JPH07321637A - Level conversion circuit - Google Patents

Level conversion circuit

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JPH07321637A
JPH07321637A JP6108615A JP10861594A JPH07321637A JP H07321637 A JPH07321637 A JP H07321637A JP 6108615 A JP6108615 A JP 6108615A JP 10861594 A JP10861594 A JP 10861594A JP H07321637 A JPH07321637 A JP H07321637A
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JP
Japan
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output
level conversion
inverter
transistor
gate
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JP6108615A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Ochi
伸二 越智
Hiroaki Suzuki
宏明 鈴木
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH07321637A publication Critical patent/JPH07321637A/en
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Abstract

PURPOSE:To control power supply with the output of a CMOS inverter by providing two kinds of power supplies before and after level conversion to a power source of the CMOS inverter to reduce the number of stages. CONSTITUTION:Drains of P-channel MOS transistors(TRs) PTA, PTB are connected in parallel to the source of an N-channel MOS TR NT3 in P-channel MOS TR PT3 and the N-channel MOS TR NT3 being components of a CMOS inverter. The source of the TR PTA connects to a high power source VDDA before level conversion and the source of the TR PTB is connected to a high power source VDDB for level conversion. An output terminal of an inverter INB receiving the signal of an output node DOT is connected to a gate of the TR PTB and to an input terminal of the inverter INA. The output terminal of the inverter INA is connected to the gate of the TR PTA. The power source is VDDB for both the inverters INA, INB and the base potential of the TRs, PTA, PTB uses the power source VDDB.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は特に小さい入力信号を
大きい出力信号にレベル変換するCMOS型のレベル変
換回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS type level conversion circuit for converting a small input signal into a large output signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は小さい信号系から大きい信号系へ
のインタフェイスを行うレベル変換回路を含んだCMO
S出力回路を示す回路図である。ここでは、信号の入出
力振幅を小さい信号系では0〜3V、変換する大きい信
号系では0〜5Vとする。図はレベル変換回路とプリバ
ッファ、メインバッファに分けられる。レベル変換回路
LVC5 は5Vの電源(VDDB)をソース電圧とするPチ
ャネルMOSトランジスタPT1 ,PT2 のゲート,ソ
ース間が互いに逆接続され、その各接続点と接地電圧
(VSS )との間にNチャネルMOSトランジスタNT1
,NT2 のドレイン,ソース間を接続してなる。トラ
ンジスタNT1 のゲートは信号入力ノードINに接続さ
れ、トランジスタNT2 のゲートにはノードINの信号
が入力される3V電源のインバータIV1 の出力端が接
続されている。レベル変換回路LVC5の出力ノード53
は5V電源のプリバッファPIVの入力端に接続されて
いる。プリバッファPIVの出力端はメインバッファの
一方のPチャネルMOSトランジスタMPTのゲートに
接続されている。また、レベル変換回路LVC5 と同様
構成のLVC6 について、その出力ノード54は5V電源
のプリバッファNIVの入力端に接続されている。プリ
バッファNIVの出力端はメインバッファの他方のNチ
ャネルMOSトランジスタMNTのゲートに接続されて
いる。メインバッファのトランジスタMPTのソースは
5Vの電源VDDBに、トランジスタMNTのソースは接地
電圧VSS に接続され、両トランジスタMPT,MNTの
ドレイン接続点が信号出力端OUTに接続される。5V
系のプリバッファ、メインバッファは十分な特性を引き
出すためにゲート,ソース間電圧をVGS、ゲート,ドレ
イン間電圧をVDSとすると5Vのゲート入力(VGS=V
DS=5V)を必要とする。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a CMO including a level conversion circuit for interfacing from a small signal system to a large signal system.
It is a circuit diagram which shows an S output circuit. Here, the input / output amplitude of the signal is 0 to 3 V for a small signal system, and 0 to 5 V for a large signal system to be converted. The figure is divided into a level conversion circuit, a prebuffer, and a main buffer. In the level conversion circuit LVC5, the gates and sources of the P-channel MOS transistors PT1 and PT2 whose source voltage is a 5V power source (VDDB) are reversely connected to each other, and the N-channel is provided between each connection point and the ground voltage (VSS). MOS transistor NT1
, NT2 drain and source are connected. The gate of the transistor NT1 is connected to the signal input node IN, and the gate of the transistor NT2 is connected to the output terminal of the inverter IV1 of the 3V power source to which the signal of the node IN is input. Output node 53 of level conversion circuit LVC5
Is connected to the input terminal of the pre-buffer PIV of the 5V power supply. The output terminal of the pre-buffer PIV is connected to the gate of one P-channel MOS transistor MPT of the main buffer. The output node 54 of the LVC6 having the same configuration as the level conversion circuit LVC5 is connected to the input terminal of the pre-buffer NIV of the 5V power source. The output terminal of the pre-buffer NIV is connected to the gate of the other N-channel MOS transistor MNT of the main buffer. The source of the transistor MPT of the main buffer is connected to the 5V power supply VDDB, the source of the transistor MNT is connected to the ground voltage VSS, and the drain connection points of both the transistors MPT and MNT are connected to the signal output terminal OUT. 5V
The system pre-buffer and main buffer have a gate input of 5V (VGS = VGS) when the gate-source voltage is VGS and the gate-drain voltage is VDS in order to bring out sufficient characteristics.
DS = 5V) is required.

【0003】レベル変換回路LVC5 の動作は次のよう
である。入力信号が0V〜3Vに変化すると、トランジ
スタNT1 がオンし、ノード52のレベルが接地レベルに
下がっていくことにより、トランジスタPT2 がオン
し、入力の反転信号を受けるトランジスタNT2 はオフ
し、出力ノード53は5Vになる。逆に、入力信号が3V
〜0Vに変化した場合、トランジスタNT2 がオンし、
出力ノード53は接地レベルに下がり、トランジスタPT
1 がオンし、トランジスタNT1 がオフすることで回路
が安定し、出力ノード53は0Vになる。図6に上記回路
の一部の動作における出力波形図を示す。
The operation of the level conversion circuit LVC5 is as follows. When the input signal changes from 0V to 3V, the transistor NT1 is turned on and the level of the node 52 is lowered to the ground level, so that the transistor PT2 is turned on and the transistor NT2 receiving the inverted signal of the input is turned off and the output node 53 becomes 5V. Conversely, the input signal is 3V
When it changes to ~ 0V, the transistor NT2 turns on,
The output node 53 falls to the ground level and the transistor PT
When 1 is turned on and transistor NT1 is turned off, the circuit is stabilized and the output node 53 becomes 0V. FIG. 6 shows an output waveform diagram in a part of the operation of the above circuit.

【0004】上記回路構成によれば、レベル変換回路に
よって0〜3V系から0〜5V系に変換した信号をプリ
バッファの入力信号としている。上記構成によれば入力
から出力までゲートを4段介する。
According to the above circuit configuration, the signal converted from the 0-3V system to the 0-5V system by the level conversion circuit is used as the input signal of the pre-buffer. According to the above configuration, four stages of gates are provided from the input to the output.

【0005】図7は小さい信号系から大きい信号系への
レベル変換を含むトライステートタイプの出力回路の回
路図である。図5の構成にさらにハイインピーダンス状
態を作るロジック回路が付加されている。入力ピンとし
てデータピンDT、コントロールピンTN,ENを有す
る。ピンDT、TNはNANDゲート71の2入力端に接
続されその出力はNORゲート72の一方入力となる。N
ORゲート72の他方入力にはピンENが接続される。N
ORゲート72の出力はレベル変換回路LVC5のトラン
ジスタNT1 のゲートに接続されると共に、インバータ
IV1 を介してトランジスタNT2 のゲートに接続され
る。
FIG. 7 is a circuit diagram of a tri-state type output circuit including level conversion from a small signal system to a large signal system. A logic circuit for creating a high impedance state is added to the configuration of FIG. It has a data pin DT and control pins TN and EN as input pins. The pins DT and TN are connected to the two input terminals of the NAND gate 71, and the output thereof is one input of the NOR gate 72. N
The pin EN is connected to the other input of the OR gate 72. N
The output of the OR gate 72 is connected to the gate of the transistor NT1 of the level conversion circuit LVC5 and also to the gate of the transistor NT2 via the inverter IV1.

【0006】NANDゲート71の出力はさらに3入力の
NANDゲート73の第1入力端に接続される。NAND
ゲート73の第2入力端はピンTNに接続され、第3入力
端はピンENの信号を反転するインバータ74の出力が接
続される。NANDゲート73の出力は上記同様のレベル
変換回路LVCのトランジスタNT1 のゲートに接続さ
れると共に、インバータIV1 を介してトランジスタN
T2 のゲートに接続される。
The output of the NAND gate 71 is further connected to the first input terminal of a 3-input NAND gate 73. NAND
The second input end of the gate 73 is connected to the pin TN, and the third input end is connected to the output of the inverter 74 which inverts the signal of the pin EN. The output of the NAND gate 73 is connected to the gate of the transistor NT1 of the level conversion circuit LVC similar to the above, and also the transistor N1 via the inverter IV1.
Connected to the gate of T2.

【0007】上記図6の回路構成において、通常のデー
タ出力はピンTN=“H”、EN=“L”の条件であれ
ばよく、またハイインピーダンス状態はTN=“L”あ
るいはEN=“H”が条件で、このとき出力は入力によ
らず、ハイインピーダンス状態になる。
In the circuit configuration of FIG. 6 described above, normal data output only needs to be under the condition of pin TN = "H" and EN = "L", and the high impedance state is TN = "L" or EN = "H". Is the condition, and at this time, the output is in the high impedance state regardless of the input.

【0008】ここで、信号の入出力振幅を小さい信号系
が0〜3V、大きい信号系が0〜5Vとする。TN=
“H”,EN=“L”の状態で入力DTが0Vから3V
に変化すると、各レベル変換回路の入力までゲート2段
を介して0Vから3Vに変化し、その後は図1と同様構
成でゲート4段を介して出力が0Vから5Vに変化す
る。入力DTが3Vから0Vに変化するときも上記同様
であり、すなわち入力から出力までゲート6段を要す
る。また、ハイインピーダンス状態にされる場合、レベ
ル変換回路への入力としてNORゲート72の出力が0
V、NANDゲート73の出力が3Vとなる。その後は図
5と同様にゲート4段を介してハイインピーダンス状態
になる。
Here, it is assumed that the input / output amplitude of a signal is 0 to 3V for a small signal system and 0 to 5V for a large signal system. TN =
Input DT is 0V to 3V in the state of "H", EN = "L"
Changes to 0V to 3V through the gate 2 stages up to the input of each level conversion circuit, and thereafter, the output changes from 0V to 5V through the gate 4 stages in the same configuration as in FIG. The same applies when the input DT changes from 3V to 0V, that is, 6 gates are required from the input to the output. When the high impedance state is set, the output of the NOR gate 72 is set to 0 as an input to the level conversion circuit.
V, the output of the NAND gate 73 becomes 3V. After that, as in the case of FIG. 5, a high impedance state is achieved through four stages of gates.

【0009】これに対し、例えば、3V系の入力に対
し、3V系の出力等、レベル変換を行わない出力回路の
場合を考える。このような出力回路は入力から出力まで
をゲート2段介するのみである。また、レベル変換を行
わないトライステートバッファは入力から出力までゲー
ト4段介するのみである。従って、レベル変換を含む回
路構成はレベル変換を含まないものに比べてゲートの段
数がかなり多く必要で、その分遅延時間が増大する。
On the other hand, consider the case of an output circuit that does not perform level conversion, such as a 3V system output for a 3V system input. Such an output circuit has only two gates from the input to the output. Further, the tri-state buffer that does not perform level conversion has only four gates from the input to the output. Therefore, the circuit configuration including level conversion requires a considerably larger number of gate stages than the circuit configuration without level conversion, and the delay time increases accordingly.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来では
レベル変換を含む回路構成はレベル変換を含まない回路
構成に比べて必要なゲート段数が多く、その分遅延時間
が増大する。レベル変換を含む回路構成に対し、レベル
変換を含まない出力回路と同様の遅延特性が望まれてい
る。
As described above, conventionally, the circuit configuration including the level conversion requires a larger number of gate stages than the circuit configuration not including the level conversion, and the delay time increases accordingly. For circuit configurations including level conversion, delay characteristics similar to those of output circuits not including level conversion are desired.

【0011】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、ゲート段数を減らすこ
とにより遅延時間の縮小化がなされるレベル変換回路を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a level conversion circuit in which the delay time is reduced by reducing the number of gate stages.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明のレベル変換回
路は、CMOS型インバータを構成する互いに導電型の
異なる少なくとも2つのトランジスタと、前記トランジ
スタのうちの電源供給側のソースに並列接続される第1
の電源の供給経路及びレベル変換用の第2の電源の供給
経路と、前記CMOS型インバータの出力信号の切換え
に応じて前記第1、第2の電源の供給経路それぞれがト
ランスファ制御されるべく前記それぞれの電源の供給経
路に設けられた第1、第2のMOSトランジスタとを具
備したことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a level conversion circuit which is connected in parallel to at least two transistors having different conductivity types, which form a CMOS inverter, and a source on the power supply side of the transistors. 1
Of the first power supply path and the second power supply path for level conversion and the first and second power supply paths according to the switching of the output signal of the CMOS inverter. It is characterized in that it is provided with first and second MOS transistors provided in respective power supply paths.

【0013】[0013]

【作用】この発明では、1つのCMOS型インバータの
電源ソース側に第1の電源及びレベル変換用の第2の電
源を接続し、そのCMOS型インバータの出力信号を利
用して第1、第2の電源の供給経路をトランスファ制御
する。これにより、レベル変換の入力から出力までのゲ
ート段数を削減する。
According to the present invention, the first power supply and the second power supply for level conversion are connected to the power supply source side of one CMOS type inverter, and the first and second output signals of the CMOS type inverter are utilized. Transfer control of the power supply path of the. This reduces the number of gate stages from the level conversion input to the output.

【0014】[0014]

【実施例】図1はこの発明の一実施例によるレベル変換
回路の構成を示す回路図である。CMOS型インバータ
を構成するPチャネルMOSトランジスタPT3 、Nチ
ャネルMOSトランジスタNT3 の共通ゲートには信号
入力ノードDINに接続され、トランジスタPT3 ,N
T3 の共通ドレインは信号出力ノードDOTに接続され
ている。トランジスタPT3 のソースにはPチャネルM
OSトランジスタPTA,PTBの各ドレインが並列接
続されている。トランジスタPTAのソースはレベル変
換前の低い電源VDDAに接続され、トランジスタPTBの
ソースはレベル変換すべき高い電源VDDBに接続されてい
る。トランジスタNT3 のソースは接地電圧Vssに接続
されている。
1 is a circuit diagram showing the structure of a level conversion circuit according to an embodiment of the present invention. The common gates of the P-channel MOS transistor PT3 and the N-channel MOS transistor NT3 forming the CMOS type inverter are connected to the signal input node DIN, and the transistors PT3, N are connected.
The common drain of T3 is connected to the signal output node DOT. The source of the transistor PT3 is a P channel M
The drains of the OS transistors PTA and PTB are connected in parallel. The source of the transistor PTA is connected to the low power supply VDDA before level conversion, and the source of the transistor PTB is connected to the high power supply VDDB to be level converted. The source of the transistor NT3 is connected to the ground voltage Vss.

【0015】出力ノードDOTの信号を入力するインバ
ータIVBはその出力端をトランジスタPTBのゲート
に接続すると共にインバータIVAの入力端に接続され
ている。インバータIVAの出力端はトランジスタPT
Aのゲートに接続されている。インバータIVA,IV
B共に電源はVDDBであり、トランジスタPTA,PTB
の基板電位も共に電源はVDDBである。
The inverter IVB for inputting the signal of the output node DOT has its output end connected to the gate of the transistor PTB and is connected to the input end of the inverter IVA. The output terminal of the inverter IVA is a transistor PT
It is connected to the gate of A. Inverter IVA, IV
The power source for both B is VDDB, and the transistors PTA and PTB are used.
The power source for both substrate potentials is VDDB.

【0016】上記構成の回路において、信号の入出力振
幅を小さい信号系では0〜3V、変換する大きい信号系
では0〜5Vとする。これにより、低い電源VDDAを3
V、高い電源VDDBを5Vとして動作を説明する。
In the circuit configured as described above, the input / output amplitude of a signal is set to 0 to 3 V for a small signal system and 0 to 5 V for a large signal system for conversion. This reduces the low power supply VDDA to 3
The operation will be described assuming that the high power supply VDDB is 5V.

【0017】入力DINのレベルが3Vから0Vに変化
する場合、トランジスタPT3 がオン、トランジスタN
T3 がオフする。このとき、トランジスタPTBはオフ
状態にあり、トランジスタPTAはオン状態にあるため
出力ノードDOTには3Vが得られる。この出力ノード
OUTの3VはインバータIVBに入力され、IVB内
部のNチャネルMOSトランジスタをオンさせる。IV
B内部のPチャネルMOSトランジスタも電源が5Vに
なっているから弱い駆動力でオンするがインバータIV
Bの出力は0Vに近付く。
When the level of the input DIN changes from 3V to 0V, the transistor PT3 is turned on and the transistor N is turned on.
T3 turns off. At this time, since the transistor PTB is in the off state and the transistor PTA is in the on state, 3V is obtained at the output node DOT. 3V of the output node OUT is input to the inverter IVB to turn on the N-channel MOS transistor inside IVB. IV
Since the power source of the P-channel MOS transistor in B is also 5V, it turns on with a weak driving force.
The output of B approaches 0V.

【0018】インバータIVBの出力はトランジスタP
TBをオンさせると共に、インバータIVAをして5V
を出力させ、トランジスタPTAをオフさせる。これに
より、トランジスタPT3 のソース電圧が3Vから5V
に変化していく。従って、出力ノードDOTは5Vに近
付いていき、この出力信号を受けるインバータIVBの
出力を確実に0Vにさせる。これにより、入力ノードD
INの0Vに対し、出力ノードDOTは5Vとなる。
The output of the inverter IVB is the transistor P.
Turn on TB and turn on inverter IVA to 5V
Is output and the transistor PTA is turned off. As a result, the source voltage of the transistor PT3 changes from 3V to 5V.
Will change to. Therefore, the output node DOT approaches 5V, and the output of the inverter IVB receiving this output signal is surely set to 0V. As a result, the input node D
The output node DOT becomes 5V with respect to 0V of IN.

【0019】逆に、入力DINのレベルが0Vから3V
に変化すると、トランジスタPT3のゲート,ソース間
電圧(VGS)が2Vなので、駆動力が落とされ、かつト
ランジスタNT3 がオンし、出力ノードDOTは0Vと
なる。この0Vを受けるインバータIVBの出力は5
V、インバータIVAが0Vを出力する。これにより、
トランジスタPTBがオフ、トランジスタPTAがオン
状態となり、トランジスタPT3 のソース電圧が5Vか
ら3Vになり、トランジスタPT3 のVGSが0Vになる
からトランジスタPT3 は完全にオフする。結局、入力
ノードDINの3Vに対し、出力ノードDOTは0Vと
なる。
On the contrary, the level of the input DIN is 0V to 3V.
, The gate-source voltage (VGS) of the transistor PT3 is 2V, the driving force is reduced, the transistor NT3 is turned on, and the output node DOT becomes 0V. The output of the inverter IVB receiving this 0V is 5
V, the inverter IVA outputs 0V. This allows
The transistor PTB is turned off, the transistor PTA is turned on, the source voltage of the transistor PT3 is changed from 5V to 3V, and VGS of the transistor PT3 is changed to 0V, so that the transistor PT3 is completely turned off. Eventually, the output node DOT becomes 0V with respect to the input node DIN of 3V.

【0020】上記構成によれば、入力信号に対しその出
力信号は反転される構成であるが、従来のレベル変換回
路のゲート2段要する構成に対し、ゲート1段で可能に
なる。また、出力に“H”レベルが出力される場合は、
上記では3V出力後5Vへと出力が2段階になる。
According to the above configuration, the output signal is inverted with respect to the input signal, but it is possible to use only one gate as compared with the conventional level conversion circuit which requires two gates. In addition, when "H" level is output,
In the above, the output is in two stages from 3V output to 5V.

【0021】図2はこの発明の第1応用例で、図5のC
MOS出力回路にこの発明を適用した回路図である。こ
の発明のレベル変換回路(LVC1 ,LVC2 ;互いに
同様の構成)とメインバッファ(MPT,MNT)から
なる。論理構成上プリバッファは必要なくなる。信号の
入出力振幅を小さい信号系では0〜3V、変換される大
きい信号系では0〜5Vとし、よって、低い電源VDDAを
3V、高い電源VDDBを5Vとする。トランジスタMP
T,MNTはVGS=VDS=5Vの条件(VDSはドレイ
ン,ソース間電圧)で十分に駆動力を発揮し、VGS=V
DS=0Vの条件でオフする。図3に図2において入力I
Nが0V〜3Vに変化するときの出力波形図を示す。こ
れらを参照しながら回路動作を説明する。
FIG. 2 shows a first application example of the present invention, which corresponds to C in FIG.
It is a circuit diagram in which the present invention is applied to a MOS output circuit. The level conversion circuit (LVC1, LVC2; the same configuration) of the present invention and the main buffer (MPT, MNT). The pre-buffer is not necessary due to the logical configuration. The input / output amplitude of a signal is 0 to 3V for a small signal system and 0 to 5V for a large converted signal system. Therefore, the low power supply VDDA is 3V and the high power supply VDDB is 5V. Transistor MP
T and MNT exhibit a sufficient driving force under the condition of VGS = VDS = 5V (VDS is the drain-source voltage), and VGS = V
It turns off under the condition of DS = 0V. Input I in FIG. 2 in FIG. 3
The output waveform diagram when N changes to 0V-3V is shown. The circuit operation will be described with reference to these.

【0022】入力INが0V〜3Vに変化するとき、ト
ランジスタMPTのゲート及びトランジスタMNTのゲ
ートは素早く5Vから0Vに変化する。これにより、ト
ランジスタMPTがオン、トランジスタMNTがオフし
出力OUTに5Vが出力される(図3)。
When the input IN changes from 0V to 3V, the gate of the transistor MPT and the gate of the transistor MNT rapidly change from 5V to 0V. As a result, the transistor MPT is turned on, the transistor MNT is turned off, and 5 V is output to the output OUT (FIG. 3).

【0023】入力INが3V〜0Vに変化するとき、ト
ランジスタMPT、MNTの各ゲートが素早く0Vから
3Vに上がる。よって、トランジスタMPTのVGSは5
Vから2Vに変化するため駆動力が低下し、トランジス
タMNTのVGSは0Vから3Vに変化し駆動力を得るた
め、出力ノードOUTは5Vから0Vに下がり始める。
この間トランジスタMPT、MNTの各ゲート(つま
り、レベル変換回路の出力DOT1 ,2 )は素早く3V
から5Vへ変化し、トランジスタMPTはそのVGSが2
Vから0Vに変化してオフする。また、トランジスタM
NTのVGSは3Vから5Vに変化し十分な駆動力を得て
出力ノードOUTは0Vとなる。このような構成によれ
ば、ゲート段数は2段で済むことになり、従来のゲート
段数4段に比べて入出力間の高速化が達成できる。
When the input IN changes from 3V to 0V, the gates of the transistors MPT and MNT rapidly rise from 0V to 3V. Therefore, VGS of transistor MPT is 5
Since the driving force is lowered due to the change from V to 2V, VGS of the transistor MNT is changed from 0V to 3V and the driving force is obtained, so that the output node OUT starts to drop from 5V to 0V.
During this time, the gates of the transistors MPT and MNT (that is, the outputs DOT1 and 2 of the level conversion circuit) are quickly set to 3V.
Changes from 5V to 5V, and the VGS of the transistor MPT is 2
It changes from V to 0V and turns off. Also, the transistor M
The VGS of NT changes from 3V to 5V, a sufficient driving force is obtained, and the output node OUT becomes 0V. With such a configuration, the number of gate stages is only two, and the speedup between input and output can be achieved as compared with the conventional four gate stages.

【0024】図4はこの発明の第2応用例で、レベル変
換回路を含むトライステートタイプの出力回路にこの発
明を適用した回路図である。ハイインピーダンス状態を
作るロジック回路が次のように構成されている。入力ピ
ンとしてデータピンDT、コントロールピンTN,EN
を有する。ピンDT、TN、及びピンENの反転信号を
出力するインバータ11の出力端はそれぞれ3入力NAN
Dゲート12の各入力端に接続され、その出力はレベル変
換回路LVC1 の入力ノードDIN1 に接続されてい
る。
FIG. 4 is a second application example of the present invention and is a circuit diagram in which the present invention is applied to a tri-state type output circuit including a level conversion circuit. A logic circuit that creates a high impedance state is configured as follows. Data pins DT, control pins TN, EN as input pins
Have. The output terminals of the inverter 11 that outputs the inverted signals of the pins DT, TN, and the pin EN are each a 3-input NAN.
It is connected to each input terminal of the D gate 12, and its output is connected to the input node DIN1 of the level conversion circuit LVC1.

【0025】また、ピンDT、EN、及びピンTNの反
転信号を出力するインバータ13の出力端はそれぞれ3入
力NORゲート14の各入力端に接続され、その出力は上
記回路LVC1 と同様のレベル変換回路LVC2 の入力
端に接続されている。
Further, the output terminals of the inverter 13 for outputting the inverted signals of the pins DT, EN and the pin TN are respectively connected to the respective input terminals of the 3-input NOR gate 14, and the output thereof is level-converted as in the above-mentioned circuit LVC1. It is connected to the input end of the circuit LVC2.

【0026】レベル変換回路LVC1 の出力ノードDO
T1 はプリバッファPIVの入力端に接続され、プリバ
ッファPIVの出力はメインバッファを構成するPチャ
ネルMOSトランジスタMPTのゲートに接続されてい
る。レベル変換回路LVC2の出力ノードDOT2 はプ
リバッファNIVの入力端に接続され、プリバッファN
IVの出力はメインバッファを構成するNチャネルMO
SトランジスタMNTのゲートに接続されている。トラ
ンジスタMPT及びMNTの共通ドレインは出力OUT
となる。
Output node DO of the level conversion circuit LVC1
T1 is connected to the input terminal of the pre-buffer PIV, and the output of the pre-buffer PIV is connected to the gate of the P-channel MOS transistor MPT which constitutes the main buffer. The output node DOT2 of the level conversion circuit LVC2 is connected to the input terminal of the prebuffer NIV, and
The output of IV is an N channel MO that constitutes the main buffer.
It is connected to the gate of the S transistor MNT. The common drain of the transistors MPT and MNT is the output OUT
Becomes

【0027】ここでも、信号の入出力振幅を小さい信号
系では0〜3V、変換される大きい信号系では0〜5V
とし、これにより、低い電源VDDAを3V、高い電源VDDB
を5Vとして動作を説明する。
Also in this case, a signal system having a small signal input / output amplitude is 0 to 3 V, and a large signal system to be converted has a signal range of 0 to 5 V.
As a result, the low power supply VDDA is 3V and the high power supply VDDB is
The operation will be described with 5V.

【0028】ピンTNが“H”レベル、ENが“L”レ
ベルの条件で通常動作をする。入力のピンDTが0Vか
ら3Vに変化すると、NANDゲート12、NORゲート
14の出力は共に3Vから0Vに変化する。これがレベル
変換回路LVC1 ,2 で5Vに変換され、各プリバッフ
ァPIV,NIVを介してトランジスタMPTがオン、
MNTがオフする。よって、出力OUTは5Vになる。
逆に、ピンDTが3Vから0Vに変化すると、NAND
ゲート12、NORゲート14の出力は共に0Vから3Vに
変化する。これがレベル変換回路LVC1 ,2 で0Vに
変換され、各プリバッファPIV,NIVを介してトラ
ンジスタMPTがオフ、MNTがオンする。よって、出
力OUTは0Vになる。
Normal operation is performed under the condition that the pin TN is at "H" level and EN is at "L" level. When the input pin DT changes from 0V to 3V, NAND gate 12 and NOR gate
Both 14 outputs change from 3V to 0V. This is converted into 5V by the level conversion circuits LVC1 and 2, and the transistor MPT is turned on through the prebuffers PIV and NIV.
MNT turns off. Therefore, the output OUT becomes 5V.
Conversely, if the pin DT changes from 3V to 0V, the NAND
The outputs of the gate 12 and the NOR gate 14 both change from 0V to 3V. This is converted to 0V by the level conversion circuits LVC1 and 2, and the transistor MPT is turned off and the MNT is turned on through the prebuffers PIV and NIV. Therefore, the output OUT becomes 0V.

【0029】一方、ピンTNが“L”レベルあるいはピ
ンENが“H”レベルの場合はハイインピーダンス状態
の条件である。入力のピンDTへの信号に依存すること
なくNANDゲート12が3V、NORゲート14の出力が
0Vとなり、それぞれレベル変換回路LVC1 で0V、
LVC2 で5Vに変換される。この各出力がプリバッフ
ァPIV,NIVを介することにより各々反転されメイ
ンバッファのトランジスタMPT、MNTは共にオフ
し、ハイインピーダンス状態になる。
On the other hand, when the pin TN is at "L" level or the pin EN is at "H" level, it is a condition of a high impedance state. The NAND gate 12 becomes 3V and the output of the NOR gate 14 becomes 0V without depending on the signal to the input pin DT, and the level conversion circuit LVC1 outputs 0V,
Converted to 5V by LVC2. The respective outputs are respectively inverted by passing through the pre-buffers PIV and NIV, the transistors MPT and MNT of the main buffer are both turned off, and the high impedance state is set.

【0030】上記構成の回路によれば、入力から出力ま
でのゲート段数は4段を要する。従来回路の6段を要す
る構成と比べれば、ゲート2段少ない分、高速化が実現
しやすい。なお、上記実施例ではレベル変換として入出
力振幅を小さい信号系では、0〜3V、変換される大き
い信号系では0〜5Vとしたが、種々のレベル変換に適
用可能である。例えば、小さい信号系の上限の電圧を
2.5〜3.6V、変換される大きい信号系の上限の電
圧を4.5〜5.5V、または小さい信号系の上限の電
圧を1.5〜2.5V、変換される大きい信号系の上限
の電圧を4.5〜5.5V、または小さい信号系の上限
の電圧を1.5〜2.5V、変換される大きい信号系の
上限の電圧を2.5〜3.6V等である。
According to the circuit having the above configuration, the number of gate stages from input to output is four. Compared to the configuration that requires 6 stages of the conventional circuit, the number of gates is reduced by 2 stages, so that it is easy to realize high speed. In the above-described embodiment, the level conversion is set to 0 to 3 V for a signal system having a small input / output amplitude, and set to 0 to 5 V for a large signal system to be converted, but it is applicable to various level conversions. For example, the upper limit voltage of the small signal system is 2.5 to 3.6 V, the upper limit voltage of the large signal system to be converted is 4.5 to 5.5 V, or the upper limit voltage of the small signal system is 1.5 to 2.5 V, the upper limit voltage of the large signal system to be converted is 4.5 to 5.5 V, or the upper limit voltage of the small signal system is 1.5 to 2.5 V, the upper limit voltage of the large signal system to be converted Is 2.5 to 3.6 V or the like.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
CMOS型インバータの電源ソース側にレベル変換前と
後の2種類の電源を設けそのCMOS型インバータの出
力で上記電源供給を制御するように構成したので、動作
上、ゲート段数が削減され、高速化が達成できるレベル
変換回路が提供できる。
As described above, according to the present invention,
Two types of power supplies before and after level conversion are provided on the power source side of the CMOS type inverter, and the power supply is controlled by the output of the CMOS type inverter. Therefore, the number of gate stages is reduced and the operation speed is increased. It is possible to provide a level conversion circuit that can achieve the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による構成の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1応用例による構成の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a configuration according to a first application example of the present invention.

【図3】図2の一部の回路動作を示す出力波形図。FIG. 3 is an output waveform diagram showing a circuit operation of a part of FIG.

【図4】この発明の第2応用例による構成の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a configuration according to a second application example of the present invention.

【図5】従来のレベル変換回路を含んだCMOS出力回
路を示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a CMOS output circuit including a conventional level conversion circuit.

【図6】図5の一部の回路動作を示す出力波形図。FIG. 6 is an output waveform diagram showing a circuit operation of a part of FIG.

【図7】従来のレベル変換を含むトライステートタイプ
の出力回路を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional tri-state type output circuit including level conversion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PT3 ,PTA…PチャネルMOSトランジスタ、NT
3 ,PTB…NチャネルMOSトランジスタ、IVA,
IVB…インバータ。
PT3, PTA ... P-channel MOS transistor, NT
3, PTB ... N-channel MOS transistor, IVA,
IVB ... Inverter.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CMOS型インバータを構成する互いに
導電型の異なる少なくとも2つのトランジスタと、 前記トランジスタのうちの電源供給側のソースに並列接
続される第1の電源の供給経路及びレベル変換用の第2
の電源の供給経路と、 前記CMOS型インバータの出力信号の切換えに応じて
前記第1、第2の電源の供給経路それぞれがトランスフ
ァ制御されるべく前記それぞれの電源の供給経路に設け
られた第1、第2のMOSトランジスタとを具備したこ
とを特徴とするレベル変換回路。
1. A at least two transistors of different conductivity types forming a CMOS inverter, a supply path of a first power supply connected in parallel to a power supply side source of the transistors, and a level conversion first transistor. Two
And a first power supply path provided to each of the power supply paths so that transfer control of each of the first and second power supply paths is performed in accordance with switching of the output signal of the CMOS inverter. And a second MOS transistor.
【請求項2】 前記CMOS型インバータの出力信号を
入力し、出力で前記第2のMOSトランジスタのゲート
を制御する第1のインバータと、前記第1のインバータ
の出力信号を入力し、出力で前記第1のMOSトランジ
スタのゲートを制御する第2のインバータとを具備し、
この第1、第2のインバータの電源及び前記第1のMO
Sトランジスタの基板電位として前記第2の電源が与え
られることを特徴とする請求項1記載のレベル変換回
路。
2. A first inverter for inputting an output signal of the CMOS type inverter and controlling the gate of the second MOS transistor at the output, and an output signal of the first inverter for inputting the output signal at the output. A second inverter for controlling the gate of the first MOS transistor,
The power supply for the first and second inverters and the first MO
The level conversion circuit according to claim 1, wherein the second power supply is applied as a substrate potential of the S transistor.
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