JPH03139014A - Ttl/mos level conversion circuit - Google Patents

Ttl/mos level conversion circuit

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JPH03139014A
JPH03139014A JP1275888A JP27588889A JPH03139014A JP H03139014 A JPH03139014 A JP H03139014A JP 1275888 A JP1275888 A JP 1275888A JP 27588889 A JP27588889 A JP 27588889A JP H03139014 A JPH03139014 A JP H03139014A
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Japan
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ttl
channel mos
transistor
mos transistor
level
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JP1275888A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kono
河野 通
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To decrease a transient through-current and to reduce power consumption by providing an N-channel MOSFET connected between a P channel MOSFET of a CMOS inverter and a power line, and reaching normally ON state in response to a constant voltage. CONSTITUTION:When a TTL input is at an L level, a P-channel MOSFETQ1 is turned on by a voltage applied between the gate and source of the TR of a CMOS inverter and its drain level is nearly VCC when the Pchannel MOSFET is turned on. Since a voltage close to a threshold level is applied between the gate and source of a MOSFETQ2, the TRQ2 is almost turned on. On the other hand, when the TTL input is at H, a voltage turning sufficiently on the FET is applied between the gate and source of the N-channel MOSFETQ2, but since only a low voltage is applied between the gate and source of the TR Q1, the TR Q1 is cut off. Thus, the through-current is sufficiently reduced by cutting off the through-current when the level is at H.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要] TTL/MOSレベル変換回路、特に、半導体装置の入
力初段回路に設けられ、外部からのTTLレベルの信号
を内部のMO3回路用論理レベルに変換するための回路
構成に関し、 TTL/MOSレベル変換を低消費電力で行うことを目
的とし、 第1の電源ラインと、該第1の電源ラインよりも低電位
の第2の電源ラインと、TTLレベルの入力信号に応答
し、nチャネルMOSトランジスタが前記第2の電源ラ
インに接続されている相補型MOSインバータと、該相
補型MOSインバータのpチャネルMOSトランジスタ
と前記第1の電源ラインの間に接続され、定電圧に応答
してノーマリ・オン状態となるnチャネルMOSトラン
ジスタとを具備するように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] A TTL/MOS level conversion circuit, particularly a circuit provided in an input first stage circuit of a semiconductor device, for converting an external TTL level signal to a logic level for an internal MO3 circuit. Regarding the configuration, with the aim of performing TTL/MOS level conversion with low power consumption, a first power supply line, a second power supply line with a lower potential than the first power supply line, and a TTL level input signal are connected. In response, an n-channel MOS transistor is connected between a complementary MOS inverter connected to the second power supply line, a p-channel MOS transistor of the complementary MOS inverter and the first power supply line, and a constant voltage is applied. The device is configured to include an n-channel MOS transistor that is normally on in response to the above.

〔産業上の利用分野] 本発明は、TTL/MOSレベル変換回路に関し、特に
、半導体装置の入力初段回路に設けられ、外部からのト
ランジスタ・トランジスタ・ロジック(TTL)レベル
の信号を内部の金属・酸化物・半導体(MOS)回路用
論理レベル(MOSレベル)に変換するための回路構成
に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a TTL/MOS level conversion circuit, and in particular, it is provided in an input first stage circuit of a semiconductor device and converts an external transistor-transistor-logic (TTL) level signal into an internal metal The present invention relates to a circuit configuration for converting to a logic level (MOS level) for an oxide/semiconductor (MOS) circuit.

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕[Prior art and problems to be solved by the invention]

第12図に従来形の一例としてのTTL/MOSレベル
変換回路の構成が示される。
FIG. 12 shows the configuration of a TTL/MOS level conversion circuit as an example of a conventional type.

図示の回路は、高電位の電源ラインVcc (5V)と
低電位の電源ラインνss (OV)の間に直列に接続
されたpチャネルトランジスタQPOおよびTTLレベ
ルの入力信号INに応答する相補型MO3(CMOS)
インバータ(pチャネルトランジスタQPIおよびnチ
ャネルトランジスタQN1)と、同じく電源ラインVc
c とVssの間に接続され、該CMOSインバータの
出力に応答して内部回路に接続する第2のCMOSイン
バータ(PチャネルトランジスタQP2およびnチャネ
ルトランジスタロN2)とから構成されている。
The illustrated circuit consists of a p-channel transistor QPO connected in series between a high-potential power supply line Vcc (5V) and a low-potential power supply line νss (OV), and a complementary MO3 ( CMOS)
Inverter (p channel transistor QPI and n channel transistor QN1) and power supply line Vc
c and Vss, and a second CMOS inverter (P-channel transistor QP2 and n-channel transistor N2) connected to the internal circuit in response to the output of the CMOS inverter.

また、pチャネルトランジスタQPOのゲートには定電
圧Vssが印加され、それによって該トランジスタはノ
ーマリ・オン状態となる。従って、CMOSインバータ
のpチャネルトランジスタQPIのソース電位は5■程
度となっている。なお、TTL入力0.8V(”L”レ
ベル)〜2.4■じH”レベル)に追従させるために、
通常、CMOSインバータ(QPI、QN1)のスレッ
ショルドレベル力の中間値(1.6V)程度に設定され
る。
Furthermore, a constant voltage Vss is applied to the gate of the p-channel transistor QPO, thereby placing the transistor in a normally on state. Therefore, the source potential of the p-channel transistor QPI of the CMOS inverter is about 5■. In addition, in order to follow the TTL input 0.8V (“L” level) to 2.4V (“H” level),
Usually, it is set to about the middle value (1.6V) of the threshold level power of the CMOS inverter (QPI, QN1).

この構成において、TTL入力信号INが“し”レベル
(0.8V)の時、CMOSインバータのpチャネルト
ランジスタQPIのゲート・ソース間には約−4.2 
Vの電圧が加わるため、該トランジスタは十分にオン状
態となり、そのドレイン電位はほぼ5v(“H”レベル
)となる。また、nチャネルトランジスタQNIのゲー
ト・ソース間にはスレッショルドレベルに近い電圧(0
.8V)が加わるため、該トランジスタQNIも辛ろう
じてオン状態となる。
In this configuration, when the TTL input signal IN is at the "high" level (0.8V), the voltage between the gate and source of the p-channel transistor QPI of the CMOS inverter is approximately -4.2V.
Since the voltage of V is applied, the transistor is sufficiently turned on, and its drain potential becomes approximately 5V (“H” level). In addition, a voltage close to the threshold level (0
.. 8V), the transistor QNI is also barely turned on.

従って、この場合過渡的に、電源ラインVccからトラ
ンジスタロpo, qptおよびQNIを介して電源ラ
インVssに貫通電流が流れる。
Therefore, in this case, a through current flows transiently from the power supply line Vcc to the power supply line Vss via the transistors po, qpt, and QNI.

一方、TTL入力信号INが“H”レベル(2.4V)
の場合には、pチャネルトランジスタQPIおよびnチ
ャネルトランジスタQNIの各ゲート・ソース間にそれ
ぞれ約−2.6■、+2.4 Vの電圧が加わり、いず
れのトランジスタも十分にオン状態となる。この時、n
チャネルトランジスタQNIに着目すれば、バイアス条
件は、ドレイン電位が約5V、ソース電位が0■、ゲー
ト電位が2.4■となり、TTL入力が“L”レベルの
場合に比べて大きな貫通電流(大体において50〜10
0μA程度の貫通電流)が流れる。
On the other hand, the TTL input signal IN is at “H” level (2.4V)
In this case, voltages of approximately -2.6 V and +2.4 V are applied between the gates and sources of the p-channel transistor QPI and the n-channel transistor QNI, respectively, and both transistors are fully turned on. At this time, n
Focusing on the channel transistor QNI, the bias conditions are a drain potential of approximately 5V, a source potential of 0■, and a gate potential of 2.4■, which results in a large through current (approximately 50-10 in
A through current of about 0 μA) flows.

いずれにせよ、CMOSインバータを通して貫通電流が
流れ、特に、TTL入力が“11”レベルの場合には相
対的に多くの貫通電流が流れるため、それに応じて消費
電力も増大するという欠点を生じていた。
In any case, a through current flows through the CMOS inverter, and in particular, when the TTL input is at the "11" level, a relatively large amount of through current flows, resulting in a corresponding increase in power consumption. .

本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作され
たもので、半導体装置の入力初段回路においてTTL/
MOSレベル変換を低消費電力で行うことができる回路
構成を提供することを目的としている。
The present invention was created in view of the problems in the prior art, and it is possible to use TTL/
It is an object of the present invention to provide a circuit configuration that can perform MOS level conversion with low power consumption.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するため、本発明によれば、半導体装置
の入力初段回路に設けられるTTL/MOSレベル変換
回路であって、第1の電源ラインと、該第1の電源ライ
ンよりも低電位の第2の電源ラインと、TTLレベルの
入力信号に応答し、nチャネルMOSトランジスタが前
記第2の電源ラインに接続されているC M OSイン
バータと、該CMOSインバータのpチャネルMOSト
ランジスタと前記第1の電源ラインの間に接続され、定
電圧に応答してノーマリ・オン状態となるnチャネルM
OSトランジスタとを具備することを特徴とするTTL
/MOSレベル変換回路が提供される。
In order to solve the above problems, the present invention provides a TTL/MOS level conversion circuit provided in an input first stage circuit of a semiconductor device, which has a first power supply line and a lower potential than the first power supply line. a second power supply line; a CMOS inverter responsive to a TTL level input signal and having an n-channel MOS transistor connected to the second power supply line; a p-channel MOS transistor of the CMOS inverter; n-channel M, which is connected between the power supply lines of the
A TTL characterized by comprising an OS transistor.
/MOS level conversion circuit is provided.

また好適には、上記CMOSインバータのnチャネルM
OSトランジスタと第2の電源ラインの間に、定電圧に
応答してノーマリ・オン状態となるpチャネルMOSト
ランジスタが接続されていてもよい。
Also preferably, the n-channel M of the CMOS inverter is
A p-channel MOS transistor that is normally on in response to a constant voltage may be connected between the OS transistor and the second power supply line.

さらに好適には、上記ノーマリ・オン状態となるpチャ
ネルMOSトランジスタのゲートに印加される定電圧が
第2の電源ライン用の電源パッドから直接供給されるよ
うにしてもよい。
More preferably, the constant voltage applied to the gate of the normally-on p-channel MOS transistor may be directly supplied from a power supply pad for the second power supply line.

また、上記ノーマリ・オン状態となるnチャネルMOS
トランジスタおよびCMOSインバータのnチャネルM
OSトランジスタの代わりに、TTLレベルの入力信号
に応答するnpnバイポーラトランジスタを設けてもよ
いし、あるいは、上記ノーマリ・オン状態となるnチャ
ネルMOSトランジスタの代わりにnpnバイポーラト
ランジスタを設けてもよい。
In addition, the above-mentioned n-channel MOS which is in the normally on state
N-channel M of transistors and CMOS inverters
Instead of the OS transistor, an npn bipolar transistor that responds to a TTL level input signal may be provided, or an npn bipolar transistor may be provided instead of the n-channel MOS transistor that is normally on.

〔作用〕[Effect]

上述した基本的な構成によれば、CMOSインバータの
nチャネルMOSトランジスタのソース電位は、ノーマ
リ・オン状態となるnチャネルMOSトランジスタに加
わる定電圧よりも更にそのスレッショルドレベルの分だ
け低くなる。従って、TTL入力信号が“H”レベルの
時に該pチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース
間に加わる電圧をそのスレッショルドレベル以下に下げ
ることが可能となる。この時、pチャネルMO3!−ラ
ンジスタはカットオフ状態となるので、CMOSインバ
ータには貫通電流は流れない。
According to the above-described basic configuration, the source potential of the n-channel MOS transistor of the CMOS inverter is lower than the constant voltage applied to the normally-on n-channel MOS transistor by its threshold level. Therefore, when the TTL input signal is at the "H" level, the voltage applied between the gate and source of the p-channel MOS transistor can be lowered to below its threshold level. At this time, p channel MO3! - Since the transistor is in a cut-off state, no through current flows through the CMOS inverter.

つまり、従来形においてTTL人力が“H”レベルの時
に最大の貫通電流が流れていた状態を回避することがで
き、それによって消費電力の低減化を図ることが可能と
なる。
In other words, it is possible to avoid the state in which the maximum through current flows when the TTL power is at the "H" level in the conventional type, thereby making it possible to reduce power consumption.

また、定電圧に応答してノーマリ・オン状態となるPチ
ャネルMOSトランジスタをCMOSインバータのnチ
ャネルMOSトランジスタと第2の電源ラインの間に接
続した場合には、該nチャネルMOSトランジスタのソ
ース電位は該pチャネルMOSトランジスタのスレッシ
ョルドレベルの分だけ高くなるので、TTL入力信号が
“し”レベルの時にHK nチャネルMOSトランジス
タのゲート・ソース間に加わる電圧をそのスレッショル
ドレベル以下に下げることができる。
Furthermore, when a P-channel MOS transistor that is normally on in response to a constant voltage is connected between the n-channel MOS transistor of the CMOS inverter and the second power supply line, the source potential of the n-channel MOS transistor is Since the voltage is increased by the threshold level of the p-channel MOS transistor, the voltage applied between the gate and source of the HK n-channel MOS transistor can be lowered to below the threshold level when the TTL input signal is at the "high" level.

従ってこの場合、nチャネルMOSトランジスタはカッ
トオフ状態となり、貫通電流は流れず、上記の基本的な
構成に比してより一層の低消費電力化が可能となる。
Therefore, in this case, the n-channel MOS transistor is in a cut-off state and no through current flows, making it possible to further reduce power consumption compared to the above basic configuration.

さらに、ノーマリ・オン状態となるpチャネルMOSト
ランジスタのゲートに印加される定電圧を第2の電源ラ
イン用の電源パッドから直接供給するようにすれば、ノ
イズの影響を受けない高信顛度の動作を期待できる。
Furthermore, if the constant voltage applied to the gate of the normally-on p-channel MOS transistor is directly supplied from the power supply pad for the second power supply line, high reliability that is not affected by noise can be achieved. You can expect it to work.

なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細につ
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。
Note that other structural features and details of the operation of the present invention will be explained using the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には本発明の一実施例としてのTTL/MOSレ
ベル変換回路の構成が示され、例えば半導体メモリ装置
の入力初段回路の一部として構成される。
FIG. 1 shows the configuration of a TTL/MOS level conversion circuit as an embodiment of the present invention, and is configured as a part of an input initial stage circuit of a semiconductor memory device, for example.

本実施例のTTL/MOSレベル変換回路は、低電位の
電源ラインVss (OV)側に接続され、TTL入力
信号INに応答するCMOSインバータ(pチャネルM
OSトランジスタロおよびnチャネルMOSトランジス
タロ2)と、高電位の電源ラインVcc (5V)と該
CMOSインバータの間に接続され、定電圧v0に応答
してノーマリ・オン状態となるnチャネルMOSトラン
ジスタQ3と、CMOSインバータの出力端と電源ライ
ンVccとの間に接続され、ノード■の電位に応答する
帰還回路としてのpチャネルMOSトランジスタQ4と
、電源ラインVccとVssの間に、接続され、CMO
Sインバータ(口1 、 Q2)の出力に応答する第2
のCMOSインバータ(pチャネルMOSトランジスタ
ロ5およびnチャネルMOSトランジスタQ6)と、上
記nチャネルMOSトランジスタQ3のゲートに定電圧
v8を供給するための定電圧回路CVとから構成されて
いる。
The TTL/MOS level conversion circuit of this embodiment is a CMOS inverter (p channel M
An n-channel MOS transistor Q3 that is connected between the OS transistor RO and the n-channel MOS transistor RO 2), the high-potential power supply line Vcc (5V), and the CMOS inverter, and becomes normally on in response to the constant voltage v0. and a p-channel MOS transistor Q4, which is connected between the output end of the CMOS inverter and the power supply line Vcc and serves as a feedback circuit that responds to the potential of the node (2), and between the power supply lines Vcc and Vss,
The second in response to the output of the S inverter (port 1, Q2)
(a p-channel MOS transistor R5 and an n-channel MOS transistor Q6), and a constant voltage circuit CV for supplying a constant voltage v8 to the gate of the n-channel MOS transistor Q3.

この定電圧回路Cvは、電源ラインVccとVssの間
に直列に接続された抵抗器Rおよび5個のシリコンダイ
オードDI−D5からなり、該抵抗器とダイオードD1
の接続点より上記定電圧v0が取り出される。各シリコ
ンダイオードの順方向電圧降下を約0゜7■とすると、
定電圧v0は約3−5V (第2図参照)に設定される
。nチャネルMOSトランジスタロ3はこの定電圧v0
に応答してノーマリ・オン状態となっているので、CM
OSインバータのpチャネルMOSトランジスタロ1の
ソース電位は、トランジスタQ3のスレッショルドレベ
ルの分だけ該定電圧v0よりも低い電位(約2.6V)
となっている。
This constant voltage circuit Cv consists of a resistor R and five silicon diodes DI-D5 connected in series between the power supply lines Vcc and Vss.
The constant voltage v0 is taken out from the connection point. Assuming that the forward voltage drop of each silicon diode is approximately 0°7■,
The constant voltage v0 is set to about 3-5V (see Figure 2). The n-channel MOS transistor RO 3 has this constant voltage v0.
Since it is normally on in response to the CM
The source potential of the p-channel MOS transistor Ro1 of the OS inverter is a potential (approximately 2.6 V) lower than the constant voltage v0 by the threshold level of the transistor Q3.
It becomes.

なお、TTL入力が印加されるCMOSインバータ(Q
l、Q2)のゲートをノード■、pチャネルMOSトラ
ンジスタQlのソース側をノード■、nチャネルMO5
)ランジスタQ3のゲートをノード■、CMOSイ7バ
インバータ1.Q2)(D出力端をノート■、そして、
CMOSインバータ(Q5.Q6)の出力端をノード■
とする 第2図には第1図回路の各部における動作タイミング波
形が示される。前述したように、ノード■の電位は約2
.6v、ノード■の電位は約3.5■に一定化されてい
る。
Note that the CMOS inverter (Q
The gate of the p-channel MOS transistor Ql is connected to the node ■, the source side of the p-channel MOS transistor Ql is connected to the node ■, and the n-channel MO5
) The gate of transistor Q3 is connected to node ■, and CMOS I7 is connected to inverter 1. Q2) (Connect the D output end to the notebook ■, and
Connect the output end of the CMOS inverter (Q5, Q6) to the node ■
FIG. 2 shows operation timing waveforms in each part of the circuit of FIG. 1. As mentioned above, the potential of node ■ is approximately 2
.. 6V, and the potential of the node ■ is kept constant at approximately 3.5V.

同図に示されるように、TTL入力(ノード■の電位)
が”L″IzIzヘル8V) (7)時、CMOSイン
バータのpチャネルMOSトランジスタQlのゲート・
ソース間には約−1,8Vの電圧が加わるため、該トラ
ンジスタは十分にオン状態となり、そのドレイン電位(
ノード■の電位)は、pチャネルMOSトランジスタロ
4のオンによってほぼVccのレベルとなる。また、n
チャネルMOSトランジスタQ2のゲート・ソース間に
はスレッショルドレベルに近い電圧(0,8V)が加わ
るため、該トランジスタQ2も辛ろうしてオン状態とな
る。従って、この場合過渡的に、電源ラインVccから
トランジスタQ3.Q1および02を介して電源ライン
Vssに貫通電流が流れる。
As shown in the figure, TTL input (potential of node ■)
is “L” (8V) (7), the gate of the p-channel MOS transistor Ql of the CMOS inverter
Since a voltage of approximately -1.8V is applied between the source and the transistor, the transistor is fully turned on and its drain potential (
The potential of the node (2) becomes approximately at the level of Vcc by turning on the p-channel MOS transistor RO4. Also, n
Since a voltage (0.8 V) close to the threshold level is applied between the gate and source of the channel MOS transistor Q2, the transistor Q2 is also barely turned on. Therefore, in this case, the transistor Q3. A through current flows to the power supply line Vss via Q1 and Q02.

一方、TTL入力(ノード■の電位)が“l”レベル(
2,4V)の時、nチャネルMOSトランジスタQ2の
ゲート・ソース間には2.8■の電圧が加わり該トラン
ジスタ(12は十分にオン状態となるが、pチャネルM
OSトランジスタQlのゲート・ソース間には約−〇、
2vの電圧しか加わらないため、該トランジスタQ1は
カットオフ状態となる。従っテコノ場合、CMOSイン
バータ(Ql、Q2) ニ貫通電流は流れない。
On the other hand, the TTL input (potential of node ■) is at “L” level (
2.4V), a voltage of 2.8V is applied between the gate and source of the n-channel MOS transistor Q2, and the transistor (12 is fully turned on, but the p-channel MOS transistor Q2 is turned on).
There is approximately -0 between the gate and source of the OS transistor Ql.
Since only a voltage of 2V is applied, the transistor Q1 is in a cut-off state. Therefore, in the case of leverage, no through current flows through the CMOS inverters (Ql, Q2).

前述したように、本来、貫通電流はTTL入力レベルが
“L”レベルの時よりもH”レベルの時の方が多く流れ
るが、本実施例の構成によれば、このTTL入力レベル
が“H”レベルの時に貫通電流をカットするようにして
いるので、従来形に比して貫通電流を大幅に(CMOS
インバータ1段当た9数十μA程度に)減少することが
できる。これは、消費電力の低減化に寄与する。
As mentioned above, originally, more through current flows when the TTL input level is at H level than when it is at L level, but according to the configuration of this embodiment, this TTL input level is at H level. ”Since the through current is cut when the
(to about 9 and several tens of μA per inverter stage). This contributes to reducing power consumption.

第3図には本発明の他の実施例の回路構成が示される。FIG. 3 shows a circuit configuration of another embodiment of the present invention.

本実施例が上記実施例(第1図)と構成上異なる点は、
(1)CMOSインバータのnチャネルMOSトランジ
スタQ2と電源ラインVssの間に、定電圧Vssに応
答してノーマリ・オン状態となるpチャネルMOSトラ
ンジスタQ7を接続したこと、(2)ノード■の電位に
応答する帰還路としてのpチャネルMOSl−ランジス
タQ4の代わりに、ノード■の電位に応答する帰還路と
してのCMOSインバータ(pチャネルMOSl−ラン
ジスタQ8およびnチャネルMOSトランジスタQ9)
をCMOSインバータ(Q5.Q6)の後段に設けたこ
と、である。
The difference in configuration between this embodiment and the above embodiment (Fig. 1) is as follows.
(1) Between the n-channel MOS transistor Q2 of the CMOS inverter and the power supply line Vss, the p-channel MOS transistor Q7, which is normally on in response to the constant voltage Vss, is connected. (2) The potential of the node ■ Instead of the p-channel MOS transistor Q4 as a responsive feedback path, a CMOS inverter (p-channel MOS transistor Q8 and n-channel MOS transistor Q9) as a feedback path responsive to the potential of the node
is provided after the CMOS inverter (Q5, Q6).

他の回路構成および作用については上記実施例と同様で
あるので、その説明は省略する。
The other circuit configurations and operations are the same as those in the above embodiment, so their explanation will be omitted.

この場合、帰還路としてのCMOSインバータ(Q8.
Q9)は、ノード■の電位をVcc =Vssの範囲で
フルスイングさせるための機能を有している。
In this case, a CMOS inverter (Q8.
Q9) has a function to fully swing the potential of node (2) in the range of Vcc=Vss.

また、nチャネルMOSトランジスタQ7は定電圧Vs
sに応答してノーマリ・オン状態となっているので、C
MOSインバータのnチャネルMOSトランジスタQ2
のソース側(ノード■)の電位は、トランジスタΩ7の
スレッシボルドレベルの分だけ該定電圧Vssよりも高
い電位(約0.9V)となっている。
In addition, the n-channel MOS transistor Q7 has a constant voltage Vs
Since it is normally on in response to s, C
N-channel MOS transistor Q2 of MOS inverter
The potential on the source side (node ■) of is higher than the constant voltage Vss by the threshold level of the transistor Ω7 (approximately 0.9 V).

第4図に第3回回路の動作タイミング波形が示される。FIG. 4 shows the operation timing waveforms of the third circuit.

第3図の実施例によれば、TT’L入力(ノード■の電
位)が“ビレベノ喧0.8V)の時、CMOSインバー
タのPチャネルMOSトランジスタロアのゲート・ソー
ス間には約−1,8■の電圧が加わるため、該トランジ
スタは十分にオン状態となり、そのドレイン電位(ノー
ド■の電位)は、nチャネルMOSトランジスタQ8の
オンによってVccのレベルとなる。また、nチャネル
MO3l−ランジスタ02のゲート・ソース間には−0
,1■の逆電圧が加わるため、該トランジスタQ2はカ
ットオフ状態となる。従ってこの場合、CMOSインバ
ータ(Ql、Q2)に貫通電流は流れない。
According to the embodiment shown in FIG. 3, when the TT'L input (potential of node 2) is "0.8 V", the voltage between the gate and source of the lower P-channel MOS transistor of the CMOS inverter is approximately -1, Since the voltage of 8■ is applied, the transistor is sufficiently turned on, and its drain potential (the potential of the node ■) becomes the level of Vcc by turning on the n-channel MOS transistor Q8. -0 between the gate and source of
, 1■ are applied, so the transistor Q2 enters the cut-off state. Therefore, in this case, no through current flows through the CMOS inverters (Ql, Q2).

一方、TTL人力(ノード■の電位)が“l(’レベル
(2,4V)の場合には、第1図の実施例と同様、CM
OSインバータ(Ql、Q2)に貫通電流は流れない。
On the other hand, when the TTL power (potential of node ■) is at the "l(' level (2,4V)), the CM
No through current flows through the OS inverter (Ql, Q2).

つまり、第3図の実施例によれば、第1IJの実施例に
比してより一層の低消費電力化を図ることができる。
In other words, according to the embodiment shown in FIG. 3, it is possible to further reduce power consumption compared to the embodiment of the first IJ.

第5図には本発明のさらに他の実施例の回路構成が示さ
れ、第6図にその動作タイミング波形が示される。
FIG. 5 shows a circuit configuration of still another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows its operation timing waveform.

本実施例が上記実施例(第3図)と構成上具なる点は、
(1)帰還回路として第1図の実施例と同様のpチャネ
ルMOSトランジスタq4を設けたこと、(2)CMO
Sインバータ(7)nチャネルMOSトランジスタQ6
と電源ラインVssO間に、定電圧Vssに応答してノ
ーマリ・オン状態となるpチャネルMOSトランジスタ
ロ10を接続したこと、(3)ノード■と電源ラインV
ssの間にnチャネルMOSトランジスタQllを接続
したこと、(4)帰還回路としてのCMOSインバータ
(081口9)ノ出力端(ノード■)を該トランジスタ
11111のゲートに接続したこと、である。他の回路
構成、作用および効果については上記実施例(第3図)
と同様であるので、その説明は省略する。
This embodiment is structurally different from the above embodiment (Fig. 3) as follows:
(1) A p-channel MOS transistor q4 similar to the embodiment shown in FIG. 1 is provided as a feedback circuit, (2) CMO
S inverter (7) n-channel MOS transistor Q6
and power line VssO, a p-channel MOS transistor 10 which is normally on in response to constant voltage Vss is connected between (3) node ■ and power line V
(4) The output terminal (node ■) of the CMOS inverter (081 port 9) serving as a feedback circuit is connected to the gate of the transistor 11111. For other circuit configurations, functions, and effects, see the above example (Fig. 3).
Since it is the same as that, its explanation will be omitted.

第7図には第5図の実施例の一変形例の回路構成が示さ
れる。
FIG. 7 shows a circuit configuration of a modified example of the embodiment shown in FIG.

本実施例が第5図の実施例と構成上具なる点は、ノーマ
リ・オン状態となるnチャネルMOSトランジスタQ7
およびQIOの各ゲートに印加される定電圧Vssを、
電源ラインVss用の電源バッドPがら直接供給してい
ること、である。これによって、ノイズの影響を受ける
ことなく信軌性の高い動作を実現することができる。他
の回路構成、作用および効果については上記実施例(第
5図)と同様であるので、その説明は省略する。
This embodiment differs in structure from the embodiment shown in FIG.
and the constant voltage Vss applied to each gate of QIO,
It is directly supplied from the power pad P for the power line Vss. This makes it possible to achieve highly reliable operation without being affected by noise. The other circuit configurations, functions, and effects are the same as those of the above embodiment (FIG. 5), so their explanations will be omitted.

第8図および第10図にはそれぞれ第5図の実施例の変
形例の回路構成が示され、第9図および第11図にはそ
れぞれ対応する動作タイミング波形が示される。
FIGS. 8 and 10 each show a circuit configuration of a modification of the embodiment shown in FIG. 5, and FIGS. 9 and 11 show corresponding operation timing waveforms, respectively.

第8図の実施例が第5図の実施例と構成上具なる点は、
ノーマリ・オン状態となるpチャネルMOSトランジス
タロアとCMOSインバータのnチャネルMOSトラン
ジスタQ2の代わりに、TTL入力信号INに応答する
npnバイポーラトランジスタTIを設けたこと、であ
る。
The embodiment shown in FIG. 8 is structurally different from the embodiment shown in FIG.
An npn bipolar transistor TI that responds to the TTL input signal IN is provided in place of the p-channel MOS transistor lower which is normally on and the n-channel MOS transistor Q2 of the CMOS inverter.

また、第10図の実施例が第5図の実施例と構成上具な
る点は、(1)ノーマリ・オン状態となるpチャネルM
O3)ランジスクロア、Q10の各ゲートに印加される
定電圧vSSを電源ラインVss用の電源パッドPから
直接供給していること、(2)ノーマリ・オン状態とな
るnチャネルMOS)ランジスタQ3の代わりにnpn
バイポーラトランジスタT2を設けたこと、である。他
の回路構成、作用および効果については第5図の実施例
と同様であるので、その説明は省略する。
The embodiment of FIG. 10 is structurally different from the embodiment of FIG. 5 in that (1) the p-channel M is in a normally on state
O3) The constant voltage vSS applied to each gate of the transistor Q10 is directly supplied from the power supply pad P for the power supply line Vss, (2) n-channel MOS that is normally on) instead of the transistor Q3. ni npn
This is because a bipolar transistor T2 is provided. The other circuit configurations, functions, and effects are the same as those of the embodiment shown in FIG. 5, so their explanations will be omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、半導体装置の入力
初段回路におけるCMOSインバータに過渡的に流れる
貫通電流を減少することができ、それによって消費電力
の低減化を図ることが可能となる−
As explained above, according to the present invention, it is possible to reduce the transient current flowing through the CMOS inverter in the input first stage circuit of a semiconductor device, thereby making it possible to reduce power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例としてのTTL/MOSレ
ベル変換回路の構成を示す回路図、第2図は第1図回路
の動作を示すタイミング図、第3図は第2実施例として
のTTL/MOSレベル変換回路の構成を示す回路図、 第4図は第3図回路の動作を示すタイミング図、第5図
は第3実施例としてのT’T”L/MOSレベル変換回
路の構成を示す回路図、 第6図は第5図回路の動作を示すタイミング図、第7図
は第5図回路の第1変形例を示す回路図、第8図は第5
図回路の第2変形例を示す回路図、第9図は第8図回路
の動作を示すタイミング図、第1θ図は第5図回路の第
3変形例を示す回路図、第11図は第10図回路の動作
を示すタイミング図、第12図は従来形の一例としての
TTL/MOSレヘル変換回レベ構成を示す回路図、 である。 (符号の説明) Ql、Q7・・・pチャネルMOSトランジスタ、Q2
.Q3・・・nチャネルMOS)ランジスタ、T1.T
2・・・npnバイポーラトランジスタ、Vcc、 V
ss・・・電源ライン、 IN・・・TTLレベルの入力信号、 ν。・・・定電圧、 P・・・電源パッド。 第5図回路の第1変形例を示す回路図 第5図回路の第3変形例を示す回路囚
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a TTL/MOS level conversion circuit as a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing diagram showing the operation of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. 4 is a timing diagram showing the operation of the circuit shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the TTL/MOS level conversion circuit as the third embodiment. 6 is a timing diagram showing the operation of the circuit in FIG. 5, FIG. 7 is a circuit diagram showing the first modification of the circuit in FIG.
9 is a timing diagram showing the operation of the circuit in FIG. 8, FIG. 1θ is a circuit diagram showing a third modification of the circuit in FIG. FIG. 10 is a timing diagram showing the operation of the circuit, and FIG. 12 is a circuit diagram showing the level configuration of a TTL/MOS level conversion circuit as an example of a conventional type. (Explanation of symbols) Ql, Q7...p channel MOS transistor, Q2
.. Q3...n channel MOS) transistor, T1. T
2...npn bipolar transistor, Vcc, V
ss...power supply line, IN...TTL level input signal, ν. ...Constant voltage, P...Power pad. Figure 5: Circuit diagram showing a first modification of the circuit Figure 5: Circuit diagram showing a third modification of the circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体装置の入力初段回路に設けられるTTL/M
OSレベル変換回路であって、 第1の電源ライン(Vcc)と、 該第1の電源ラインよりも低電位の第2の電源ライン(
Vss)と、 TTLレベルの入力信号(IN)に応答し、nチャネル
MOSトランジスタ(Q2)が前記第2の電源ラインに
接続されている相補型MOSインバータと、該相補型M
OSインバータのpチャネルMOSトランジスタ(Q1
)と前記第1の電源ラインの間に接続され、定電圧(V
_0)に応答してノーマリ・オン状態となるnチャネル
MOSトランジスタ(Q3)とを具備することを特徴と
するTTL/MOSレベル変換回路。 2、前記相補型MOSインバータのnチャネルMOSト
ランジスタ(Q2)と前記第2の電源ライン(Vss)
の間に、定電圧(Vss)に応答してノーマリ・オン状
態となるpチャネルMOSトランジスタ(Q7)が接続
されていることを特徴とする請求項1に記載のTTL/
MOSレベル変換回路。 3、前記ノーマリ・オン状態となるpチャネルMOSト
ランジスタ(Q7)のゲートに印加される定電圧は、前
記第2の電源ライン用の電源パッド(P)から直接供給
されることを特徴とする請求項2に記載のTTL/MO
Sレベル変換回路。 4、前記ノーマリ・オン状態となるpチャネルMOSト
ランジスタ(Q7)および前記相補型MOSインバータ
のnチャネルMOSトランジスタ(Q2)の代わりに、
TTLレベルの入力信号に応答するnpnバイポーラト
ランジスタ(T1)を設けたことを特徴とする請求項2
に記載のTTL/MOSレベル変換回路。 5、前記ノーマリ・オン状態となるnチャネルMOSト
ランジスタ(Q3)の代わりにnpnバイポーラトラン
ジスタ(T2)を設けたことを特徴とする請求項2に記
載のTTL/MOSレベル変換回路。
[Claims] 1. TTL/M provided in the input first stage circuit of a semiconductor device
The OS level conversion circuit includes a first power line (Vcc) and a second power line (Vcc) having a lower potential than the first power line.
Vss) and a complementary MOS inverter responsive to a TTL level input signal (IN) and having an n-channel MOS transistor (Q2) connected to the second power supply line;
p-channel MOS transistor (Q1) of the OS inverter
) and the first power supply line, and is connected between the constant voltage (V
A TTL/MOS level conversion circuit characterized by comprising an n-channel MOS transistor (Q3) which becomes normally on state in response to _0). 2. The n-channel MOS transistor (Q2) of the complementary MOS inverter and the second power supply line (Vss)
A p-channel MOS transistor (Q7) which is normally on in response to a constant voltage (Vss) is connected between the TTL/
MOS level conversion circuit. 3. The constant voltage applied to the gate of the p-channel MOS transistor (Q7) that is in the normally on state is directly supplied from the power supply pad (P) for the second power supply line. TTL/MO according to item 2
S level conversion circuit. 4. Instead of the p-channel MOS transistor (Q7) which is in the normally on state and the n-channel MOS transistor (Q2) of the complementary MOS inverter,
Claim 2 characterized in that an npn bipolar transistor (T1) responsive to a TTL level input signal is provided.
The TTL/MOS level conversion circuit described in . 5. The TTL/MOS level conversion circuit according to claim 2, wherein an npn bipolar transistor (T2) is provided in place of the n-channel MOS transistor (Q3) which is in the normally on state.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007538475A (en) * 2004-05-19 2007-12-27 インターナショナル レクティファイアー コーポレイション Gate driver output stage with bias circuit for high and wide operating voltage range
DE19502598B4 (en) * 1994-01-31 2012-10-18 Hynix Semiconductor Inc. Input buffer for CMOS circuits

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