JPH06140915A - インターフェース回路 - Google Patents

インターフェース回路

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JPH06140915A
JPH06140915A JP4288929A JP28892992A JPH06140915A JP H06140915 A JPH06140915 A JP H06140915A JP 4288929 A JP4288929 A JP 4288929A JP 28892992 A JP28892992 A JP 28892992A JP H06140915 A JPH06140915 A JP H06140915A
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Takanori Kiyono
孝徳 清野
Hiroshi Yoshida
博史 吉田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 −E1系反転回路1及び−E2系フリップフ
ロップ回路2の出力信号を入力とする−E2反転回路3
aに発生する貫通電流を低減することにより、回路動作
の安定を図る。 【構成】 入力信号IN1が接地電圧GNDから第1の
電圧−E1に変化する場合及び第1の電圧−E1から接
地電圧GNDに変化する場合において、−E2系フリッ
プフロップ回路2の出力電位は緩やかに変化する。そし
て、−E2系フリップフロップ回路2の出力信号(高電
位信号)が供給されるよりも早く、−E1系反転回路1
の反転信号が−E2系反転回路3aに供給される。これ
より、−E2系反転回路3aのMOSFET全てが同時
にオンとなる期間がなくなり、−E2系反転回路3aの
貫通電流が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レベルシフタ回路を
有する半導体集積回路に関するものであり、特にレベル
シフタ回路の出力信号を入力とする反転回路内の貫通電
流の低減に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】図11は、従来の低電圧系(以下、−E
1系)から高電圧系(以下、−E2系)へのインターフ
ェース回路の概念図を示す。
【0003】図11に示すインターフェース回路は、−
E1系ロジック回路1aと−E2系ロジック回路5との
間に接続され、−E1系反転回路1、−E2系フリップ
フロップ回路2と−E2系反転回路3から構成される。
尚、この−E1系反転回路1と−E2系フリップフロッ
プ回路2によって電圧変換回路(レベルシフタ回路)が
構成されている。
【0004】−E1系ロジック回路1aは、接地電圧G
NDと第1の電圧−E1(低電位)との間をデジタルに
振幅する入力信号INを出力する。−E1系反転回路1
は、入力信号INを受けて、信号IN ̄(信号INの反
転信号)を出力する。−E2系フリップフロップ回路2
は、入力信号INと−E1系反転回路1の出力信号IN
 ̄とを入力信号とし、接地電圧GNDと第2の電圧−E
2(高電位)を電源とする。−E2系反転回路3は、こ
のレベルシフタ回路の出力(または−E2系フリップフ
ロップ回路2の出力信号)を波形整形し、−E2系ロジ
ック回路5の入力信号とする。
【0005】図12は、図11に示すインターフェース
回路の具体的な構成を示しており、N型半導体基板上に
構成された相補型MOSFETによって構成されてい
る。尚、図12には図11の−E1系ロジック回路1a
と−E2系ロジック回路5は示されていない。
【0006】−E1系反転回路1はPチャネル型MOS
FETP11、Nチャネル型MOSFETN11から構
成されている。Pチャネル型MOSFETP11、Nチ
ャネル型MOSFETN11の各ゲート電極には、入力
信号IN1が供給されている。Pチャネル型MOSFE
TP11の電流路の一端は接地されており、他端はNチ
ャネル型MOSFETN11の電流路の一端に接続され
ている。Nチャネル型MOSFETN11の他端には第
1の電圧−E1が供給されている。また、−E1系反転
回路1の出力端からは反転信号IN1 ̄が出力されてい
る。
【0007】−E2系フリップフロップ回路2は、Pチ
ャネル型MOSFETP12,P13、Nチャネル型M
OSFETN12,N13から構成されており、入力信
号IN1と反転信号IN1 ̄を入力とし、接地電圧GN
Dから第2の電圧−E2の間で振幅する信号を出力す
る。
【0008】−E2系フリップフロップ回路2は入力信
号IN1と逆相のレベルの信号を出力する、即ち、入力
信号IN1が接地電圧GNDレベルであれば第2の電圧
−E2レベルの信号を出力し、入力信号IN1の電位が
第1の電圧−E1であれば接地電圧GNDの信号を出力
する。
【0009】Pチャネル型MOSFETP12及びPチ
ャネル型MOSFETP13の各ゲート電極には入力信
号IN1、反転信号IN1 ̄が供給される。Pチャネル
型MOSFETP12及びPチャネル型MOSFETP
13の電流路の一端は接地されている。
【0010】Pチャネル型MOSFETP12の電流路
の他端とNチャネル型MOSFETN12の電流路の一
端は接続されており、この接続点はNチャネル型MOS
FETN13のゲート電極と−E2系反転回路3dの入
力端に接続されている。
【0011】また、Pチャネル型MOSFETP13の
電流路の他端とNチャネル型MOSFETN13の電流
路の一端は接続されており、この接続点はNチャネル型
MOSFETN12のゲート電極に接続されている。さ
らに、Nチャネル型MOSFETN12及びN13の電
流路の他端には第2の電圧−E2が供給されている。
【0012】尚、回路動作を安定させる為、−E2系フ
リップフロップ回路2を構成する各Pチャネル型MOS
FETP12,P13及び各Nチャネル型MOSFET
N12,N13の増幅率は、gmP12 >gmN12 、gm
P13 >gmN13 、gmP12 =gmP13 、gmN12 =gm
N13 と設定されている。
【0013】尚、gmP12 は、Pチャネル型MOSFE
TP12の増幅率を示しており、他のgmN12 ,gm
P13 とgmN13 も対応するMOSFETの増幅率を示し
ている。
【0014】−E2系反転回路3dは、Pチャネル型M
OSFETP14、Nチャネル型MOSFETN14か
ら構成されている。Pチャネル型MOSFETP14の
電流路の一端は接地され、他端はNチャネル型MOSF
ETN14の電流路の一端に接続され、Nチャネル型M
OSFETN14の電流路の他端には第2の電圧−E2
が供給されている。
【0015】Pチャネル型MOSFETP14及びNチ
ャネル型MOSFETN14のゲート電極の接続点は−
E2系反転回路3dの入力端である。また、Pチャネル
型MOSFETP14の電流路の他端とNチャネル型M
OSFETN14の電流路の一端の接続点は−E2系反
転回路3dの出力端であり、この出力端からは、出力信
号OUT1が出力される。次に、図14のタイミングチ
ャートを参照して図12のインターフェース回路の動作
について説明する。
【0016】まず、図14(1)の(a)に示すように
入力信号IN1が接地電圧GND(ハイレベル)から第
1の電圧−E1(ロウレベル)に変化する場合について
説明する。
【0017】まず、図14(1)の(a)に示すように
入力信号IN1が接地電圧GNDの状態では、反転信号
IN1 ̄は図14(1)の(b)に示すように第1の電
圧−E1、図14(1)の(c)〜(e)に示すよう
に、A点の電位は第2の電圧−E2、B点の電位は接地
電圧GND、出力信号OUT1の電位は接地電圧GND
である。この状態では、図14(1)の(c)に示すよ
うにA点の電位が第2の電圧−E2であり、Nチャネル
型MOSFETN13はオフしており、B点の電位は接
地電圧GNDを維持している。
【0018】この状態では、Nチャネル型MOSFET
N14がオフしており、Pチャネル型MOSFETP1
4及びNチャネル型MOSFETN14に貫通電流は流
れない。
【0019】この状態から図14(1)の(a)に示す
ように入力信号IN1の電位が第1の電圧−E1へ変化
すると、図14(1)の(b)に示すように反転信号I
N1 ̄の電位は接地電圧GNDになり、Pチャネル型M
OSFETP12がオンし、Pチャネル型MOSFET
P13はオフする。
【0020】この為、A点の電位はPチャネル型MOS
FETP12とNチャネル型MOSFETN12の抵抗
分割比(分圧比)の値となるが、Pチャネル型MOSF
ETP12の増幅率gmP12 とNチャネル型MOSFE
TN12の増幅率gmN12 の関係から図14(1)の
(c)に示すようにA点の電位は第2の電圧−E2より
接地電圧GNDへと徐々に変化し始める。
【0021】一方、A点の電位の変化によりNチャネル
型MOSFETN13がオン状態に移行し、B点の電位
は図14(1)の(d)に示すように接地電圧GNDか
ら第2の電圧−E2に変化する。これより、Nチャネル
型MOSFETN12はオフ状態に移行し、A点の電位
は第2の電圧−E2から接地電圧GNDに変化する。
【0022】このようにA点の電位はPチャネル型MO
SFETP12とNチャネル型MOSFETN12の抵
抗分割による動作とB点からの相互作用によって決定さ
れる為、−E1系反転回路1に見られるような通常のC
MOS動作を行なわず緩やかに変化する。
【0023】このように、第2の電圧−E2から接地電
圧GNDに変化するA点の電位を受けて、Pチャネル型
MOSFETP14がオフし、Nチャネル型MOSFE
TN14がオンする。これより、出力信号OUT1の電
位は、接地電圧GNDから第2の電圧−E2に変化す
る。次に、図14(2)の(a)に示すように、入力信
号IN1が第1の電圧−E1から接地電圧GNDへ変化
する場合の動作について説明する。
【0024】まず、入力信号IN1が第1の電圧−E1
の状態では、図14(2)の(b)〜(e)に示すよう
に、反転信号IN1 ̄は接地電圧GND、A点の電位は
接地電圧GND、B点の電位は第2の電圧−E2、出力
信号OUT1は第2の電圧−E2となっている。この状
態では、A点の電位は接地電圧GNDのためPチャネル
型MOSFETP14がオフしており、この−E2系反
転回路3に貫通電流は流れない。
【0025】この状態から、入力信号IN1が接地電圧
GNDに変化すると、反転信号IN1 ̄は第1の電圧−
E1になる。これより、Pチャネル型MOSFETP1
2がオフしPチャネル型MOSFETP13がオンす
る。
【0026】この為、B点の電位はPチャネル型MOS
FETP13とNチャネル型MOSFETN13の抵抗
分割比の値となるが、gmP13 >gmN13 の関係より徐
々に第2の電圧−E2より接地電圧GNDへと変化し始
める。一方、B点の電位の変化によってNチャネル型M
OSFETN12がオンする為、A点の電位は第2の電
圧−E2に変化する。
【0027】このA点の電位の変化によって、Nチャネ
ル型MOSFETN13はオフ状態に移行し、最終的に
B点の電位は接地電圧GND、A点の電位は第2の電圧
−E2になる。
【0028】このようにA点の電位が、Pチャネル型M
OSFETP13とNチャネル型MOSFETN13と
の抵抗分割による動作とB点の電位との相互作用によっ
て決定される為、−E1系反転回路1に見られるような
通常のCMOS動作を行なわず、緩やかに変化する。
【0029】また、第2の電圧−E2のA点の電位がP
チャネル型MOSFETP14とNチャネル型MOSF
ETN14の各ゲート電極に供給され、Pチャネル型M
OSFETP14はオンしNチャネル型MOSFETN
14はオフし、出力信号OUT1の電位は接地電圧GN
Dになる。図13は、インターフェース回路の第2の従
来例を示す。尚、図13のインターフェース回路は図1
2のインターフェース回路と以下の点が異なっている。
【0030】即ち、図12の−E2系反転回路3dの入
力端はNチャネル型MOSFETN13のゲート電極
と、Pチャネル型MOSFETP12の電流路の他端及
びNチャネル型MOSFETN12の電流路の一端の接
続点に接続されている。
【0031】これに対し、図13の−E2系反転回路3
dの入力端はNチャネル型MOSFETN12のゲート
電極と、Pチャネル型MOSFETP13の電流路の他
端とNチャネル型MOSFETN13の電流路の一端の
接続点に接続されている。図13のインターフェース回
路の他の部分は、図12のインターフェース回路と同様
の構成であるので、同一符号を付すことにより、説明を
省略する。
【0032】また、図13のインターフェース回路は、
入力信号IN1に対して逆相のレベルの出力信号を出力
するという点が異なる。即ち、図13のインターフェー
ス回路は、入力信号IN1が接地電圧GNDであれば−
E2系反転回路3dの出力信号は第2の電圧−E2にな
り、入力信号IN1が第1の電圧−E1であれば接地電
圧GNDになる。よって、反転信号IN1 ̄、A点、B
点の電位は、図14の(b)〜(d)と同様に変化す
る。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】上記の第1の従来例の
ように、入力信号IN1が接地電圧GNDから第1の電
圧−E1に変化する場合、B点の電位は緩やかに変化
し、−E2系フリップフロップ回路は通常のCMOS動
作を行なわず、緩やかに変化する。
【0034】この為、Pチャネル型MOSFETP1
4、Nチャネル型MOSFETN14が同時にオンする
期間が生じてしまい、−E2系反転回路3の接地電圧G
ND〜第2の電圧−E2間に貫通電流が流れてしまう。
また、入力信号IN1が第1の電圧−E1から接地電圧
GNDに変化する場合、A点の電位は通常のCMOS動
作を行なわず、緩やかに変化する。
【0035】この為、A点をゲート入力とする−E2系
反転回路のPチャネル型MOSFETP14、Nチャネ
ル型MOSFETN14が同時にオンする期間が生じ、
接地電圧GND〜第2の電圧−E2間に貫通電流が流れ
てしまう。
【0036】この発明は上記実情に鑑みなされたもの
で、高電位系電源フリップフロップ回路の高電位信号を
供給するよりも早く、第2の反転回路に第1の反転回路
の反転信号を供給することにより、第2の反転回路を構
成する全ての第1の導電型トランジスタ、第2の導電型
トランジスタの同時オンを防止でき、第2の反転回路内
の貫通電流を低減できるインターフェース回路を提供す
ることを第1の目的とする。
【0037】また、この発明は、高電位系電源フリップ
フロップ回路の高電位信号を供給するよりも早く、第2
の反転回路に低電位信号が供給することにより、第2の
反転回路を構成する全ての第1の導電型トランジスタ、
第2の導電型トランジスタの同時オンを防止でき、第2
の反転回路内の貫通電流を低減できるインターフェース
回路を提供することを第2の目的とする。
【0038】
【課題を解決するための手段】この発明に係るインター
フェース回路は、入力端に低電位信号を受けて、この入
力信号を低電位反転出力する第1の反転回路と、低電位
信号とその反転信号を入力信号とし、かつ、出力信号が
前記低電位信号と逆相で高電位信号となるような高電位
系電源フリップフロップ回路と、前記反転信号及び前記
フリップフロップ回路の出力信号を入力信号とし、高電
位電源と接地電位電源を有し、かつ、出力端と高電位電
源間に接続され、前記フリップフロップ回路の出力信号
をゲート入力とする第1の導電型トランジスタと、出力
端と接地電位電源間に接続され、前記フリップフロップ
回路の出力信号をゲート入力とする第2の導電型トラン
ジスタと、出力端と電源間に直列に接続され、少なくと
も1つ以上の前記反転信号をゲート入力とするいづれか
の導電型トランジスタから構成され、前記フリップフロ
ップ回路の出力信号と逆相の信号を出力する第2の反転
回路とを具備することを特徴とする。
【0039】また、この発明に係るインターフェース回
路は、入力端に低電位信号を受けて、この入力信号を反
転出力する第1の反転回路と、低電位信号とその反転信
号を入力信号とし、かつ、出力信号が前記低電位信号と
同相で高電位信号となるような高電位系電源フリップフ
ロップ回路と、前記低電位信号及び前記フリップフロッ
プ回路の出力信号を入力信号とし、高電位電源と接地電
位電源を有し、出力端と高電位電源間に接続され、前記
フリップフロップ回路の出力信号をゲート入力とする第
1の導電型トランジスタと、出力端と接地電位電源間に
接続され、前記フリップフロップ回路の出力信号をゲー
ト入力とする第2の導電型トランジスタと、出力端と電
源間に直列に接続され、少なくとも1つ以上の前記低電
位信号をゲート入力とするいづれかの導電型トランジス
タから構成され、前記フリップフロップ回路の出力信号
と逆相の信号を出力する第2の反転回路とを具備するこ
とを特徴とする。
【0040】
【作用】第1に、高電位系電源フリップフロップ回路
は、低電位信号と第1の反転回路からの反転信号を受け
て、第2の反転回路に低電位信号と逆相の高電位信号を
供給する。また、第2の反転回路には、第1の反転回路
からの反転信号が供給される。
【0041】この場合、高電位系電源フリップフロップ
回路から高電位信号が供給されるよりも早く、第1の反
転回路の反転信号が供給されるので、第2の反転回路を
構成する全ての第1の導電型トランジスタ、第2の導電
型トランジスタの同時オンが防止でき、これより第2の
反転回路内の貫通電流を低減できる。
【0042】第2に、高電位系電源フリップフロップ回
路は、低電位信号と第1の反転回路からの反転信号を受
けて、第2の反転回路に低電位信号と同相の高電位信号
を供給する。また、第2の反転回路には低電位信号が供
給される。
【0043】この場合、高電位系電源フリップフロップ
回路から高電位信号が供給されるよりも早く、低電位信
号が供給されるので、第2の反転回路を構成する全ての
第1の導電型トランジスタ、第2の導電型トランジスタ
の同時オンが防止でき、これより第2の反転回路内の貫
通電流を低減できる。
【0044】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例に
ついて説明する。後述する図1,図2,図4,図5のイ
ンターフェース回路は、図11、図12の従来の第1の
インターフェース回路に対応する。
【0045】図1は、−E1系(低電圧系)から−E2
系(高電圧系)へのインターフェース回路の概念図であ
る。図2は、この発明の第1実施例に係るインターフェ
ース回路を示す。
【0046】図1のインターフェース回路は、−E1系
ロジック回路1aと−E2系ロジック回路5との間に接
続され、−E1系反転回路1、−E2系フリップフロッ
プ回路2、−E2系反転回路3から構成されている。
【0047】−E1系ロジック回路1aの出力信号は−
E1系反転回路1と−E2系フリップフロップ回路2の
第2の入力端に供給されている。−E1系反転回路1の
出力信号は、−E2系フリップフロップ回路2の第1の
入力端及び−E2系反転回路3の第1の入力端に供給さ
れている。
【0048】−E2系フリップフロップ回路2の出力信
号(INと逆相)は、−E2系反転路3の第2の入力端
に供給され、反転波形整形され、−E2系ロジック回路
5に供給されている。
【0049】−E1系ロジック回路1a、−E1系反転
回路1、−E2系フリップフロップ回路2、−E2系反
転回路3、−E2系ロジック回路5にはそれぞれ接地電
圧GNDが供給されている。
【0050】また、−E1系ロジック回路1a、−E1
系反転回路1には第1の電圧−E1が、−E2系フリッ
プフロップ回路2、−E2系反転回路3、−E2系ロジ
ック回路5には第2の電圧−E2が供給されている。
【0051】図1のインターフェース回路は、レベルシ
フタ回路(−E2系フリップフロップ回路)の出力信号
と−E1系反転回路1の出力信号を−E2系反転回路
(−E2系反転回路)3の入力信号にしている点が従来
のインターフェース回路(図11に示す)と異なる。次
に、図2を参照して、インターフェース回路の具体的な
構成について説明する。
【0052】図2の−E1系反転回路1は、Pチャネル
型MOSFETP11、Nチャネル型MOSFETN1
1から構成され、入力信号IN1を反転し、反転信号I
N1 ̄を出力する。このPチャネル型MOSFETP1
1の電流路の一端には接地電圧GNDが、Nチャネル型
MOSFETN11の電流路の他端には第1の電圧−E
1が供給されている。Pチャネル型MOSFETP11
とNチャネル型MOSFETN11のゲート電極の接続
点は−E1系反転回路1の入力端である。Pチャネル型
MOSFETP11の電流路の他端とNチャネル型MO
SFETN11の電流路の一端は接続され、−E1系反
転回路1の出力端である。
【0053】−E2系フリップフロップ回路2は、Pチ
ャネル型MOSFETP12、Nチャネル型MOSFE
TN12、Pチャネル型MOSFETP13、Nチャネ
ル型MOSFETN13から構成されている。Pチャネ
ル型MOSFETP12のゲート電極には入力信号IN
1が、Pチャネル型MOSFETP12の電流路の一端
には接地電圧GNDが供給されている。Pチャネル型M
OSFETP12の電流路の他端とNチャネル型MOS
FETN12の電流路の一端は接続されており、この接
続点は後述するNチャネル型MOSFETN13のゲー
ト電極に接続されている。Pチャネル型MOSFETP
12の電流路の他端とNチャネル型MOSFETN12
の電流路の一端の接続点からの出力が−E2系フリップ
フロップ回路2の出力信号となる。Nチャネル型MOS
FETN12の電流路の他端には第2の電圧−E2が供
給されている。
【0054】Pチャネル型MOSFETP13の電流路
の一端には接地電圧GNDが供給されており、Pチャネ
ル型MOSFETP13の電流路の他端はNチャネル型
MOSFETN13の電流路の一端に接続されており、
この接続点はNチャネル型MOSFETN12のゲート
電極に接続されている。Pチャネル型MOSFETP1
3のゲート電極には−E1系反転回路1の反転信号IN
1 ̄が供給されている。Nチャネル型MOSFETN1
3の電流路の他端には第2の電圧−E2が供給されてい
る。
【0055】−E2系反転回路3aは、Pチャネル型M
OSFETP14,P15、Nチャネル型MOSFET
N14,N15から構成されており、反転信号IN1 ̄
と−E2系フリップフロップ回路2の出力信号を受け
て、出力信号OUT2を出力する。
【0056】Pチャネル型MOSFETP15の電流路
の一端には接地電圧GNDが、Pチャネル型MOSFE
TP15のゲート電極には反転信号IN1 ̄が供給され
ている。Pチャネル型MOSFETP15の電流路の他
端にはPチャネル型MOSFETP14の電流路の一端
が接続され、Pチャネル型MOSFETP14のゲート
電極には、−E2系フリップフロップ回路2からの出力
信号が供給されている。Pチャネル型MOSFETP1
4の電流路の他端はNチャネル型MOSFETN14の
電流路の一端に接続されており、この接続点からの出力
が−E2系反転回路3aの出力信号になる。
【0057】Nチャネル型MOSFETN14のゲート
電極には−E2系フリップフロップ回路2の出力信号が
供給されており、Nチャネル型MOSFETN14の電
流路の他端にはNチャネル型MOSFETN15の電流
路の一端が接続されており、Nチャネル型MOSFET
N15のゲート電極には反転信号IN1 ̄が供給されて
おり、Nチャネル型MOSFETN15の電流路の他端
には第2の電圧−E2が供給されている。次に、図3の
タイミングチャートを参照して、図2のインターフェー
ス回路の動作について説明する。まず、図3(1)に示
すように、入力信号IN1が接地電圧GNDから第1の
電圧−E1に変化する場合について考える。
【0058】まず、入力信号IN1の電位が、図3
(1)の(a)に示すように接地電圧GNDの時、反転
信号IN1 ̄の電位は第1の電圧−E1(図3(1)の
(b))である。また、図3(1)の(d)に示すよう
にB点の電位は接地電圧GND、図3(1)の(c)に
示すようにA点の電位は第2の電圧−E2である。
【0059】Pチャネル型MOSFETP14はオン、
Nチャネル型MOSFETN14はオフ、Pチャネル型
MOSFETP15はオン、Nチャネル型MOSFET
N15は高抵抗なオンであり、出力信号OUT2の電位
は図3(1)の(e)に示すように接地電圧GNDであ
る。
【0060】次に、図3(1)に示すように、入力信号
IN1が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に変化す
ると、反転信号IN1 ̄は接地電圧GNDになり、Pチ
ャネル型MOSFETP15はオフする。
【0061】Pチャネル型MOSFETP12のゲート
電極には第1の電圧−E1の入力信号IN1が供給さ
れ、Pチャネル型MOSFETP12はオンする。A点
の電位は接地電圧GNDとなり、Nチャネル型MOSF
ETN13のゲート電極に接地電圧GNDの信号が供給
され、Nチャネル型MOSFETN13がオンする。こ
れにより、B点の電位が第2の電圧−E2となる。この
第2の電圧−E2を受けて、Nチャネル型MOSFET
N12はオフし、A点の電位は接地電圧GNDになる。
【0062】よって、−E2系フリップフロップ回路2
からの出力信号は接地電圧GNDなので、Pチャネル型
MOSFETP14がオフし、Nチャネル型MOSFE
TN14がオンする。この時、すでにPチャネル型MO
SFETP15、Nチャネル型MOSFETN15のゲ
ート電極には、接地電圧GNDの反転信号IN1 ̄が供
給され、Pチャネル型MOSFETP15はオフし、N
チャネル型MOSFETN15はオンしている。これよ
り、出力信号OUT2は、第2の電圧−E2になる。
【0063】即ち、従来のインターフェース回路の場合
と異なり、変化がA点の電位より早い反転信号IN1 ̄
がゲート入力されるPチャネル型MOSFETP15が
オフする為、−E2系反転回路3aのMOSFET全て
が同時にオンとなる期間がなくなる。よって、これより
図3(1)の(f)に示すように、−E2系反転回路3
aに貫通電流は発生しない。
【0064】次に、図3(2)に示すように、入力信号
IN1が第1の電圧−E1から接地電圧GNDに変化す
る場合、図2のインターフェース回路は図14(図14
の(2)の(f)を除く)に示す従来のインターフェー
ス回路の動作と同様に動作する。
【0065】まず、入力信号IN1が第1の電圧−E1
の状態では、図3(2)の(b)〜(e)に示すよう
に、反転信号IN1 ̄は接地電圧GND、A点の電位は
接地電圧GND、B点の電位は第2の電圧−E2、出力
信号OUT2は第2の電圧−E2となっている。
【0066】この状態で、入力信号IN1が接地電圧G
NDに変化すると、反転信号IN1 ̄は第1の電圧−E
1に変化する。これより、Nチャネル型MOSFETN
15が低抵抗のオンから高抵抗のオンとなる。又、A,
Bは従来例、図14と同様な動作をする。
【0067】よって、A点の電位が第2の電圧−E2若
しくはそれに近いレベルになるとNチャネル型MOSF
ETN14がオフ、Pチャネル型MOSFETP14が
オンする。この時Pチャネル型MOSFETP15もオ
ンの為、出力信号OUT2の電位は接地電圧GNDとな
る。
【0068】この時のNチャネル型MOSFETN15
の動作に着目すると、反転信号IN1 ̄が接地電圧GN
Dの時、そのゲートバイアスは|(−E2)−GND|
の高電位となっているが、反転信号IN1 ̄が第1の電
圧−E1の時、ゲートバイアスは|(−E2)−(−E
1)|となり、その増幅率gmは小さくなる。
【0069】即ち、−E2系ロジック回路3a内のMO
SFET全てが同時にオンとなる期間があるものの、電
位の変化がA点より早い反転信号IN1 ̄がゲート入力
されるNチャネル型MOSFETN15のゲート電位が
接地電圧GNDから第1の電圧−E1に変化することに
よりオン抵抗が増大する為、−E2系反転回路3aの貫
通電流は図3(2)の(f)に示すように低減する。
【0070】次に、図4を参照して第2実施例に係るイ
ンターフェース回路について説明する。図4のインター
フェース回路は、図2のインターフェース回路と以下の
点が異なる構成になっている。即ち、図4の−E2系反
転回路3bはPチャネル型MOSFETP15,P1
4、Nチャネル型MOSFETN14から構成されてお
り、反転信号IN1 ̄をゲート入力とするNチャネル型
MOSFETN15を図2のインターフェース回路から
削除したものである。尚、他の部分に関しては、図2の
インターフェース回路と同様であるので、同一符号を付
すことにより説明を省略する。
【0071】図4のインターフェース回路は、入力信号
IN1の電位が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に
変化する場合、図3(1)に示すように動作する。ま
た、入力信号IN1の電位が第1の電圧−E1から接地
電圧GNDに変化する場合は図14(2)に示すように
動作する。
【0072】尚、図3(1)の説明で述べたように、入
力信号IN1が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に
変化する場合、−E2系反転回路3bにおいて貫通電流
は発生しない。
【0073】次に、図5を参照して第3実施例に係るイ
ンターフェース回路について説明する。図5のインター
フェース回路は、図2のインターフェース回路と以下の
点が異なる構成になっている。即ち、図5のインターフ
ェース回路の−E2系反転回路3cは、Pチャネル型M
OSFETP14,Nチャネル型MOSFETN14,
N15から構成されており、反転信号IN1 ̄をゲート
入力とするPチャネル型MOSFETP15を図2のイ
ンターフェース回路の−E2系反転回路3aから削除し
たものである。尚、他の部分に関しては、図2に示すイ
ンターフェース回路と同様であるので、同一符号を付す
ことにより説明を省略する。
【0074】図5のインターフェース回路は、入力信号
IN1が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に変化す
る場合、図14(1)に示すように動作し、また入力信
号IN1が第1の電圧−E1から接地電圧GNDに変化
する場合、図3(2)に示すように動作する。尚、図5
のインターフェース回路は、図3(2)の説明で述べた
ように、入力信号IN1が第1の電圧−E1から接地電
圧GNDに変化する場合に発生する貫通電流を従来のイ
ンターフェース回路に比べ低減できる。
【0075】次に、図6〜図10を参照して第4〜第6
実施例に係るインターフェース回路について説明する。
図6は、第4〜第6実施例の概念図である。図7、図
9、図10は、それぞれ第4〜6実施例に係るインター
フェース回路を示しており、図13の従来の第2のイン
ターフェース回路に対応するものである。
【0076】図6のインターフェース回路は、図1のイ
ンターフェース回路と以下の2点が異なる。第1に、図
1のインターフェース回路では−E1系ロジック回路1
aの出力を−E1系反転回路1、−E2系フリップフロ
ップ回路2に供給しているが、図6のインターフェース
回路では−E1系ロジック回路1aの出力信号を−E1
系反転回路1、−E2系フリップフロップ回路、−E
2系反転回路3に供給している。
【0077】第2に、図1のインターフェース回路で
は、−E1系反転回路1の出力信号を−E2系フリップ
フロップ回路2と−E2系反転回路3に供給している
が、図6のインターフェース回路では−E1系反転回路
1の出力信号IN ̄を−E2系フリップフロップ回路4
にのみ供給している。尚、他の部分に関しては、図1の
インターフェース回路と同様であるので、同一符号を付
すことにより説明を省略する。
【0078】尚、図1のインターフェース回路において
−E2系フリップフロップ回路2から−E2系ロジック
回路3に直接供給される出力信号は入力信号INと逆相
であるが、図6のインターフェース回路では、入力信号
INと同相の信号が供給されている。
【0079】次に、図7を参照してこの発明の第4実施
例に係るインターフェース回路について説明する。図7
のインターフェース回路は、図2のインターフェース回
路と以下の2点が異なる。
【0080】第1に、図2のインターフェース回路では
反転信号IN1 ̄をPチャネル型MOSFETP15、
Nチャネル型MOSFETN15のゲート入力としてい
るが、図7のインターフェース回路では信号IN1をP
チャネル型MOSFETP15、Nチャネル型MOSF
ETN15のゲート入力としている。
【0081】第2に、図2のインターフェース回路では
Pチャネル型MOSFETP12の電流路の他端とNチ
ャネル型MOSFETN12の電流路の一端の接続点か
らの出力信号を−E2系フリップフロップ回路2の出力
信号としているが、図7のインターフェース回路ではP
チャネル型MOSFETP13の電流路の他端とNチャ
ネル型MOSFETN13の電流路の一端の接続点から
の出力信号を−E2系フリップフロップ回路4の出力信
号としている。尚、図7のインターフェース回路の他の
部分は、前述の図2のインターフェース回路と同様であ
るので、同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0082】次に、図8のタイミングチャートを参照し
てこの発明の第4実施例に係るインターフェース回路の
動作を説明する。図8(1)に示すように、入力信号I
N1が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に変化する
場合について考える。尚、反転信号IN1 ̄、A点、B
点の電位は従来のインターフェース回路と同様に図14
(1)に示すように変化する。
【0083】まず、入力信号IN1が接地電圧GNDの
時、Pチャネル型MOSFETP12はオフ、反転信号
IN1 ̄は第1の電圧−E1(図8(1)の(b))、
Pチャネル型MOSFETP13はオン、B点の電位は
接地電圧GND、A点の電位は第2の電圧−E2、Pチ
ャネル型MOSFETP14はオフ、Nチャネル型MO
SFETN14はオン、Pチャネル型MOSFETP1
5はオフ、Nチャネル型MOSFETN15はオンして
いる。よって、−E2系ロジック回路3aの出力信号O
UT2の電位は、図8(1)の(e)に示すように第2
の電圧−E2である。
【0084】次に、図8(1)に示すように入力信号I
N1が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に変化する
と、Pチャネル型MOSFETP15がオンし、Nチャ
ネル型MOSFETN15は高抵抗のオンとなる。この
時、A,B点は図14に示す従来回路と同様な動作をす
る。B点の電位が第2の電圧−E2若しくはそれに近い
レベルになると、Nチャネル型MOSFETN14がオ
フし、Pチャネル型MOSFETP14がオンする。
【0085】この時、第1の電圧−E1の入力信号IN
1を受けて、Pチャネル型MOSFETP15がオンし
ている為、図8(1)の(e)に示すように出力信号O
UT2の電位は接地電圧GNDとなる。
【0086】この結果、図8(1)の(f)に示すよう
に図7の−E2系ロジック回路3aのMOSFET全て
が同時にオンとなる期間が発生し、貫通電流が発生す
る。しかし、電位の変化がB点より早い入力信号IN1
をゲート入力とするNチャネル型MOSFETN15の
ゲート電位が、接地電位GNDから第1の電圧−E1に
変化することによりオン抵抗が増大する為、−E2系ロ
ジック回路3aに流れる貫通電流は図8(1)の(f)
に示すように従来に比べ低減する。
【0087】次に、図8(2)に示すように、入力信号
IN1が第1の電圧−E1から接地電圧GNDに変化す
る場合、図7のインターフェース回路は、図14(2)
のタイミングチャートに従って(図14の(2)の
(f)を除いて)、図13のインターフェース回路と同
様の動作を行なう。
【0088】まず、入力信号IN1が第1の電圧−E1
の状態では、図8(2)の(b)〜(e)に示すよう
に、A点の電位は接地電圧GND、反転信号IN1 ̄は
接地電圧GND、B点の電位は第2の電圧−E2、出力
信号OUT2の電位は接地電圧GNDである。
【0089】この状態で、入力信号IN1が接地電圧G
NDに変化すると、Nチャネル型MOSFETN15は
高抵抗のオンから低抵抗のオンとなり、Pチャネル型M
OSFETP15はオフする。
【0090】この時、A,Bは図14に示す従来例の回
路と同様に動作する。B点の電位が接地電圧GND若し
くはそれに近い値となると、Pチャネル型MOSFET
P14がオフ、Nチャネル型MOSFETN14がオン
する。この時、Nチャネル型MOSFETN15もオン
の為、出力信号OUT2の電位も第2の電圧−E2とな
る。
【0091】即ち、図7のインターフェース回路が図8
(2)に示すように動作する場合、B点の電位より変化
が早い入力信号IN1をゲート入力とするPチャネル型
MOSFETP15がオフする。これより、−E2系ロ
ジック回路3a内のMOSFET全てが同時にオンとな
る期間がなくなり、図8(2)の(f)に示すように−
E2系ロジック回路3aにおける貫通電流は無くなる。
【0092】次に、図9に示す第5実施例に係るインタ
ーフェース回路について説明する。図9のインターフェ
ース回路は図7のインターフェース回路と以下の点が異
なる構成になっている。即ち、図9のインターフェース
回路は、信号IN1をゲート入力とするPチャネル型M
OSFETP15を図7の−E2系ロジック回路3aか
ら削除したものである。尚、他の部分に関しては、図7
のインターフェース回路と同様の構成であるので、同一
符号を付すことにより説明を省略する。
【0093】図9に示すインターフェース回路は、入力
信号IN1が接地電圧GNDから第1の電圧−E1に変
化する場合(図14(1))と同様に貫通電流を生じる
が、入力信号IN1が第1の電圧−E1から接地電圧G
NDに変化する場合、図8(1)に示すような貫通電流
しか生じず、貫通電流が従来例に比べ低減する。
【0094】次に、図10を参照して第6実施例に係る
インターフェース回路について説明する。図10のイン
ターフェース回路は、図7のインターフェース回路と以
下の点が異なる構成になっている。即ち、図10の−E
2系反転回路3bは、信号IN1をゲート入力とするN
チャネル型MOSFETN15を図7の−E2系反転回
路3aから削除したものである。尚、他の部分に関して
は、図7に示すインターフェース回路と同様であり、同
一符号を付して説明を省略する。
【0095】上記構成の図10のインターフェース回路
は、図7に示すインターフェース回路と同様に動作し、
図8(2)と同様に入力信号IN1が第1の電圧−E1
から接地電圧GNDに変化する場合の貫通電流が無くな
る。上記実施例のインターフェース回路によれば、−E
2系ロジック回路のレベル出力には支障をきたさず、回
路動作を安定させることができる。
【0096】
【発明の効果】この発明は、高電位系電源フリップフロ
ップ回路の出力である高電位信号を供給するよりも早
く、第2の反転回路に第1の反転回路の出力である反転
信号を供給することにより、第2の反転回路内の貫通電
流を低減できる。
【0097】また、この発明は、高電位系電源フリップ
フロップ回路の出力である高電位信号を供給するよりも
早く、第2の反転回路に低電位信号を供給することによ
り、第2の反転回路内の貫通電流を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2,4,5に示すインターフェース回路の概
略図。
【図2】この発明の第1実施例に係るインターフェース
回路を示す図。
【図3】図2,図4,図5に示すインターフェース回路
の動作を示すタイミングチャート。
【図4】この発明の第2実施例に係るインターフェース
回路を示す図。
【図5】この発明の第3実施例に係るインターフェース
回路を示す図。
【図6】図7、図9、図10に示すインターフェース回
路の概念図。
【図7】この発明の第4実施例に係るインターフェース
回路を示す図。
【図8】図7、図9、図10に示すインターフェース回
路の動作を示すタイミングチャート。
【図9】この発明の第5実施例に係るインターフェース
回路を示す図。
【図10】この発明の第6実施例に係るインターフェー
ス回路を示す図。
【図11】従来のインターフェース回路の概念図。
【図12】従来の第1のインターフェース回路を示す
図。
【図13】従来の第2のインターフェース回路を示す
図。
【図14】図12,13に示す従来のインターフェース
回路の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
1a…−E1系ロジック回路、1…−E1系反転回路、
2,4…−E2系フリップフロップ回路(レベルシフタ
回路)、3,3a,3b,3c…−E2系反転回路、5
…−E2系ロジック回路、P11〜P15…Pチャネル
型MOSFET、N11〜N15…Nチャネル型MOS
FET、−E1…第1の電圧(第1の電源電圧)、−E
2…第2の電圧(第2の電源電圧)、IN1…入力信
号、IN1 ̄…IN1の反転信号、OUT2…出力信
号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 博史 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端に低電位信号を受けて、この入力
    信号を低電位反転出力する第1の反転回路と、 前記低電位信号とその反転信号を入力信号とし、かつ、
    出力信号が前記低電位信号と逆相で高電位信号となるよ
    うな高電位系電源フリップフロップ回路と、 前記反転信号及び前記フリップフロップ回路の出力信号
    を入力信号とし、高電位電源と接地電位電源を有し、か
    つ、出力端と高電位電源間に接続され、前記フリップフ
    ロップ回路の出力信号をゲート入力とする第1の導電型
    トランジスタと、出力端と接地電位電源間に接続され、
    前記フリップフロップ回路の出力信号をゲート入力とす
    る第2の導電型トランジスタと、出力端と電源間に直列
    に接続され、少なくとも1つ以上の前記反転信号をゲー
    ト入力とするいづれかの導電型トランジスタから構成さ
    れ、前記フリップフロップ回路の出力信号と逆相の信号
    を出力する第2の反転回路とを具備することを特徴とす
    るインターフェース回路。
  2. 【請求項2】 入力端に低電位信号を受けて、この入力
    信号を低電位反転出力する第1の反転回路と、 前記低電位信号とその反転信号を入力信号とし、かつ、
    出力信号が前記低電位信号と同相で高電位信号となるよ
    うな高電位系電源フリップフロップ回路と、 前記低電位信号及び前記フリップフロップ回路の出力信
    号を入力信号とし、高電位電源と接地電位電源を有し、
    出力端と高電位電源間に接続され、前記フリップフロッ
    プ回路の出力信号をゲート入力とする第1の導電型トラ
    ンジスタと、出力端と接地電位電源間に接続され、前記
    フリップフロップ回路の出力信号をゲート入力とする第
    2の導電型トランジスタと、出力端と電源間に直列に接
    続され、少なくとも1つ以上の前記低電位信号をゲート
    入力とするいづれかの導電型トランジスタから構成さ
    れ、前記フリップフロップ回路の出力信号と逆相の信号
    を出力する第2の反転回路とを具備することを特徴とす
    るインターフェース回路。
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