JPH06204850A - レベルシフタ回路 - Google Patents

レベルシフタ回路

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JPH06204850A
JPH06204850A JP5000998A JP99893A JPH06204850A JP H06204850 A JPH06204850 A JP H06204850A JP 5000998 A JP5000998 A JP 5000998A JP 99893 A JP99893 A JP 99893A JP H06204850 A JPH06204850 A JP H06204850A
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output
power supply
level
drain
mos transistor
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JP5000998A
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Shinzo Sakuma
信三 佐久間
Sanpei Miyamoto
三平 宮本
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 第1の電源電位と接地電位の間を振幅する信
号を入力とし、第1の電源電位よりも高い第2の電源電
位と接地電位の間を振幅する信号に変換し、出力するレ
ベルシフタ回路において、第2の電源線から接地線への
貫通電流の発生を低減する。 【構成】 第1の電源電位と接地電位の間を振幅する入
力信号線φ1-1 に接続した第1のインバータINV1-1
の出力を、第2の電源線15に接続し、レベル変換した
出力信号φ1-2 を出力するレベル変換回路の第2のNチ
ャネル型MOSトランジスタM1-4 のソースに接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路におけ
るレベルシフタ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、以下に示すようなものがあった。図4はかかる
従来のレベルシフタ回路図である。入力線3は第1の電
源電位(Vccレベル)と接地電位(Vssレベル)の
間を振幅する入力信号φ6-1 である。この信号φ6-1
入力とするインバータINV6-1 と、このINV6-1
出力ノードN6-1 を入力とするINV6-2 と、ソースを
第1の電源電位(Vcc)より高い電位(Vppレベ
ル)の第2の電源線5と接続し、ゲート、ドレインを互
いのドレイン、ゲートと接続したPチャネル型MOSト
ランジスタM6-1 、M6-2 と、ドレインをノードN6-3
によりトランジスタM6-1 のドレインと、ゲートをノー
ドN6-1 と、ソースを接地線6と接続したNチャネル型
MOSトランジスタM6-3 と、ドレインをトランジスタ
6-2 のドレインと、ゲートをノードN6-2 と、ソース
を接地線6と接続したNチャネル型MOSトランジスタ
6-4 で構成するようにしている。
【0003】図5はそのレベルシフタ回路の動作電圧波
形図である。以下に、この図を参照しながらそのレベル
シフタ回路の動作を述べる。図5(a)に示すように、
入力線3の入力信号φ6-1 がVccレベルからVssレ
ベルへ変わると、インバータINV6-1 により、ノード
6-1 はVssレベルからVccレベルとなり、トラン
ジスタM6-3 をONし、ノードN6-3 をVppレベルか
らVssレベルに下げようとする。
【0004】同時に、インバータINV6-2 によりノー
ドN6-2 はVccレベルからVssレベルとなり、トラ
ンジスタM6-4 をOFFする。トランジスタM6-4 がO
FFすると、出力φ6-2 はノードN6-3 の電位によりト
ランジスタM6-2 を介してVppレベルとなり、トラン
ジスタM6-1 をOFFする。トランジスタM6-1 をOF
Fすると、ノードN6-1 の電位により、トランジスタM
6-3 を介してノードN 6-3 をVssレベルにする。
【0005】次いで、図5(b)に示すように、入力信
号φ6-1 をVssレベルからVccレベルとすると、イ
ンバータINV6-1 によりノードN6-1 はVccレベル
からVssレベルとなり、トランジスタM6-3 をOFF
し、インバータINV6-2 によりノードN6-2 はVss
レベルからVccレベルとなる。ノードN6-2 はトラン
ジスタM6-4 をONし、出力φ6-2 をVppレベルから
Vssレベルに下げ、同時にトランジスタM6-1 をON
させノードN6-3 をVppレベルにし、トランジスタM
6-2 をOFFする。
【0006】上記したように、VccレベルとVssレ
ベルの間を振幅する入力信号φ6-1を、Vppレベルと
Vssレベルの間を振幅する出力φ6-2 に変換するよう
にしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた従来のレベルシフタ回路では、入力信号φ6-1 が、
VccレベルからVssレベルへ変化する時、また、V
ssレベルからVccレベルへ変化する時、ともに第2
の電源線2から接地線3への貫通電流が発生してしまう
という問題があった。
【0008】すなわち、図5(a)に示すように、入力
信号φ6-1 がVccレベルからVssレベルになると、
インバータINV6-1 により、ノードN6-1 はVssレ
ベルからVccレベルとなり、トランジスタM6-3 をO
Nする。しかし、この時、出力φ6-2 はまだVssレベ
ルであるので、トランジスタM6-1 、M6-3 が同時にO
N状態となり、貫通電流I1 が流れる。また、ノードN
6-3 の電位が下がると、トランジスタM6-2 をONさ
せ、ノードN6-2 がVssレベルになるまで貫通電流I
1 が流れる。
【0009】次に、図5(b)に示すように、入力信号
φ6-1 をVssレベルからVccレベルにすると、イン
バータINV6-1 、INV6-2 によりノードN6-2 はV
ssレベルからVccレベルになり、トランジスタM
6-4 をONする。この時、ノードN6-3 はVssレベル
であるので、トランジスタM6-2 、M6-4 が同時にON
状態となり、貫通電流I2 が流れる。
【0010】したがって、第2の電源電位を内部発生さ
せている半導体集積回路において、貫通電流の増加は内
部昇圧回路の負担を重くする。本発明は、以上述べたレ
ベルシフタ動作時に第2の電源線から接地線へ貫通電流
が発生するという問題点を除去するため、第1、第2の
Nチャネル型MOSトランジスタの両方、もしくは出力
ノードに接続するNチャネル型MOSトランジスタのみ
のゲートを第1の電源線と接続し、入力制御手段によっ
て発生した信号のソース制御により、レベルシフタを動
作させることによって、第2の電源線から接地線への貫
通電流の発生を低減できるレベルシフタ回路を提供する
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、第1の電源電位と接地電位の間を振幅す
る信号を入力とし、第1の電源電位よりも高い第2の電
源電位と接地電位の間を振幅する信号に変換し、出力す
るレベルシフタ回路において、 (A)入力信号発生回路より出力する第1の電源電位と
接地電位の間を振幅する入力信号線に接続する第1のイ
ンバータと、ソースを第2の電源線に接続し、ゲート、
ドレインを互いのドレイン、ゲートに接続する第1、第
2のPチャネル型MOSトランジスタと、ドレインを前
記第1のPチャネル型MOSトランジスタのドレイン
と、ゲートを前記第1のインバータの出力と、ソースを
接地線と接続する第1のNチャネル型MOSトランジス
タと、ドレインをレベルシフタの出力ノードである前記
第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、
ゲートを第1の電源線と、ソースを前記第1のインバー
タの出力と接続する第2のNチャネル型MOSトランジ
スタとを設けるようにしたものである。
【0012】(B)入力信号発生回路より出力する第1
の電源電位と接地電位の間を振幅する入力信号線に接続
する第1のインバータと、該第1のインバータの出力を
入力とする第2のインバータと、ソースを第2の電源線
に接続し、ゲート、ドレインを互いのドレイン、ゲート
に接続する第1、第2のPチャネル型MOSトランジス
タと、ドレインを前記第1のPチャネル型MOSトラン
ジスタのドレインと、ゲートを第1の電源線と、ソース
を前記第1のインバータの出力と接続する第1のNチャ
ネル型MOSトランジスタと、ドレインをレベルシフタ
の出力ノードである前記第2のPチャネル型MOSトラ
ンジスタのドレインと、ゲートを第1の電源線と、ソー
スを第2のインバータの出力と接続する第2のNチャネ
ル型MOSトランジスタとを設けるようにしたものであ
る。
【0013】(C)入力信号発生回路より出力する第1
の電源電位と接地電位の間を振幅する入力信号線に接続
する第1のインバータと、該第1のインバータの出力
と、第2のNAND回路の出力を入力とする第1のNA
ND回路と、該入力信号と前記第1のNAND回路の出
力を入力とする第2のNAND回路と、ソースを第2の
電源線に接続し、ゲート、ドレインを互いのドレイン、
ゲートに接続する第1、第2のPチャネル型MOSトラ
ンジスタと、ドレインを前記第1のPチャネル型MOS
トランジスタのドレインと、ゲートを第1の電源線と、
ソースを前記第1のNAND回路の出力と接続する第1
のNチャネル型MOSトランジスタと、ドレインをレベ
ルシフタの出力ノードである前記第2のPチャネル型M
OSトランジスタのドレインと、ゲートを前記第1の電
源線と、ソースを前記第2のNAND回路の出力と接続
する第2のNチャネル型MOSトランジスタとを設ける
ようにしたものである。
【0014】(D)入力信号発生回路より出力する第1
の電源電位と接地電位の間を振幅する入力信号線と第2
のNOR回路の出力とを入力とする第1のNOR回路
と、第1の電源線と接地線とに切り換え可能な入力線と
第2のNOR回路の出力とを入力とする第1のNOR回
路と、前記入力線に接続される第1のインバータと、該
第1のインバータの出力と前記第1のNOR回路の出力
を入力とする前記第2のNOR回路と、前記第1のNO
R回路の出力を入力とする第2のインバータと、前記第
2のNOR回路の出力を入力とする第3のインバータ
と、ソースを第2の電源線に接続し、ゲート、ドレイン
を互いのドレイン、ゲートに接続する第1、第2のPチ
ャネル型MOSトランジスタと、ドレインを前記第1の
Pチャネル型MOSトランジスタのドレインと、ゲート
を第1の電源線と、ソースを前記第2のインバータの出
力と接続する第1のNチャネル型MOSトランジスタ
と、ドレインをレベルシフタの出力ノードである前記第
2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、ゲ
ートを前記第1の電源線と、ソースを前記第3のインバ
ータの出力と接続する第2のNチャネル型MOSトラン
ジスタとを設けるようにしたものである。
【0015】(E)前記レベルシフタ回路(A)〜
(D)において、ソースを前記第2の電源線と、ゲート
をレベルシフタの出力ノードと、ドレインをドライバの
出力ノードと接続する第3のPチャネル型MOSトラン
ジスタと、ドレインをドライバの出力ノードと、ゲート
をレベルシフタの出力ノードと、ソースを接地線と接続
した第3のNチャネル型MOSトランジスタで構成した
出力ドライブ回路を設けるようにしたものである。
【0016】
【作用】本発明によれば、上記したように、ドレインを
レベルシフタの出力ノードに接続する第1のNチャネル
型MOSトランジスタ、及びドレインを出力ドライブP
チャネル型MOSトランジスタのゲートノードに接続す
る第2のNチャネル型MOSトランジスタの、両方もし
くは第1のNチャネル型MOSトランジスタのみの、ゲ
ートを第1の電源線に接続し、ソース入力によって動作
させることにより、入力信号のずれによって発生する第
2の電源線から接地線への貫通電流を低減することがで
きる。また、入力手段においてタイミングを設定するこ
とにより、更に、貫通電流を低減することができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例を示
すレベルシフタ回路図である。入力線13の入力信号φ
1-1 は、第1の電源電位(Vccレベル)と接地電位
(Vssレベル)の間を振幅する信号である。この入力
信号φ1-1 を入力とするインバータINV1-1 と、ソー
スを第1の電源電位より高い電位(Vppレベル)の第
2の電源線15と接続し、ゲート、ドレインを互いのド
レイン、ゲートと接続したPチャネル型MOSトランジ
スタM1-1 とM1-2 と、ドレインをノードN1-2 と、ゲ
ートをノードN1-1 と、ソースを接地線16と接続した
Nチャネル型MOSトランジスタM1-3 と、ドレインを
出力φ1-2 と、ゲートを第1の電源と、ソースをノード
1-1 と接続したNチャネル型MOSトランジスタM
1-4 で構成している。
【0018】以下、第1の実施例におけるレベルシフタ
回路の動作を述べる。図2は本発明の第1実施例を示す
レベルシフタ回路の動作電圧波形図、図3はそのレベル
シフタ回路の第2の電源線の電流波形図である。図2
(a)に示すように、入力信号φ1-1 をVccレベルか
らVssレベルにすると、インバータINV1-1 によ
り、ノードN1-1 はVssレベルからVccレベルとな
り、トランジスタM1-3 をONさせ、ノードN1-2 をV
ppレベルからVssレベルにする。同時に、トランジ
スタM1-4 を介して出力φ1-2 に電荷を供給し、ノード
1-2 によりトランジスタM1-2 を介して供給するとと
もに、出力φ1-2 をVssレベルからVppレベルにす
る。すると、出力φ1-2 はトランジスタM1-1 をOFF
する。
【0019】次いで、図2(b)に示すように、入力信
号φ1-1 をVssレベルからVccレベルにすると、イ
ンバータINV1-1 により、ノードN1-1 はVccレベ
ルからVssレベルとなり、トランジスタM1-3 をOF
Fする。同時に、ゲートが第1の電源に接続され、たえ
ずONとなっているトランジスタM1-4 を介して出力φ
1-2 をVssレベルに下げ、トランジスタM1-1 をON
させる。ノードN1-2はVppレベルとなりトランジス
タM1-2 をOFFさせる。
【0020】このように構成することにより、入力信号
φ1-1 がVccレベルからVssレベルになる時には、
図3(a)に示すように、図4及び図5に示した従来の
場合は、電流波形(ii)となり、貫通電流I1 が流れる
のに対して、この実施例の場合には、インバータINV
1-1 のノードN1-1 からの出力が、ゲートに第1の電源
が接続され、たえずONになっているトランジスタM
1-4 を介して出力φ1-2に電荷を供給するため、電流波
形(i)となり、従来例における貫通電流I1 は発生し
ない。
【0021】このように、この実施例では、入力信号φ
1-1 がVccレベルからVssレベルになる時、また、
出力φ1-2 の電位上昇がトランジスタM1-1 の移動度g
mを下げるため、ノードN1-2 のVppレベルからVs
sレベルへの動作を高速にし、貫通電流I1 が減少す
る。したがって、第2の電源線の電流値は従来例に比べ
て減少する。
【0022】また、入力信号φ1-1 がVssレベルから
Vccレベルになる場合にも、図3(b)に示すよう
に、図4及び図5に示した従来の場合は、電流波形(i
i)となり、貫通電流I2 が流れるのに対して、この実
施例の場合には、電流波形(i)となり、従来例におけ
る貫通電流I2 は発生しない。次に、本発明の第2実施
例について説明する。
【0023】図6は本発明の第2実施例を示すレベルシ
フタ回路図、図7はそのレベルシフタ回路の動作電圧波
形図である。入力線23の入力信号φ2-1 は、第1の電
源電位(Vccレベル)と接地電位(Vssレベル)の
間を振幅する。この入力信号φ2-1 を入力するインバー
タINV2-1 と、このINV2-1 の出力ノードN2-1
入力とするINV2-2 と、ソースを第1の電源電位(V
cc)より高い電位(Vppレベル)の第2の電源線2
5と接続し、ゲート、ドレインを互いのドレイン、ゲー
トと接続したPチャネル型MOSトランジスタM2-1
2-2 と、ドレインをノードN2-3 とゲートを第1の電
源とソースをノードN2-1 と接続したNチャネル型MO
SトランジスタM2-3 と、ドレインを出力φ2-2 とゲー
トを第1の電源とソースをノードN2-2と接続したNチ
ャネル型MOSトランジスタM2-4 で構成している。
【0024】以下、本発明の第2実施例を示すレベルシ
フタ回路の動作について図6及び図7を参照しながら説
明する。まず、図7(a)に示すように、入力信号φ
2-1 をVccレベルからVssレベルにすると、インバ
ータINV2-1 により、ノードN2-1 はVssレベルか
らVccレベルとなり、トランジスタM2-3 を介してノ
ードN2-3 はVccレベルとなり、トランジスタM2-2
をOFFする。また、ノードN2-1 はインバータINV
2-2 により、ノードN2-2 をVccレベルからVssレ
ベルとし、トランジスタM2-4 を介して出力φ2-2 をV
ssレベルにする。
【0025】次いで、図7(b)に示すように、入力信
号φ2-1 をVssレベルからVccレベルにすると、イ
ンバータINV2-1 によりノードN2-1 はVccレベル
からVssレベルとなり、トランジスタM2-3 を介して
ノードN2-3 をVppレベルからVssレベルにする。
同時に、インバータINV2-2 によりノードN2-2 をV
ccレベルとし、トランジスタM2-4 を介して出力φ
2-2 をVccレベルにし、トランジスタM2-1 をOFF
する。ノードN2-3 はトランジスタM2-2 をONし、ト
ランジスタM2-2 を介して出力φ2-2 をVppレベルと
し、出力φ2-2 はトランジスタM2-1 をOFFする。
【0026】この第2の実施例では、図7(a)に示す
ように、入力信号φ2-1 がVccレベルからVssレベ
ルになる時、インバータINV2-1 の出力ノードN2-1
が、ゲートに第1の電源が接続され、たえずONになっ
ているトランジスタM2-3 を介してノードN2-3 に電荷
を供給するため、トランジスタM2-1 、M2-3 の貫通電
流I1 は発生しない。
【0027】また、図7(b)に示すように、入力信号
φ2-1 がVssレベルからVccレベルとなる時、イン
バータINV2-2 の出力ノードN2-2 が、ゲートに第1
の電源が接続され、たえずONになっているトランジス
タM2-4 を介して出力φ2-2に電荷を供給するためトラ
ンジスタM2-2 、M2-4 による貫通電流I2 は発生しな
い。
【0028】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図8は本発明の第3実施例を示すレベルシフタ回路
図、図9はそのレベルシフタ回路の動作電圧波形図であ
る。入力線33の入力信号φ3-1 は、第1の電源電位
(Vccレベル)と接地電位(Vssレベル)の間を振
幅する。その入力信号φ3-1 を入力とするインバータI
NV3-1 と、インバータINV3-1 の出力ノードN3-1
と第2のNAND回路(以下NA3-2 という)の出力ノ
ードN3-3 を入力とする第1のNAND回路(N
3-1 )と、入力信号φ3-1 とNA3-1 の出力ノードN
3-2 を入力とするNA 3-2 と、ソースを第1の電源電位
(Vccレベル)より高い電位(Vppレベル)の第2
の電源線35と接続し、ゲート、ドレインを互いのドレ
イン、ゲートと接続したPチャネル型MOSトランジス
タM3-1 、M3-2 と、ドレインをノードN3-4 とゲート
を第1の電源とソースをノードN3-2 と接続したNチャ
ネル型MOSトランジスタM3-3 と、ドレインを出力φ
3-2 と、ゲートを第1の電源とソースをノードN3-3
接続したNチャネル型MOSトランジスタM3-4 で構成
している。
【0029】以下、本発明の第3実施例を示すレベルシ
フタ回路の動作について図8及び図9を参照しながら説
明する。まず、図9(a)に示すように、入力信号φ
3-1 をVccレベルからVssレベルにすると、NA
3-2 によりノードN3-3 はVssレベルからVccレベ
ルとなる。ノードN3-3 は、ゲートが第1の電源に接続
され、たえずONとなっているトランジスタM3-4 を介
して出力φ3-2 をVssレベルからVccレベルにし、
同時にNA3-1 によりノードN3-2 をVccレベルから
Vssレベルにする。ノードN3-2 は、ゲートが第1の
電源に接続され、たえずONとなっているトランジスタ
3-3 を介してノードN3-4 をVppレベルからVss
レベルにし、トランジスタM3-2 をONし、出力φ3-2
をVppレベルに充電する。出力φ3-2がVppレベル
となると、トランジスタM3-1 はOFFする。
【0030】次いで、図9(b)に示すように、入力信
号φ3-1 をVssレベルからVccレベルにすると、イ
ンバータINV3-1 により、ノードN3-1 はVccレベ
ルからVssレベルになり、NA3-1 により、ノードN
3-2 をVccレベルとする。ノードN3-2 は、ゲートが
第1の電源に接続され、たえずONとなっているトラン
ジスタM3-3 を介してノードN3-4 をVccレベルにす
る。同時に、NA3-2によりノードN3-3 をVssレベ
ルとし、ゲートが第1の電源に接続され、トランジスタ
3-4 を介して出力φ3-2 をVssレベルにする。出力
φ3-2 はトランジスタM3-1 をONし、ノードN3-4
Vppレベルにし、トランジスタM3-2をOFFする。
【0031】この第3の実施例では、図9(a)に示す
ように、入力信号φ3-1 がVccレベルからVssレベ
ルになる時、ノードN3-3 がトランジスタM3-4 を介し
て出力φ3-2 に電荷を供給するため、従来例における貫
通電流I1 は発生しない。また、出力φ3-2 の電位上昇
がトランジスタM3-1 の移動度gmを下げるため、ノー
ドN3-4 のVppレベルからVssレベルへの動作を高
速にし、貫通電流I1 が減少する。
【0032】また、図9(b)に示すように、入力信号
φ3-1 が、VssレベルからVccレベルになる場合
も、貫通電流I2 を減少させることができる。次に、本
発明の第4実施例について説明する。図10は本発明の
第4実施例を示すレベルシフタ回路図、図11はそのレ
ベルシフタ回路の動作電圧波形図である。
【0033】入力線43の入力信号φ4-1 は第1の電源
電位(Vccレベル)と接地電位(Vssレベル)の間
を振幅する。更に、その入力信号φ4-1 を入力とするイ
ンバータINV4-1 と、インバータINV4-1 の出力ノ
ードN4-1 と第1のNOR回路(NO4-1 という)の出
力ノードN4-2 を入力とする第2のNOR回路(以下、
NO4-2 という)と、入力信号φ4-1 とNO4-2 の出力
ノードN4-3 を入力とするNO4-1 と、ノードN4-2
入力とするインバータINV4-2 と、ノードN 4-3 を入
力とするインバータINV4-3 と、ソースを第1の電源
電位(Vccレベル)より高い電位(Vppレベル)の
第2の電源線45と接続し、ゲート、ドレインを互いの
ドレイン、ゲートと接続したPチャネル型MOSトラン
ジスタM 4-1 ,M4-2 と、ドレインをノードN4-6 と、
ゲートを第1の電源と、ソースをノードN4-4 と接続し
たNチャネル型MOSトランジスタM4-3 と、ドレイン
を出力φ4-2 とゲートを第1の電源とソースをノードN
4-5 と接続したNチャネル型MOSトランジスタM4-4
で構成している。
【0034】以下、本発明の第4実施例を示すレベルシ
フタ回路の動作について図10及び図11を参照しなが
ら説明する。まず、図11(a)に示すように、入力信
号φ4-1 をVccレベルからVssレベルにすると、イ
ンバータINV4-1 により、ノードN4-1 はVssレベ
ルからVccレベルとなり、NO4-2 によりノードN
4-3 をVssレベルにする。ノードN4-3 はインバータ
INV4-3 により、ノードN4-5 をVccレベルとし、
ゲートが第1の電源に接続され、たえずONとなってい
るトランジスタM4-4 を介して出力φ4-2 をVccレベ
ルにする。
【0035】同時に、ノードN4-3 はNO4-1 によりN
4-2 をVccレベルとし、ノードN 4-2 はインバータI
NV4-2 によりノードN4-4 をVssレベルにする。ノ
ードN4-4 はゲートが第1の電源に接続され、たえずO
NとなっているトランジスタM4-3 を介してノードN
4-6 をVssレベルにし、トランジスタM4-2 をON
し、出力φ4-2 をVppレベルにする。この出力φ4-2
はトランジスタM4-1 をOFFする。
【0036】次に、図11(b)に示すように、入力信
号φ4-1 をVssレベルからVccレベルにすると、N
4-1 により、ノードN4-2 はVssレベルとなり、イ
ンバータINV4-2 により、ノードN4-4 はVccレベ
ルとなる。ノードN4-4 は、ゲートが第1の電源に接続
され、たえずONとなっているトランジスタM4-3 を介
してノードN4-6 をVccレベルとする。
【0037】また、ノードN4-2 はNO4-2 により、ノ
ードN4-3 をVccレベルとし、インバータINV4-3
によりノードN4-5 をVssレベルとする。ノードN
4-5 は、ゲートが第1の電源に接続され、たえずONと
なっているトランジスタM4-4を介して、出力φ4-2
Vssレベルにする。出力φ4-2 はトランジスタM4-1
をONし、ノードN4-6 をVppレベルとする。
【0038】この第4実施例では、図11(a)に示す
ように、入力信号φ4-1 がVccレベルからVssレベ
ルになる時、ノードN4-5 がトランジスタM4-4 を介し
て出力φ4-2 に電荷を供給するため、従来例における貫
通電流I1 は発生しない。また、出力φ4-2 の電位上昇
がトランジスタM4-1 の移動度gmを下げるため、ノー
ドN4-6 のVppレベルからVssレベルへの動作を高
速にし、貫通電流I2 も減少する。
【0039】また、図11(b)に示すように、入力信
号φ4-1 が、VssレベルからVccレベルになる場合
も、貫通電流I2 を減少させることができる。次に、本
発明の第5実施例について説明する。図12は本発明の
第5実施例を示すレベルシフタ回路図、図13はそのレ
ベルシフタ回路の動作電圧波形図である。
【0040】この実施例においては、第1の実施例と同
様のレベルシフタ回路54と、このレベルシフタ回路5
4に接続される出力ドライバ回路56を有している。す
なわち、レベルシフタ回路54は入力信号発生回路に接
続される。つまり、入力線53の入力信号φ5-1 は第1
の電源電位(Vccレベル)と接地電位(Vssレベ
ル)の間を振幅する。更に、この入力信号φ5-1 を入力
とするインバータINV5-1 と、ソースを第1の電源電
位(Vcc)より高い電位(Vppレベル)の第2の電
源線55と接続し、ゲート、ドレインを互いのドレイ
ン、ゲートと接続したPチャネル型MOSトランジスタ
5-1 とM5-2 と、ドレインをノードN5-2 と、ゲート
をノードN5-1 と、ソースを接地線57と接続したNチ
ャネル型MOSトランジスタM5-3 と、ドレインを出力
φ5-2 と、ゲートを第1の電源と、ソースをノードN
5-1 と接続したNチャネル型MOSトランジスタM5-4
で構成している。
【0041】そして、前記出力ドライバ回路56は、ソ
ースを第2の電源線55と、ゲートを出力φ5-2 と、ド
レインを出力φ5-3 と接続するPチャネル型MOSトラ
ンジスタM5-5 と、ドレインを出力φ5-3 とゲートを出
力φ5-2 とソースを接地線57と接続したNチャネル型
MOSトランジスタM5-6 で構成し、出力φ5-3 を得る
ようにしている。
【0042】以下、本発明の第5実施例を示すレベルシ
フタ回路の動作について図13を参照しながら説明す
る。まず、レベルシフタ回路54の動作は第1の実施例
の動作と同様であり、図13(a)に示すように、入力
信号φ5-1 をVccレベルからVssレベルにする場合
には、出力ドライバ回路56にてVssレベルからVp
pレベルへとシフトする出力φ5-2 の反転出力φ5-3
得るものである。また、図13(b)に示すように、入
力信号φ5-1 をVssレベルからVccレベルにする場
合には、出力ドライバ回路56にてVppレベルからV
ccレベルへシフトする出力φ5-2 の反転出力φ5-3
得るものである。
【0043】すなわち、第1の実施例における出力φ
1-2 の動作で、Vssレベルから一度Vcc−Vtnレ
ベル(VtnはNチャネル型MOSトランジスタの閾
値)まで上昇させ、後にVppレベルとする動作が、出
力φ1-2 の入力先において不具合がある場合、例えば大
きな負荷容量があり、インバータ等の素子がある場合、
VssレベルからVcc−Vtnレベルへの動作時、負
荷容量のため動作速度が遅れ、次段のインバータで貫通
電流が発生することが考えられる。この動作が不具合と
される時、第5の実施例、つまり出力ドライバ回路56
をレベルシフタ回路54の出力の直後に配置し、出力φ
5-2 の負荷を減らし、出力φ5-2 の動作を速くすること
により、出力ドライバによる貫通電流を発生させること
なく、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0044】また、上記した出力ドライバ回路を第2実
施例のレベルシフタ回路の出力の直後に配置することに
より第6実施例を、上記した出力ドライバ回路を第3実
施例のレベルシフタ回路の出力の直後に配置することに
より第7実施例を、上記した出力ドライバ回路を第4実
施例のレベルシフタ回路の出力の直後に配置することに
より第8実施例を、それぞれ構成することができる。
【0045】このように構成することにより、第5実施
例と同様の効果を奏することができる。なお、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範
囲から排除するものではない。
【0046】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ドレインをレベルシフタ出力ノードに接続する
第1のNチャネル型MOSトランジスタ、及びドレイン
を出力ドライブPチャネル型MOSトランジスタのゲー
トノードに接続する第2のNチャネル型MOSトランジ
スタの、両方もしくは第1のNチャネル型MOSトラン
ジスタのみの、ゲートを第1の電源線に接続し、ソース
入力によって動作させることにより、入力信号のずれに
よって発生する第2の電源線から接地線への貫通電流を
低減することができる。また、入力手段においてタイミ
ングを設定することにより、更に貫通電流を低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すレベルシフタ回路図
である。
【図2】本発明の第1実施例を示すレベルシフタ回路の
動作電圧波形図である。
【図3】本発明の第1実施例を示すレベルシフタ回路の
第2の電源線の電流波形図である。
【図4】従来のレベルシフタ回路図である。
【図5】従来のレベルシフタ回路の動作電圧波形図であ
る。
【図6】本発明の第2実施例を示すレベルシフタ回路図
である。
【図7】本発明の第2実施例を示すレベルシフタ回路の
動作電圧波形図である。
【図8】本発明の第3実施例を示すレベルシフタ回路図
である。
【図9】本発明の第3実施例を示すレベルシフタ回路の
動作電圧波形図である。
【図10】本発明の第4実施例を示すレベルシフタ回路
図である。
【図11】本発明の第4実施例を示すレベルシフタ回路
の動作電圧波形図である。
【図12】本発明の第5実施例を示すレベルシフタ回路
図である。
【図13】本発明の第5実施例を示すレベルシフタ回路
の動作電圧波形図である。
【符号の説明】 13,23,33,43,53 入力線 15,25,35,45,55 第2の電源線 16,57 接地線 φ1-1 ,φ2-1 ,φ3-1 ,φ4-1 ,φ5-1 入力信号 INV1-1 ,INV2-1 ,INV2-2 ,INV3-1 ,I
NV4-1 ,INV4-2,INV4-3 ,INV5-1
ンバータ M1-1 ,M1-2 ,M2-1 ,M2-2 ,M3-1 ,M3-2 ,M
4-1 ,M4-2 ,M5-1,M5-1 ,M5-5 Pチャネル
型MOSトランジスタ N1-2 ,N2-1 ,N2-2 ,N2-3 ,N3-1 ,N3-2 ,N
3-3 ,N3-4 ,N4-1,N4-2 ,N4-3 ,N4-4 ,N
4-5 ,N4-6 ,N5-1 ,N5-1 ノード M1-3 ,M1-4 ,M2-3 ,M2-4 ,M3-3 ,M3-4 ,M
4-3 ,M4-4 ,M5-35-6 Nチャネル型MOSトランジスタ φ1-2 ,φ2-2 ,φ3-2 ,φ4-2 ,φ5-2 ,φ5-3
出力 NA3-1 第1のNAND回路 NA3-2 第2のNAND回路 NO4-1 第1のNOR回路 NO4-2 第2のNOR回路 54 レベルシフタ回路 56 出力ドライバ回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電源電位と接地電位の間を振幅す
    る信号を入力とし、第1の電源電位よりも高い第2の電
    源電位と接地電位の間を振幅する信号に変換し、出力す
    るレベルシフタ回路において、 (a)入力信号発生回路より出力する第1の電源電位と
    接地電位の間を振幅する入力信号線に接続する第1のイ
    ンバータと、 (b)ソースを第2の電源線に接続し、ゲート、ドレイ
    ンを互いのドレイン、ゲートに接続する第1、第2のP
    チャネル型MOSトランジスタと、 (c)ドレインを前記第1のPチャネル型MOSトラン
    ジスタのドレインと、ゲートを前記第1のインバータの
    出力と、ソースを接地線と接続する第1のNチャネル型
    MOSトランジスタと、 (d)ドレインをレベルシフタの出力ノードである前記
    第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、
    ゲートを第1の電源線と、ソースを前記第1のインバー
    タの出力と接続する第2のNチャネル型MOSトランジ
    スタとを有することを特徴とするレベルシフタ回路。
  2. 【請求項2】 第1の電源電位と接地電位の間を振幅す
    る信号を入力とし、第1の電源電位よりも高い第2の電
    源電位と接地電位の間を振幅する信号に変換し、出力す
    るレベルシフタ回路において、 (a)入力信号発生回路より出力する第1の電源電位と
    接地電位の間を振幅する入力信号線に接続する第1のイ
    ンバータと、 (b)該第1のインバータの出力を入力とする第2のイ
    ンバータと、 (c)ソースを第2の電源線に接続し、ゲート、ドレイ
    ンを互いのドレイン、ゲートに接続する第1、第2のP
    チャネル型MOSトランジスタと、 (d)ドレインを前記第1のPチャネル型MOSトラン
    ジスタのドレインと、ゲートを第1の電源線と、ソース
    を前記第1のインバータの出力と接続する第1のNチャ
    ネル型MOSトランジスタと、 (e)ドレインをレベルシフタの出力ノードである前記
    第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、
    ゲートを前記第1の電源線と、ソースを第2のインバー
    タの出力と接続する第2のNチャネル型MOSトランジ
    スタとを有することを特徴とするレベルシフタ回路。
  3. 【請求項3】 第1の電源電位と接地電位の間を振幅す
    る信号を入力とし、第1の電源電位よりも高い第2の電
    源電位と接地電位の間を振幅する信号に変換し、出力す
    るレベルシフタ回路において、 (a)入力信号発生回路より出力する第1の電源電位と
    接地電位の間を振幅する入力信号線に接続する第1のイ
    ンバータと、 (b)該第1のインバータの出力と、第2のNAND回
    路の出力を入力とする第1のNAND回路と、該入力信
    号と前記第1のNAND回路の出力を入力とする第2の
    NAND回路と、 (c)ソースを第2の電源線に接続し、ゲート、ドレイ
    ンを互いのドレイン、ゲートに接続する第1、第2のP
    チャネル型MOSトランジスタと、 (d)ドレインを前記第1のPチャネル型MOSトラン
    ジスタのドレインと、ゲートを第1の電源線と、ソース
    を前記第1のNAND回路の出力と接続する第1のNチ
    ャネル型MOSトランジスタと、 (e)ドレインをレベルシフタの出力ノードである前記
    第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、
    ゲートを前記第1の電源線と、ソースを前記第2のNA
    ND回路の出力と接続する第2のNチャネル型MOSト
    ランジスタとを有することを特徴とするレベルシフタ回
    路。
  4. 【請求項4】 第1の電源電位と接地電位の間を振幅す
    る信号を入力とし、第1の電源電位よりも高い第2の電
    源電位と接地電位の間を振幅する信号に変換し、出力す
    るレベルシフタ回路において、 (a)入力信号発生回路より出力する第1の電源電位と
    接地電位の間を振幅する入力信号線と第2のNOR回路
    の出力とを入力とする第1のNOR回路と、 (b)前記入力線に接続される第1のインバータと、 (c)該第1のインバータの出力と前記第1のNOR回
    路の出力を入力とする前記第2のNOR回路と、 (d)前記第1のNOR回路の出力を入力とする第2の
    インバータと、 (e)前記第2のNOR回路の出力を入力とする第3の
    インバータと、 (f)ソースを第2の電源線に接続し、ゲート、ドレイ
    ンを互いのドレイン、ゲートに接続する第1、第2のP
    チャネル型MOSトランジスタと、 (g)ドレインを前記第1のPチャネル型MOSトラン
    ジスタのドレインと、ゲートを第1の電源線と、ソース
    を前記第2のインバータの出力と接続する第1のNチャ
    ネル型MOSトランジスタと、 (h)ドレインをレベルシフタの出力ノードである前記
    第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレインと、
    ゲートを前記第1の電源線と、ソースを前記第3のイン
    バータの出力と接続する第2のNチャネル型MOSトラ
    ンジスタとを有することを特徴とするレベルシフタ回
    路。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載のレベルシ
    フタ回路において、ソースを前記第2の電源線と、ゲー
    トをレベルシフタの出力ノードと、ドレインをドライバ
    の出力ノードと接続する第3のPチャネル型MOSトラ
    ンジスタと、ドレインをドライバの出力ノードと、ゲー
    トをレベルシフタの出力ノードと、ソースを接地線と接
    続した第3のNチャネル型MOSトランジスタで構成し
    た出力ドライブ回路を有することを特徴とするレベルシ
    フタ回路。
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