JPH0543212B2 - - Google Patents

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JPH0543212B2
JPH0543212B2 JP61252341A JP25234186A JPH0543212B2 JP H0543212 B2 JPH0543212 B2 JP H0543212B2 JP 61252341 A JP61252341 A JP 61252341A JP 25234186 A JP25234186 A JP 25234186A JP H0543212 B2 JPH0543212 B2 JP H0543212B2
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JP
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mos transistor
channel mos
voltage
gate oxide
output
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Yoshito Takahashi
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高電圧デイジタル信号出力回路に関
し、特に信号入力は通常の低電圧デイジタル信
号、例えば0,5Vで行い、信号出力をこれより
はるかに高い電圧、例えば30V以上で行う高電圧
デイジタル信号出力回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の、半導体集積回路で用いる高電
圧デイジタル信号出力回路では、第3図に示すよ
うに、使用するMOSトランジスタQ1,Q3,Q5
Q6,Q7,Q8のゲート酸化膜は全て同じ厚さのも
のが使われていた。このゲート酸化膜の厚さとし
ては、ソース・ゲート間やゲート・ドレイン間に
高電圧がかかる為、厚くなされており、この信号
出力回路部はそれ以前の論理回路部分とは別の高
電圧電源(VDD,VSS)を使用していた。
すなわち、高電圧デイジタル信号出力回路は、
例えば5Vより若干高い電源電圧で駆動される論
理回路部からの信号VINをインバータで互いに相
補な信号とし、これを高電圧出力に応じた論理振
幅とするためにレベルシフト回路1に加え、その
出力を出力段2から出力端子3に出力信号VOut
して出力している。レベルシフト回路1も出力段
2も膜厚の厚いゲート酸化膜を用いたPチヤンネ
ルMOS電界効果トランジスタQ1,Q3,Q5とNチ
ヤンネルMOS電界効果トランジスタQ6,Q7,Q8
とが電源VDDとVSS間に直列に接続された構造と
なつている。相補な入力信号はレベルシフト回路
1のNチヤンネルMOSトランジスタQ7,Q8の各
ゲートに加えられる。PチヤンネルMOSトラン
ジスタQ1,Q3は負荷を構成し、出力の信号振幅
を電源VDD・VSS間で振るために、ゲートとドレ
インとがたすき掛けに接続されている。Pチヤン
ネルMOSトランジスタQ3とNチヤンネルMOSト
ランジスタQ8とのドレイン間から出力が出力段
のPチヤンネルMOSトランジスタQ5とNチヤン
ネルMOSトランジスタQ6とのゲートに加えられ
ている。これらPチヤンネルMOSトランジスタ
Q5とNチヤンネルMOSトランジスタQ6とは直列
に接続されており、インバータを形成している。
これらMOSトランジスタQ5とQ6のドレイン間が
出力端子3に接続されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の高電圧出力デイジタル回路で
は、同一半導体集積回路上に構成される、低電圧
動作の論理回路部のゲート酸化膜も、信号出力回
路同様、厚いものとなつていた。このため、レベ
ルシフト回路1のNチヤンネルMOSトランジス
タQ7,Q8のゲートには厚いゲート酸化膜で動作
可能な高い電圧の信号が与えられなければならな
いので、インバータ回路I1以前の回路にも比較的
高い電源電圧が要求される。この比較的高い電源
電圧は、インバータ回路I1以前の回路もゲート酸
化膜が厚いため低い電源電圧では動作速度が低く
なることを防ぐためにも必要とされていた。従つ
て、インバータ回路I1以前の論理回路部分での電
力消費が大きくなる欠点があつた。また、この高
電圧電源の使用は回路パターンの微細化を妨げて
いる原因でもあつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の高電圧デイジタル信号出力回路は高圧
電源に対して耐圧の十分な厚いゲート酸化膜をも
つ高耐圧MOSトランジスタと、低圧電源電圧に
て十分動作可能な薄いゲート酸化膜をもつ低電圧
動作MOSトランジスタとを、高圧電源の2端子
間に直列に2組接続しそれぞれの組の高耐圧
MOSトランジスタを低電圧動作MOSトランジス
タの負荷とし、各低電圧動作MOSトランジスタ
のゲートに相補な入力信号を加えるレベルシフト
回路と、そのレベルシフト回路の出力によつて駆
動される高耐圧MOSトランジスタで構成される
出力段とを有している。レベルシフト回路に用い
られた高耐圧MOSトランジスタのゲートとドレ
インは、望ましくは、互いにたすき掛けに接続さ
れる。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の接続回路図であ
る。本実施例では、高圧電源VDD,VSSの電圧に
対し、十分な耐圧をもつ厚いゲート酸化膜(例え
ば厚さ3000Å程度)を有する高耐圧Pチヤンネル
MOSトランジスタQ1,Q3と、低圧電源電圧で十
分動作可能な薄いゲート酸化膜(例えば厚さ500
Å程度)を有し、ドレイン耐圧が高圧電源VDD
VSSの電圧に耐え得る低電圧駆動高耐圧Nチヤン
ネルMOSトランジスタQ2,Q4を、高圧電源の高
圧側VDDと低圧側VSS間で直列に接続し、かつP
チヤンネルMOSトランジスタQ1のゲートが他方
のPチヤンネルMOSトランジスタQ3のドレイン
に、PチヤンネルMOSトランジスタQ3のゲート
がPチヤンネルMOSトランジスタQ1のドレイン
に接続してレベルシフト回路1を形成している。
このレベルシフト回路1のNチヤンネルMOSト
ランジスタQ4のゲートに、高圧電源VSS,VDD
りも低い、例えば5Vの通常の電源電圧で動作す
る論理回路部からの入力信号VINを与え、Nチヤ
ンネルMOSトランジスタQ2のゲートに入力信号
VINをインバータI1で反転して加えている。イン
バータI1は通常の低い電源電圧で駆動されてい
る。
レベルシフト回路1のPチヤンネルMOSトラ
ンジスタQ3とNチヤンネルMOSトランジスタQ4
との接続部からの信号が出力段2に与えられ、そ
の出力が出力端子3に与えられる。出力段2は高
耐圧CMOSトランジスタ、即ち、Pチヤンネル
MOSトランジスタQ1,Q3と同じ厚いゲート酸化
膜をもつ高耐圧PチヤンネルMOSトランジスタ
Q5と高耐圧NチヤンネルMOSトランジスタQ6
が電源VDDとVSS間で直列に接続され、レベルシ
フト回路1の出力がこれらPチヤンネルとNチヤ
ンネルのMOSトランジスタQ5,Q6のゲートに共
通に与えられている。
低電圧で動作する論理回路部からの入力信号
VINに例えば“0”から“1”へ変化する入力信
号が加えられることにより、インバータI1の出力
は、“1”から“0”となる。従つて、Nチヤン
ネルMOSトランジスタQ2はOFFし、Nチヤンネ
ルMOSトランジスタQ4はONする。このため、
NチヤンネルMOSトランジスタQ4のドレイン電
位は低くなり、PチヤンネルMOSトランジスタ
Q1はONし、逆に、NチヤンネルMOSトランジ
スタQ2のドレイン電位は高くなつて、Pチヤン
ネルMOSトラジスタQ3はOFFする。Pチヤンネ
ルMOSトランジスタQ4との接続点は“0”(VSS
電位)となり、PチヤンネルMOSトランジスタ
Q5はONし、NチヤンネルMOSトランジスタQ6
はOFFするため、高圧電源VDDから出力端子3に
PチヤンネルMOSトランジスタQ5を通過する電
流が供給され、出力VOUTは“1”(VDD)となる。
次に、入力信号VINが“1”から“0”へ変化
すると、インバータI1の出力は“0”から“1”
となり、NチヤンネルMOSトランジスタQ2
ONし、NチヤンネルMOSトランジスタQ4
OFFする。従つて、PチヤンネルMOSトランジ
スタQ3はONし、PチヤンネルMOSトランジス
タQ1はOFFする。PチヤンネルMOSトランジス
タQ3とNチヤンネルMOSトランジスタQ4との接
続点は“1”(VDD)となり、PチヤンネルMOS
トランジスタQ5はOFFし、NチヤンネルMOSト
ランジスタQ6はONし、出力端子3からNチヤン
ネルMOSトランジスタQ6を通して電源VSSに電流
が流れ、出力VOUTは“0”(VSS)となる。
出力段2のMOSトランジスタQ5,Q6のゲート
には高電圧に変換された信号が与えられるので、
十分な電流能力を引き出すことができるため、半
導体集積回路において使用する際、出力段のトラ
ンジスタの面積を小さくすることが可能となる。
また、レベルシフト回路1の入力信号を受けるN
チヤンネルMOSトランジスタQ2,Q4はゲート酸
化膜が薄くなれており、通常の低い電圧の入力信
号でも十分に動作する。このためインバータI1
前の論理回路部分も薄いゲート酸化膜のMOSト
ランジスタで構成でき、低い電源電圧でも十分高
速に動作するので、論理回路部分の電力省費を小
さくでき、素子の微細化が可能である。
第2図は本発明の他の実施例の回路図である。
この他の実施例では、出力段4のPチヤンネル
MOSトランジスタQ13とNチヤンネルMOSトラ
ンジスタQ14とのゲートを別々に駆動するため
に、2つのレベルシフト回路1,5が用いられて
いる。インバータI1とレベルシフト回路1とは第
1図の実施例と同じであるので説明を省略する。
MOSトランジスタQ9〜Q12で構成されるレベル
シフト回路5とインバータI2とは、レベルシフト
回路1を構成するMOSトランジスタQ1〜Q4及び
インバータI1にそれぞれ対応した同じ構造をして
いる。出力段4は別々のレベルシフト回路1,5
によつて駆動される高耐圧PチヤンネルMOSト
ランジスタQ13とNチヤンネルMOSトランジスタ
Q14とで構成され、これらMOSトランジスタQ13
Q14は共に十分厚いゲート酸化膜をもつている。
この実施例では、第1図の一実施例で出力段に
使用していた2つのMOSトランジスタを別々に
駆動できるように構成している為、出力段4の2
つのMOSトランジスタQ13,Q14を共にOFF−
OFF状態とすることができる。これを利用して、
出力を高インピーダンス状態にできる外、通常
CMOSのスイツチング時に生ずるON−ON状態
を避けることが可能となり、スイツチング時の消
費電力を抑えられるという利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、耐圧の十分高
い、厚いゲート酸化膜厚のMOSトランジスタと
ドレイン耐圧は高いが低電圧で十分動作する薄い
ゲート酸化膜厚のMOSトランジスタとを直列に
接続することによつて得られるレベルシフト回路
を利用し、かつ、これによつて駆動される出力段
トランジスタも厚いゲート酸化膜を用いることに
よつて論理回路からの信号入力は、薄いゲート酸
化膜を用いたMOSトランジスタに加えることに
より低電圧で十分駆動可能であり、かつ、出力段
のMOSトランジスタは厚いゲート酸化膜を用い
ることによつて、深くゲートをバイアスすること
が可能となり、出力トランジスタの電流能力が高
くなる為、出力段トランジスタの面積を小さくす
ることが可能となり、半導体集積回路の場合、チ
ツプを小型にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明の一実施
例および他の実施例を示す回路図である。第3図
は従来の高電圧デイジタル制御信号出力回路の回
路図である。 Q1,Q3,Q9,Q11……厚いゲート酸化膜を使用
した高耐圧PチヤンネルMOSトランジスタ(レ
ベルシフト用)、Q2,Q4,Q10,Q12……薄いゲー
ト酸化膜を使用した高耐圧NチヤンネルMOSト
ランジスタ(レベルシフト用)、Q7,Q8……厚い
ゲート酸化膜を使用した高耐圧Nチヤンネル
MOSトランジスタ(レベルシフト用)、I1,I2
…低電圧電源にて動作するインバータ、Q5,Q13
……厚いゲート酸化膜を使用した高耐圧Pチヤン
ネルMOSトランジスタ(出力段用)、Q6,Q14
…厚いゲート酸化膜を使用した高耐圧Nチヤンネ
ルMOSトランジスタ(出力段用)1,5……レ
ベルシフト回路、2,4……出力段、3……出力
端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 薄いゲート酸化膜を有する第1および第2の
    MOSトランジスタと、厚いゲート酸化膜を有し、
    前記第1および第2のMOSトランジスタに負荷
    としてそれぞれ接続された第3および第4の
    MOSトランジスタと、前記第1および第2の
    MOSトランジスタの各ゲートにそれぞれ相補な
    入力信号を与える手段とを含むレベルシフト回路
    と、該レベルシフト回路からの出力を各ゲート電
    極に共通に受ける厚いゲート酸化膜を有しソース
    ドレイン間が直列に接続された相補な電導型式の
    第5および第6のMOSトランジスタを含む出力
    回路とを有することを特徴とする高電圧デイジタ
    ル信号出力回路。 2 前記第3のMOSトランジスタのゲートは前
    記第4のMOSトランジスタのドレインに接続さ
    れ、前記第4のMOSトランジスタのゲートは前
    記第3のMOSトランジスタのドレインに接続さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の高電圧デイジタル信号出力回路。
JP61252341A 1986-10-22 1986-10-22 高電圧デイジタル信号出力回路 Granted JPS63105522A (ja)

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JP61252341A JPS63105522A (ja) 1986-10-22 1986-10-22 高電圧デイジタル信号出力回路

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JP61252341A JPS63105522A (ja) 1986-10-22 1986-10-22 高電圧デイジタル信号出力回路

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JPS63105522A JPS63105522A (ja) 1988-05-10
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5457420A (en) * 1993-03-26 1995-10-10 Nec Corporation Inverter circuit and level shifter circuit for providing a high voltage output
US5691217A (en) * 1996-01-03 1997-11-25 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing method of forming a pair of field effect transistors having different thickness gate dielectric layers
US6166580A (en) * 1998-12-18 2000-12-26 Vlsi Technology, Inc. CMOS high-to-low voltage buffer
JP3439412B2 (ja) 1999-09-17 2003-08-25 Necエレクトロニクス株式会社 集積回路装置、電子回路機器、回路製造方法
JP3946077B2 (ja) 2002-04-24 2007-07-18 富士通株式会社 ラッチ形レベルコンバータおよび受信回路
JP4867192B2 (ja) * 2005-04-14 2012-02-01 三菱自動車工業株式会社 無段変速機の制御装置
CN105811960B (zh) * 2016-03-03 2018-01-09 电子科技大学 一种采用薄栅氧mos管的电平位移电路

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