JPH04291814A - レベル変換回路 - Google Patents

レベル変換回路

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JPH04291814A
JPH04291814A JP3056886A JP5688691A JPH04291814A JP H04291814 A JPH04291814 A JP H04291814A JP 3056886 A JP3056886 A JP 3056886A JP 5688691 A JP5688691 A JP 5688691A JP H04291814 A JPH04291814 A JP H04291814A
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JP
Japan
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level shift
level
potential
circuit
push
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3056886A
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English (en)
Inventor
Teruo Seki
照夫 関
Hiroaki Ukai
裕明 鵜飼
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP3056886A priority Critical patent/JPH04291814A/ja
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Priority to KR1019920702918A priority patent/KR950005021B1/ko
Publication of JPH04291814A publication Critical patent/JPH04291814A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00369Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509Interface arrangements
    • H03K19/017518Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET]
    • H03K19/017527Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET] with at least one differential stage
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017545Coupling arrangements; Impedance matching circuits
    • H03K19/017554Coupling arrangements; Impedance matching circuits using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET]

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はある振幅レベルを有する
2値論理信号を他の振幅レベルを有する2値論理信号に
変換するレベル変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディジタル回路素子は、汎用性
を有するので、いわゆる標準ロジックが予め定められて
いる。標準ロジックとしては、約1Vの振幅レベルを有
するECL論理、約1Vの振幅レベルを有するTTL論
理、約2Vの振幅レベルを有するCMOS論理等がある
。従って、これら異なる論理ロジック間では、論理レベ
ル変換が必要であり、この目的のためにレベル変換回路
が用いられる。
【0003】従来のレベル変換回路においては、ある振
幅レベルを有する2値論理の入力信号を1対の入力トラ
ンジスタで受信し、これをダイオード手段でレベルシフ
トし、レベルシフトされた2つの信号を差動増幅器によ
って増幅して他の振幅レベルの出力信号を得るのである
が、差動増幅器を大電流で駆動させない限り、差動増幅
器を高速に動作させることができない。
【0004】このため、本願出願人は、既に、図3に示
すレベル変換回路を提案している(参照: 特願平2−
1521号) 。
【0005】図3において、レベル変換回路は、レベル
シフト回路1及びスイッチ回路2よりなり、入力信号I
N,*INを入力して出力信号OUT,*OUTを出力
バッファ3に送出するものである。
【0006】また、レベルシフト回路1は、入力バイポ
ーラトランジスタQ1,Q2 、レベルシフトダイオー
ドD11, D12, …;D21,D22, …、及
び定電流源CS1,CS2 よりなる。なお、レベルシ
フトダイオードの段数は汎用性をもたせるために複数に
してある。レベルシフト回路1においては、図4に示す
、たとえばECLレベルの振幅(0.7V)を有する入
力信号IN,*INが入力トランジスタQ1,Q2 に
印加され、入力トランジスタQ1,Q2 のベースエミ
ッタ電圧Vbeだけレベルシフトされた電位A,*Aを
得、さらに、ダイオードD11, D21によってレベ
ルシフトされた電位B,*B及びダイオードD12, 
D22によってレベルシフトされた電位C,*Cを得る
【0007】他方、スイッチ回路2は、PチャネルMO
SトランジスタQp1及びNチャネルMOSトランジス
タQn1よりなる第1のプッシュプル回路、及びPチャ
ネルMOSトランジスタQp2及びNチャネルMOSト
ランジスタQn2よりなる第2のプッシュプル回路を有
する。この場合、第1のプッシュプル回路においては、
電源としてレベルシフト回路1の電位A,Cが与えられ
、レベルシフト回路1の電位*C,*Aによって制御さ
れ、また、第2のプッシュプル回路においては、電源と
してレベルシフト回路1の電位*A,*Cが与えられ、
レベルシフト回路1の電位C,Aによって制御される。 この結果、図5に示すように、入力信号IN,*INが
振幅レベル 0.7Vであっても、スイッチ回路2の出
力信号OUT,*OUTの振幅はA−*C(あるいは*
A−C)と大きくなる。従って、定常状態にあっては、
トランジスタQp1,Qn1のいずれか一方及びトラン
ジスタQp2,Qn2のいずれか一方は確実にオフとさ
れるので消費電力は著しく低下することになる。なお、
出力パッファ3はたとえばPチャネルMOSトランジス
タQp3, NチャネルMOSトランジスタQn3及び
インバータIよりなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
レベル変換回路においては、レベルシフト回路1におい
て定電流源CS1,CS2 を用いているために、電源
電圧Vccが上昇すると、レベルシフト回路1の出力電
位A,*A,C,*Cは、その振幅を維持するも、レベ
ル自体は上昇する。従って、スイッチ回路2の出力信号
OUT,*OUTの両電位が上昇する。この結果、出力
信号OUTのローレベル値(図5の左側では*C、図5
の右側ではCと同一)が常に出力バッファ3のトランジ
スタQn3のしきい値電圧Vnth を超えることにな
り、従って、トランジスタQn3は常にオン状態となり
、また、出力*OUTのローレベル(図5の左側では*
A、図5の右側ではAと同一)が常に出力バッファ3の
インバータIのしきい値電圧を超えることになり、従っ
て、トランジスタQp3は常にオン状態となる。つまり
、出力バッファ3は動作不能になるという課題がある。
【0009】従って、本発明の目的は、電源電圧Vcc
がたとえ上昇しても、出力電位のローレベル値の上昇を
防止して後段たとえば出力バッファを正常に動作させる
ことができるレベル変換回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段は図1に示される。すなわち、第1の電源端子
Vccに接続された1対の入力トランジスタQ1,Q2
 は第1の振幅レベルを有し互いに反転関係にある2値
論理の入力信号IN,*INを受信する。各入力トラン
ジスタQ1,Q2 には第1,第2のレベルシフト素子
D11, D21が接続され、該各第1,第2のレベル
シフト素子D11, D21と第2の電源端子GNDと
の間には第1,第2の定電流源CS1,CS2 が接続
される。さらに、各第1,第2の定電流源CS1,CS
2 の電圧を所定値に制限する電圧制限手段D1,D2
 が各第1,第2の定電流源CS1,CS2 に並列に
接続される。他方、第1のプッシュプル回路は第1のレ
ベルシフト素子D11の所定接続点A,Cの電位を電源
とし、第2のレベルシフト素子D21の所定接続点*A
,*Cの電位によって駆動され、第2のプッシュプル回
路は第2のレベルシフト素子D21の所定接続点*A,
*Cの電位を電源とし、前記第1のレベルシフト素子D
11の所定接続点A,Cの電位によって駆動される。そ
して、第1,第2のプッシュプル回路の出力を第2の振
幅レベルを有し互いに反転関係にある2値論理の出力信
号OUT,*OUTとしたものである。
【0011】
【作用】上述の手段によれば、第1の電源端子電圧Vc
cが上昇しても、レベルシフト素子D11,D21の第
2の電源端子GND側の電位C,*Cの上限値は電圧制
限手段によって所定値たとえば図5の値VL に制限さ
れ、つまり、VL 以下とされ、従って、レベル変換回
路の出力OUT,*OUTのローレベルの上限値も図5
の値VL に制限され、つまり、VL 以下とされる。
【0012】なお、レベル変換回路の出力OUT,*O
UTのハイレベルは第1の電源端子電圧Vccが上昇す
る電位A,*Aの上昇に伴って上昇するので、出力OU
T,*OUTの振幅は増大することになる。
【0013】
【実施例】図2は本発明に係るレベル変換回路の一実施
例を示す回路図である。図2においては、図3の構成要
素に、バイポーラトランジスタQ3 、NチャネルMO
SトランジスタQ4 、バイポーラトランジスタQ5 
、NチャネルMOSトランジスタQ6 が付加されてい
る。バイポーラトランジスタQ3,Q5 はコレクタベ
ース間が接続され、MOSトランジスタQ4,Q6 は
ドレインゲート間が接続され、従って、いずれのトラン
ジスタQ3 〜Q6 もしきい値電圧を有するダイオー
ド(レベルシフト素子)として作用し、つまり、電圧を
一定値に制限する電圧制限手段(定電圧手段)として作
用する。たとえば、トランジスタQ3,Q5 のしきい
値電圧は0.7V程度、トランジスタQ4,Q6 のし
きい値電圧も 0.7V程度とすれば、図5におけるV
L は 1.4V程度となり、電位C,*Cは 1.4
V程度以上とならない。なお、電圧制限手段の制限電圧
は、バイポーラトランジスタ,MOSトランジスタの種
類、段数を適宜変化させることにより変えることができ
ることは言うまでもない。以上のごとく、レベルシフト
回路1の電位C,*Cの上限値が所定値VL に制限さ
れると、スイッチ回路2の出力OUT,*OUTのロー
レベル電位も電位C,Cのいずれかに一致するので所定
値VL に制限されることになる。ここで、上記所定値
VL をNチャネルトランジスタのしきい値電圧Vnt
h より小さく(VL <Vnth ) と設定してあ
れば、出力バッファ3のNチャネルMOSトランジスタ
Qn3は出力OUTのローレベルで確実にオフとされ、
他方、出力バッファ3のインバータI(このしきい値も
Vnth とする)の出力電位も出力*OUTのローレ
ベルで確実にハイレベルとされてPチャネルMOSトラ
ンジスタQp3は確実にオフとされる。
【0014】なお、図2における出力バッファ3の各ト
ランジスタQp3,Qn3のオン動作は電源電圧Vcc
が上昇しても図3と同様に行われる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレベル
変換回路によれば、たとえば電源電圧Vccが上昇して
も後段(出力バッファ)を確実に駆動させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図2】本発明に係るレベル変換回路の一実施例を示す
回路図である。
【図3】従来のレベル変換回路を示す回路図である。
【図4】図3のレベルシフト回路の回路動作を示すタイ
ミング図である。
【図5】図3のスイッチ回路の回路動作を示すタイミン
グ図である。
【符号の説明】
1…レベルシフト回路 2…スイッチ回路 3…出力バッファ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1の電源端子(Vcc)に接続され
    、第1の振幅レベルを有し互いに反転関係にある2値論
    理の入力信号(IN,*IN)を受信する1対の入力ト
    ランジスタ(Q1,Q2)と、該各入力トランジスタに
    接続された第1,第2のレベルシフト素子(D11, 
    D12, …;D21,D22, …)と、該各第1,
    第2のレベルシフト素子と第2の電源端子(GND)と
    の間に接続された第1,第2の定電流源(CS1,CS
    2)と、該各第1,第2の定電流源に並列に接続され、
    該各第1,第2の定電流源の電圧を所定値に制限する電
    圧制限手段(Q3 〜Q6)と、前記第1のレベルシフ
    ト素子の所定接続点(A,C)の電位を電源とし、前記
    第2のレベルシフト素子の所定接続点(*A,*C)の
    電位によって駆動される第1のプッシュプル回路(Qp
    1, Qn1) と、前記第2のレベルシフト素子の所
    定接続点(*A,*C)の電位を電源とし、前記第1の
    レベルシフト素子の所定接続点(A,C)の電位によっ
    て駆動される第2のプッシュプル回路(Qp2,Qn2
    ) と、を具備し、該第1,第2のプッシュプル回路の
    出力を第2の振幅レベルを有し互いに反転関係にある2
    値論理の出力信号(OUT,*OUT)としたレベル変
    換回路。
JP3056886A 1991-03-20 1991-03-20 レベル変換回路 Withdrawn JPH04291814A (ja)

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JP3056886A JPH04291814A (ja) 1991-03-20 1991-03-20 レベル変換回路
PCT/JP1992/000325 WO1992017000A1 (en) 1991-03-20 1992-03-18 Circuit for converting level
EP19920906920 EP0530373A4 (en) 1991-03-20 1992-03-18 Circuit for converting level
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EP (1) EP0530373A4 (ja)
JP (1) JPH04291814A (ja)
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006050913B4 (de) * 2006-10-28 2012-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Ansteuerschaltung mit BOT-Levelshifter zur Übertragung eines Eingangssignals und zugeordnetes Verfahren

Family Cites Families (5)

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JPS583183A (ja) * 1981-06-30 1983-01-08 Fujitsu Ltd 半導体装置の出力回路
JPS6119226A (ja) * 1984-07-05 1986-01-28 Hitachi Ltd レベル変換回路
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WO1992017000A1 (en) 1992-10-01
KR950005021B1 (ko) 1995-05-17
EP0530373A1 (en) 1993-03-10
KR930701017A (ko) 1993-03-16
EP0530373A4 (en) 1993-12-15

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