JPH09172367A - Level shifter circuit - Google Patents

Level shifter circuit

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JPH09172367A
JPH09172367A JP7332205A JP33220595A JPH09172367A JP H09172367 A JPH09172367 A JP H09172367A JP 7332205 A JP7332205 A JP 7332205A JP 33220595 A JP33220595 A JP 33220595A JP H09172367 A JPH09172367 A JP H09172367A
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JP
Japan
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signal
type mos
gate
inverter
capacitor
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Application number
JP7332205A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiko Yamada
恵子 山田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power of the level shifter circuit by reducing a short- circuit current of an inverter being a component of the level shifter circuit. SOLUTION: An input signal 109 whose level is within an absolute sum of a positive polarity electrode VDD and a negative polarity electrode VSS1 is given to a P-channel mOS transistor (TR) 101 and an N-channel MOS TR 102, from which an inverted signal 110 is obtained. The signal 110 is given to a capacitor 107, in and from which the signal is biased and outputted as a signal 111 to a gate of a P-channel MOS TR103. Simultaneously the signal 110 is given to a capacitor 108, in which its DC component is cut off and the resulting signal is given to an N-channel MOS TR 106, in which the signal is biased and outputted as a signal 112 to a gate of an N-channel MOS TR104. The signal 111 (112) is inverted by a P-channel MOS TR103 (N-channel MOS TR104) and they result in an output signal 113 whose level is within an absolute sum of the positive polarity electrode VDD and a negative polarity electrode VSS2. Thus, the rising time and the falling time of the output signal 113 of the level shifter circuit are made equal to each other.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積装置に
おいて振幅レベルが相違する場合、信号を伝達するレベ
ルシフタ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level shifter circuit for transmitting a signal when amplitude levels differ in a semiconductor integrated device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレベルシフタ回路の一例を図8に
て説明する。VDDは正極電源、VSS1,VSS2は
負極電源(但し、|VSS2|≧|VSS1|)を示
し、正極電源VDDをグランド電位としている。80
1,803,805,808はP型MOSトランジスタ
(以下MOS−Trと称す)を、802,804,80
6,807,809,810はN型MOS−Trを示
し、N型MOS−Tr802,804は負極電源VSS
1に、807、810は負極電源VSS2に接続されて
いる。P型MOS−Tr801とN型MOS−Tr80
2、及び、P型MOS−Tr803とN型MOS−Tr
804でインバータを構成している。
2. Description of the Related Art An example of a conventional level shifter circuit will be described with reference to FIG. VDD is a positive power supply, VSS1 and VSS2 are negative power supplies (however, | VSS2 | ≧ | VSS1 |), and the positive power supply VDD is the ground potential. 80
1, 803, 805, and 808 are P-type MOS transistors (hereinafter referred to as MOS-Tr), 802, 804, and 80.
6, 807, 809, and 810 represent N-type MOS-Trs, and N-type MOS-Trs 802 and 804 are negative power supplies VSS.
1, 807 and 810 are connected to the negative power source VSS2. P-type MOS-Tr801 and N-type MOS-Tr80
2 and P-type MOS-Tr 803 and N-type MOS-Tr
The inverter is constituted by 804.

【0003】P型MOS−Tr801とN型MOS−T
r802のドレイン信号811は、P型MOS−Tr8
03とN型MOS−Tr804のゲート及びP型MOS
−Tr808とN型MOS−Tr809のゲートに入力
され、信号811の反転信号812はP型MOS−Tr
805とN型MOS−Tr806のゲートに入力されて
いる。P型MOS−Tr805とN型MOS−Tr80
6のドレイン信号813はN型MOS−Tr810のゲ
ートに入力され、P型MOS−Tr808とN型MOS
−Tr809のドレイン信号814は該レベルシフタ回
路の出力信号となると同時にN型MOS−Tr807の
ゲートに入力されている。
P-type MOS-Tr 801 and N-type MOS-T
The drain signal 811 of the r802 is a P-type MOS-Tr8.
03 and N-type MOS-Tr 804 gate and P-type MOS
-Tr 808 and N-type MOS-Tr 809 have their gates input, and the inverted signal 812 of the signal 811 is a P-type MOS-Tr
805 and the gate of the N-type MOS-Tr 806. P-type MOS-Tr805 and N-type MOS-Tr80
The drain signal 813 of No. 6 is input to the gate of the N-type MOS-Tr 810, and the P-type MOS-Tr 808 and the N-type MOS-Tr
The drain signal 814 of the -Tr 809 becomes an output signal of the level shifter circuit and is simultaneously input to the gate of the N-type MOS-Tr 807.

【0004】従って、P型MOS−Tr805及びN型
MOS−Tr810とP型MOS−Tr808及びN型
MOS−Tr807とが交互にオン・オフを繰り返し動
作し、正極電源VDDと負極電源VSS1間を振幅する
信号811を、正極電源VDDと負極電源VSS2間を
振幅する信号813、814に変換している。
Therefore, the P-type MOS-Tr 805 and the N-type MOS-Tr 810 and the P-type MOS-Tr 808 and the N-type MOS-Tr 807 alternately turn on and off repeatedly, and an amplitude is generated between the positive power supply VDD and the negative power supply VSS1. Signal 811 is converted into signals 813 and 814 which oscillate between the positive power supply VDD and the negative power supply VSS2.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術の場合は以下に示す問題点があった。Trの動
作タイミングについて、図9に示したタイミングチャー
トを用いて説明する。図9では図8と同じ信号には同じ
番号を付けてある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. The operation timing of the Tr will be described with reference to the timing chart shown in FIG. In FIG. 9, the same signals as in FIG. 8 are given the same numbers.

【0006】VDDをグランド電位とした場合、P型M
OS−Tr805は、信号812の電圧レベルがスレシ
ョルド電圧(以下Vthと称す)と負極電源VSS1間
にある期間aの時にオンし、N型MOS−Tr807
は、信号814の電圧レベルがVSS2レベルよりVt
h高い電圧と正極電源VDD間にある期間bの時にオン
する。この時、N型MOS−Tr806は、サブストレ
ートが負極電源VSS2に接続されているのに対し、ゲ
ートには正極電源VDDと負極電源VSS1間を振幅す
る信号が入力される為、常にオンする事になる。これに
より、図9で示す期間aと期間bが重なっている期間c
には、P型MOS−Tr805とN型MOS−Tr80
6、807は同時にオンしてしまうことになる。また、
同様にしてP型MOS−Tr808とN型MOS−Tr
809、810も同時にオンしてしまう期間ができる。
これにより、電源間に流れるショート電流が大きくな
り、さらには動作電流が大きくなってしまうといった課
題があった。
When VDD is the ground potential, P-type M
The OS-Tr 805 is turned on when the voltage level of the signal 812 is between the threshold voltage (hereinafter referred to as Vth) and the negative power supply VSS1, and the N-type MOS-Tr 807 is turned on.
Indicates that the voltage level of the signal 814 is Vt higher than the VSS2 level.
It is turned on during the period b between the high voltage and the positive power source VDD. At this time, the substrate of the N-type MOS-Tr 806 is connected to the negative power source VSS2, while the signal that oscillates between the positive power source VDD and the negative power source VSS1 is input to the gate, so that it is always turned on. become. As a result, the period c in which the period a and the period b shown in FIG.
Includes a P-type MOS-Tr 805 and an N-type MOS-Tr 80.
6, 807 will be turned on at the same time. Also,
Similarly, P-type MOS-Tr 808 and N-type MOS-Tr
There is a period in which 809 and 810 are also turned on at the same time.
As a result, there is a problem that the short-circuit current flowing between the power supplies becomes large and the operating current becomes large.

【0007】また、次に示すような課題もあった。There are also the following problems.

【0008】信号814は、信号811がローレベルに
なったタイミングでP型MOS−Tr808がオンし、
ハイレベルになる。次に、信号812がローレベルにな
ってP型MOS−Tr805がオンし、P型MOS−T
r805のドレイン信号がゲートに入力されているN型
NOS−Tr810がオンしてから、信号814はロー
レベルになる。つまり、信号814がローレベルに切り
替わるタイミングは信号811がハイレベルになるタイ
ミングより遅れることとなる。しかし、次に信号814
は信号811がローレベルになるタイミングでハイレベ
ルになる。
The signal 814 turns on the P-type MOS-Tr 808 at the timing when the signal 811 becomes low level,
High level. Next, the signal 812 becomes low level, the P-type MOS-Tr 805 turns on, and the P-type MOS-T
The signal 814 goes low after the N-type NOS-Tr 810, to which the drain signal of r805 is input to the gate, turns on. That is, the timing when the signal 814 switches to the low level is delayed from the timing when the signal 811 switches to the high level. However, the signal 814
Goes high when the signal 811 goes low.

【0009】この結果信号814はハイレベルの期間が
ローレベルの期間より短くなり、入力信号811に対し
てデューティーが悪くなってしまうといった課題があっ
た。
As a result, the signal 814 has a problem that the high level period becomes shorter than the low level period, and the duty becomes worse with respect to the input signal 811.

【0010】このデューティーの変化は信号811の周
期が短いほど遅延の影響となって現れる。
This change in duty appears as a delay effect as the cycle of the signal 811 becomes shorter.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
2段のインバータで構成されるレベルシフタ回路におい
て、2段目のインバータの入力信号はコンデンサとバイ
アス手段によってDCレベルが変換されることを特徴と
する。
According to the first aspect of the present invention,
In the level shifter circuit including the two-stage inverter, the DC level of the input signal of the second-stage inverter is converted by the capacitor and the bias means.

【0012】請求項2記載の発明は、前記第2のインバ
ータを構成する第1の導電型のMOSトランジスタと第
2の導電型のMOSトランジスタの両方あるいはどちら
か一方のゲートと第1のインバータのドレイン間にコン
デンサが直列に接続され、前記各MOSトランジスタの
ゲートはプルアップトランジスタあるいはプルダウント
ランジスタによってバイアスされることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the gate of either or both of the first conductivity type MOS transistor and the second conductivity type MOS transistor forming the second inverter and the gate of the first inverter are formed. A capacitor is connected in series between the drains, and the gate of each MOS transistor is biased by a pull-up transistor or a pull-down transistor.

【0013】請求項3記載の発明は、前記第2のインバ
ータを構成する第1の導電型のMOSトランジスタと第
2の導電型のMOSトランジスタの両方あるいはどちら
か一方のゲートと第1のインバータのドレイン間にコン
デンサが直列に接続され、前記各MOSトランジスタの
ゲートは抵抗あるいは抵抗とダイオードによってバイア
スされることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, both or one of the gates of the first conductivity type MOS transistor and the second conductivity type MOS transistor forming the second inverter and the gate of the first inverter are formed. A capacitor is connected in series between the drains, and the gate of each MOS transistor is biased by a resistor or a resistor and a diode.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図1を用いて本発明の一実
施例を説明する。図1は、本発明の一実施例を示すレベ
ルシフタ回路の回路図である。VDDは正極電源、VS
S1及びVSS2は負極電源(但し、|VSS2|≧|
VSS1|)であり、VDDをグランド電位としてい
る。101,103、105はP型MOS−Trであ
り、正極電源VDDに接続されている。102,10
4、106はN型MOS−Trであり、N型MOS−T
r102は負極電源VSS1に、N型MOS−Tr10
4と106は負極電源VSS2に接続されている。P型
MOS−Tr101とN型MOS−Tr102で第1の
インバータを構成し、P型MOS−Tr103とN型M
OS−Tr104で第2のインバータを構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of a level shifter circuit showing an embodiment of the present invention. VDD is the positive power supply, VS
S1 and VSS2 are negative power supplies (however, | VSS2 | ≧ |
VSS1 |), and VDD is the ground potential. Reference numerals 101, 103 and 105 denote P-type MOS-Trs, which are connected to the positive power source VDD. 102,10
Reference numerals 4 and 106 are N-type MOS-Tr, and N-type MOS-T.
r102 is an N-type MOS-Tr10 for the negative power source VSS1.
4 and 106 are connected to the negative power source VSS2. The P-type MOS-Tr 101 and the N-type MOS-Tr 102 form a first inverter, and the P-type MOS-Tr 103 and the N-type M
The OS-Tr 104 constitutes a second inverter.

【0015】第2のインバータを構成するP型MOS−
Tr103のゲートと第1のインバータのドレイン間に
コンデンサ107が直列に接続され、P型MOS−Tr
103のゲートにはP型MOS−Tr105のドレイン
が接続されている。P型MOS−Tr105のゲートは
負極電源VSS2に接続されプルアップTrを構成して
おり、バイアス手段となる。また、N型MOS−Tr1
04のゲートと第1のインバータのドレイン間にはコン
デンサ108が直列に接続され、N型MOS−Tr10
4のゲートにはN型MOS−Tr106のドレインが接
続されている。N型MOS−Tr106のゲートは正極
電源VDDに接続され、プルダウンTrを構成してお
り、バイアス手段となる。ここでP型MOS−Tr10
5とN型MOS−Tr106とコンデンサ107,10
8は、P型MOS−Tr105とコンデンサ107で構
成されるCR回路の時定数及びN型MOS−Tr106
とコンデンサ108で構成されるCR回路の時定数が、
入力信号109の周期より十分大きくなるよう、コンデ
ンサ107,108の容量値と、P型MOS−Tr10
5とN型MOS−Tr106のオン抵抗の値を設定す
る。
P-type MOS-constitutes the second inverter
A capacitor 107 is connected in series between the gate of Tr103 and the drain of the first inverter, and a P-type MOS-Tr
The drain of the P-type MOS-Tr 105 is connected to the gate of 103. The gate of the P-type MOS-Tr 105 is connected to the negative power source VSS2, constitutes a pull-up Tr, and serves as a bias means. In addition, N-type MOS-Tr1
A capacitor 108 is connected in series between the gate of 04 and the drain of the first inverter, and an N-type MOS-Tr10 is connected.
The drain of the N-type MOS-Tr 106 is connected to the gate of No. 4. The gate of the N-type MOS-Tr 106 is connected to the positive power source VDD, constitutes a pull-down Tr, and serves as a bias means. Here, P-type MOS-Tr10
5, N-type MOS-Tr 106, capacitors 107, 10
Reference numeral 8 denotes the time constant of the CR circuit composed of the P-type MOS-Tr 105 and the capacitor 107, and the N-type MOS-Tr 106.
The time constant of the CR circuit composed of
The capacitance values of the capacitors 107 and 108 and the P-type MOS-Tr 10 are set so as to be sufficiently larger than the cycle of the input signal 109.
5 and the ON resistance value of the N-type MOS-Tr 106 are set.

【0016】正極電源VDDと負極電源VSS1間を振
幅する入力信号109は、P型MOS−Tr101とN
型MOS−Tr102によって反転された信号110と
なる。信号110はコンデンサ107によりDCカット
され、P型MOS−Tr105によりバイアスされた信
号111となって、P型MOS−Tr103のゲートに
入力される。また、同時に信号110はコンデンサ10
8によりDCカットされ、N型MOS−Tr106によ
りバイアスされた信号112となって、N型MOS−T
r104のゲートに入力される。信号111と信号11
2はP型MOS−Tr103とN型MOS−Tr104
によって反転され、正極電源VDDと負極電源VSS2
間を振幅する信号113となって出力される。
The input signal 109 that oscillates between the positive power source VDD and the negative power source VSS1 is the P-type MOS-Tr 101 and the N-type.
The signal 110 is inverted by the type MOS-Tr 102. The signal 110 is DC-cut by the capacitor 107, becomes a signal 111 biased by the P-type MOS-Tr 105, and is input to the gate of the P-type MOS-Tr 103. At the same time, the signal 110 is the capacitor 10
DC cut by 8 and becomes a signal 112 which is biased by the N-type MOS-Tr 106, and becomes an N-type MOS-T.
It is input to the gate of r104. Signal 111 and signal 11
2 is a P-type MOS-Tr 103 and an N-type MOS-Tr 104
Inverted by the positive power supply VDD and the negative power supply VSS2
It is output as a signal 113 that oscillates between.

【0017】次に、図2のタイミング・チャート図を用
いて具体的に説明する。図2では図1と同じ信号には同
じ番号をつけてある。図2では具体的に、正極電源VD
Dを0V、負極電源VSS1を−1.5V、負極電源V
SS2を−5.0Vとして説明する。
Next, a specific description will be given with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 2, the same signals as in FIG. 1 are given the same numbers. In FIG. 2, specifically, the positive power source VD
D is 0V, negative power supply VSS1 is -1.5V, negative power supply V
It is assumed that SS2 is -5.0V.

【0018】信号109及び信号110は、0Vと−
1.5V間を振幅する信号であり、信号110は信号1
09の反転信号となる。信号110は、コンデンサ10
7によりDCカットされた後、P型MOS−Tr105
によりプルアップされるが、信号111は実際には、P
型MOS−Tr105のドレインを形成するP型拡散領
域と正極電源VDDに接続されたN型ウェル領域とで形
成された寄生ダイオードの順方向のクランプ電圧分0.
6Vまでしか上がらない為、+0.6Vから−0.9V
間を振幅する信号となる。一方、信号112も同様にし
て、コンデンサ108によりDCカットされた後に、N
型MOS−Tr106によってプルダウンされるが、こ
の場合も、P型MOS−Tr105同様にN型MOS−
Tr106のドレイン部と負極電源VSS2間に寄生ダ
イオードが形成される為、信号112も実際には−5.
6Vから−4.1V間を振幅する信号となる。
The signals 109 and 110 are 0 V and-
Signal 110 is a signal that oscillates between 1.5V, and signal 110 is signal 1
It becomes the inversion signal of 09. The signal 110 is the capacitor 10
After the DC cut by 7, the P-type MOS-Tr105
Signal 111 is actually pulled up by P
Of the parasitic diode formed by the P-type diffusion region forming the drain of the MOS-Tr 105 and the N-type well region connected to the positive power source VDD in the forward direction.
Since it can only rise to 6V, it is + 0.6V to -0.9V
It becomes a signal that oscillates between. On the other hand, similarly, the signal 112 is also DC-cut by the capacitor 108, and then N
The pull-down is performed by the type MOS-Tr 106, but in this case as well, like the P-type MOS-Tr 105, the N-type MOS-Tr.
Since a parasitic diode is formed between the drain portion of the Tr 106 and the negative power source VSS2, the signal 112 is actually -5.
The signal has an amplitude between 6V and -4.1V.

【0019】ここで、P型MOS−Tr103及びN型
MOS−Tr104がオンするタイミングを考える。P
型MOS−Tr103は、信号111の電圧レベルが正
極電源VDDよりVth分低い−0.7Vから−0.9
Vの期間aでオンする。また、N型MOS−Tr104
は、信号112の電圧レベルが負極電源VSS2よりV
th分高い−4.3Vから−4.1Vの期間bでオンす
る。これにより、P型MOS−Tr103及びN型MO
S−Tr104が同時にオンする期間が生じないので、
電源間に流れるショート電流を少なくし、動作電流を減
少させることができる。
Now, consider the timing when the P-type MOS-Tr 103 and the N-type MOS-Tr 104 are turned on. P
In the MOS-Tr 103, the voltage level of the signal 111 is lower than the positive power source VDD by Vth by -0.7 V to -0.9.
It turns on in the period a of V. In addition, N-type MOS-Tr104
Indicates that the voltage level of the signal 112 is V from the negative power supply VSS2.
It is turned on in a period b from -4.3V to -4.1V, which is higher by th. Thereby, the P-type MOS-Tr 103 and the N-type MO
Since there is no period in which the S-Tr 104 is turned on at the same time,
It is possible to reduce the operating current by reducing the short-circuit current flowing between the power supplies.

【0020】また、コンデンサ107とコンデンサ10
8それぞれの容量値により、P型MOS−Tr103の
ゲート信号111とN型MOS−Tr104のゲート信
号112の位相差を生じさせないことは容易であり、こ
れにより、該レベルシフタ回路の出力信号113の立ち
上がり時間及び立ち下がり時間を等しくすることがで
き、デューティを変えることなく信号を伝達することが
できる。
Further, the capacitors 107 and 10
8 It is easy to prevent the phase difference between the gate signal 111 of the P-type MOS-Tr 103 and the gate signal 112 of the N-type MOS-Tr 104 from occurring due to the respective capacitance values, and thus the output signal 113 of the level shifter circuit rises. The time and the fall time can be made equal, and the signal can be transmitted without changing the duty.

【0021】以上図1及び図2では、正極電源VDDは
一定で、負極電源VSSがVSS1からVSS2に変化
する場合を説明したが、負極電源VSSは一定で、正極
電源VDDがVDD1からVDD2(但し、|VDD2
|≧|VDD1|)に変化する場合、また、正極電源V
DDがVDD1からVDD2に変化し、負極電源VSS
がVSS1からVSS2に変化する場合においても同様
の効果が得られる。
1 and 2, the positive power supply VDD is constant and the negative power supply VSS is changed from VSS1 to VSS2. However, the negative power supply VSS is constant and the positive power supply VDD is VDD1 to VDD2 (however, , | VDD2
| ≧ | VDD1 |), the positive power source V
DD changes from VDD1 to VDD2, negative power supply VSS
The same effect can be obtained even when changes from VSS1 to VSS2.

【0022】次に図3を用いて他の実施例を説明する。Next, another embodiment will be described with reference to FIG.

【0023】図3は、本発明の一実施例を示すレベルシ
フタ回路の回路図である。VDDは正極電源、VSS1
及びVSS2は負極電源(但し、|VSS2|≧|VS
S1|)であり、VDDをグランド電位としている。図
1の場合同様、P型MOS−Tr301とN型MOS−
Tr302で第1のインバータを構成し、P型MOS−
Tr303とN型MOS−Tr304で第2のインバー
タを構成している。
FIG. 3 is a circuit diagram of a level shifter circuit showing an embodiment of the present invention. VDD is the positive power supply, VSS1
And VSS2 are negative power supplies (however, | VSS2 | ≧ | VS
S1 |), and VDD is the ground potential. As in the case of FIG. 1, a P-type MOS-Tr 301 and an N-type MOS-
Tr302 constitutes the first inverter, and P-type MOS-
The Tr 303 and the N-type MOS-Tr 304 form a second inverter.

【0024】本実施例では第2のインバータを構成する
N型MOS−Tr304のゲートと第1のインバータの
ドレイン間のみにコンデンサ306が直列に接続され、
P型MOS−Tr303のゲートは第1のインバータの
ドレインに接続されている。N型MOS−Tr304の
ゲートにはN型MOS−Tr305のドレインが接続さ
れ、N型MOS−Tr305のゲートはVDDレベルに
接続され、プルダウンTrを構成している。
In the present embodiment, the capacitor 306 is connected in series only between the gate of the N-type MOS-Tr 304 constituting the second inverter and the drain of the first inverter,
The gate of the P-type MOS-Tr 303 is connected to the drain of the first inverter. The drain of the N-type MOS-Tr 305 is connected to the gate of the N-type MOS-Tr 304, and the gate of the N-type MOS-Tr 305 is connected to the VDD level to form a pull-down Tr.

【0025】正極電源VDDと負極電源VSS1間を振
幅する信号307はP型MOS−Tr303のゲートに
入力されるのと同時に、コンデンサ306によりDCカ
ットされ、プルダウンTr305によりバイアスされた
信号308となって、N型MOS−Tr304のゲート
に入力される。信号307と信号308は、P型MOS
−Tr303とN型MOS−Tr304によって反転さ
れ、正極電源VDDと負極電源VSS2間を振幅する信
号309となって出力される。次に具体的な動作につい
て、図4のタイミング・チャート図を用いて説明する。
図4では図3と同じ信号には同じ番号をつけてある。図
4でも図2同様、正極電源VDDを0V、負極電源VS
S1を−1.5V、負極電源VSS2を−5.0Vとし
て説明する。0Vと−1.5V間を振幅する信号307
は、コンデンサ306によりDCカットされた後、N型
MOS−Tr305によりプルダウンされるが、この場
合も、図1で示した実施例同様N型MOS−Tr305
はダイオードを形成する為、信号308は実際には−
5.6Vから−4.1V間を振幅する信号となる。ここ
で、P型MOS−Tr303及びN型MOS−Tr30
4がオンするタイミングを考えると、P型MOS−Tr
303は、信号307の電圧レベルが正極電源VDDよ
りVth分低い−0.7Vから−1.5Vの期間aでオ
ンし、N型MOS−Tr304は、信号308の電圧レ
ベルが負極電源VSS2よりVth分高い−4.3Vか
ら−4.1Vの期間bでオンする。このように、本実施
例においてもP型MOS−Tr303及びN型MOS−
Tr304が同時にオンする期間は生じないので、図2
の実施例同様、電源間に流れるショート電流を少なく
し、動作電流を減少させる効果が得られる。
A signal 307 that oscillates between the positive power supply VDD and the negative power supply VSS1 is input to the gate of the P-type MOS-Tr 303, and at the same time, it is DC cut by the capacitor 306 and becomes a signal 308 biased by the pull-down Tr 305. , N-type MOS-Tr 304. Signal 307 and signal 308 are P-type MOS
The signal is inverted by the −Tr 303 and the N-type MOS-Tr 304, and is output as a signal 309 that swings between the positive power supply VDD and the negative power supply VSS2. Next, a specific operation will be described with reference to the timing chart of FIG.
In FIG. 4, the same signals as in FIG. 3 are given the same numbers. In FIG. 4, as in FIG. 2, the positive power supply VDD is 0 V and the negative power supply VS is
In the description, S1 is -1.5V and the negative power supply VSS2 is -5.0V. Signal 307 that swings between 0V and -1.5V
Is DC-cut by the capacitor 306 and then pulled down by the N-type MOS-Tr 305. In this case as well, the N-type MOS-Tr 305 is similar to the embodiment shown in FIG.
Form a diode, the signal 308 is actually
The signal has an amplitude between 5.6V and -4.1V. Here, the P-type MOS-Tr 303 and the N-type MOS-Tr 30
Considering the timing when 4 turns on, the P-type MOS-Tr
The 303 turns on during a period a of -0.7V to -1.5V in which the voltage level of the signal 307 is lower than the positive power source VDD by Vth, and the N-type MOS-Tr 304 causes the voltage level of the signal 308 to be higher than the negative power source VSS2 by Vth. It turns on in the period b from -4.3V to -4.1V, which is slightly higher. Thus, also in this embodiment, the P-type MOS-Tr 303 and the N-type MOS-
Since there is no period in which Tr304 turns on at the same time,
Similar to the embodiment, the effect of reducing the operating current by reducing the short-circuit current flowing between the power supplies can be obtained.

【0026】以上図3及び図4では、第2のインバータ
を構成するN型MOS−Trのゲート信号のみがコンデ
ンサとプルダウンTrによってDCレベル変換されてい
る場合を説明したが、第2のインバータを構成するP型
MOS−Trのゲート信号のみの場合もコンデンサとプ
ルアップTrによってDCレベル変換することは可能で
あり、この場合においても、第2のインバータを構成す
るP型MOS−Tr及びN型MOS−Trが同時にオン
する期間は生じないので、図3及び図4で説明した場合
と同様の効果が得られる。
3 and 4, the case where only the gate signal of the N-type MOS-Tr forming the second inverter is DC level converted by the capacitor and the pull-down Tr has been described. Even in the case of only the gate signal of the P-type MOS-Tr constituting the DC level conversion can be performed by the capacitor and the pull-up Tr. In this case as well, the P-type MOS-Tr and the N-type constituting the second inverter Since the MOS-Tr is not turned on at the same time, the same effect as that described with reference to FIGS. 3 and 4 can be obtained.

【0027】次に図5を用いて請求項3記載の発明を説
明する。
Next, the invention according to claim 3 will be described with reference to FIG.

【0028】図5は、本発明の一実施例を示すレベルシ
フタ回路の回路図である。図5が図1と異なる点は、図
1ではバイアス手段にプルアップTr及びプルダウンT
rを用いているのに対して、図5では抵抗を用いている
点である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a level shifter circuit showing an embodiment of the present invention. 5 is different from FIG. 1 in that in FIG. 1, the bias means has a pull-up Tr and a pull-down T.
In contrast to using r, in FIG. 5, a resistor is used.

【0029】第2のインバータを構成するP型MOS−
Tr501のゲートと第1のインバータのドレイン間に
コンデンサ503が直列に接続され、P型MOS−Tr
501のゲートと正極電源VDD間に抵抗505が接続
されている。また、N型MOS−Tr502のゲートと
第1のインバータのドレイン間にコンデンサ504が直
列に接続され、N型MOS−Tr502のゲートと負極
電源VSS2間に抵抗506が接続されている。
P-type MOS-constituting the second inverter
A capacitor 503 is connected in series between the gate of the Tr 501 and the drain of the first inverter, and a P-type MOS-Tr
A resistor 505 is connected between the gate of 501 and the positive power source VDD. A capacitor 504 is connected in series between the gate of the N-type MOS-Tr 502 and the drain of the first inverter, and a resistor 506 is connected between the gate of the N-type MOS-Tr 502 and the negative power supply VSS2.

【0030】正極電源VDDと負極電源VSS1間を振
幅する信号507は、コンデンサ503によりDCカッ
トされた後、抵抗505によりバイアスされた信号50
8となって、P型MOS−Tr501のゲートに入力さ
れる。また、同時に信号507はコンデンサ504によ
りDCカットされた後、抵抗506によりバイアスされ
た信号509となって、N型MOS−Tr502のゲー
トに入力される。次に、図6のタイミング・チャート図
を用いて具体的に説明する。図6では図5と同じ信号に
は同じ番号をつけてある。図6でも図2同様、正極電源
VDDを0V、負極電源VSS1を−1.5V、負極電
源VSS2を−5.0Vとして説明する。0Vと−1.
5V間を振幅する信号507は、容量503によりDC
カットされた後、抵抗505により0Vにバイアスさ
れ、+0.75Vから−0.75V間の振幅する信号と
なる。一方、信号509も同様にして、コンデンサ50
4によりDCカットされた後に、抵抗506によって−
5.0Vにバイアスされ、−5.75Vから−4.25
V間を振幅する信号となる。ここで、P型MOS−Tr
501及びN型MOS−Tr502がオンするタイミン
グを考える。P型MOS−Tr501は、信号508の
電圧レベルが正極電源VDDよりTrのしきい値0.7
V分低い−0.7Vから−0.75Vの期間aでオンす
る。また、N型MOS−Tr502は、信号509の電
圧レベルが負極電源VSS2よりVth分高い−4.3
Vから−4.25Vの期間bでオンする。このように本
実施例においてもP型MOS−Tr501及びN型MO
S−Tr502が同時にオンする期間が生じないので、
図1の実施例同様、電源間に流れるショート電流を少な
くし、動作電流を減少させる効果が得られる。
A signal 507 that oscillates between the positive power supply VDD and the negative power supply VSS1 is DC-cut by the capacitor 503 and then biased by the resistor 505.
8 is input to the gate of the P-type MOS-Tr 501. At the same time, the signal 507 is DC-cut by the capacitor 504, and then becomes a signal 509 biased by the resistor 506, which is input to the gate of the N-type MOS-Tr 502. Next, a specific description will be given with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 6, the same signals as in FIG. 5 are given the same numbers. In FIG. 6, as in FIG. 2, the positive power supply VDD is 0V, the negative power supply VSS1 is −1.5V, and the negative power supply VSS2 is −5.0V. 0V and -1.
The signal 507 that oscillates between 5V is DC by the capacitor 503.
After being cut, it is biased to 0V by the resistor 505 and becomes a signal having an amplitude between + 0.75V and −0.75V. On the other hand, the signal 509 is similarly processed by the capacitor 50.
After being DC cut by 4, the resistance 506 causes −
Biased to 5.0V, -5.75V to -4.25
The signal swings between V. Here, P-type MOS-Tr
Consider the timing when the 501 and the N-type MOS-Tr 502 turn on. In the P-type MOS-Tr 501, the voltage level of the signal 508 is 0.7, which is the threshold value of Tr from the positive power source VDD.
It turns on in the period a from -0.7V to -0.75V, which is lower by V. In the N-type MOS-Tr 502, the voltage level of the signal 509 is higher than the negative power supply VSS2 by Vth by −4.3.
It turns on in the period b from V to -4.25V. As described above, also in this embodiment, the P-type MOS-Tr 501 and the N-type MO are provided.
Since there is no period in which the S-Tr502 turns on at the same time,
Similar to the embodiment of FIG. 1, the effect of reducing the short-circuit current flowing between the power supplies and the operating current can be obtained.

【0031】また、この場合も図1の実施例同様、出力
信号510の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を等し
くし、デューティを変えることなく信号を伝達すること
ができる。
Also in this case, as in the embodiment of FIG. 1, the rising time and the falling time of the output signal 510 can be made equal and the signal can be transmitted without changing the duty.

【0032】以上図5及び図6では、第2のインバータ
を構成するP型MOS−TrとN型MOS−Trの両方
のゲートに抵抗が接続されている場合を説明したが、第
2のインバータを構成するP型MOS−Trのゲートの
みに抵抗が接続されている場合、あるいは第2のインバ
ータを構成するN型MOS−Trのゲートのみに抵抗が
接続されている場合のどちらにおいても、図5及び図6
の例同様電源間に流れるショート電流を少なくし、動作
電流を減少させることができる。次に図7を用いて他の
実施例を説明する。
Although the case where the resistors are connected to the gates of both the P-type MOS-Tr and the N-type MOS-Tr constituting the second inverter has been described with reference to FIGS. 5 and 6, the second inverter is described. In the case where the resistor is connected only to the gate of the P-type MOS-Tr forming the second inverter, or the resistor is connected only to the gate of the N-type MOS-Tr forming the second inverter, 5 and FIG.
Similarly to the above example, the short-circuit current flowing between the power supplies can be reduced and the operating current can be reduced. Next, another embodiment will be described with reference to FIG.

【0033】図7は、本発明の一実施例を示すレベルシ
フタ回路の回路図である。図7が図5と異なる点は、図
5ではバイアス手段に抵抗を用いているのに対して、図
7では抵抗とダイオードを用いている点である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a level shifter circuit showing an embodiment of the present invention. 7 is different from FIG. 5 in that while a resistor is used as the bias means in FIG. 5, a resistor and a diode are used in FIG.

【0034】第2のインバータを構成するP型MOS−
Tr701のゲートと第1のインバータのドレイン間に
コンデンサ703が直列に接続され、P型MOS−Tr
701のゲートと正極電源VDD間にカソードを電源に
向けたダイオード707と抵抗705が並列に接続され
ている。また、N型MOS−Tr702のゲートと第1
のインバータのドレイン間にはコンデンサ704が接続
され、N型MOS−Tr702のゲートと負極電源VS
S2間にはカソードをゲートに向けたダイオード708
と抵抗706が接続されている。
P-type MOS--constituting the second inverter
A capacitor 703 is connected in series between the gate of the Tr 701 and the drain of the first inverter, and a P-type MOS-Tr
A diode 707 having a cathode directed to the power supply and a resistor 705 are connected in parallel between the gate of 701 and the positive power supply VDD. The gate of the N-type MOS-Tr 702 and the first
A capacitor 704 is connected between the drains of the inverters of the N-type MOS-Tr 702 and the negative power source VS.
A diode 708 with the cathode facing the gate between S2
And a resistor 706 are connected.

【0035】正極電源VDDと負極電源VSS1間を振
幅する信号709は、コンデンサ703によりDCカッ
トされ、抵抗705とダイオード707によりバイアス
された信号710となって、P型MOS−Tr701の
ゲートに入力される。また、同時に信号709はコンデ
ンサ704によりDCカットされ、抵抗706と順方向
708によりバイアスされた信号711となって、N型
MOS−Tr702のゲートに入力される。本実施例の
抵抗とダイオードは、図1で示したプルアップTr及び
プルダウンTrと同じ働きをしているので、具体的な動
作は図2に示したタイミングチャート図と同じになり、
図1の実施例同様の効果が得られる。
The signal 709 that oscillates between the positive power supply VDD and the negative power supply VSS1 is DC cut by the capacitor 703, becomes a signal 710 biased by the resistor 705 and the diode 707, and is input to the gate of the P-type MOS-Tr 701. It At the same time, the signal 709 is DC-cut by the capacitor 704, becomes a signal 711 biased by the resistor 706 and the forward direction 708, and is input to the gate of the N-type MOS-Tr 702. Since the resistor and the diode of this embodiment have the same functions as the pull-up Tr and the pull-down Tr shown in FIG. 1, the specific operation is the same as the timing chart shown in FIG.
The same effect as the embodiment of FIG. 1 can be obtained.

【0036】以上図7では、第2のインバータを構成す
るP型MOS−TrとN型MOS−Trの両方のゲート
に抵抗とダイオードが並列に接続されている場合を説明
したが、第2のインバータを構成するP型MOS−Tr
のゲートのみに抵抗とダイオードが接続されている場
合、あるいは第2のインバータを構成するN型MOS−
Trのゲートのみに抵抗とダイオードが接続されている
場合のどちらにおいても、図3に示した実施例同様電源
間に流れるショート電流を少なくし、動作電流を減少さ
せる効果が得られる。
As described above, in FIG. 7, the case where the resistor and the diode are connected in parallel to the gates of both the P-type MOS-Tr and the N-type MOS-Tr forming the second inverter has been described. P-type MOS-Tr forming an inverter
If a resistor and a diode are connected only to the gate of the N-type MOS-
In both cases where the resistor and the diode are connected only to the gate of the Tr, the short-circuit current flowing between the power supplies can be reduced and the operating current can be reduced as in the embodiment shown in FIG.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ベルシフタ回路を構成するインバータのショート電流を
減少させることにより、レベルシフタ回路の低パワー化
をはかることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the power of the level shifter circuit by reducing the short circuit current of the inverter forming the level shifter circuit.

【0038】また、本発明によれば、電源電圧が変わっ
ても、レベルシフタ回路を構成するインバータのP型M
OS−TrとN型MOS−Trの動作速度がほとんど変
わらないため、デューティを変えずに信号を伝達するこ
とができる。
Further, according to the present invention, even if the power supply voltage changes, the P-type M of the inverter forming the level shifter circuit is formed.
Since the operating speeds of the OS-Tr and the N-type MOS-Tr are almost the same, the signal can be transmitted without changing the duty.

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

【図1】本発明の一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作を示すタイミングチャート。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of FIG.

【図3】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】図3の動作を示すタイミングチャート。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of FIG. 3;

【図5】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図6】図5の動作を示すタイミングチャート。FIG. 6 is a timing chart showing the operation of FIG.

【図7】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図8】従来の技術例を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional technology example.

【図9】図8の動作を示すタイミングチャート。9 is a timing chart showing the operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、103、105、301、303、501、7
01、801、803、 805、808
P型MOSトランジスタ 102、104、106、302、304、305、5
02、702、802、 804、806、807、8
09、810 N型MOSトランジスタ 107、108、306、503、504、703、7
04 コンデンサ 109、110、111、112、113、307、3
08、309、507、 508、509、510、7
09、710、711、811、812、813、 8
14 信号 505、506、705、706 抵
抗 707、708 ダ
イオード
101, 103, 105, 301, 303, 501, 7
01, 801, 803, 805, 808
P-type MOS transistors 102, 104, 106, 302, 304, 305, 5
02, 702, 802, 804, 806, 807, 8
09, 810 N-type MOS transistors 107, 108, 306, 503, 504, 703, 7
04 capacitors 109, 110, 111, 112, 113, 307, 3
08, 309, 507, 508, 509, 510, 7
09, 710, 711, 811, 812, 813, 8
14 Signals 505, 506, 705, 706 Resistances 707, 708 Diodes

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の入力用インバータと第2の出力用イ
ンバータで構成されるレベルシフタ回路において、第2
のインバータの入力信号はコンデンサとバイアス手段に
よってDCレベルが変換されることを特徴とするレベル
シフタ回路。
1. A level shifter circuit comprising a first input inverter and a second output inverter
A level shifter circuit in which the DC level of the input signal of the inverter is converted by a capacitor and bias means.
【請求項2】前記第2のインバータを構成する第1の導
電型のMOSトランジスタと第2の導電型のMOSトラ
ンジスタの両方あるいはどちらか一方のゲートと第1の
インバータのドレイン間にコンデンサが直列に接続さ
れ、前記各MOSトランジスタのゲートはプルアップト
ランジスタあるいはプルダウントランジスタによってバ
イアスされることを特徴とする請求項1記載のレベルシ
フタ回路。
2. A capacitor is connected in series between the gate of one or both of a first conductivity type MOS transistor and a second conductivity type MOS transistor forming the second inverter and the drain of the first inverter. 2. The level shifter circuit according to claim 1, wherein the gate of each MOS transistor is biased by a pull-up transistor or a pull-down transistor.
【請求項3】前記第2のインバータを構成する第1の導
電型のMOSトランジスタと第2の導電型のMOSトラ
ンジスタの両方あるいはどちらか一方のゲートと第1の
インバータのドレイン間にコンデンサが直列に接続さ
れ、前記各MOSトランジスタのゲートは抵抗あるいは
抵抗とダイオードによってバイアスされることを特徴と
する請求項1記載のレベルシフタ回路。
3. A capacitor is connected in series between the gate of one or both of a first conductivity type MOS transistor and a second conductivity type MOS transistor forming the second inverter and the drain of the first inverter. 2. The level shifter circuit according to claim 1, wherein the gate of each MOS transistor is biased by a resistor or a resistor and a diode.
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