートを駆動する。ゲート駆動回路2には、電源電圧VCCAが印加される。ゲート駆動回路2の構成についての詳細は、後述する。 The gate drive circuit 2 generates a gate signal NGT to drive the gate of the transistor N1. A power supply voltage VCCA is applied to the gate drive circuit 2 . The details of the configuration of the gate drive circuit 2 will be described later.

抵抗RAは、電源電圧VCCAが印加される電源端子Tvaと信号端子Tdaとの間に接続される。抵抗RAは、プルアップ抵抗であり、例えば10kΩである。 The resistor RA is connected between the power supply terminal Tva to which the power supply voltage VCCA is applied and the signal terminal Tda. A resistor RA is a pull-up resistor and is, for example, 10 kΩ.

トランジスタPAのソースは、電源端子Tvaと抵抗RAとが接続される接続ノードNDAに接続される。トランジスタPAのドレインは、信号端子Tdaに接続される。ワンショット回路3Aは、信号端子Tdbの信号の立ち上りに応じて所定時間幅の1つのパルスであるゲート信号PGTAをトランジスタPAのゲートに出力する。ワンショット回路3Aには、電源電圧VCCAが印加される。 The source of the transistor PA is connected to a connection node NDA where the power supply terminal Tva and the resistor RA are connected. The drain of transistor PA is connected to signal terminal Tda. The one-shot circuit 3A outputs a gate signal PGTA, which is one pulse with a predetermined time width, to the gate of the transistor PA in response to the rise of the signal at the signal terminal Tdb. A power supply voltage VCCA is applied to the one-shot circuit 3A.

抵抗RBは、電源電圧VCCBが印加される電源端子Tvbと信号端子Tdbとの間に接続される。抵抗RBは、プルアップ抵抗であり、例えば10kΩである。 The resistor RB is connected between the power supply terminal Tvb to which the power supply voltage VCCB is applied and the signal terminal Tdb. A resistor RB is a pull-up resistor and is, for example, 10 kΩ.

トランジスタPBのソースは、電源端子Tvbと抵抗RBとが接続される接続ノードNDBに接続される。トランジスタPBのドレインは、信号端子Tdbに接続される。ワンショット回路3Bは、信号端子Tdaの信号の立ち上りに応じて所定時間幅の1つのパルスであるゲート信号PGTBをトランジスタPBのゲートに出力する。ワンショット回路3Bには、電源電圧VCCBが印加される。 The source of the transistor PB is connected to a connection node NDB where the power supply terminal Tvb and the resistor RB are connected. The drain of transistor PB is connected to signal terminal Tdb. The one-shot circuit 3B outputs a gate signal PGTB, which is one pulse with a predetermined time width, to the gate of the transistor PB in response to the rise of the signal at the signal terminal Tda. A power supply voltage VCCB is applied to the one-shot circuit 3B.

<3.ゲート駆動回路の構成>
図3は、ゲート駆動回路2の一構成例を示す回路図である。図3に示すように、ゲート駆動回路2は、pチャネルMOSFETで構成されるトランジスタP21,P22,P231,P232,P24,P25,P26と、nチャネルMOSFETで構成されるN21,N22,N231,N232,N24,N25,N26と、を有する。
<3. Configuration of Gate Drive Circuit>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the gate drive circuit 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the gate drive circuit 2 includes transistors P21, P22, P231, P232, P24, P25 and P26 formed of p-channel MOSFETs, and N21, N22, N231 and N232 formed of n-channel MOSFETs. , N24, N25, N26.

トランジスタP21のソースは、電源電圧VCCAの印加端TVに接続される。トランジスタP21のドレインは、トランジスタN21のドレインに接続される。トランジスタN21のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。トランジスタP21のゲートとトランジスタN21のゲートとの接続ノードは、入力端TAinに接続される。入力端TAinは、信号端子Tdaに接続される。 The source of the transistor P21 is connected to the application terminal TV of the power supply voltage VCCA. The drain of transistor P21 is connected to the drain of transistor N21. The source of the transistor N21 is connected to the ground potential application terminal TG. A connection node between the gate of the transistor P21 and the gate of the transistor N21 is connected to the input terminal TAin. The input terminal TAin is connected to the signal terminal Tda.

トランジスタP21のドレインとトランジスタN21のドレインとの接続ノードは、トランジスタP231のゲートに接続されるとともに、トランジスタN231のゲートに接続される。 A connection node between the drain of the transistor P21 and the drain of the transistor N21 is connected to the gate of the transistor P231 and the gate of the transistor N231.

トランジスタP232のソースは、電源電圧VCCAの印加端TVに接続される。トランジスタP232のドレインは、トランジスタP231のソースに接続される。トランジスタP231のドレインは、トランジスタN232のドレインに接続される。トランジスタN232のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。 The source of the transistor P232 is connected to the application terminal TV of the power supply voltage VCCA. The drain of transistor P232 is connected to the source of transistor P231. The drain of transistor P231 is connected to the drain of transistor N232. The source of the transistor N232 is connected to the ground potential application terminal TG.

トランジスタP22のソースは、電源電圧VCCAの印加端TVに接続される。トランジスタP22のドレインは、トランジスタN22のドレインに接続される。トランジスタN22のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。トランジスタP22のゲートとトランジスタN22のゲートとの接続ノードは、入力端TBinに接続される。入力端TBinは、信号端子Tdbに接続される。 The source of the transistor P22 is connected to the application terminal TV of the power supply voltage VCCA. The drain of transistor P22 is connected to the drain of transistor N22. The source of the transistor N22 is connected to the ground potential application terminal TG. A connection node between the gate of the transistor P22 and the gate of the transistor N22 is connected to the input terminal TBin. The input terminal TBin is connected to the signal terminal Tdb.

トランジスタP22のドレインとトランジスタN22のドレインとの接続ノードは、トランジスタP232のゲートとトランジスタN232のゲートとの接続ノードに接続される。 A connection node between the drain of the transistor P22 and the drain of the transistor N22 is connected to a connection node between the gate of the transistor P232 and the gate of the transistor N232.

トランジスタN231のドレインは、トランジスタP231のドレインとトランジスタN232のドレインとの接続ノードに接続される。トランジスタN231のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。 The drain of transistor N231 is connected to the connection node between the drain of transistor P231 and the drain of transistor N232. The source of the transistor N231 is connected to the ground potential application terminal TG.

トランジスタP24のソースは、電源電圧VCCAの印加端TVに接続される。トランジスタP24のドレインは、トランジスタN24のドレインに接続される。トランジスタN24のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。トランジスタP231のドレインとトランジスタN232のドレインとの接続ノードは、トランジスタP24のゲートとトランジスタN24のゲートとの接続ノードに接続される。 The source of the transistor P24 is connected to the application terminal TV of the power supply voltage VCCA. The drain of transistor P24 is connected to the drain of transistor N24. The source of the transistor N24 is connected to the ground potential application terminal TG. A connection node between the drain of the transistor P231 and the drain of the transistor N232 is connected to a connection node between the gate of the transistor P24 and the gate of the transistor N24.

トランジスタP25のソースは、電源電圧VCCAの印加端TVに接続される。トランジスタP25のドレインは、トランジスタN25のドレインに接続される。トランジスタN25のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。トランジスタP24のドレインとトランジスタN24のドレインとの接続ノードは、トランジスタP25のゲートとトランジスタN25のゲートとの接続ノードに接続される。 The source of the transistor P25 is connected to the application terminal TV of the power supply voltage VCCA. The drain of transistor P25 is connected to the drain of transistor N25. The source of the transistor N25 is connected to the ground potential application terminal TG. A connection node between the drain of the transistor P24 and the drain of the transistor N24 is connected to a connection node between the gate of the transistor P25 and the gate of the transistor N25.

トランジスタP26のソースは、電源電圧VCCAの印加端TVに接続される。トランジスタP26のドレインは、トランジスタN26のドレインに接続される。トランジスタN26のソースは、グランド電位の印加端TGに接続される。トランジスタP25のドレインとトランジスタN25のドレインとの接続ノードは、トランジスタP26のゲートとトランジスタN26のゲートとの接続ノードに接続される。 The source of the transistor P26 is connected to the application terminal TV of the power supply voltage VCCA. The drain of transistor P26 is connected to the drain of transistor N26. The source of the transistor N26 is connected to the ground potential application terminal TG. A connection node between the drain of the transistor P25 and the drain of the transistor N25 is connected to a connection node between the gate of the transistor P26 and the gate of the transistor N26.

トランジスタP26のドレインとトランジスタN26のドレインとの接続ノードは、出力端子Toutに接続される。出力端子ToutからトランジスタN1にゲート信号NGTが出力される。 A connection node between the drain of the transistor P26 and the drain of the transistor N26 is connected to the output terminal Tout. A gate signal NGT is output from the output terminal Tout to the transistor N1.

<4.信号伝達動作の第1例>
次に、先述したような構成である双方向レベルシフト回路1による信号伝達動作の第1例について述べる。図4は、双方向レベルシフト回路1の入力側および出力側に接続する構成の一例を示す図である。
<4. First example of signal transmission operation>
Next, a first example of signal transmission operation by the bidirectional level shift circuit 1 having the configuration described above will be described. FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration connected to the input side and the output side of the bidirectional level shift circuit 1. As shown in FIG.

図4の例では、入力側である信号端子Tdaに抵抗R1の一端とキャパシタC1の一端とが共通接続される。抵抗R1の他端には、電源50により生成される入力電源電圧VAが印加される。 In the example of FIG. 4, one end of the resistor R1 and one end of the capacitor C1 are commonly connected to the signal terminal Tda on the input side. An input power supply voltage VA generated by a power supply 50 is applied to the other end of the resistor R1.

また、図4の例では、出力側である信号端子Tdbに抵抗R2とキャパシタC2との直列接続構成が接続される。抵抗R2とキャパシタC2は、負荷100を構成する。抵抗R2は、例えば配線抵抗に相当する。 Further, in the example of FIG. 4, a series connection configuration of a resistor R2 and a capacitor C2 is connected to the signal terminal Tdb on the output side. A resistor R2 and a capacitor C2 form a load 100. FIG. The resistance R2 corresponds to, for example, wiring resistance.

ここで、電源50により入力電源電圧VAが立ち上げられた場合の、抵抗R2とキャパシタC2とが接続されるノードND100に生じる出力信号(電圧)Boの挙動について、図5に示すタイミングチャートを参照して述べる。 Here, refer to the timing chart shown in FIG. 5 for the behavior of the output signal (voltage) Bo generated at the node ND100 where the resistor R2 and the capacitor C2 are connected when the input power supply voltage VA is raised by the power supply 50. and state.

図5に示すように、タイミングt0にて入力電源電圧VAがVCCAに立ち上げられると、信号端子Tdaに生じる入力信号(電圧)AINは、抵抗R1とキャパシタC1による時定数に従って緩やかに立ち上がる。そして、入力信号AINが或るレベルに達するタイミングt1にて、ワンショット回路3Bは、入力信号AINの立ち上りを検出し、ゲート信号PGTBをVCCBより立ち下げて所定時間幅TWBの1つのパルス(ワンショットパルス)を生成する。 As shown in FIG. 5, when the input power supply voltage VA rises to VCCA at timing t0, the input signal (voltage) AIN generated at the signal terminal Tda gently rises according to the time constant of the resistor R1 and capacitor C1. Then, at the timing t1 when the input signal AIN reaches a certain level, the one-shot circuit 3B detects the rise of the input signal AIN, lowers the gate signal PGTB from VCCB, and generates one pulse (one pulse) having a predetermined time width TWB. shot pulse).

所定時間幅TWBの間、トランジスタPBはオンとなるので、信号端子TdbにはVCCBが印加されるが、負荷100における抵抗R2とキャパシタC2による時定数により、出力信号Boは緩やかに立ち上がる。そして、タイミングt1から所定時間幅TWBだけ経過したタイミングt2にゲート信号PGTBはVCCBに立ち上げられるので、トランジスタPBはオフとされる。これにより、出力信号Boは、抵抗RB,R2とキャパシタC2による時定数に従って上昇する。抵抗RBはR2より十分に抵抗値が高いので時定数が大きくなり、出力信号Boは、タイミングt1~t2での傾きよりも大幅に小さい傾きで上昇することになる。 Since the transistor PB is turned on during the predetermined time width TWB, VCCB is applied to the signal terminal Tdb. The gate signal PGTB rises to VCCB at timing t2 after a predetermined time width TWB has elapsed from timing t1, so that the transistor PB is turned off. As a result, the output signal Bo rises according to the time constant of the resistors RB, R2 and capacitor C2. Since the resistance value of the resistor RB is sufficiently higher than that of R2, the time constant becomes large, and the output signal Bo rises with a much smaller slope than the slope between timings t1 and t2.

このように、ワンショットパルスのパルス幅に相当する所定時間幅TWBが短いと、出力信号BoはVCCBに達する前に上昇が抑えられてしまう。従って、出力信号BoをVCCBに到達させるには、所定時間幅TWBを長くする必要がある。 Thus, if the predetermined time width TWB corresponding to the pulse width of the one-shot pulse is short, the rise of the output signal Bo is suppressed before reaching VCCB. Therefore, in order for the output signal Bo to reach VCCB, it is necessary to lengthen the predetermined time width TWB.

また、入出力が逆(信号端子Tdbが入力側、Tdaが出力側)の場合も、上記と同様の理由により、ワンショット回路3Aにより生成されるワンショットパルスのパルス幅(所定時間幅TWA)を長くする必要がある。 Also, when the input and output are reversed (the signal terminal Tdb is on the input side and Tda is on the output side), for the same reason as above, the pulse width (predetermined time width TWA) of the one-shot pulse generated by the one-shot circuit 3A should be lengthened.

<5.信号伝達動作の第2例>
次に、双方向レベルシフト回路1による信号伝達動作の第2例について述べる。図6は、双方向レベルシフト回路1の入力側に接続する構成の一例を示す図である。
<5. Second example of signal transmission operation>
Next, a second example of signal transmission operation by the bidirectional level shift circuit 1 will be described. FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration connected to the input side of the bidirectional level shift circuit 1. As shown in FIG.

図6の例では、入力側である信号端子Tdaに終端抵抗Re(例えば50Ω)の一端が接続され、終端抵抗Reの他端には、電源50により生成される入力電源電圧VAが印加される。このような図6に示す構成における入力電源電圧VAに対する信号端子Tdbに生成される出力信号BOUTの挙動について、図7に示すタイミングチャートを参照して述べる。 In the example of FIG. 6, one end of a termination resistor Re (for example, 50Ω) is connected to a signal terminal Tda on the input side, and an input power supply voltage VA generated by a power supply 50 is applied to the other end of the termination resistor Re. . The behavior of the output signal BOUT generated at the signal terminal Tdb with respect to the input power supply voltage VA in such a configuration shown in FIG. 6 will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

図7のようにタイミングt10にて入力電源電圧VAがVCCAに立ち上げられると、信号端子Tdaに生じる入力信号AINもVCCAに立ち上がる。入力信号AINの立ち上りにより、ワンショット回路3Bは、ゲート信号PGTBを立ち下げる。これにより、トランジスタPBがオンとなり、出力信号BOUTはVCCBに立ち上がる。なお、AINとBOUTの立ち上りにより、ゲート駆動回路2によりゲート信号NGTはLowレベルとされ、トランジスタN1はオフとされる。 As shown in FIG. 7, when the input power supply voltage VA rises to VCCA at timing t10, the input signal AIN generated at the signal terminal Tda also rises to VCCA. The rise of the input signal AIN causes the one-shot circuit 3B to cause the gate signal PGTB to fall. As a result, the transistor PB is turned on, and the output signal BOUT rises to VCCB. It should be noted that the rise of AIN and BOUT causes the gate signal NGT to be set to Low level by the gate drive circuit 2, and the transistor N1 is turned off.

出力信号BOUTが立ち上がることにより、ワンショット回路3Aによりゲート信号PGTAがVCCAより立ち下げられる。これにより、トランジスタPAはオンとなる。 As the output signal BOUT rises, the gate signal PGTA falls from VCCA by the one-shot circuit 3A. This turns on the transistor PA.

ここで、上記第1例で述べた理由からゲート信号PGTB,PGTAのパルス幅(所定時間幅TWB,TWA)を長く設定した場合、図7に示すように入力電源電圧VAが高周波数であってタイミングt11にて立ち下がった場合、ゲート信号PGTAは未だLowレベルである。これにより、トランジスタPAはオンであるので、入力電源電圧VAは立ち下がったにも関わらず、入力信号AINには、VCCAをトランジスタPAのオン抵抗と終端抵抗Reによって分圧した電圧Vdが生じる。 Here, when the pulse widths (predetermined time widths TWB, TWA) of the gate signals PGTB, PGTA are set long for the reason described in the first example, the input power supply voltage VA is high-frequency as shown in FIG. When it falls at timing t11, the gate signal PGTA is still at Low level. As a result, since the transistor PA is on, the voltage Vd obtained by dividing VCCA by the on-resistance of the transistor PA and the terminating resistor Re is generated in the input signal AIN even though the input power supply voltage VA has fallen.

これにより、ワンショット回路3Bは、入力信号AINはHighレベルであると検出し、ゲート信号PGTBをLowレベルに維持する。従って、トランジスタPBがオンとなり、出力信号BOUTはVCCBとなってしまう。つまり、入力電源電圧VAは立ち下がっているにも関わらず、出力信号BOUTはHighレベルを維持してしまい、出力信号BOUTの応答性に問題が生じる。 As a result, the one-shot circuit 3B detects that the input signal AIN is at High level, and maintains the gate signal PGTB at Low level. Therefore, the transistor PB is turned on, and the output signal BOUT becomes VCCB. In other words, although the input power supply voltage VA has fallen, the output signal BOUT maintains the High level, causing a problem in the responsiveness of the output signal BOUT.

以上のような第1例および第2例により、ワンショットパルスのパルス幅を長くしつつも、高周波数の入力に対する出力の応答性を高めることが課題となり、後述する本発明の実施形態は、この課題を解決すべく考案された。 According to the first and second examples as described above, it becomes a problem to increase the responsiveness of the output to high-frequency input while increasing the pulse width of the one-shot pulse. It was devised to solve this problem.

<6.本発明の実施形態に係る双方向レベルシフト回路>
次に、本発明の例示的な実施形態に係る双方向レベルシフト回路について説明する。図8は、本発明の例示的な実施形態に係る双方向レベルシフト回路1の構成を示す回路図である。
<6. Bidirectional Level Shift Circuit According to Embodiment of Present Invention>
A bidirectional level shift circuit according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a bidirectional level shift circuit 1 according to an exemplary embodiment of the invention.

図8に示す構成の先述した図6に示す構成との相違点は、信号端子Tdaとワンショット回路3Aとの間に信号端子Tdaに生じる入力信号AINの立下りを検出するための検出ラインLAを設けていることである。なお、図8に示す信号端子Tdbとワンショット回路3Bとの間に設ける検出ラインLBは、信号端子Tdb側を入力として信号端子Tdbに生じる入力信号BINの立下りを検出するために設けられる。 The difference between the configuration shown in FIG. 8 and the configuration shown in FIG. 6 described above is that a detection line LA for detecting the falling edge of the input signal AIN generated at the signal terminal Tda between the signal terminal Tda and the one-shot circuit 3A. is provided. A detection line LB provided between the signal terminal Tdb and the one-shot circuit 3B shown in FIG. 8 is provided to detect the fall of the input signal BIN generated at the signal terminal Tdb with the signal terminal Tdb side as an input.

このような図8に示す本実施形態に係る構成における入力電源電圧VAに対する信号端子Tdbに生成される出力信号BOUTの挙動について、図9に示すタイミングチャートを参照して述べる。 The behavior of the output signal BOUT generated at the signal terminal Tdb with respect to the input power supply voltage VA in the configuration according to this embodiment shown in FIG. 8 will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

図9のようにタイミングt20にて入力電源電圧VAがVCCAに立ち上げられると、信号端子Tdaに生じる入力信号AINもVCCAに立ち上がる。入力信号AINの立ち上りにより、ワンショット回路3Bは、ゲート信号PGTBを立ち下げる。これにより、トランジスタPBがオンとなり、出力信号BOUTはVCCBに立ち上がる。なお、AINとBOUTの立ち上りにより、ゲート駆動回路2によりゲート信号NGTはLowレベルとされ、トランジスタN1はオフとされる。 As shown in FIG. 9, when the input power supply voltage VA rises to VCCA at timing t20, the input signal AIN generated at the signal terminal Tda also rises to VCCA. The rise of the input signal AIN causes the one-shot circuit 3B to cause the gate signal PGTB to fall. As a result, the transistor PB is turned on, and the output signal BOUT rises to VCCB. It should be noted that the rise of AIN and BOUT causes the gate signal NGT to be set to Low level by the gate drive circuit 2, and the transistor N1 is turned off.

出力信号BOUTが立ち上がることにより、ワンショット回路3Aによりゲート信号PGTAがVCCAより立ち下げられる。これにより、トランジスタPAはオンとなる。 As the output signal BOUT rises, the gate signal PGTA falls from VCCA by the one-shot circuit 3A. This turns on the transistor PA.

ここで、上記第1例で述べた理由からゲート信号PGTB,PGTAのパルス幅(所定時間幅TWB,TWA)を長く設定した場合、図9に示すように入力電源電圧VAが高周波数であってタイミングt21にて立ち下がった場合、ゲート信号PGTAは未だLowレベルである。これにより、トランジスタPAはオンであるので、入力電源電圧VAは立ち下がったにも関わらず、入力信号AINには、VCCAをトランジスタPAのオン抵抗と終端抵抗Reによって分圧した電圧Vdが生じる。 Here, when the pulse widths (predetermined time widths TWB, TWA) of the gate signals PGTB, PGTA are set long for the reason described in the first example, the input power supply voltage VA is high-frequency as shown in FIG. When falling at timing t21, the gate signal PGTA is still at Low level. As a result, since the transistor PA is on, the voltage Vd obtained by dividing VCCA by the on-resistance of the transistor PA and the terminating resistor Re is generated in the input signal AIN even though the input power supply voltage VA has fallen.

しかしながら、本実施形態では、入力信号AINのVCCAから電圧Vdへの立ち下りをワンショット回路3Aにより検出するので、ワンショット回路3Aは、ゲート信号PGTAをVCCAに立ち上げる。すなわち、ワンショット回路3Aにより、ワンショットパルスのパルス幅(所定時間幅TWA)を図7のとき(破線)に比べてΔWだけ短くできる。 However, in this embodiment, the one-shot circuit 3A detects the fall of the input signal AIN from VCCA to the voltage Vd, so the one-shot circuit 3A raises the gate signal PGTA to VCCA. That is, the one-shot circuit 3A can shorten the pulse width (predetermined time width TWA) of the one-shot pulse by .DELTA.W compared to the case (broken line) in FIG.

これにより、タイミングt21にてトランジスタPAはオフとなり、入力信号AINはLowレベルに立ち下げられる。従って、ワンショット回路3Bにより、ゲート信号PGTBはHighレベルに立ち上げられ、トランジスタPBはオフとなる。このとき、入力信号AINがLowレベルに立ち下げられたことにより、ゲート駆動回路2によりゲート信号NGTはHighレベルとされ、トランジスタN1はオンとされる。従って、出力信号BOUTは、入力信号AINと同様のLowレベルとされる。 As a result, the transistor PA is turned off at timing t21, and the input signal AIN falls to Low level. Therefore, the one-shot circuit 3B raises the gate signal PGTB to a high level, turning off the transistor PB. At this time, since the input signal AIN has fallen to Low level, the gate signal NGT is set to High level by the gate drive circuit 2, and the transistor N1 is turned on. Therefore, the output signal BOUT is set to the same Low level as the input signal AIN.

なお、本実施形態に係る図8に示す構成を、先述した図4に示すような信号端子Tda,Tdbへの接続構成(図4とは逆の入出力も含む)と同様の接続構成で使用する場合には、ワンショットパルスのパルス幅を長く設定することにより、出力信号(図4ではBo)を所望レベル(図4ではVCCB)に到達させることができる。 The configuration shown in FIG. 8 according to the present embodiment is used in a connection configuration similar to the connection configuration to the signal terminals Tda and Tdb as shown in FIG. In this case, the output signal (Bo in FIG. 4) can reach a desired level (VCCB in FIG. 4) by setting the pulse width of the one-shot pulse long.

このように本実施形態によれば、ワンショットパルスのパルス幅を長く設定する場合でも、高周波数の入力電源電圧VAが入力されたときに、パルス幅を本来より短くし、入力電源電圧VAの立下りに対して出力信号BOUTを即時に立ち下げることができ、出力信号BOUTの応答性を高めることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even when the pulse width of the one-shot pulse is set long, when the high-frequency input power supply voltage VA is input, the pulse width is shortened and the input power supply voltage VA is shortened. The output signal BOUT can be immediately lowered when it falls, and the responsiveness of the output signal BOUT can be improved.

<7.ワンショット回路の構成>
ここで、図8に示した本実施形態に係る構成におけるワンショット回路3A,3Bの詳細な構成について述べる。
<7. Configuration of one-shot circuit>
Here, the detailed configuration of the one-shot circuits 3A and 3B in the configuration according to this embodiment shown in FIG. 8 will be described.

図10は、本実施形態に係るワンショット回路3Aの一構成例を示す回路図である。図10に示すように、ワンショット回路3Aは、レベルシフト部31Aと、シュミットトリガ32Aと、ワンショットパルス生成部33Aと、マスク生成部34Aと、立下り検出部35Aと、を有する。 FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of a one-shot circuit 3A according to this embodiment. As shown in FIG. 10, the one-shot circuit 3A has a level shifter 31A, a Schmitt trigger 32A, a one-shot pulse generator 33A, a mask generator 34A, and a trailing edge detector 35A.

レベルシフト部31Aは、信号端子Tdbに印加される信号をVCCBからVCCAにレベルシフトする回路である。シュミットトリガ32Aは、レベルシフト部31Aの出力をヒステリシスを持ってHigh/Lowの出力に変換する。 The level shifter 31A is a circuit that level-shifts the signal applied to the signal terminal Tdb from VCCB to VCCA. The Schmitt trigger 32A converts the output of the level shifter 31A into a High/Low output with hysteresis.

ワンショットパルス生成部33Aは、インバータ33A1と、抵抗33A2と、抵抗33A3と、キャパシタ33A4と、AND回路33A5と、インバータ33A6と、スイッチ33A7と、を有する。 The one-shot pulse generator 33A has an inverter 33A1, a resistor 33A2, a resistor 33A3, a capacitor 33A4, an AND circuit 33A5, an inverter 33A6, and a switch 33A7.

シュミットトリガ32Aの出力は、AND回路33A5の一方の入力端に入力されるとともに、インバータ33A1にも入力される。インバータ33A1の出力端は、抵抗33A2の一端に接続される。抵抗33A2の他端は、抵抗33A3の一端に接続される。抵抗33A3の他端は、キャパシタ33A4の一端とともに、AND回路33A5の他方の入力端にも接続される。AND回路33A5の出力端は、インバータ33A6の入力端に接続される。インバータ33A6の出力がゲート信号PGTAとなり、ゲート信号PGTAはトランジスタPAのゲートに入力される。 The output of the Schmitt trigger 32A is input to one input terminal of the AND circuit 33A5 and is also input to the inverter 33A1. The output end of inverter 33A1 is connected to one end of resistor 33A2. The other end of the resistor 33A2 is connected to one end of the resistor 33A3. The other end of the resistor 33A3 is connected to one end of the capacitor 33A4 and the other input end of the AND circuit 33A5. The output terminal of the AND circuit 33A5 is connected to the input terminal of the inverter 33A6. The output of the inverter 33A6 becomes the gate signal PGTA, and the gate signal PGTA is input to the gate of the transistor PA.

抵抗33A2,33A3とキャパシタ33A4でCR回路が構成される。ここで、本実施形態に係る双方向レベルシフト回路1(図8)において、図4の信号端子Tda,Tdbに対する接続構成と入出力を逆として、信号端子Tdbに入力信号BINが入力される場合に、入力信号BINがHighに立ち上がると、まずAND回路33A5の出力はHighとなり、ゲート信号PGTAはLowとなる。一方、インバータ33A1の出力はLowとなり、上記CR回路の時定数に従ってCR回路の出力CRAは低下する。そして、出力CRAが或るレベルに達すると、AND回路33A5の出力はLowとなり、ゲート信号PGTAはHighとされる。すなわち、上記CR回路の時定数により、ゲート信号PGTAのワンショットパルスとしてのパルス幅が決定される。当該時定数を比較的大きくすることで、パルス幅を長く設定できる。 A CR circuit is composed of the resistors 33A2 and 33A3 and the capacitor 33A4. Here, in the bidirectional level shift circuit 1 (FIG. 8) according to the present embodiment, when the input signal BIN is input to the signal terminal Tdb by reversing the connection configuration with respect to the signal terminals Tda and Tdb in FIG. Then, when the input signal BIN rises to High, first the output of the AND circuit 33A5 becomes High and the gate signal PGTA becomes Low. On the other hand, the output of the inverter 33A1 becomes Low, and the output CRA of the CR circuit decreases according to the time constant of the CR circuit. Then, when the output CRA reaches a certain level, the output of the AND circuit 33A5 becomes Low and the gate signal PGTA becomes High. That is, the pulse width of the gate signal PGTA as a one-shot pulse is determined by the time constant of the CR circuit. By making the time constant relatively large, the pulse width can be set long.

また、抵抗33A2の両端間には、nチャネルMOSFETで構成されるスイッチ33A7が接続される。スイッチ33A7のオンオフにより抵抗33A2の無効/有効が切替えられ、上記CR回路の時定数が切替えられる。 A switch 33A7 composed of an n-channel MOSFET is connected across the resistor 33A2. By turning the switch 33A7 on and off, the resistance 33A2 is switched between invalid and valid, and the time constant of the CR circuit is switched.

また、マスク生成部34Aは、インバータ34A1と、抵抗34A2と、キャパシタ34A3と、NAND回路34A4と、を有する。シュミットトリガ32Aの出力は、NAND回路34A4の一方の入力端とともに、インバータ34A1の入力端に入力される。インバータ34A1の出力は、抵抗34A2とキャパシタ34A3により構成されるCR回路に入力される。当該CR回路の出力は、NAND回路34A4の他方の入力端に入力される。NAND回路34A4の出力がマスク信号MSK1となる。 The mask generator 34A also has an inverter 34A1, a resistor 34A2, a capacitor 34A3, and a NAND circuit 34A4. The output of Schmitt trigger 32A is input to the input terminal of inverter 34A1 together with one input terminal of NAND circuit 34A4. The output of the inverter 34A1 is input to a CR circuit composed of a resistor 34A2 and a capacitor 34A3. The output of the CR circuit is input to the other input terminal of the NAND circuit 34A4. The output of the NAND circuit 34A4 becomes the mask signal MSK1.

上記のように信号端子Tdbに入力信号BINが入力される場合に、入力信号BINがHighに立ち上がる際、まずマスク信号MSK1はLowとなる。一方、インバータ34A1の出力がLowとなるので、上記CR回路の出力CR1は、時定数に従って低下する。出力CR1が低下して或るレベルに達すると、マスク信号MSK1はHighとされる。すなわち、入力信号BINが立ち上がってから所定の期間はマスク信号MSK1をLowとすることで、後述する信号端子Tdaからインバータ35A1を経由してAND回路36Aに接続される経路により、信号端子Tdaの信号の影響でAND回路36Aの出力がHighとなることを抑制する。これにより、スイッチ33A7がオンして時定数が小さくなり、誤ってパルス幅が短くなることを抑制できる。なお、ゲート信号PGTAがLowとなることで、トランジスタPAがオンとなり、信号端子Tdaの信号がHighとなれば、インバータ35A1の出力はLowとなり、スイッチ33A7はオンとならないので、時定数は維持される。 When the input signal BIN is input to the signal terminal Tdb as described above, the mask signal MSK1 first becomes Low when the input signal BIN rises to High. On the other hand, since the output of the inverter 34A1 becomes Low, the output CR1 of the CR circuit decreases according to the time constant. When the output CR1 falls and reaches a certain level, the mask signal MSK1 is made high. That is, by setting the mask signal MSK1 to Low for a predetermined period after the rise of the input signal BIN, the signal at the signal terminal Tda is controlled by a path connecting the signal terminal Tda to the AND circuit 36A via the inverter 35A1, which will be described later. suppresses the output of the AND circuit 36A from becoming High due to the influence of . As a result, it is possible to prevent the pulse width from being erroneously shortened due to the switch 33A7 being turned on and the time constant being reduced. When the gate signal PGTA becomes Low, the transistor PA is turned on, and when the signal at the signal terminal Tda becomes High, the output of the inverter 35A1 becomes Low and the switch 33A7 is not turned on, so the time constant is maintained. be.

マスク信号MSK1は、AND回路36Aの一方の入力端に入力される。一方、立下り検出部35Aは、図10の例では、インバータ35A1により構成される。すなわち、信号端子Tdaは、インバータ35A1を経由してAND回路36Aの他方の入力端に接続される。AND回路36Aの出力は、スイッチ33A7のゲートに入力される。立下り検出部35Aにより、信号端子Tdaの信号のLowへ向かう立下りが検出される。 The mask signal MSK1 is input to one input terminal of the AND circuit 36A. On the other hand, in the example of FIG. 10, the fall detector 35A is configured by an inverter 35A1. That is, the signal terminal Tda is connected to the other input terminal of the AND circuit 36A via the inverter 35A1. The output of AND circuit 36A is input to the gate of switch 33A7. The trailing edge of the signal at the signal terminal Tda toward Low is detected by the trailing edge detection unit 35A.

また、図11は、本実施形態に係るワンショット回路3Bの一構成例を示す回路図である。図11に示すように、ワンショット回路3Bは、シュミットトリガ31Bと、ワンショットパルス生成部32Bと、マスク生成部33Bと、立下り検出部34Bと、を有する。 FIG. 11 is a circuit diagram showing one configuration example of the one-shot circuit 3B according to this embodiment. As shown in FIG. 11, the one-shot circuit 3B has a Schmidt trigger 31B, a one-shot pulse generator 32B, a mask generator 33B, and a trailing edge detector 34B.

シュミットトリガ31Bは、信号端子Tdaの信号をヒステリシスを持ってHigh/Lowの出力に変換する。 The Schmitt trigger 31B converts the signal of the signal terminal Tda into a High/Low output with hysteresis.

ワンショットパルス生成部32Bは、インバータ32B1と、抵抗32B2と、抵抗32B3と、キャパシタ32B4と、AND回路32B5と、インバータ32B6と、レベルシフト部32B7と、スイッチ32B8と、を有する。 The one-shot pulse generator 32B has an inverter 32B1, a resistor 32B2, a resistor 32B3, a capacitor 32B4, an AND circuit 32B5, an inverter 32B6, a level shifter 32B7, and a switch 32B8.

シュミットトリガ31Bの出力は、AND回路32B5の一方の入力端に入力されるとともに、インバータ32B1にも入力される。インバータ32B1の出力端は、抵抗32B2の一端に接続される。抵抗32B2の他端は、抵抗32B3の一端に接続される。抵抗32B3の他端は、キャパシタ32B4の一端とともに、AND回路32B5の他方の入力端にも接続される。AND回路32B5の出力端は、インバータ32B6の入力端に接続される。インバータ32B6の出力は、レベルシフト部32B7によりVCCAからVCCBにレベルシフトされる。レベルシフト部32B7の出力がゲート信号PGTBとなり、ゲート信号PGTBはトランジスタPBのゲートに入力される。 The output of the Schmitt trigger 31B is input to one input terminal of the AND circuit 32B5 and is also input to the inverter 32B1. The output end of inverter 32B1 is connected to one end of resistor 32B2. The other end of resistor 32B2 is connected to one end of resistor 32B3. The other end of the resistor 32B3 is connected to one end of the capacitor 32B4 and the other input end of the AND circuit 32B5. The output terminal of the AND circuit 32B5 is connected to the input terminal of the inverter 32B6. The output of inverter 32B6 is level-shifted from VCCA to VCCB by level shifter 32B7. The output of the level shifter 32B7 becomes the gate signal PGTB, and the gate signal PGTB is input to the gate of the transistor PB.

抵抗32B2,32B3とキャパシタ32B4でCR回路が構成される。ここで、図4の接続構成と同様の接続構成として、信号端子Tdaに入力信号AINが入力される場合に、入力信号AINがHighに立ち上がると、まずAND回路32B5の出力はHighとなり、ゲート信号PGTBはLowとなる。一方、インバータ32B1の出力はLowとなり、上記CR回路の時定数に従ってCR回路の出力CRBは低下する。そして、出力CRBが或るレベルに達すると、AND回路32B5の出力はLowとなり、ゲート信号PGTBはHighとされる。すなわち、上記CR回路の時定数により、ゲート信号PGTBのワンショットパルスとしてのパルス幅が決定される。当該時定数を比較的大きくすることで、パルス幅を長く設定できる。 A CR circuit is composed of resistors 32B2 and 32B3 and a capacitor 32B4. Here, as a connection configuration similar to the connection configuration of FIG. 4, when the input signal AIN is input to the signal terminal Tda, when the input signal AIN rises to High, the output of the AND circuit 32B5 first becomes High, and the gate signal PGTB becomes Low. On the other hand, the output of the inverter 32B1 becomes Low, and the output CRB of the CR circuit decreases according to the time constant of the CR circuit. Then, when the output CRB reaches a certain level, the output of the AND circuit 32B5 becomes Low and the gate signal PGTB becomes High. That is, the pulse width of the gate signal PGTB as a one-shot pulse is determined by the time constant of the CR circuit. By making the time constant relatively large, the pulse width can be set long.

また、抵抗32B2の両端間には、nチャネルMOSFETで構成されるスイッチ32B8が接続される。スイッチ32B8のオンオフにより抵抗32B2の無効/有効が切替えられ、上記CR回路の時定数が切替えられる。 A switch 32B8 composed of an n-channel MOSFET is connected across the resistor 32B2. By turning on/off the switch 32B8, the resistor 32B2 is switched between invalid and valid, and the time constant of the CR circuit is switched.

また、マスク生成部33Bは、インバータ33B1と、抵抗33B2と、キャパシタ33B3と、NAND回路33B4と、を有する。シュミットトリガ31Bの出力は、NAND回路33B4の一方の入力端とともに、インバータ33B1の入力端に入力される。インバータ33B1の出力は、抵抗33B2とキャパシタ33B3により構成されるCR回路に入力される。当該CR回路の出力は、NAND回路33B4の他方の入力端に入力される。NAND回路33B4の出力がマスク信号MSK2となる。 Also, the mask generator 33B has an inverter 33B1, a resistor 33B2, a capacitor 33B3, and a NAND circuit 33B4. The output of the Schmitt trigger 31B is input to the input terminal of the inverter 33B1 together with one input terminal of the NAND circuit 33B4. The output of the inverter 33B1 is input to a CR circuit composed of a resistor 33B2 and a capacitor 33B3. The output of the CR circuit is input to the other input terminal of the NAND circuit 33B4. The output of the NAND circuit 33B4 becomes the mask signal MSK2.

上記のように信号端子Tdaに入力信号AINが入力される場合に、入力信号AINがHighに立ち上がる際、まずマスク信号MSK2はLowとなる。一方、インバータ33B1の出力がLowとなるので、上記CR回路の出力CR2は、時定数に従って低下する。出力CR2が低下して或るレベルに達すると、マスク信号MSK2はHighとされる。すなわち、入力信号AINが立ち上がってから所定の期間はマスク信号MSK2をLowとすることで、後述する信号端子Tdbからインバータ34B1を経由してAND回路35Bに接続される経路により、信号端子Tdbの信号の影響でAND回路35Bの出力がHighとなることを抑制する。これにより、スイッチ32B8がオンして時定数が小さくなり、誤ってパルス幅が短くなることを抑制できる。なお、ゲート信号PGTBがLowとなることで、トランジスタPBがオンとなり、信号端子Tdbの信号がHighとなれば、インバータ34B1の出力はLowとなり、スイッチ32B8はオンとならないので、時定数は維持される。 When the input signal AIN is input to the signal terminal Tda as described above, the mask signal MSK2 first becomes Low when the input signal AIN rises to High. On the other hand, since the output of the inverter 33B1 becomes Low, the output CR2 of the CR circuit decreases according to the time constant. When the output CR2 falls and reaches a certain level, the mask signal MSK2 is made high. That is, by setting the mask signal MSK2 to Low for a predetermined period after the rise of the input signal AIN, the signal at the signal terminal Tdb is controlled by a path connecting the signal terminal Tdb to the AND circuit 35B via the inverter 34B1, which will be described later. suppresses the output of the AND circuit 35B from becoming High due to the influence of . As a result, it is possible to prevent the switch 32B8 from turning on, reducing the time constant, and erroneously shortening the pulse width. When the gate signal PGTB becomes Low, the transistor PB is turned on, and when the signal at the signal terminal Tdb becomes High, the output of the inverter 34B1 becomes Low and the switch 32B8 does not turn on, so the time constant is maintained. be.

マスク信号MSK2は、AND回路35Bの一方の入力端に入力される。一方、立下り検出部34Bは、図11の例では、インバータ34B1により構成される。すなわち、信号端子Tdbは、インバータ34B1を経由してAND回路35Bの他方の入力端に接続される。AND回路35Bの出力は、スイッチ32B8のゲートに入力される。立下り検出部34Bにより、信号端子Tdbの信号のLowへ向かう立下りが検出される。 The mask signal MSK2 is input to one input terminal of the AND circuit 35B. On the other hand, in the example of FIG. 11, the fall detector 34B is configured by an inverter 34B1. That is, the signal terminal Tdb is connected to the other input terminal of the AND circuit 35B via the inverter 34B1. The output of the AND circuit 35B is input to the gate of the switch 32B8. The fall detection unit 34B detects the fall of the signal at the signal terminal Tdb toward Low.

次に、このような構成のワンショット回路3A,3Bでの動作も含めて、図8に示す本実施形態に係る構成における入力電源電圧VAに対する信号端子Tdbに生成される出力信号BOUTの挙動について、図13に示すタイミングチャートを参照して述べる。なお、図13は、先述した図9と一部重複している。 Next, the behavior of the output signal BOUT generated at the signal terminal Tdb with respect to the input power supply voltage VA in the configuration according to the present embodiment shown in FIG. , with reference to the timing chart shown in FIG. Note that FIG. 13 partially overlaps with FIG. 9 described above.

図13のようにタイミングt30にて入力電源電圧VAがVCCAに立ち上げられると、信号端子Tdaに生じる入力信号AINもVCCAに立ち上がる。これにより、図11に示したワンショット回路3BでAND回路32B5の出力がHighとなり、ゲート信号PGTBはLowとされる。これにより、トランジスタPBはオンとされ、信号端子Tdbの出力信号BOUTはVCCBに立ち上がる。 As shown in FIG. 13, when the input power supply voltage VA rises to VCCA at timing t30, the input signal AIN generated at the signal terminal Tda also rises to VCCA. As a result, in the one-shot circuit 3B shown in FIG. 11, the output of the AND circuit 32B5 becomes High, and the gate signal PGTB becomes Low. As a result, the transistor PB is turned on, and the output signal BOUT from the signal terminal Tdb rises to VCCB.

すると、図10に示すワンショット回路3Aにおいて、AND回路33A5の出力はHighとなり、ゲート信号PGTAはLowとなる。これにより、トランジスタPAはオンとされる。このとき、マスク信号MSK1は、Lowに立ち下がるので、AND回路36Aの出力VAND(図10)は、Lowとなり、スイッチ33A7はオフとなる。このとき、インバータ33A1の出力がLowとなり、CR回路の出力CRAは抵抗33A2,33A3とキャパシタ33A4による時定数に従って低下を開始する。 Then, in the one-shot circuit 3A shown in FIG. 10, the output of the AND circuit 33A5 becomes High, and the gate signal PGTA becomes Low. This turns on the transistor PA. At this time, the mask signal MSK1 falls to Low, so the output VAND (FIG. 10) of the AND circuit 36A becomes Low and the switch 33A7 is turned off. At this time, the output of the inverter 33A1 becomes Low, and the output CRA of the CR circuit starts decreasing according to the time constant of the resistors 33A2, 33A3 and the capacitor 33A4.

その後、タイミングt31にて出力CR1が低下して或るレベルに達すると、マスク信号MSK1はHighとされる。しかしながら、信号端子Tdaの入力信号AINはHighであるので、出力VANDはLowとなりスイッチ33A7はオフを維持される。 After that, when the output CR1 decreases and reaches a certain level at timing t31, the mask signal MSK1 is set to High. However, since the input signal AIN of the signal terminal Tda is High, the output VAND becomes Low and the switch 33A7 is kept off.

そして、タイミングt32にて入力信号AINが立ち下げられても、ゲート信号PGTAは未だLowであり、トランジスタPAはオンとされている。これにより、入力信号AINは、VCCAをトランジスタPAのオン抵抗と終端抵抗Reで分圧した電圧であるVdに低下しようとする。このとき、インバータ35A1(立下り検出部35A)により、入力信号AINのLowへ向かう立下りを検出できる。 Even when the input signal AIN falls at timing t32, the gate signal PGTA is still Low and the transistor PA is turned on. As a result, the input signal AIN tends to drop to Vd, which is the voltage obtained by dividing VCCA by the on-resistance of the transistor PA and the terminating resistor Re. At this time, the inverter 35A1 (fall detection unit 35A) can detect the fall of the input signal AIN going to Low.

ここで、インバータ35A1は、図12に示すようなpチャネルMOSFETによるトランジスタPMと、nチャネルMOSFETによるトランジスタNMとのCMOS構成を有する。そして、トランジスタPMは、トランジスタNMに比べてVgsの閾値を低くしているので、信号端子Tdaの信号の小さい立下り変化を検出できる。このとき、インバータ35A1の出力はHighとなるので、出力VANDはHighとなり、スイッチ33A7はオンとなる。 Here, the inverter 35A1 has a CMOS configuration including a transistor PM made up of a p-channel MOSFET and a transistor NM made up of an n-channel MOSFET as shown in FIG. Since the transistor PM has a lower Vgs threshold than the transistor NM, it can detect a small falling change in the signal at the signal terminal Tda. At this time, since the output of the inverter 35A1 becomes High, the output VAND becomes High and the switch 33A7 is turned on.

これにより、抵抗33A2がバイパスされ、CR回路の時定数が小さくなる。従って、図13に示すように、タイミングt32にて出力CRAは比較的大きな傾きで低下し、タイミングt33で所定の閾値レベルCR_THに達すると、ゲート信号PGTAがHighとなる。これにより、図13に示すように、ゲート信号PGTAのパルス幅(所定時間幅TWA)を、出力CRAが小さく変更される前の時定数により低下した場合の本来のパルス幅よりもΔWだけ短くできる。 This bypasses the resistor 33A2 and reduces the time constant of the CR circuit. Therefore, as shown in FIG. 13, the output CRA decreases with a relatively large slope at timing t32, and when it reaches a predetermined threshold level CR_TH at timing t33, the gate signal PGTA becomes High. As a result, as shown in FIG. 13, the pulse width (predetermined time width TWA) of the gate signal PGTA can be shortened by ΔW from the original pulse width when it is reduced by the time constant before the output CRA is reduced. .

従って、トランジスタPAはオフとなり、入力信号AINはLowまで立ち下がる。これにより、図11に示すワンショット回路3BにおいてAND回路32B5の出力がLowとなり、ゲート信号PGTBはHighとされるので、トランジスタPBはオフとなる。このとき、入力信号AINがLowであるので、ゲート駆動回路2によりゲート信号NGTがHighとされ、トランジスタN1はオンである。従って、出力信号BOUTは、入力信号AINと同じLowとされる。 Therefore, the transistor PA is turned off and the input signal AIN falls to Low. As a result, in the one-shot circuit 3B shown in FIG. 11, the output of the AND circuit 32B5 becomes Low and the gate signal PGTB becomes High, thereby turning off the transistor PB. At this time, since the input signal AIN is Low, the gate signal NGT is set to High by the gate drive circuit 2, and the transistor N1 is turned on. Therefore, the output signal BOUT is set to the same Low level as the input signal AIN.

タイミングt33で、出力信号BOUTがLowとなるので、マスク信号MSK1はHighとなり、入力信号AINはLowであるので、インバータ35A1の出力はHighとなり、出力VANDはHighとなり、スイッチ33A7はオンとなる。そして、出力信号BOUTがLowであるので、ワンショット回路3Aにおけるインバータ33A1の出力がHighとなる。従って、抵抗33A2はバイパスされ、CR回路の出力CRAは抵抗33A3とキャパシタ33A4による時定数に従って上昇を開始する。 At timing t33, the output signal BOUT becomes Low, so the mask signal MSK1 becomes High. Since the input signal AIN is Low, the output of the inverter 35A1 becomes High, the output VAND becomes High, and the switch 33A7 is turned on. Since the output signal BOUT is Low, the output of the inverter 33A1 in the one-shot circuit 3A becomes High. Therefore, the resistor 33A2 is bypassed and the output CRA of the CR circuit starts rising according to the time constant of the resistor 33A3 and capacitor 33A4.

そして、出力CRAが所定の最大レベルCR_MAXに到達する前であるタイミングt34にて入力電源電圧VAが立ち上がると、入力信号AINもVCCAに立ち上がる。これにより、ワンショット回路3BでAND回路32B5の出力がHighとなり、ゲート信号PGTBはLowとされる。これにより、トランジスタPBはオンとされ、出力信号BOUTはVCCBに立ち上がる。 When the input power supply voltage VA rises at timing t34 before the output CRA reaches a predetermined maximum level CR_MAX, the input signal AIN also rises VCCA. As a result, the output of the AND circuit 32B5 in the one-shot circuit 3B becomes High, and the gate signal PGTB becomes Low. This turns on the transistor PB and the output signal BOUT rises to VCCB.

すると、ワンショット回路3Aにおいて、AND回路33A5の出力はHighとなり、ゲート信号PGTAはLowとなる。これにより、トランジスタPAはオンとされる。このとき、マスク信号MSK1は、Lowに立ち下がるので、出力VANDは、Lowとなり、スイッチ33A7はオフとなる。このとき、インバータ33A1の出力がLowとなり、CR回路の出力CRAは抵抗33A2,33A3とキャパシタ33A4による時定数に従って低下を開始する。 Then, in the one-shot circuit 3A, the output of the AND circuit 33A5 becomes High, and the gate signal PGTA becomes Low. This turns on the transistor PA. At this time, since the mask signal MSK1 falls to Low, the output VAND becomes Low and the switch 33A7 is turned off. At this time, the output of the inverter 33A1 becomes Low, and the output CRA of the CR circuit starts decreasing according to the time constant of the resistors 33A2, 33A3 and the capacitor 33A4.

その後、タイミングt35にて出力CR1が低下して或るレベルに達すると、マスク信号MSK1はHighとされる。しかしながら、入力信号AINはHighであるので、出力VANDはLowとなりスイッチ33A7はオフを維持される。 After that, when the output CR1 drops and reaches a certain level at timing t35, the mask signal MSK1 is set to High. However, since the input signal AIN is High, the output VAND becomes Low and the switch 33A7 is kept off.

そして、タイミングt36にて出力CRAが閾値レベルCR_THに達すると、AND回路33A5の出力がLowとなり、ゲート信号PGTAはHighとなり、トランジスタPAは、オフとなる。これにより、タイミングt37にて入力電源電圧VAが立ち下がると、入力信号AINもLowへ立ち下がる。従って、ワンショット回路3Bにより、ゲート信号PGTBはHighとなり、トランジスタPBはオフとなる。このとき、入力信号AINがLowであるので、ゲート駆動回路2によりゲート信号NGTがHighとされ、トランジスタN1はオンである。従って、出力信号BOUTは、入力信号AINと同じLowとされる。 When the output CRA reaches the threshold level CR_TH at timing t36, the output of the AND circuit 33A5 becomes Low, the gate signal PGTA becomes High, and the transistor PA is turned off. As a result, when the input power supply voltage VA falls at timing t37, the input signal AIN also falls to Low. Therefore, the gate signal PGTB becomes High by the one-shot circuit 3B, and the transistor PB is turned off. At this time, since the input signal AIN is Low, the gate signal NGT is set to High by the gate drive circuit 2, and the transistor N1 is turned on. Therefore, the output signal BOUT is set to the same Low level as the input signal AIN.

このようにして、高周波数の入力電源電圧VAに対する出力信号BOUTの応答性を改善できる。特に、タイミングt33以降は、出力CRAが最大レベルCR_MAXに到達する前に入力電源電圧VAが立ち上り、出力CRAが低下するので、ゲート信号PGTAのパルス幅(所定時間幅TWA)は自動的に短くなる。これにより、入力電源電圧VAの立下りに応じて入力信号AINをLowに立ち下げることができ、出力信号BOUTの応答性を高めることができる。但し、タイミングt33にて出力CRAを即時に最大レベルCR_MAXまで立ち上げる実施形態を採ってもよい。なお、図8の入出力を逆とした場合も上記動作と同様となり、信号端子Tdbに接続した電源による高周波数の入力電源電圧に対して信号端子Tdaの出力信号の応答性を改善できる。 In this way, the responsiveness of the output signal BOUT to the high-frequency input power supply voltage VA can be improved. In particular, after timing t33, the input power supply voltage VA rises before the output CRA reaches the maximum level CR_MAX, and the output CRA drops, so the pulse width (predetermined time width TWA) of the gate signal PGTA automatically shortens. . As a result, the input signal AIN can be lowered to Low in accordance with the fall of the input power supply voltage VA, and the responsiveness of the output signal BOUT can be improved. However, an embodiment may be adopted in which the output CRA is immediately raised to the maximum level CR_MAX at timing t33. It should be noted that even if the inputs and outputs of FIG. 8 are reversed, the operation is the same as described above, and the responsiveness of the output signal of the signal terminal Tda to the high-frequency input power supply voltage from the power supply connected to the signal terminal Tdb can be improved.

<8.ワンショット回路の変形例>
ワンショット回路3A,3Bについては、次のような変形例としてもよい。図14は、変形例に係るワンショット回路3A’の構成を示す回路図である。ワンショット回路3A’のワンショット回路3A(図10)との相違点は、立下り検出部35A’の構成である。
<8. Modified example of one-shot circuit>
The one-shot circuits 3A and 3B may be modified as follows. FIG. 14 is a circuit diagram showing the configuration of a one-shot circuit 3A' according to a modification. The difference between the one-shot circuit 3A' and the one-shot circuit 3A (FIG. 10) is the configuration of the trailing edge detection section 35A'.

立下り検出部35A’は、コンパレータ35A1’により構成される。コンパレータ35A1’の反転入力端(-)には、信号端子Tdaが接続され、非反転入力端(+)には、基準電圧が印加される。コンパレータ35A1’は、信号端子Tdaの信号と基準電圧との比較結果をAND回路36Aに出力する。これにより、信号端子TdaがLowへ向かって立ち下がる場合に、コンパレータ35A1’からHighが出力され、スイッチ33A7をオンさせることができる。 The trailing edge detection section 35A' is composed of a comparator 35A1'. A signal terminal Tda is connected to the inverting input terminal (-) of the comparator 35A1', and a reference voltage is applied to the non-inverting input terminal (+). The comparator 35A1' outputs the comparison result between the signal of the signal terminal Tda and the reference voltage to the AND circuit 36A. As a result, when the signal terminal Tda falls to Low, the comparator 35A1' outputs High to turn on the switch 33A7.

図15は、変形例に係るワンショット回路3B’の構成を示す回路図である。ワンショット回路3B’のワンショット回路3B(図11)との相違点は、立下り検出部34B’の構成である。 FIG. 15 is a circuit diagram showing the configuration of a one-shot circuit 3B' according to the modification. The difference between the one-shot circuit 3B' and the one-shot circuit 3B (FIG. 11) is the configuration of the trailing edge detection section 34B'.

立下り検出部34B’は、コンパレータ34B1’により構成される。コンパレータ34B1’の反転入力端(-)には、信号端子Tdbが接続され、非反転入力端(+)には、基準電圧が印加される。コンパレータ34B1’は、信号端子Tdbの信号と基準電圧との比較結果をAND回路35Bに出力する。これにより、信号端子TdbがLowへ向かって立ち下がる場合に、コンパレータ34B1’からHighが出力され、スイッチ32B8をオンさせることができる。 The fall detection section 34B' is composed of a comparator 34B1'. A signal terminal Tdb is connected to the inverting input terminal (-) of the comparator 34B1', and a reference voltage is applied to the non-inverting input terminal (+). The comparator 34B1' outputs the comparison result between the signal of the signal terminal Tdb and the reference voltage to the AND circuit 35B. As a result, when the signal terminal Tdb falls to Low, the comparator 34B1' outputs High to turn on the switch 32B8.

このように、立下り検出部としてコンパレータを用いると、検出閾値の精度を向上させることができる。但し、立下り検出部としてインバータを用いるほうが、コスト低減の観点からは有利である。 Using the comparator as the falling edge detection unit in this way can improve the accuracy of the detection threshold. However, the use of an inverter as the trailing edge detection unit is more advantageous from the viewpoint of cost reduction.

<9.チップにおけるレイアウト>
図16は、双方向レベルシフト回路1のチップCPにおけるレイアウトの一例を示す模式図である。チップCPは、互いに直交するX軸方向およびY軸方向に拡がる。図16において、X軸方向の一方側をX1、他方側をX2として示し、Y軸方向の一方側をY1、他方側をY2として示す。X2側とY2側が互いに近づく方向である。
<9. Layout in Chip>
FIG. 16 is a schematic diagram showing an example layout of the bidirectional level shift circuit 1 on the chip CP. The chips CP extend in the X-axis direction and the Y-axis direction that are orthogonal to each other. In FIG. 16, one side in the X-axis direction is indicated by X1 and the other side by X2, and one side in the Y-axis direction is indicated by Y1 and the other side by Y2. The X2 side and the Y2 side are directions in which they approach each other.

チップCPにおけるX1側の端部には、トランジスタN1が配置される。トランジスタN1のX2側に隣接してゲート駆動回路2が配置される。ゲート駆動回路2は、抵抗RBと抵抗RAによってY軸方向に挟まれる。抵抗RBは、抵抗RAよりもY1側に配置される。トランジスタPA,PBは、ゲート駆動回路2のX2側に配置される。トランジスタPBは、トランジスタPAよりもY1側に配置される。 A transistor N1 is arranged at the end of the chip CP on the X1 side. A gate drive circuit 2 is arranged adjacent to the X2 side of the transistor N1. The gate drive circuit 2 is sandwiched in the Y-axis direction by the resistor RB and the resistor RA. The resistor RB is arranged on the Y1 side of the resistor RA. Transistors PA and PB are arranged on the X2 side of gate drive circuit 2 . The transistor PB is arranged closer to the Y1 side than the transistor PA.

チップCPにおけるX2側の端部には、キャパシタ33B3,32B4,33A4,34A3がこの順にY2側へ向かって隣接して配列され、一つの第1グループを構成する。キャパシタ33B3,32B4は、先述したようにワンショット回路3B(図11)に設けられ、キャパシタ33A4,34A3は、先述したようにワンショット回路3A(図10)に設けられる。キャパシタ33B3,32B4,33A4,34A3を一つのグループを構成するように配置することで、相対バラツキを低減する。 At the X2 side end of the chip CP, capacitors 33B3, 32B4, 33A4, and 34A3 are arranged adjacently in this order toward the Y2 side to form one first group. Capacitors 33B3 and 32B4 are provided in one-shot circuit 3B (FIG. 11) as described above, and capacitors 33A4 and 34A3 are provided in one-shot circuit 3A (FIG. 10) as described above. By arranging the capacitors 33B3, 32B4, 33A4, and 34A3 so as to form one group, relative variations are reduced.

抵抗32B3,32B2は、この順にX2側へ向かって隣接して配列され、一つの第2グループを構成する。当該第2グループは、上記第1グループよりもY1側に配置される。抵抗32B3,32B2は、先述したようにワンショット回路3B(図11)に設けられる。これにより、抵抗32B3,32B2の相対バラツキを低減する。 The resistors 32B3 and 32B2 are arranged adjacently in this order toward the X2 side to form one second group. The second group is arranged on the Y1 side of the first group. The resistors 32B3 and 32B2 are provided in the one-shot circuit 3B (FIG. 11) as described above. This reduces relative variations in the resistors 32B3 and 32B2.

抵抗33A3,33A2は、この順にX2側へ向かって隣接して配列され、一つの第3グループを構成する。当該第3グループは、上記第1グループよりもY2側に配置される。抵抗33A3,33A2は、先述したようにワンショット回路3A(図10)に設けられる。これにより、抵抗33A3,33A2の相対バラツキを低減する。 The resistors 33A3 and 33A2 are arranged adjacently in this order toward the X2 side to form one third group. The third group is arranged on the Y2 side of the first group. The resistors 33A3 and 33A2 are provided in the one-shot circuit 3A (FIG. 10) as described above. This reduces relative variations in the resistors 33A3 and 33A2.

また、信号端子Tdbは、上面視にて、トランジスタPBよりもY1側且つ抵抗RBよりもX2側に配置される。信号端子Tdaは、上面視にて、トランジスタPAよりもY2側且つ抵抗RAよりもX2側に配置される。VCCBを印加する電源端子Tvbは、上面視にて、信号端子TdbよりもX2側に配置され、且つ上記第2グループのX1側に隣接して配置される。VCCAを印加する電源端子Tvaは、上面視にて、信号端子TdaよりもX2側に配置され、且つ上記第3グループのX1側に隣接して配置される。また、グランド端子Tgdは、信号端子Tdaと電源端子TvaによりX軸方向に挟まれて配置される。 In addition, the signal terminal Tdb is arranged on the Y1 side of the transistor PB and on the X2 side of the resistor RB when viewed from above. The signal terminal Tda is arranged on the Y2 side of the transistor PA and on the X2 side of the resistor RA when viewed from above. The power supply terminal Tvb to which VCCB is applied is arranged on the X2 side of the signal terminal Tdb in top view, and is arranged adjacent to the X1 side of the second group. The power supply terminal Tva to which VCCA is applied is arranged on the X2 side of the signal terminal Tda in top view, and is arranged adjacent to the X1 side of the third group. Further, the ground terminal Tgd is sandwiched between the signal terminal Tda and the power terminal Tva in the X-axis direction.

信号端子Tdb,Tdaおよび電源端子Tvb,Tvaのそれぞれは、上面視にて、ESD保護ダイオードと重なる。 Each of the signal terminals Tdb, Tda and the power terminals Tvb, Tva overlaps the ESD protection diode when viewed from above.

<10.システムの適用例>
図17は、図1に示したデータ通信システムの適用例を示す構成図である。図17の例では、HDD(ハードディスクドライブ)30にシステムコントローラ20Aと双方向レベルシフト回路1が設けられ、テスター40にシステムコントローラ20Bが設けられる。これにより、双方向レベルシフト回路1は、HDD30とテスター40とで異なる電源電圧で動作するシステムコントローラ間のデータ通信を可能とするインタフェースとして機能する。
<10. Application example of the system>
FIG. 17 is a configuration diagram showing an application example of the data communication system shown in FIG. In the example of FIG. 17, an HDD (hard disk drive) 30 is provided with a system controller 20A and a bidirectional level shift circuit 1, and a tester 40 is provided with a system controller 20B. Thus, the bidirectional level shift circuit 1 functions as an interface that enables data communication between system controllers that operate with different power supply voltages for the HDD 30 and the tester 40 .

<11.その他>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。
<11. Others>
Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications of the embodiments are possible within the scope of the present invention.

本発明は、異なる電源電圧で動作する各種のシステムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in various systems operating with different power supply voltages.

1 双方向レベルシフト回路
2 ゲート駆動回路
3A、3B ワンショット回路
31A レベルシフト部
32A、31B シュミットトリガ
33A、32B ワンショットパルス生成部
34A、33B マスク生成部
35A、34B 立下り検出部
N1 トランジスタ(nチャネルMOSFET)
PA,PB トランジスタ(pチャネルMOSFET)
RA,RB 抵抗
Tva,Tvb 電源端子
Tda,Tdb 信号端子
Re 終端抵抗
20A,20B システムコントローラ
30 HDD(ハードディスクドライブ)
40 テスター
50 電源
1 bidirectional level shift circuit 2 gate drive circuit 3A, 3B one-shot circuit 31A level shift section 32A, 31B Schmitt trigger 33A, 32B one-shot pulse generation section 34A, 33B mask generation section 35A, 34B trailing edge detection section N1 transistor (n channel MOSFET)
PA, PB Transistor (p-channel MOSFET)
RA, RB resistors Tva, Tvb power terminals Tda, Tdb signal terminals Re termination resistors 20A, 20B system controller 30 HDD (hard disk drive)
40 tester 50 power supply

Claims (13)

第1信号端子と、
第2信号端子と、
第1電源電圧が印加される第1電源端子と、
第2電源電圧が印加される第2電源端子と、
前記第1電源端子と前記第1信号端子との間に接続される第1プルアップ抵抗と、
前記第2電源端子と前記第2信号端子との間に接続される第2プルアップ抵抗と、
前記第1プルアップ抵抗の両端間に接続される第1トランジスタと、
前記第2プルアップ抵抗の両端間に接続される第2トランジスタと、
前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に配置される第3トランジスタと、
前記第3トランジスタの制御端を駆動する駆動回路と、
前記第1トランジスタの制御端を駆動する第1駆動信号を生成する第1ワンショット回路と、
前記第2トランジスタの制御端を駆動する第2駆動信号を生成する第2ワンショット回路と、
を備え、
前記第2ワンショット回路は、前記第1信号端子の信号の立ち上りに基づき所定の第2時間幅だけオンレベルとした前記第2駆動信号のワンショットパルスを生成し、前記第1信号端子の信号の立ち下りに基づきオフレベルの前記第2駆動信号を生成し、
前記第1ワンショット回路は、
第1CR回路を含み、前記第2信号端子の信号の立ち上りに基づき前記第1CR回路の時定数に応じた所定の第1時間幅だけオンレベルとした前記第1駆動信号のワンショットパルスを生成するワンショットパルス生成部と、
前記第1信号端子の信号の立ち下りを検出し、当該検出結果に基づき前記第1CR回路の時定数を小さく変更する立下り検出部と、を有する、
双方向レベルシフト回路。
a first signal terminal;
a second signal terminal;
a first power supply terminal to which the first power supply voltage is applied;
a second power supply terminal to which a second power supply voltage is applied;
a first pull-up resistor connected between the first power terminal and the first signal terminal;
a second pull-up resistor connected between the second power terminal and the second signal terminal;
a first transistor connected across the first pull-up resistor;
a second transistor connected across the second pull-up resistor;
a third transistor arranged between the first signal terminal and the second signal terminal;
a driving circuit for driving the control terminal of the third transistor;
a first one-shot circuit for generating a first drive signal for driving a control end of the first transistor;
a second one-shot circuit for generating a second drive signal for driving the control end of the second transistor;
with
The second one-shot circuit generates a one-shot pulse of the second drive signal that is turned on for a predetermined second time width based on the rising edge of the signal at the first signal terminal, and outputs the signal at the first signal terminal. generating the off-level second drive signal based on the falling edge of
The first one-shot circuit is
A first CR circuit is included, and a one-shot pulse of the first drive signal is generated based on the rising edge of the signal at the second signal terminal and turned on for a predetermined first time width corresponding to the time constant of the first CR circuit. a one-shot pulse generator;
a fall detection unit that detects the fall of the signal of the first signal terminal and changes the time constant of the first CR circuit to be smaller based on the detection result;
Bi-directional level shift circuit.
前記立下り検出部は、pチャネルMOSFETとnチャネルMOSFETによるCMOS構成を有した第1インバータであり、
pチャネルMOSFETは、nチャネルMOSFETに比べてVgsの閾値を低くしている、請求項1に記載の双方向レベルシフト回路。
The fall detection unit is a first inverter having a CMOS configuration with a p-channel MOSFET and an n-channel MOSFET,
2. The bi-directional level shift circuit of claim 1, wherein the p-channel MOSFET has a lower Vgs threshold than the n-channel MOSFET.
前記立下り検出部は、前記第1信号端子の信号と基準電圧を比較するコンパレータである、請求項1に記載の双方向レベルシフト回路。 2. The bi-directional level shift circuit according to claim 1, wherein said fall detector is a comparator that compares the signal of said first signal terminal with a reference voltage. 前記第1ワンショット回路は、前記第2信号端子の信号の立ち上りの際に、所定期間だけ前記立下り検出部の検出結果をマスキングするマスク信号を生成するマスク生成部をさらに有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の双方向レベルシフト回路。 2. The first one-shot circuit further comprises a mask generation section for generating a mask signal for masking the detection result of the fall detection section for a predetermined period when the signal at the second signal terminal rises. 4. The bi-directional level shift circuit according to any one of claims 3 to 4. 前記マスク生成部は、前記所定期間を時定数により決定する第2CR回路を有する、請求項4に記載の双方向レベルシフト回路。 5. The bidirectional level shift circuit according to claim 4, wherein said mask generating section has a second CR circuit that determines said predetermined period by a time constant. 前記マスク生成部は、
前記第2信号端子が電気的に接続される一方の入力端と、前記第2CR回路の出力端が接続される他方の入力端と、を有するNAND回路と、
前記第2信号端子が電気的に接続される入力端と、前記第2CR回路の入力端に接続される出力端と、を有する第2インバータと、
をさらに有する、請求項5に記載の双方向レベルシフト回路。
The mask generation unit
a NAND circuit having one input terminal electrically connected to the second signal terminal and the other input terminal connected to the output terminal of the second CR circuit;
a second inverter having an input terminal electrically connected to the second signal terminal and an output terminal connected to the input terminal of the second CR circuit;
6. The bi-directional level shift circuit of claim 5, further comprising:
前記ワンショットパルス生成部は、前記第1CR回路に含まれる抵抗の両端間に接続されるスイッチを有し、
前記スイッチは、前記立下り検出部の検出結果に応じてオンオフを制御される、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の双方向レベルシフト回路。
The one-shot pulse generator has a switch connected across a resistor included in the first CR circuit,
7. The bidirectional level shift circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein said switch is ON/OFF-controlled according to a detection result of said falling edge detection section.
前記ワンショットパルス生成部は、
前記第2信号端子が電気的に接続される一方の入力端と、前記第1CR回路の出力端に接続される他方の入力端と、を有するAND回路と、
前記第2信号端子が電気的に接続される入力端と、前記第1CR回路の入力端に接続される出力端と、を有する第3インバータと、
前記AND回路の出力端に接続される入力端を有する第4インバータと、
をさらに有する、請求項7に記載の双方向レベルシフト回路。
The one-shot pulse generator is
an AND circuit having one input terminal electrically connected to the second signal terminal and the other input terminal connected to the output terminal of the first CR circuit;
a third inverter having an input terminal electrically connected to the second signal terminal and an output terminal connected to the input terminal of the first CR circuit;
a fourth inverter having an input terminal connected to the output terminal of the AND circuit;
8. The bi-directional level shift circuit of claim 7, further comprising:
前記第2電源電圧は、前記第1電源電圧よりも高く、
前記第1ワンショット回路は、前記第1電源電圧を電源として供給され、
前記第1ワンショット回路は、前記第2信号端子の信号に対して前記第2電源電圧から前記第1電源電圧へのレベルシフトを行うレベルシフト部を前記ワンショットパルス生成部の前段側にさらに有する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の双方向レベルシフト回路。
The second power supply voltage is higher than the first power supply voltage,
The first one-shot circuit is supplied with the first power supply voltage as a power supply,
The first one-shot circuit further includes a level shifter for level-shifting the signal of the second signal terminal from the second power supply voltage to the first power supply voltage on the preceding stage side of the one-shot pulse generator. 9. A bidirectional level shift circuit as claimed in any one of claims 1 to 8, comprising:
前記第1ワンショット回路は、前記レベルシフト部と前記ワンショットパルス生成部との間に配置されるシュミットトリガをさらに有する、請求項9に記載の双方向レベルシフト回路。 10. The bi-directional level shift circuit of claim 9, wherein said first one-shot circuit further comprises a Schmitt trigger arranged between said level shifter and said one-shot pulse generator. チップにおいて、前記第1CR回路に含まれる複数の抵抗は、互いに隣接して配置されて第1グループを構成する、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の双方向レベルシフト回路。 11. The bi-directional level shifter circuit according to any one of claims 1 to 10, wherein in a chip a plurality of resistors included in said first CR circuit are arranged adjacent to each other to form a first group. チップにおいて、前記第1CR回路に含まれる第1キャパシタと、前記第2CR回路に含まれる第2キャパシタは、隣接して配置されて第2グループを構成する、請求項5または請求項6に記載の双方向レベルシフト回路。 7. The chip according to claim 5, wherein the first capacitor included in the first CR circuit and the second capacitor included in the second CR circuit are arranged adjacently to form a second group. Bi-directional level shift circuit. 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の双方向レベルシフト回路と、
前記第1電源電圧により動作する第1システムと、
前記第2電源電圧により動作する第2システムと、
を備えるデータ通信システム。
a bidirectional level shift circuit according to any one of claims 1 to 12;
a first system operated by the first power supply voltage;
a second system operated by the second power supply voltage;
A data communication system comprising:
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