JPH07231253A - Level converter circuit - Google Patents
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- JPH07231253A JPH07231253A JP6043345A JP4334594A JPH07231253A JP H07231253 A JPH07231253 A JP H07231253A JP 6043345 A JP6043345 A JP 6043345A JP 4334594 A JP4334594 A JP 4334594A JP H07231253 A JPH07231253 A JP H07231253A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、異種電源のLSI間の
インターフェースをとるため等に使用されるレベル変換
回路に係り、特に乾電池電源駆動のLSIと従来の3V
電源駆動或いは5V電源駆動のLSIとの間のレベル変
換に好適なレベル変換回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level conversion circuit used for interfacing between LSIs of different power sources, and more particularly to a dry cell power source driven LSI and a conventional 3V.
The present invention relates to a level conversion circuit suitable for level conversion between a power supply driven or 5V power supply driven LSI.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のレベル変換回路としてラッチ回路
を用いた回路を図7に示す。この例として、例えば、M.
Matsui et.al., IEEE Journal of Solid-State Circuit
s, Vol.24, No.5, pp. 1226-1232, Oct. 1989 がある。2. Description of the Related Art A circuit using a latch circuit as a conventional level conversion circuit is shown in FIG. As an example of this, for example, M.
Matsui et.al., IEEE Journal of Solid-State Circuit
s, Vol.24, No.5, pp. 1226-1232, Oct. 1989.
【0003】図7において、41は入力端子、42は出
力端子である。43は電源電圧がVdd2 (=3V)が供
給されるラッチ回路であって、pMOSFET(以下、
単に「pMOSトランジスタ」と呼ぶ。)M41、nM
OSFET(以下、単に「nMOSトランジスタ」と呼
ぶ。)M42のCMOSインバータと、pMOSトラン
ジスタM43、nMOSトランジスタM44のCMOS
インバータとからなり、pMOSトランジスタM41、
M43のゲートが相手側のドレインに接続されたクロス
カップルとなっている。In FIG. 7, reference numeral 41 is an input terminal and 42 is an output terminal. Reference numeral 43 is a latch circuit to which a power supply voltage Vdd2 (= 3V) is supplied.
It is simply called "pMOS transistor". ) M41, nM
OSFET (hereinafter simply referred to as “nMOS transistor”) M42 CMOS inverter, and pMOS transistor M43 and nMOS transistor M44 CMOS
It is composed of an inverter and a pMOS transistor M41,
The gate of M43 is a cross couple connected to the drain of the other side.
【0004】44はpMOSトランジスタM45、nM
OSトランジスタM46からなるCMOSインバータで
電源電圧Vdd1 (=1V)が供給される。45はpMO
SトランジスタM47、nMOSトランジスタM48か
らなるCMOSインバータで電源電圧Vdd2 が供給され
る。46はpMOSトランジスタM49、nMOSトラ
ンジスタM50からなるCMOSインバータでここにも
電源電圧Vdd2 が供給される。44 is a pMOS transistor M45, nM
The CMOS inverter including the OS transistor M46 supplies the power supply voltage Vdd1 (= 1 V). 45 is pMO
The power supply voltage Vdd2 is supplied by a CMOS inverter composed of an S transistor M47 and an nMOS transistor M48. Reference numeral 46 is a CMOS inverter composed of a pMOS transistor M49 and an nMOS transistor M50, to which the power supply voltage Vdd2 is supplied.
【0005】このレベル変換回路では、入力端子41と
接地間に入力される1V振幅の入力信号と、その信号を
インバータ44で反転した信号をラッチ回路43のnM
OSトランジスタM43、M44のゲートに印加するこ
とにより、出力端子42に3V振幅の出力電圧を発生さ
せている。特に、ここでは、ラッチ回路43のpMOS
トランジスタM41、M43のクロスカップルにより、
正帰還的動作が行なわれるようにして、出力の反転動作
を加速している。In this level conversion circuit, an input signal of 1 V amplitude input between the input terminal 41 and the ground and a signal obtained by inverting the signal by the inverter 44 are nM of the latch circuit 43.
By applying to the gates of the OS transistors M43 and M44, an output voltage of 3V amplitude is generated at the output terminal 42. In particular, here, the pMOS of the latch circuit 43 is
By the cross couple of transistors M41 and M43,
The positive feedback operation is performed so that the output inversion operation is accelerated.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このレベル
変換回路では、入力信号振幅を1Vから3Vにレベル変
換するために、1Vの小振幅信号の相補信号が必要であ
り、単相の入力信号を反転するインバータ44が必須と
なる。By the way, in this level conversion circuit, in order to level-convert the input signal amplitude from 1V to 3V, a complementary signal of a small-amplitude signal of 1V is required. The inverter 44 that inverts is essential.
【0007】しかし、信号振幅1Vの相補信号を得るた
めに電源電圧をVdd1 (=1V)として使用しているも
のの、そこに使用するインバータ44を3V駆動用の高
しきい値電圧(例えば0.6V)のMOSトランジスタ
で構成すると、遅延時間が増大して高速動作が不可能に
なるという問題があり、逆に低しきい値電圧(例えば
0.2V)のMOSトランジスタで構成すると、非動作
時のリーク電流や動作時の消費電力が増大して、そこに
乾電池を使用する場合にはその寿命が極端に小さくなる
という問題があった。However, although the power supply voltage is used as Vdd1 (= 1V) in order to obtain a complementary signal having a signal amplitude of 1V, the inverter 44 used there is provided with a high threshold voltage for driving 3V (for example, 0. 6V) MOS transistors have the problem that the delay time increases and high-speed operation becomes impossible. Conversely, if they are composed of low threshold voltage (for example, 0.2V) MOS transistors, they will not operate There is a problem that the leakage current and the power consumption during operation increase, and when a dry battery is used there, its life becomes extremely short.
【0008】本発明の目的は、高速でしかも低消費電力
で動作させ得るようにして上記した問題を解決し、乾電
池駆動のLSIと従来の3Vや5V駆動のLSIのイン
ターフェースとして好適となったレベル変換回路を提供
することである。An object of the present invention is to solve the above problems by making it possible to operate at high speed and with low power consumption, and to a level suitable as an interface between a dry battery driven LSI and a conventional 3V or 5V driven LSI. It is to provide a conversion circuit.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記した目的は、第1の
発明、すわなち、2以上のインバータからなり入力端子
の信号が入力する第1のインバータ群と、該第1のイン
バータ群で得られる相補出力を入力するラッチ回路と、
該ラッチ回路の出力を受け出力端子に信号を出力する1
個のインバータ又は前段の出力を後段の入力に接続した
2以上のインバータからなる第2のインバータ群とを具
備し、上記第1のインバータ群を、低しきい値電圧のM
OSFETからなり高電位電源側を共通接続すると共に
低電位電源側を共通接続し且つ前段の出力を後段の入力
に接続した複数のCMOSインバータと、該複数のCM
OSインバータと直列接続した高しきい値電圧のMOS
FETとから構成し、該高しきい値電圧のMOSFET
のゲートに非動作時の消費電流を削減するためのパワー
ダウン制御信号を接続し、上記ラッチ回路および上記第
2のインバータ群を、高しきい値電圧のMOSFETで
構成し、上記第1のインバータ群に第1の電源電圧を供
給し、上記ラッチ回路および上記第2のインバータ群に
該第1の電源電圧よりも大きな第2の電源電圧を供給し
たレベル変換回路によって達成される。The above-mentioned object is achieved by the first invention, that is, a first inverter group consisting of two or more inverters to which a signal at an input terminal is inputted, and the first inverter group. A latch circuit for inputting the obtained complementary output,
Receives the output of the latch circuit and outputs a signal to the output terminal 1
A second inverter group consisting of a plurality of inverters or two or more inverters in which the output of the preceding stage is connected to the input of the following stage, and the first inverter group is provided with a low threshold voltage M
A plurality of CMOS inverters each composed of an OSFET, the high-potential power source side being commonly connected, the low-potential power source side being commonly connected, and the output of the preceding stage connected to the input of the following stage;
High threshold voltage MOS connected in series with OS inverter
FET having a high threshold voltage
A power-down control signal for reducing current consumption during non-operation is connected to the gate of the first inverter, the latch circuit and the second inverter group are configured by high threshold voltage MOSFETs, and the first inverter is provided. This is achieved by a level conversion circuit which supplies a first power supply voltage to the group and supplies a second power supply voltage larger than the first power supply voltage to the latch circuit and the second inverter group.
【0010】第1の発明において、上記第1のインバー
タ群を、低しきい値電圧のMOSFETからなる第1の
CMOSインバータおよび該第1のCMOSインバータ
の高位電源側に直列接続した高しきい値電圧の第1のM
OSFETからなる第1のインバータと、低しきい値電
圧のMOSFETからなる第2のCMOSインバータお
よび該第2のCMOSインバータの低位電源側に直列接
続した高しきい値電圧の第2のMOSFETからなり上
記第1のインバータの出力が入力に接続される第2のイ
ンバータとを具備し、上記第1および第2のMOSFE
Tのゲートに非動作時の消費電流を削減するためのパワ
ーダウン制御信号を接続して構成したものに置換するこ
とができる。In the first aspect of the present invention, the first inverter group is connected in series to a first CMOS inverter composed of a low threshold voltage MOSFET and a high power supply side of the first CMOS inverter. First M of voltage
It is composed of a first inverter composed of an OSFET, a second CMOS inverter composed of a MOSFET having a low threshold voltage, and a second MOSFET having a high threshold voltage connected in series to the low power supply side of the second CMOS inverter. A second inverter having the output of the first inverter connected to the input, and the first and second MOSFEs.
It is possible to replace the gate of T with a configuration in which a power-down control signal for reducing current consumption during non-operation is connected.
【0011】上記目的は、第2発明、すなわち、前段の
出力が後段の入力に接続されるようにn段接続した複数
のインバータを具備し、初段インバータを、低しきい値
電圧のMOSFETからなる第1のCMOSインバータ
と第1のMOSFETの直列接続で構成して、該第1の
MOSFETのドレインを疑似電源線に接続し、2段目
以降の第i番目のインバータを、上記低しきい値電圧ま
たはそれより高いしきい値電圧のMOSFETからなる
第i番目のCMOSインバータと第i番目のMOSFE
Tの直列接続で構成して、該第i番目のMOSFETの
ドレインを上記疑似電源線に接続するとともにソースを
第i−1番目のMOSFETのゲートに接続し、最終段
のインバータを、上記低しきい値電圧より高いしきい値
電圧のMOSFETからなる第n番目のCMOSインバ
ータと第n番目のMOSFETの直列接続で構成して、
該第n番目のMOSFETのソースを第1の電源に接続
し、ドレインを第n−1番目のMOSFETのゲートお
よび上記疑似電源線に接続し、ゲートを非動作時の消費
電流を削減するためのパワーダウン制御信号に接続した
ことを特徴とするレベル変換回路によっても達成され
る。The above-mentioned object is the second invention, that is, it comprises a plurality of inverters connected in n stages so that the output of the preceding stage is connected to the input of the following stage, and the first stage inverter is composed of a MOSFET of low threshold voltage. The first CMOS inverter and the first MOSFET are connected in series, the drain of the first MOSFET is connected to the pseudo power supply line, and the i-th inverter of the second and subsequent stages is connected to the low threshold value. -Th CMOS inverter and i-th MOSFE which consist of MOSFET of threshold voltage or higher
In the series connection of T, the drain of the i-th MOSFET is connected to the pseudo power supply line and the source is connected to the gate of the (i-1) -th MOSFET. The n-th CMOS inverter, which is composed of a MOSFET having a threshold voltage higher than the threshold voltage, and the n-th MOSFET are connected in series,
The source of the nth MOSFET is connected to the first power supply, the drain is connected to the gate of the n−1th MOSFET and the pseudo power supply line, and the gate is for reducing current consumption when not operating. It is also achieved by a level conversion circuit characterized in that it is connected to a power down control signal.
【0012】[0012]
【作用】第1の発明では、入力信号が入力する第1のイ
ンバータ群の低しきい値電圧のCMOSインバータによ
って高速動作が行なわれる。しかもそのCMOSインバ
ータに直列接続した高しきい値電圧のMOSFETによ
って非動作時のリーク電流が効果的に遮断され消費電力
が低減される。In the first aspect of the invention, the high speed operation is performed by the low threshold voltage CMOS inverter of the first inverter group to which the input signal is input. In addition, the high threshold voltage MOSFET connected in series to the CMOS inverter effectively shuts off the leak current during non-operation and reduces the power consumption.
【0013】第2の発明では、第1の発明の作用に加え
て、動作時にCMOSインバータの動作電圧が徐々に高
くなり信号振幅が徐々に大きくなるので、動作時におい
ても消費電力を少なくできる。In the second invention, in addition to the operation of the first invention, the operating voltage of the CMOS inverter gradually increases during operation and the signal amplitude gradually increases, so that power consumption can be reduced during operation.
【0014】[0014]
[第1の実施例]以下、本発明の実施例について説明す
る。図1はその第1の実施例のレベル変換回路を示す図
である。1は入力端子、2は出力端子である。[First Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a level conversion circuit of the first embodiment. Reference numeral 1 is an input terminal and 2 is an output terminal.
【0015】3はpMOSトランジスタM1、nMOS
トランジスタM2からなるCMOSインバータ、4もp
MOSトランジスタM3、nMOSトランジスタM4か
らなるCMOSインバータであって、それらのトランジ
スタM1〜M4には低しきい値電圧(0.2V)のもの
が使用され、このため高速動作が可能となっている。上
記インバータ3、4は前段の出力が後段の入力に接続さ
れ(カスケード接続)ている。そして、pMOSトラン
ジスタM1、M3のソース(高電位側)が共通接続さ
れ、nMOSトランジスタM2、M4のソース(低電位
側)は接地に共通接続されている。3 is a pMOS transistor M1, an nMOS
CMOS inverter composed of transistor M2, 4 also p
A CMOS inverter composed of a MOS transistor M3 and an nMOS transistor M4 having low threshold voltage (0.2 V) is used for these transistors M1 to M4, which enables high speed operation. In the inverters 3 and 4, the output of the front stage is connected to the input of the rear stage (cascade connection). The sources (high potential side) of the pMOS transistors M1 and M3 are commonly connected, and the sources (low potential side) of the nMOS transistors M2 and M4 are commonly connected to ground.
【0016】pMOSトランジスタM5は、ゲートに消
費電流削減のために非動作時にパワーダウン制御信号C
SBが印加されるトランジスタであり、そのドレインに
pMOSトランジスタM1、M3のソースが接続されて
いる。このトランジスタとしては、高しきい値電圧
(0.6V)のものが使用される。以上のインバータ
2、3とトランジスタM5により第1のインバータ群が
構成され、そこには電源電圧Vdd1 (=1V)が供給さ
れている。The pMOS transistor M5 has a power-down control signal C at the gate when it is not operating in order to reduce current consumption.
This is a transistor to which SB is applied, and the drains thereof are connected to the sources of the pMOS transistors M1 and M3. A high threshold voltage (0.6 V) is used as this transistor. The above inverters 2 and 3 and the transistor M5 constitute a first inverter group, to which the power supply voltage Vdd1 (= 1V) is supplied.
【0017】5はクロスカップル型ラッチ回路であっ
て、pMOSトランジスタM6、nMOSトランジスタ
M7からなるCMOSインバータと、pMOSトランジ
スタM8、nMOSトランジスタM9からなるCMOS
インバータとで構成され、pMOSトランジスタM6、
M8がクロスカップルされ、それらトランジスタM6〜
M9には高しきい値電圧(0.6V)のものが使用され
ている。そしてこのラッチ回路5には電源電圧Vdd2
(=3V)が供給されている。Reference numeral 5 denotes a cross-coupled latch circuit, which is a CMOS inverter including a pMOS transistor M6 and an nMOS transistor M7, and a CMOS inverter including a pMOS transistor M8 and an nMOS transistor M9.
An inverter and a pMOS transistor M6,
M8 is cross-coupled, and those transistors M6 ...
A high threshold voltage (0.6 V) is used for M9. The power supply voltage Vdd2 is applied to the latch circuit 5.
(= 3V) is supplied.
【0018】このラッチ回路5の両入力には、インバー
タ3の出力電圧(V1)とインバータ4の出力電圧(V
2)が印加する。つまり、このラッチ回路5には入力端
子1に入力する信号の相補信号(入力信号とそれを反転
した信号)が入力する。よって、このラッチ回路5にお
いて、インバータ3、4から入力する1V振幅の信号が
3V振幅の信号にレベル変換される。The output voltage of the inverter 3 (V1) and the output voltage of the inverter 4 (V
2) is applied. That is, the complementary signal (the input signal and its inverted signal) of the signal input to the input terminal 1 is input to the latch circuit 5. Therefore, in the latch circuit 5, the 1V amplitude signal input from the inverters 3 and 4 is level-converted into the 3V amplitude signal.
【0019】6はpMOSトランジスタM10、nMO
SトランジスタM11からなるCMOSインバータで、
電源電圧Vdd2 が供給されている。7はpMOSトラン
ジスタM12、nMOSトランジスタM13からなるC
MOSインバータで、電源電圧Vdd2 が供給されてい
る。これら両インバータ6、7は第2のインバータ群を
構成し、ラッチ回路5の出力側と出力端子2との間に前
段の出力を後段の入力に接続(カスケード接続)する構
成で接続されいる。ここで使用されるトランジスタM1
0〜M13には高しきい値電圧(0.6V)のものが使
用される。このように、ここではインバータを2段接続
して、そのインバータ・サイズを徐々に大きくしていく
ことにより駆動力を高めているが、1段であってもよ
い。6 is a pMOS transistor M10, nMO
CMOS inverter consisting of S-transistor M11,
The power supply voltage Vdd2 is supplied. 7 is a C composed of a pMOS transistor M12 and an nMOS transistor M13
The power supply voltage Vdd2 is supplied by the MOS inverter. These two inverters 6 and 7 form a second inverter group, and are connected between the output side of the latch circuit 5 and the output terminal 2 in a configuration in which the output of the preceding stage is connected to the input of the latter stage (cascade connection). Transistor M1 used here
A high threshold voltage (0.6 V) is used for 0 to M13. As described above, here, the inverter is connected in two stages and the driving force is increased by gradually increasing the size of the inverter, but the number of stages may be one.
【0020】さて、この第1の実施例のレベル変換回路
の動作は次のように行なわれる。まず、動作時には、イ
ンバータ3、4に共通接続されるpMOSトランジスタ
M5が導通するため、インバータ3、4がVdd1 (1
V)の電源電圧で高速に動作可能となる。このインバー
タ3、4で得られる相補信号(電圧V1、V2)は、ラ
ッチ回路5に入力し、ここで1V振幅から3V振幅にレ
ベル変換され、インバータ6、7で大きな駆動力の信号
となり、出力端子2には3V振幅の高速で大きな駆動力
の信号が得られるようになる。Now, the operation of the level conversion circuit of the first embodiment is performed as follows. First, during operation, the pMOS transistor M5 commonly connected to the inverters 3 and 4 becomes conductive, so that the inverters 3 and 4 are connected to Vdd1 (1
It becomes possible to operate at high speed with the power supply voltage of V). The complementary signals (voltages V1 and V2) obtained by the inverters 3 and 4 are input to the latch circuit 5, where the level is converted from the 1V amplitude to the 3V amplitude, and the inverters 6 and 7 generate a signal having a large driving force and output. A high-speed and large-driving signal having an amplitude of 3 V can be obtained at the terminal 2.
【0021】非動作時には、パワーダウン信号(CS
B)によりpMOSトランジスタM5が非導通状態にな
るため、インバータ3、4の出力(電圧V1、V2)は
その電圧値の大小関係を保ちながら減少していく。すな
わち、トランジスタM1〜M5にはリーク電流が流れる
が、そのリーク抵抗はトランジスタM5よりもトランジ
スタM1〜M4の方が小さくなるため、インバータ3、
4の出力(電圧V1、V2)がVdd1 電圧側ではなく接
地電圧側に近づく方向に変化し、このときの変化はその
大小関係が保持されたまま行なわれる。このため、ラッ
チ回路5にはパワーダウン直前の情報が保持されるとと
もに、この情報がインバータ6、7を経由して出力端子
2まで伝達される。When not operating, the power down signal (CS
Since the pMOS transistor M5 becomes non-conductive due to B), the outputs (voltages V1 and V2) of the inverters 3 and 4 decrease while maintaining the magnitude relationship of the voltage values. That is, although a leak current flows through the transistors M1 to M5, the leak resistance of the transistors M1 to M4 is smaller than that of the transistor M5.
The output (voltages V1 and V2) of No. 4 changes toward the ground voltage side instead of the Vdd1 voltage side, and the change at this time is performed while maintaining the magnitude relationship. Therefore, the information immediately before power down is held in the latch circuit 5, and this information is transmitted to the output terminal 2 via the inverters 6 and 7.
【0022】この非動作時における電源線は、インバー
タ3、4は高しきい値電圧のpMOSトランジスタM5
で、ラッチ回路5はそれを構成する高しきい値電圧のト
ランジスタで、インバータ6、7もそれを構成する高し
きい値電圧のトランジスタで各々遮断されるので、リー
ク電流による消費電流の増大を回避できる。In the non-operating power line, the inverters 3 and 4 are pMOS transistors M5 having a high threshold voltage.
Since the latch circuit 5 is a high threshold voltage transistor which constitutes the latch circuit 5 and the inverters 6 and 7 are also cut off by the high threshold voltage transistor which constitutes the latch circuit 5, an increase in current consumption due to a leak current is prevented. It can be avoided.
【0023】図2は上記した第1の実施例のレベル変換
回路の特性を示す図であって、遅延時間(tpd)の電源
電圧(Vdd1 )依存性を示したものである。高しきい値
電圧のMOSトランジスタで構成したインバータを多段
使用する図7に示したような従来のレベル変換回路で
は、電源電圧が3Vから1Vに低下すると、遅延時間が
急激に増大するのに対して、第1の実施例のレベル変換
回路では、遅延時間の増大は小さく、特に1V電源では
従来の1/4に短縮できることがわかる。FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the level conversion circuit of the first embodiment, showing the dependence of the delay time (tpd) on the power supply voltage (Vdd1). In the conventional level conversion circuit as shown in FIG. 7 which uses multiple stages of inverters composed of high threshold voltage MOS transistors, the delay time increases sharply when the power supply voltage drops from 3V to 1V. In the level conversion circuit of the first embodiment, the increase of the delay time is small, and it can be seen that the 1V power supply can reduce the delay time to 1/4 of the conventional one.
【0024】[第2の実施例]図3は第2の実施例のレ
ベル変換回路の回路図であり、第1の実施例の一部を改
変したものである。ここでは、インバータ3のpMOS
トランジスタM1のソースをインバータ4のトランジス
タM3のソースから切り離して直接的に電源電圧Vdd1
に接続し、nMOSトランジスタM2のソースを高しき
い値電圧のnMOSトランジスタM14を介して接地に
接続したものである。nMOSトランジスタM14のゲ
ートには、パワーダウン制御信号CSが印加される。[Second Embodiment] FIG. 3 is a circuit diagram of a level conversion circuit of the second embodiment, which is a modification of the first embodiment. Here, the pMOS of the inverter 3
The source of the transistor M1 is separated from the source of the transistor M3 of the inverter 4 to directly supply the power supply voltage Vdd1.
And the source of the nMOS transistor M2 is connected to the ground via the nMOS transistor M14 having a high threshold voltage. The power-down control signal CS is applied to the gate of the nMOS transistor M14.
【0025】この第2の実施例のレベル変換回路では、
非動作のために、パワーダウン制御信号CSB、CSが
印加することによって、nMOSトランジスタM14、
pMOSトランジスタM5が非導通となる。このとき、
低しきい値電圧のトランジスタM1〜M4のリーク抵抗
は小さいが、高しきい値電圧のトランジスタM5、M1
4のリーク抵抗は大きいので、最終的にインバータ3の
出力電圧(V1)は高レベル(Vdd1 =1V)に、イン
バータ4の出力電圧(V2)は低レベル(接地電圧=0
V)に固定される。In the level conversion circuit of the second embodiment,
Due to the non-operation, the power-down control signals CSB and CS are applied to the nMOS transistor M14,
The pMOS transistor M5 becomes non-conductive. At this time,
Although the leakage resistance of the low threshold voltage transistors M1 to M4 is small, the high threshold voltage transistors M5 and M1
Since the leakage resistance of the inverter 4 is large, the output voltage (V1) of the inverter 3 is finally at a high level (Vdd1 = 1V) and the output voltage (V2) of the inverter 4 is at a low level (ground voltage = 0).
Fixed to V).
【0026】この結果、ラッチ回路5の出力電圧および
出力端子2の出力電圧は、低レベル(0V)になる。つ
まり、このレベル変換回路では、上記した高速動作、低
リーク電流に加えて、非動作時の出力電圧を低レベルに
固定できるという優れた効果がある。As a result, the output voltage of the latch circuit 5 and the output voltage of the output terminal 2 become low level (0V). That is, in this level conversion circuit, in addition to the above-mentioned high-speed operation and low leakage current, there is an excellent effect that the output voltage during non-operation can be fixed at a low level.
【0027】なお、この第2の実施例では、インバータ
3側のトランジスタM1のソースと電源Vdd1 との間に
パワーダウン制御信号CSBをゲートに受ける高しきい
値電圧のpMOSトランジスタを直列接続し、インバー
タ4側のトランジスタM4のソースと接地との間にパワ
ーダウン制御信号CSをゲートに受ける高しきい値電圧
のnMOSトランジスタを直列接続した構成としてもよ
い。このときは、上記と逆に、非動作時に電圧V1が0
Vに、電圧V2が1Vに固定される。In the second embodiment, a high threshold voltage pMOS transistor receiving the power down control signal CSB at its gate is connected in series between the source of the transistor M1 on the side of the inverter 3 and the power supply Vdd1. A high threshold voltage nMOS transistor receiving the power-down control signal CS at its gate may be connected in series between the source of the transistor M4 on the side of the inverter 4 and the ground. At this time, conversely to the above, the voltage V1 is 0 during non-operation.
At V, the voltage V2 is fixed at 1V.
【0028】[第3の実施例]図4は第3の実施例のレ
ベル変換回路の回路図である。11は入力端子、12は
出力端子である。ここでは、pMOSトランジスタM1
5、nMOSトランジスタM16からなるCMOSイン
バータとこれに直列接続されるnMOSトランジスタM
17とからインバータ13を構成し、また、pMOSト
ランジスタM18、nMOSトランジスタM19からな
るCMOSインバータとこれに直列接続されるnMOS
トランジスタM20とからインバータ14を構成し、p
MOSトランジスタM21、nMOSトランジスタM2
2からなるCMOSインバータとpMOSトランジスタ
M23とからインバータ15を構成して、各CMOSイ
ンバータを入力端子11と出力端子12との間におい
て、前段の出力が後段の入力に接続されるようにカスケ
ード接続している。[Third Embodiment] FIG. 4 is a circuit diagram of a level conversion circuit according to a third embodiment. Reference numeral 11 is an input terminal, and 12 is an output terminal. Here, the pMOS transistor M1
5. CMOS inverter consisting of nMOS transistor M16 and nMOS transistor M connected in series to it
An inverter 13 is composed of 17 and a CMOS inverter composed of a pMOS transistor M18 and an nMOS transistor M19 and an nMOS connected in series with the CMOS inverter.
An inverter 14 is composed of the transistor M20 and p
MOS transistor M21, nMOS transistor M2
The CMOS inverter consisting of 2 and the pMOS transistor M23 constitute the inverter 15, and each CMOS inverter is cascade-connected between the input terminal 11 and the output terminal 12 so that the output of the preceding stage is connected to the input of the following stage. ing.
【0029】そして、nMOSトランジスタM20のソ
ースを前段のnMOSトランジスタ17のゲートにソー
スホロワ接続し、nMOSトランジスタM17、M20
のドレイン、nMOSトランジスタM20のゲート、お
よびpMOSトランジスタM21のソースは、pMOS
トランジスタM23のドレイン(疑似電源)に接続して
いる。このpMOSトランジスタM23のゲートにはパ
ワーダウン制御信号CSBが、ソースには電源電圧Vdd
2 (=3V)が印加される。Then, the source of the nMOS transistor M20 is connected to the source follower of the gate of the nMOS transistor 17 at the previous stage, and the nMOS transistors M17 and M20 are connected.
Of the pMOS transistor M21, the gate of the nMOS transistor M20, and the source of the pMOS transistor M21.
It is connected to the drain (pseudo power supply) of the transistor M23. A power down control signal CSB is supplied to the gate of the pMOS transistor M23, and a power supply voltage Vdd is supplied to the source thereof.
2 (= 3V) is applied.
【0030】以上において、初段のインバータ13のト
ランジスタM15、M16としては低しきい値電圧のト
ランジスタが、他のトランジスタM17〜M23として
は高しきい値電圧のトランジスタが使用される。In the above, low threshold voltage transistors are used as the transistors M15 and M16 of the first stage inverter 13, and high threshold voltage transistors are used as the other transistors M17 to M23.
【0031】この第3の実施例のレベル変換回路の動作
は次のように行なわれる。まず動作時には、トランジス
タM23が導通する。このとき、トランジスタM20の
ソース電位(V4)は、電源電圧Vdd2 (3V)よりも
そのトランジスタM20のしきい値電圧分(ソース側に
回路が接続されているので、はだかのしきい値電圧より
も若干大きくなる。)だけ降圧して、約2Vとなる。ま
た、トランジスタM17のソース電位(V2)は、上記
電圧V4よりもさらにそのトランジスタM17のしきい
値分だけ降圧して約1Vとなる。The operation of the level conversion circuit of the third embodiment is performed as follows. First, at the time of operation, the transistor M23 becomes conductive. At this time, the source potential (V4) of the transistor M20 is higher than the power supply voltage Vdd2 (3V) by the threshold voltage of the transistor M20 (since the circuit is connected to the source side, the threshold voltage is higher than the bare threshold voltage). It will be slightly larger.) It will be reduced to about 2V. The source potential (V2) of the transistor M17 is about 1V, which is lower than the voltage V4 by the threshold value of the transistor M17.
【0032】従って、インバータ13のトランジスタM
15のソース電圧(V3)は約1V、インバータ14の
トランジスタM18のソース電圧(V4)は約2V、イ
ンバータ15のトランジスタM21のソース電圧は約3
Vとなる。初段のインバータ13のCMOSインバータ
のトランジスタM15、M16は低しきい値電圧である
ので電源電圧が1Vでも高速動作が可能であり、以上か
ら1Vから3Vへの高速なレベル変換が可能となる。Therefore, the transistor M of the inverter 13
The source voltage (V3) of the inverter 15 is about 1V, the source voltage (V4) of the transistor M18 of the inverter 14 is about 2V, and the source voltage of the transistor M21 of the inverter 15 is about 3V.
It becomes V. Since the transistors M15 and M16 of the CMOS inverter of the first-stage inverter 13 have a low threshold voltage, high-speed operation is possible even when the power supply voltage is 1V, and thus high-speed level conversion from 1V to 3V is possible.
【0033】以上の動作時の消費電力については、本レ
ベル変換回路が入力振幅(動作電圧)を徐々に大きくし
て行く回路であるため、図7に示した従来回路に対し
て、大幅な低減が可能となる。以下にその理由を説明す
る。The power consumption during the above operation is greatly reduced as compared with the conventional circuit shown in FIG. 7, because the level conversion circuit is a circuit in which the input amplitude (operating voltage) is gradually increased. Is possible. The reason will be described below.
【0034】動作周波数をf、電源電圧をVdd2 、イン
バータ13、14、15の出力容量を各々C13、C1
4、C15としたとき、消費電力P1は、 P1=(C13・1/3+C14・2/3+C15)Vdd2 2 ・f (1) となる。インバータ13、14、15のCMOSインバ
ータの信号振幅(電源電圧)が1V、2V、3Vと順次
大きくなっているので、終段のインバータ15の容量C
15に対して初段のインバータ13の容量C13には
「1/3」、中段のインバータ14の容量C14には
「2/3」の係数がつくため、式(1)のカッコ内がそ
のように表されている。The operating frequency is f, the power supply voltage is Vdd2, and the output capacitances of the inverters 13, 14 and 15 are C13 and C1, respectively.
4 and C15, the power consumption P1 is P1 = (C13 · 1/3 + C14 · 2/3 + C15) Vdd2 2 · f (1) Since the signal amplitudes (power supply voltages) of the CMOS inverters of the inverters 13, 14, and 15 are sequentially increased to 1V, 2V, and 3V, the capacitance C of the final-stage inverter 15 is increased.
Since the coefficient C1 of the first-stage inverter 13 is "1/3" and the coefficient C14 of the middle-stage inverter 14 is "2/3", the parentheses of the formula (1) are as follows. Is represented.
【0035】ここで、出力容量をC13≒C14≒C1
5≒Cに近似すれば、この第3の実施例のレベル変換回
路の消費電力は、 P1=2C・Vdd2 2 ・f (2) となる。Here, the output capacitance is C13≈C14≈C1
If it is approximated to 5≈C, the power consumption of the level conversion circuit of the third embodiment is P1 = 2C · Vdd2 2 · f (2).
【0036】一方、図7に示した従来のレベル変換回路
の消費電力P2は、インバータ44の出力容量をC44
とし、ラッチ回路43のトランジスタM41、M42側
の出力容量をC43aとし、M43、M44側の出力容
量をC43bとし、インバータ45の出力容量をC45
とし、インバータ46の出力容量をC46とすると、 P2=(C44・1/3+C43a +C43b+C45+C46)Vdd2 2 ・f (3) となる。インバータ44の出力容量C44は電源電圧V
dd1 (=1V)であるため、その係数が「1/3」とな
っている。On the other hand, in the power consumption P2 of the conventional level conversion circuit shown in FIG. 7, the output capacity of the inverter 44 is C44.
The output capacitance of the latch circuit 43 on the transistors M41 and M42 side is C43a, the output capacitance of the M43 and M44 side is C43b, and the output capacitance of the inverter 45 is C45.
If the output capacitance of the inverter 46 is C46, then P2 = (C44.1 / 3 + C43a + C43b + C45 + C46) Vdd2 2 .f (3). The output capacitance C44 of the inverter 44 is the power supply voltage V
Since it is dd1 (= 1V), its coefficient is "1/3".
【0037】ここで、C44≒C43a≒C43b≒C
45≒C46=Cと近似すれば、この従来のレベル変換
回路の消費電力P2は、 P2=(4+1/3)C・Vdd2 2 ・f (4) となる。Here, C44≈C43a≈C43b≈C
If approximated as 45≈C46 = C, the power consumption P2 of this conventional level conversion circuit is P2 = (4 + 1/3) C · Vdd2 2 · f (4)
【0038】以上の式(2)と式(4)より、本実施例
のレベル変換回路は、従来回路に比べて動作時の消費電
力を1/2以下に低減できることが分かる。From the above equations (2) and (4), it is understood that the level conversion circuit of this embodiment can reduce the power consumption during operation to 1/2 or less as compared with the conventional circuit.
【0039】非動作時には、pMOSトランジスタM2
3が非導通となるため、初段のインバータ13に低しき
い値のMOSトランジスタを使用しても、第1、第2の
実施例と同様に、リーク電流が増大することはない。When not operating, the pMOS transistor M2
Since 3 is non-conductive, even if a low threshold MOS transistor is used for the first-stage inverter 13, the leak current does not increase as in the first and second embodiments.
【0040】図5はこの第3の実施例のレベル変換回路
の消費電流(μA)の動作周波数(MHz)依存性を示
したものである。第3の実施例のレベル変換回路は、信
号振幅を徐々に大きくしている回路構成であるため、従
来例のレベル変換回路に比べて消費電流を減少できる。
特に、動作周波数が10MHzの場合では、消費電流を
従来例のレベル変換回路に比べて1/2以下に低減でき
ることが分かる。FIG. 5 shows the dependence of the consumption current (μA) of the level conversion circuit of the third embodiment on the operating frequency (MHz). Since the level conversion circuit of the third embodiment has a circuit configuration in which the signal amplitude is gradually increased, the current consumption can be reduced as compared with the level conversion circuit of the conventional example.
In particular, when the operating frequency is 10 MHz, it can be seen that the current consumption can be reduced to 1/2 or less as compared with the conventional level conversion circuit.
【0041】[第4の実施例]図6は第4の実施例のレ
ベル変換回路の回路図である。このレベル変換回路は第
3の実施例のレベル変換回路の発展例である。ここで
は、pMOSトランジスタM24、nMOSトランジス
タM25からなるCMOSインバータとnMOSトラン
ジスタM26とで第1段目のインバータ16を、pMO
SトランジスタM27、nMOSトランジスタM28か
らなるCMOSインバータとnMOSトランジスタM2
9とで第2段目のインバータ17を、pMOSトランジ
スタM30、nMOSトランジスタM31からなるCM
OSインバータとnMOSトランジスタM32とで第3
段目のインバータ18を、pMOSトランジスタM3
3、nMOSトランジスタM34からなるCMOSイン
バータとnMOSトランジスタM35とで第4段目のイ
ンバータ19を、pMOSトランジスタM36、nMO
SトランジスタM37からなるCMOSインバータとp
MOSトランジスタM38とで第5段目のインバータ2
0を各々構成している。これら1段目から5段目のイン
バータ16〜20は、前段の出力が後段の入力に接続さ
れるようカスケード接続されている。[Fourth Embodiment] FIG. 6 is a circuit diagram of a level conversion circuit according to a fourth embodiment. This level conversion circuit is a development example of the level conversion circuit of the third embodiment. Here, the CMOS inverter composed of the pMOS transistor M24 and the nMOS transistor M25 and the nMOS transistor M26 make the inverter 16 of the first stage a pMO.
A CMOS inverter composed of an S transistor M27 and an nMOS transistor M28, and an nMOS transistor M2
9, the second-stage inverter 17 is a CM including a pMOS transistor M30 and an nMOS transistor M31.
The OS inverter and the nMOS transistor M32 form a third
The inverter 18 of the stage is connected to the pMOS transistor M3.
3, a CMOS inverter composed of an nMOS transistor M34 and an nMOS transistor M35 to form a fourth-stage inverter 19, a pMOS transistor M36 and an nMO.
CMOS inverter composed of S-transistor M37 and p
5th stage inverter 2 with MOS transistor M38
0 respectively. The first to fifth inverters 16 to 20 are cascade-connected so that the output of the front stage is connected to the input of the rear stage.
【0042】そして、nMOSトランジスタM35のソ
ースを前段のnMOSトランジスタ32のゲートにソー
スホロワ接続し、nMOSトランジスタM32のソース
を前段のnMOSトランジスタ29のゲートにソースホ
ロワ接続し、nMOSトランジスタM29のソースを前
段のnMOSトランジスタ26のゲートにソースホロワ
接続し、nMOSトランジスタM26、M29、M3
2、M35のドレイン、nMOSトランジスタM35の
ゲート、およびpMOSトランジスタM36のソース
を、pMOSトランジスタM38のドレイン(疑似電
源)に接続している。このpMOSトランジスタM38
のゲートにはパワーダウン制御信号CSBが、ソースに
は電源電圧Vdd3 (=5V)が印加される。The source of the nMOS transistor M35 is source-follower connected to the gate of the nMOS transistor 32 in the preceding stage, the source of the nMOS transistor M32 is source follower connected to the gate of the nMOS transistor 29 in the preceding stage, and the source of the nMOS transistor M29 is the nMOS of the preceding stage. A source follower is connected to the gate of the transistor 26, and nMOS transistors M26, M29, M3 are connected.
2, the drains of M35, the gate of the nMOS transistor M35, and the source of the pMOS transistor M36 are connected to the drain (pseudo power supply) of the pMOS transistor M38. This pMOS transistor M38
The power-down control signal CSB is applied to the gate of and the power supply voltage Vdd3 (= 5V) is applied to the source.
【0043】ここでは、トランジスタM24、M25、
M27、M28に低しきい値電圧のトランジスタが使用
され、他のトランジスタM26、M29〜M38には高
しきい値電圧のトランジスタが使用される。Here, the transistors M24, M25,
Low threshold voltage transistors are used for M27 and M28, and high threshold voltage transistors are used for the other transistors M26 and M29 to M38.
【0044】このレベル変換回路では、動作時におい
て、トランジスタM35のソースに4Vが、トランジス
タM32のソースに3Vが、トランジスタM29のソー
スに2Vが、トランジスタM26のソースに1Vが、各
々現れるので、入力端子11に入力する入力信号が1V
振幅、2V振幅、3V振幅、4V振幅、5V振幅に順次
変換されて出力端子12に現れる。作用効果は第3の実
施例のレベル変換回路の場合と同様である。In this level conversion circuit, during operation, 4V appears at the source of the transistor M35, 3V appears at the source of the transistor M32, 2V appears at the source of the transistor M29, and 1V appears at the source of the transistor M26. Input signal input to terminal 11 is 1V
The amplitude, the 2V amplitude, the 3V amplitude, the 4V amplitude, and the 5V amplitude are sequentially converted and appear at the output terminal 12. The function and effect are similar to those of the level conversion circuit of the third embodiment.
【0045】なお、以上の第3、第4の実施例では、ソ
ースホロワ接続のnMOSトランジスタM17、M2
0、M26、M29、M32、M35に高しきい値電圧
のトランジスタを使用したが、これらには電源電圧の設
定如何によっては低しきい値電圧のトランジスタを使用
することもできる。また、ここでは、低しきい値電圧の
例として0.2Vを、高しきい値の例として0.6Vを
示したが、これに限られるものではない。また、使用す
るトランジスタは低しきい値電圧のトランジスタと高し
きい値電圧のトランジスタの2種に限られるものではな
く、3種以上の異なったしきい値電圧のトランジスタを
使用することもできることはもちろんである。In the above third and fourth embodiments, the source follower connected nMOS transistors M17 and M2 are used.
Although high threshold voltage transistors are used for 0, M26, M29, M32 and M35, low threshold voltage transistors may be used depending on how the power supply voltage is set. Further, here, 0.2 V is shown as an example of the low threshold voltage and 0.6 V is shown as an example of the high threshold voltage, but the present invention is not limited to this. Further, the transistors used are not limited to the two types of transistors having a low threshold voltage and transistors having a high threshold voltage, and it is also possible to use three or more types of transistors having different threshold voltages. Of course.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上から第1の発明によれば、第1のイ
ンバータ群のCMOSインバータをラッチ回路や第2の
インバータ群のCMOSインバータのしきい値電圧より
も低い低しきい値電圧のMOSFETで構成したので高
速動作が可能となり、またその低しきい値電圧のMOS
FETには高しきい値電圧のMOSFETを直列に接続
したので非動作時のリーク電流を効果的に遮断でき消費
電力を低減できる。すなわち第1の発明は、しきい値電
圧の異なるMOSFETを使用し、低しきい値電圧のM
OSFETで高速動作を実現し、高しきい値電圧のMO
SFETで低消費電力を達成したものである。As described above, according to the first aspect of the present invention, the CMOS inverter of the first inverter group has a low threshold voltage lower than the threshold voltage of the latch circuit or the CMOS inverter of the second inverter group. Since it is composed of, the high speed operation is possible, and the low threshold voltage MOS
Since a high threshold voltage MOSFET is connected in series to the FET, a leak current when not in operation can be effectively cut off and power consumption can be reduced. That is, the first invention uses MOSFETs having different threshold voltages and uses a low threshold voltage M.
High-speed operation is realized by OSFET and MO of high threshold voltage
The SFET achieves low power consumption.
【0047】第2の発明よれば、第1の発明の効果に加
えて、前段の出力を後段の入力に接続した複数のCMO
Sインバータの電源電圧を徐々に高くして信号振幅を徐
々に大きくしていくので、非動作時ばかりか動作時にお
いても、消費電流を低減できるという利点がある。According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, a plurality of CMOs in which the output of the preceding stage is connected to the input of the following stage are provided.
Since the power supply voltage of the S inverter is gradually increased and the signal amplitude is gradually increased, there is an advantage that the current consumption can be reduced not only during non-operation but also during operation.
【0048】従って、乾電池電源駆動のLSIと、3V
又は5V電源駆動のLSIとの間のレベル変換回路とし
て極めて好適となる。Therefore, a dry battery power source driven LSI and 3V
Alternatively, it is extremely suitable as a level conversion circuit with an LSI driven by a 5V power supply.
【図1】 本発明の第1の実施例のレベル変換回路の回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a level conversion circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 第1の実施例のレベル変換回路の遅延時間の
電源電圧依存性を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the power supply voltage dependency of the delay time of the level conversion circuit of the first embodiment.
【図3】 本発明の第2の実施例のレベル変換回路の回
路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a level conversion circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の第3の実施例のレベル変換回路の回
路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a level conversion circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 第3の実施例のレベル変換回路の動作時の消
費電流の周波数依存性を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing frequency dependence of current consumption during operation of the level conversion circuit according to the third embodiment.
【図6】 本発明の第4の実施例のレベル変換回路の回
路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a level conversion circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】 従来のレベル変換回路の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional level conversion circuit.
1:入力端子、2:出力端子、3、4:インバータ、
5:ラッチ回路、6、7:インバータ、CSB、CS:
パワーダウン制御信号、11:入力端子、12:出力端
子、13〜20:インバータ、41:入力端子、42:
出力端子、43:ラッチ回路、44〜46:インバー
タ。1: Input terminal, 2: Output terminal, 3, 4: Inverter,
5: Latch circuit, 6, 7: Inverter, CSB, CS:
Power-down control signal, 11: input terminal, 12: output terminal, 13-20: inverter, 41: input terminal, 42:
Output terminal, 43: latch circuit, 44-46: inverter.
Claims (3)
号が入力する第1のインバータ群と、該第1のインバー
タ群で得られる相補出力を入力するラッチ回路と、該ラ
ッチ回路の出力を受け出力端子に信号を出力する1個の
インバータ又は前段の出力を後段の入力に接続した2以
上のインバータからなる第2のインバータ群とを具備
し、 上記第1のインバータ群を、低しきい値電圧のMOSF
ETからなり高電位電源側を共通接続すると共に低電位
電源側を共通接続し且つ前段の出力を後段の入力に接続
した複数のCMOSインバータと、該複数のCMOSイ
ンバータと直列接続した高しきい値電圧のMOSFET
とから構成し、該高しきい値電圧のMOSFETのゲー
トに非動作時の消費電流を削減するためのパワーダウン
制御信号を接続し、 上記ラッチ回路および上記第2のインバータ群を、高し
きい値電圧のMOSFETで構成し、 上記第1のインバータ群に第1の電源電圧を供給し、上
記ラッチ回路および上記第2のインバータ群に該第1の
電源電圧よりも大きな第2の電源電圧を供給したことを
特徴とするレベル変換回路。1. A first inverter group including two or more inverters to which a signal at an input terminal is input, a latch circuit for inputting complementary outputs obtained by the first inverter group, and an output of the latch circuit. One inverter for outputting a signal to an output terminal, or a second inverter group consisting of two or more inverters in which the output of the preceding stage is connected to the input of the latter stage, and the first inverter group is set to a low threshold value. Voltage MOSF
A plurality of CMOS inverters made of ET, the high-potential power source side is commonly connected, the low-potential power source side is commonly connected, and the output of the preceding stage is connected to the input of the following stage, and a high threshold value connected in series with the plurality of CMOS inverters. Voltage MOSFET
And a power-down control signal for reducing current consumption during non-operation is connected to the gate of the high threshold voltage MOSFET, and the latch circuit and the second inverter group are set to a high threshold value. A MOSFET having a value voltage, a first power supply voltage is supplied to the first inverter group, and a second power supply voltage larger than the first power supply voltage is supplied to the latch circuit and the second inverter group. A level conversion circuit characterized by being supplied.
圧のMOSFETからなる第1のCMOSインバータお
よび該第1のCMOSインバータの高位電源側に直列接
続した高しきい値電圧の第1のMOSFETからなる第
1のインバータと、低しきい値電圧のMOSFETから
なる第2のCMOSインバータおよび該第2のCMOS
インバータの低位電源側に直列接続した高しきい値電圧
の第2のMOSFETからなり上記第1のインバータの
出力が入力に接続される第2のインバータとを具備し、
上記第1および第2のMOSFETのゲートに非動作時
の消費電流を削減するためのパワーダウン制御信号を接
続して構成したものに置換したことを特徴とする請求項
1に記載のレベル変換回路。2. A first CMOS inverter composed of a low threshold voltage MOSFET and a first high threshold voltage serially connected to the high potential power source side of the first CMOS inverter. And a second CMOS inverter composed of a low threshold voltage MOSFET and the second CMOS
A second inverter having a high threshold voltage second MOSFET connected in series to the lower power supply side of the inverter and having the output of the first inverter connected to the input;
2. The level conversion circuit according to claim 1, wherein the gates of the first and second MOSFETs are replaced with those configured by connecting a power down control signal for reducing current consumption during non-operation. .
にn段接続した複数のインバータを具備し、 初段インバータを、低しきい値電圧のMOSFETから
なる第1のCMOSインバータと第1のMOSFETの
直列接続で構成して、該第1のMOSFETのドレイン
を疑似電源線に接続し、 2段目以降の第i番目のインバータを、上記低しきい値
電圧またはそれより高いしきい値電圧のMOSFETか
らなる第i番目のCMOSインバータと第i番目のMO
SFETの直列接続で構成して、該第i番目のMOSF
ETのドレインを上記疑似電源線に接続するとともにソ
ースを第i−1番目のMOSFETのゲートに接続し、 最終段のインバータを、上記低しきい値電圧より高いし
きい値電圧のMOSFETからなる第n番目のCMOS
インバータと第n番目のMOSFETの直列接続で構成
して、該第n番目のMOSFETのソースを第1の電源
に接続し、ドレインを第n−1番目のMOSFETのゲ
ートおよび上記疑似電源線に接続し、ゲートを非動作時
の消費電流を削減するためのパワーダウン制御信号に接
続したことを特徴とするレベル変換回路。3. A first CMOS inverter comprising a plurality of inverters connected in n stages so that an output of a front stage is connected to an input of a rear stage, the first stage inverter being a first CMOS inverter composed of a MOSFET of a low threshold voltage and a first CMOS inverter. Of MOSFETs connected in series, the drain of the first MOSFET is connected to the pseudo power supply line, and the i-th inverter of the second and subsequent stages is connected to the low threshold voltage or higher threshold voltage. I-th CMOS inverter composed of voltage MOSFET and i-th MO
The i-th MOSF is formed by connecting SFETs in series.
The drain of ET is connected to the pseudo power supply line and the source is connected to the gate of the (i-1) th MOSFET, and the final-stage inverter is composed of a MOSFET having a threshold voltage higher than the low threshold voltage. nth CMOS
Inverter and nth MOSFET are connected in series, the source of the nth MOSFET is connected to the first power supply, and the drain is connected to the gate of the n-1th MOSFET and the pseudo power supply line. The level conversion circuit is characterized in that the gate is connected to a power-down control signal for reducing current consumption when not operating.
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1994
- 1994-02-18 JP JP04334594A patent/JP3233321B2/en not_active Expired - Lifetime
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