JPH0436605B2 - - Google Patents

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JPH0436605B2
JPH0436605B2 JP62239820A JP23982087A JPH0436605B2 JP H0436605 B2 JPH0436605 B2 JP H0436605B2 JP 62239820 A JP62239820 A JP 62239820A JP 23982087 A JP23982087 A JP 23982087A JP H0436605 B2 JPH0436605 B2 JP H0436605B2
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
circuit
current
voltage
gate
Prior art date
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JP62239820A
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English (en)
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JPS6481521A (en
Inventor
Yoshio Ooida
Hisashi Watanabe
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP62239820A priority Critical patent/JPS6481521A/ja
Publication of JPS6481521A publication Critical patent/JPS6481521A/ja
Publication of JPH0436605B2 publication Critical patent/JPH0436605B2/ja
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  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はCMOS回路からの低電圧出力信号
をレベルシフトして高電圧出力信号として出力す
るインターフエース回路に関し、特にCMOS−
DMOS構成の高耐圧デイスプレイドライバIC等
に使用されるインターフエース回路に関する。
(従来の技術) CMOS回路からの低電圧出力信号をレベルシ
フトして高電圧出力信号として出力するインター
フエース回路にあつては、DMOS(Doubled
efusion MOS)トランジスタが出力断トランジ
スタとして通常用いられている。これは、出力段
トランジスタには100〜300V程度の高電圧が電源
電圧として印加されるので、出力段に高耐圧のト
ランジスタが必要なためである。
DMOSトランジスタは簡単な製造工程で容易
に高耐圧が得られることが知られている。
このように出力段にDMOSトランジスタを用
いたインターフエース回路は、例えば第4図に示
すように構成されている。
第4図において、HVCCは高圧電源(100〜
300V)であり、VDDは5VのCMOS回路電源であ
る。すなわち、このインターフエース回路にあつ
ては、CMOSレベルの制御信号をNPNトランジ
スタN1,N2より構成される第1のカレントミ
ラー回路とPNPトランジスタP1,P2により
構成される第2のカレントミラー回路を用いてレ
ベルシフトし、これによつてプルアツプ用のNチ
ヤネルDMOSトランジスタD1を制御すると共
に、プルダウン用のNチヤネルDMOSトランジ
スタD2をCMOSレベルの制御信号で直接制御
する構成である。
第1および第2のカレントミラー回路に流れる
電流は、第1のカレントミラー回路のトランジス
タN1,N2の共通ベースと接地GND端子間に
設けられたNチヤネルMOSトランジスタG3を
スイツチング制御することで制御される。
今制御信号を“L”レベルにすると、CMOS
インバータG1の出力は“H”レベルとなり、N
チヤネルMOSトランジスタG3はオンする。こ
の時、第1のカレントミラー回路の1次側に供給
される定電流IrefはトランジスタG3に流れ込
み、トランジスタN1,N2はオフとなる。従つ
て、トランジスタP1,P2もオフする。
またCMOSインバータG2の出力もG1と同
様に“H”レベルとなり、DMOSトランジスタ
D2がオンする。このトランジスタD2がオンす
ることにより、トランジスタD1のゲート電圧は
“L”となりこのトランジスタD1はオフする。
この時、出力端子OUTの電位は“L”レベルと
なる。
制御信号が“H”レベルの時には、インバータ
G1,G2の出力は共に“L”レベルで、トラン
ジスタD2およびG3はオフとなる。電流Irefは
トランジスタN1,N2の第1のカレントミラー
回路を介してトランジスタP1に流れ、トランジ
スタP2にはP1のミラー電流が出力端子OUT
に流れる。この電流によるツエナーダイオードZ
の電圧降下がゲート・ソース間電圧VGSとして
DMOSトランジスタD1加わり、このトランジ
スタD1がオン状態となる。この時の出力端子
OUTの電位は“H”すなわちHVCCとなる。
このような構成のインターフエース回路では、
第1のカレントミラー回路がオンしている場合も
オフしている場合も共に電流IrefがVDDとGND間
に流れることになる。この回路を1ビツトのイン
ターフエース回路として用いる場合にはその消費
電流は特に問題とはならないが、一般には1ビツ
トのインターフエース回路として用いることは少
なく、例えばデイスプレイICを構成する場合に
は30〜60ビツトのインターフエース回路が必要と
なる。
第4図の回路でこのような複数ビツトのインタ
ーフエース回路を構成する場合には、第4図の回
路を複数個設ける必要がある。したがつて、各ビ
ツト毎にIrefが消費される従来の回路では、その
消費電流はビツト数の増加に伴つて増大する欠点
がある。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は前述の事情に鑑みなされたもので、
従来のインターフエース回路では各ビツト毎に常
に一定電流が流れるためのビツト数が増加すると
それに伴つて消費電流が増大する点を改善し、消
費電流の増加を招くことなくビツト数を増加でき
るようにし、低消費電流のインターフエース回路
を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明によるインターフエース回路にあつて
は、低電圧出力信号をレベルシフトして高電圧出
力信号として出力するインターフエース回路にお
いて、ゲート及びドレインが共通接続され定電流
が供給される第1のトランジスタと、低電圧制御
信号に応じてスイツチング制御されるスイツチ回
路と、このスイツチ回路の動作に応じて、前記第
1のトランジスタを共通の1次側としてこの第1
のトランジスタに流れる電流に応じた電流を流す
複数の第2のトランジスタと、この第2のトラン
ジスタの出力電流を折り返すカレントミラー回路
と、このカレントミラー回路で折り返された電流
により所定の電圧を発生する電圧発生手段と、こ
の電圧発生手段により発生された電圧で導通状態
に制御され、出力端子を所定の高電位に引上げる
プルアツプ用のDMOSトランジスタと、低電圧
制御信号によりスイツチング制御され、前記出力
端子を基準電位に引下げるプルダウン用の
DMOSトランジスタとを具備したものである。
(作用) 前記構成のインターフエース回路にあつては、
前記スイツチ回路によつて、第1のトランジスタ
をオン状態にしたままで第2のトランジスタをス
イツチング制御することができる。したがつて、
第1のカレントミラー回路の1次側を共通に利用
した状態で各低電圧制御信号毎にその2次側を制
御してプルアツプ用のDMOSトランジスタの導
通状態を制御できるようになり、1ビツト構成の
ものと同じ消費電流の複数ビツトのインターフエ
ース回路が得られる。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明
する。
第1図にこの発明の一実施例に係るインターフ
エース回路を示す。図中101〜10nはそれぞ
れ1ビツトに対応するインターフエース回路部で
あり、これらはそれぞれ同一の回路構成より成つ
ている。以下、図示されている回路部101につ
いて説明する。
回路部101は第4図の従来の回路と同様に、
CMOSレベルの制御信号を第1および第2のカ
レントミラー回路を利用してレベルシフトするこ
とによりプルアツプ用のNチヤネルDMOSトラ
ンジスタD1を制御すると共に、プルダウン用の
NチヤネルDMOSトランジスタD2をCMOSレ
ベルの制御信号で直接制御する構成であるが、第
1のカレントミラー回路はNチヤネルDMOSト
ランジスタD3,D4で構成し、その1次側とな
るトランジスタD3のゲートおよびドレインの共
通接続点と2次側のトランジスタD4のゲートと
の間にスイツチ回路を設け、このスイツチ回路に
よりその1次側と2次側との分離および結合を制
御できるようにして各回路部101〜10nでそ
の1次側を定電圧発生回路として共通に利用して
いる。
このスイツチ回路は、トランジスタD3のゲー
トおよびドレインの共通接続点と2次側のトラン
ジスタD4のゲートとの間にソース・ドレイン間
の電流通路が挿入されたPチヤネルMOSトラン
ジスタT1と、トランジスタD4のゲートと接地
GND端子との間にソース・ドレイン間の電流通
路が挿入されたNチヤネルMOSトランジスタT
2とにより構成され、これらのトランジスタT
1,T2はCMOSインバータ回路G1の出力に
よつてそれぞれスイツチング制御される。
すなわち、制御信号が“H”レベルの時には、
インバータG1の出力が“L”レベルとなり、ト
ランジスタT1がオンし、トランジスタT2がオ
フする。したがつて、トランジスタD4にはトラ
ンジスタD3と同じゲート・ソース間電圧VGS
加えられることになり、抵抗R1によつて発生さ
れる電流Irefと同一値の電流がトランジスタD4
に流れる。この結果、PNPトランジスタP1,
P2より構成される第2のカレントミラー回路が
オンし、ツエナーダイオードZによつてトランジ
スタD1のVGSが発生されてトランジスタD1が
オンする。この時、トランジスタD2はインバー
タG2の“L”レベル出力によつてオフ状態に制
御されているため、出力端子OUTの電位は“H”
すなわちHVCCとなる。
また制御信号が“L”レベルになると、インバ
ータG1の出力が“H”レベルとなり、トランジ
スタT1がオフし、トランジスタT2がオンす
る。したがつて、トランジスタD4のゲートに蓄
積された電荷が放電されてトランジスタD4はオ
フし、第2のカレントミラー回路には電流が流れ
なくなる。この時、トランジスタD2はインバー
タG2の“H”レベル出力によつてオン状態に制
御されるので、トランジスタD1のゲート電位が
下げられてこのトランジスタD1はオフ状態とな
る。この結果、出力端子OUTの電位は“L”す
なわち接地GND電位となる。
この回路においても電源VDD端子と接地GND端
子間には電流Irefが常に流れていることになる
が、前述のようにスイツチ回路を第1のカレント
ミラー回路に設け、このスイツチ回路をCMOS
回路の出力で制御することによつて1次側と2次
側とを結合したり、分離したりできる構成である
ので、その1次側を各回路部101〜10nで共
通に利用できる。このため、VDD端子と接地GND
端子間に流れる電流は、出力ビツト数すなわち出
力段の数に関係なく常にIrefで済むようになる。
また、このインターフエース回路では第1のカ
レントミラー回路をDMOSトランジスタで構成
しているので、高耐圧を得るための製造工程が複
雑なNPNトランジスタを含まない構成になつて
おり、プロセスの難易度が下がり、製造マージン
の向上を計ることができる。
第2図および第3図はそれぞれ第1図のインタ
ーフエース回路の具体的構成の一例を示したもの
である。
第2図のインターフエース回路において、D
4,……D4nはそれぞれDMOSトランジスタ
D3と対をなして第1のカレントミラー回路を構
成する2次側のDMOSトランジスタであり、そ
の各カレントミラー回路にはそれぞれ独立して制
御されるスイツチ回路が設けられている。すなわ
ち、PチヤネルMOSトランジスタT11および
NチヤネルMOSトランジスタT21により構成
されるスイツチ回路は、回路部101における第
1のカレントミラー回路の1次側トランジスタD
3と2次側トランジスタD4との分離および結合
をインバータG1の出力信号レベルに応じて行な
い、またPチヤネルMOSトランジスタT1nお
よびNチヤネルMOSトランジスタT2nにより
構成されるスイツチ回路は、N段目の回路部10
nにおける第1のカレントミラー回路の1次側ト
ランジスタD3と2次側トランジスタD4nとの
分離および結合をインバータGnの出力信号レベ
ルに応じて行なつている。
このようにnビツトのインターフエース回路を
構成する事によつて、電源VDD端子と接地GND端
子間に流れる電流値を1ビツト構成のインターフ
エース回路と同じにすることができ、低消費電流
化が実現できる。
また、この第2図の回路では、第1のカレント
ミラー回路の1次側トランジスタD3のドレイン
およびゲートの共通接続点にスイツチ回路の一端
を直接接続する代わりに、トランジスタD3の流
れる電流をNPNトランジスタN10,N11よ
り成るカレントミラー回路で受け、そのミラー電
流を抵抗R11に供給することで所定の電圧を発
生させて各スイツチ回路の電源線となるラインA
のインピーダンスの低減を計つている。このよう
にするとラインAの電位変動を抑制することがで
きるので、ラインAに付加される容量値が大きく
なる多ビツト例えば64ビツト構成以上のインター
フエース回路に特に有効である。また第2のカレ
ントミラー回路を構成するPNPトランジスタP
1,P2の共通ベースとHVCC間、およびPNP
トランジスタP1n,P2nの共通ベースと
HVCC間にそれぞれ導入された抵抗R2,R2
nは、P1,P2,P1n,P2nのオフリーク
電流を吸収するために設けられたものである。
第3図に示されているインターフエース回路
は、ゲートが接地GND端子に接続されたPチヤ
ネルMOSトランジスタ30を負荷として第1の
カレントミラーの1次側を構成すると共に、マル
チコレクタ型のPNPトランジスタ20〜20n
を各回路部101〜10nにおける第2のカレン
トミラー回路として使用したものである。また、
ここではプルダウン用のトランジスタD2および
スイツチ回路の駆動をそれぞれ別のインバータG
1,G1′(回路部10nではGn,Gn′)で行な
い、動作の高速化を計つている。この構成におい
ても、VDDとGND端子間に流れる電流はIrefだけ
で済むので、低消費電流のインターフエース回路
を実現できる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、消費電流を増
加させることなく多ビツトのインターフエース回
路を構成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るインターフ
エース回路の基本構成を説明する回路図、第2図
および第3図はそれぞれ第1図のインターフエー
ス回路の具体的構成の一例を示す回路図、第4図
は従来のインターフエース回路を説明する回路図
である。 D1〜D4……NチヤネルDMOSトランジス
タ、P1,P2……PNPトランジスタ、T1…
…PチヤネルMOSトランジスタ、T1……Nチ
ヤネルMOSトランジスタ、Z1……ツエナーダ
イオード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 低電圧出力信号をレベルシフトして高電圧出
    力信号として出力するインターフエース回路にお
    いて、 ゲート及びドレインが共通接続され定電流が供
    給される第1のトランジスタと、 低電圧制御信号に応じてスイツチング制御され
    るスイツチ回路と、 このスイツチ回路の動作に応じて、前記第1の
    トランジスタを共通の1次側としてこの第1のト
    ランジスタに流れる電流に応じた電流を流す複数
    の第2のトランジスタと、 この第2のトランジスタの出力電流に折り返す
    カレントミラー回路と、 このカレントミラー回路で折り返された電流に
    より所定の電圧を発生する電圧発生手段と、 この電圧発生手段により発生された電圧で導通
    状態に制御され、出力端子を所定の高電位に引上
    げるプルアツプ用のDMOSトランジスタと、 低電圧制御信号によりスイツチング制御され、
    前記出力端子を基準電位に引下げるプルダウン用
    のDMOSトランジスタとを具備することを特徴
    とするインターフエース回路。 2 前記第1および第2のトランジスタはそれぞ
    れDMOSトランジスタであり、前記スイツチ回
    路は、その第1のトランジスタのドレインおよび
    ゲートの共通接続点と第2のトランジスタのゲー
    ト間に挿入されたPチヤネルMOSトランジスタ
    と、第2のトランジスタのゲートと接地端子間に
    挿入されたNチヤネルMOSトランジスタとを備
    え、これらのPチヤネルMOSトランジスタおよ
    びNチヤネルMOSトランジスタの各ゲートには
    前記低電圧制御信号が供給されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のインターフエース
    回路。
JP62239820A 1987-09-24 1987-09-24 Interface circuit Granted JPS6481521A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3022410B2 (ja) 1997-06-17 2000-03-21 日本電気株式会社 インタフェース回路およびその判定レベル設定方法

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