JPH0964704A - レベルシフト半導体装置 - Google Patents
レベルシフト半導体装置Info
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- JPH0964704A JPH0964704A JP7217636A JP21763695A JPH0964704A JP H0964704 A JPH0964704 A JP H0964704A JP 7217636 A JP7217636 A JP 7217636A JP 21763695 A JP21763695 A JP 21763695A JP H0964704 A JPH0964704 A JP H0964704A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Logic Circuits (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンハンスメント型のMOSトランジスタの
みを用いて、信号のレベルシフトにおける電力損失、遅
延時間、動作余裕を改善したレベルシフト半導体装置を
提供する。 【解決手段】 “L”レベルの信号を入力端S1 から出
力端に伝搬する場合は、NMOSトランジスタMn1のゲ
ート電位がVDDH に設定されるので、ノードn1からノ
ードn2 に“H”レベルがVDDL から低下することなく
伝搬し、インバータIV2 によってノードn3 の電位が
GNDとなり、出力端子S2 に“L”レベルの信号が導
出される。トランジスタMP1の導通によって、ノードn
2 の電位がVDDH に充電され、トランジスタMn1のゲー
ト電位は、トランジスタMN2の非導通、トランジスタM
P2の導通によってVDDL に遷移し、トランジスタMn1を
非導通にしてノードn1 の電位がVDDL 以上に充電され
ないようにする。
みを用いて、信号のレベルシフトにおける電力損失、遅
延時間、動作余裕を改善したレベルシフト半導体装置を
提供する。 【解決手段】 “L”レベルの信号を入力端S1 から出
力端に伝搬する場合は、NMOSトランジスタMn1のゲ
ート電位がVDDH に設定されるので、ノードn1からノ
ードn2 に“H”レベルがVDDL から低下することなく
伝搬し、インバータIV2 によってノードn3 の電位が
GNDとなり、出力端子S2 に“L”レベルの信号が導
出される。トランジスタMP1の導通によって、ノードn
2 の電位がVDDH に充電され、トランジスタMn1のゲー
ト電位は、トランジスタMN2の非導通、トランジスタM
P2の導通によってVDDL に遷移し、トランジスタMn1を
非導通にしてノードn1 の電位がVDDL 以上に充電され
ないようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、回路の電源電圧を異にする回路相互間で信号
レベルを変換するレベルシフト半導体装置に関する。
し、特に、回路の電源電圧を異にする回路相互間で信号
レベルを変換するレベルシフト半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体集積回路装置内で使用され
るレベルシフト半導体装置の構成を図10を参照して説
明する。同図(a)に示す回路は、同図(b)に示すよ
うに、第1の電源電圧VDDL とGNDの間に変化する
(論理)レベル信号を第1の電源電圧VDDL よりも高い
電圧の第2の電源電圧VDDH とGNDの間に変化するレ
ベル信号にレベルシフトする。
るレベルシフト半導体装置の構成を図10を参照して説
明する。同図(a)に示す回路は、同図(b)に示すよ
うに、第1の電源電圧VDDL とGNDの間に変化する
(論理)レベル信号を第1の電源電圧VDDL よりも高い
電圧の第2の電源電圧VDDH とGNDの間に変化するレ
ベル信号にレベルシフトする。
【0003】図10(a)において、S1 は信号の入力
端子、S2 は信号の出力端子、IV1 、IV2 はインバ
ータ、Mn1 はNチャネル型MOSトランジスタ、MP1
はPチャネル型MOSトランジスタ、である。
端子、S2 は信号の出力端子、IV1 、IV2 はインバ
ータ、Mn1 はNチャネル型MOSトランジスタ、MP1
はPチャネル型MOSトランジスタ、である。
【0004】この回路の動作について説明する。説明の
便宜上、電源VDDL =1.5V、電源VDDH =3Vとす
る。また、NMOSトランジスタの閾値をVthn =0.
5Vとする。
便宜上、電源VDDL =1.5V、電源VDDH =3Vとす
る。また、NMOSトランジスタの閾値をVthn =0.
5Vとする。
【0005】インバータIV1 及びIV2 は、図示しな
い、PMOSトランジスタのゲートとNMOSトランジ
スタのゲートを共通に接続し、PMOSトランジスタの
ドレインとNMOSトランジスタのドレインとを接続し
た公知のCMOS構成のトランジスタによって形成され
る。インバータIV1 内のPMOSトランジスタのソー
スは電源VDDL に接続され、NMOSトランジスタのソ
ースは接地GND(0V)に接続される。また、インバ
ータIV2 内のPMOSトランジスタのソースは電源V
DDH に接続され、NMOSトランジスタのソースは接地
GNDに接続される。
い、PMOSトランジスタのゲートとNMOSトランジ
スタのゲートを共通に接続し、PMOSトランジスタの
ドレインとNMOSトランジスタのドレインとを接続し
た公知のCMOS構成のトランジスタによって形成され
る。インバータIV1 内のPMOSトランジスタのソー
スは電源VDDL に接続され、NMOSトランジスタのソ
ースは接地GND(0V)に接続される。また、インバ
ータIV2 内のPMOSトランジスタのソースは電源V
DDH に接続され、NMOSトランジスタのソースは接地
GNDに接続される。
【0006】入力端子S1 に“H”レベル信号(=1.
5V)が供給されると、インバータIV1 によってノー
ドn1 は“L”レベル(=0V)になる。NMOSトラ
ンジスタMn1のゲートにはVDDL (=1.5V)が印加
されているので、トランジスタMn1は導通してノードn
2 の電荷を放電し、ノードn2 は“L”レベル(=0
V)になる。ノードn2 を入力とするインバータIV2
によってノードn3 は“H”レベル(=3V)になる。
この結果、振幅VDDL の“H”レベルの入力信号が振幅
VDDH の“H”レベルの出力信号にレベルシフトされて
出力端子S2 から出力され、PMOSトランジスタMP1
はオフとなる。
5V)が供給されると、インバータIV1 によってノー
ドn1 は“L”レベル(=0V)になる。NMOSトラ
ンジスタMn1のゲートにはVDDL (=1.5V)が印加
されているので、トランジスタMn1は導通してノードn
2 の電荷を放電し、ノードn2 は“L”レベル(=0
V)になる。ノードn2 を入力とするインバータIV2
によってノードn3 は“H”レベル(=3V)になる。
この結果、振幅VDDL の“H”レベルの入力信号が振幅
VDDH の“H”レベルの出力信号にレベルシフトされて
出力端子S2 から出力され、PMOSトランジスタMP1
はオフとなる。
【0007】次に、入力端子S1 に“L”レベル信号
(=0V)が供給さると、ノードn1は“H”(=1.
5V)になる。NMOSトランジスタMn1のゲートには
VDDL(=1.5V)が印加されているので、ノードn2
は“H”−Vthn (=1.0V)になるまで充電され
た後にトランジスタMn1はオフとなる。インバータIV
2 の回路閾値を1Vよりも低く設定しておくことによ
り、インバータIV2 への入力は“H”レベルとなり、
ノードn3 は“L”(=0V)になる。この“L”レベ
ルは、出力端子S2 及びPMOSトランジスタMP1のゲ
ートに伝搬される。PMOSトランジスタMP1のゲート
に“L”信号が印加されると、トランジスタMP1は導通
し、ノードn2 をVDDH (3V)に引上げる。このノー
ドn2 の電位の引上によって、インバータIV2 の入力
端に印加される電圧のレベルがインバータIV2 に貫通
電流を流す入力レベルとなり続けることを防止する。こ
のとき、NMOSトランジスタMn1はノードn1 がソー
ス側となっている。ゲート・ソース間電圧はVthn より
も低いため、トランジスタMn1はオフ状態を維持し、ノ
ードn1 の電位はVDDL 以上には充電されない。
(=0V)が供給さると、ノードn1は“H”(=1.
5V)になる。NMOSトランジスタMn1のゲートには
VDDL(=1.5V)が印加されているので、ノードn2
は“H”−Vthn (=1.0V)になるまで充電され
た後にトランジスタMn1はオフとなる。インバータIV
2 の回路閾値を1Vよりも低く設定しておくことによ
り、インバータIV2 への入力は“H”レベルとなり、
ノードn3 は“L”(=0V)になる。この“L”レベ
ルは、出力端子S2 及びPMOSトランジスタMP1のゲ
ートに伝搬される。PMOSトランジスタMP1のゲート
に“L”信号が印加されると、トランジスタMP1は導通
し、ノードn2 をVDDH (3V)に引上げる。このノー
ドn2 の電位の引上によって、インバータIV2 の入力
端に印加される電圧のレベルがインバータIV2 に貫通
電流を流す入力レベルとなり続けることを防止する。こ
のとき、NMOSトランジスタMn1はノードn1 がソー
ス側となっている。ゲート・ソース間電圧はVthn より
も低いため、トランジスタMn1はオフ状態を維持し、ノ
ードn1 の電位はVDDL 以上には充電されない。
【0008】上述した回路には次のような不具合があ
る。このレベルシフト半導体装置は“L”レベル信号を
伝搬するとき、ノードn2がトランジスタMN1によっ
て、“L”から“H”−Vthn になるまで充電されると
きに、インバータIV2 への入力はVDDH よりもかなり
低いので、インバータIV2 には相対的に大きな直流電
流(貫通電流)が流れ、電力を損失する。
る。このレベルシフト半導体装置は“L”レベル信号を
伝搬するとき、ノードn2がトランジスタMN1によっ
て、“L”から“H”−Vthn になるまで充電されると
きに、インバータIV2 への入力はVDDH よりもかなり
低いので、インバータIV2 には相対的に大きな直流電
流(貫通電流)が流れ、電力を損失する。
【0009】また、ノードn2 の“H”レベルが電源電
圧VDDL からトランジスタMN1のVthn だけ低下するの
で、インバータIV2 の回路閾値を低く設定しなければ
ならない。その結果、レベルシフトに要する遅延時間が
大きくなる。
圧VDDL からトランジスタMN1のVthn だけ低下するの
で、インバータIV2 の回路閾値を低く設定しなければ
ならない。その結果、レベルシフトに要する遅延時間が
大きくなる。
【0010】電源電圧VDDL が低くなるとノードn2 が
IV2 の閾値よりも高くならないので、“L”入力信号
を伝搬できず、あるいは動作余裕が少ないという不具合
がある。
IV2 の閾値よりも高くならないので、“L”入力信号
を伝搬できず、あるいは動作余裕が少ないという不具合
がある。
【0011】かかる不具合を解消すべく、例えば、図1
1に示すような、特開平2−134918号のレベルシ
フタ回路の提案がなされている。
1に示すような、特開平2−134918号のレベルシ
フタ回路の提案がなされている。
【0012】同図において、S1 は入力端子、S2 は出
力端子、IV1 、IV2 はインバータ、MN1はNチャネ
ルD(デュプレッション)型MOSトランジスタ、MP1
はPチャネルE(エンハンスメント)型MOSトランジ
スタ、n1 〜n2 は各部のノードである。
力端子、IV1 、IV2 はインバータ、MN1はNチャネ
ルD(デュプレッション)型MOSトランジスタ、MP1
はPチャネルE(エンハンスメント)型MOSトランジ
スタ、n1 〜n2 は各部のノードである。
【0013】この回路の動作は、入力端子S1 に印加さ
れる電圧がVDDL から接地GNDに遷移する場合、 (a) ノードn0 の電圧がVDDL からGNDに遷移す
る。
れる電圧がVDDL から接地GNDに遷移する場合、 (a) ノードn0 の電圧がVDDL からGNDに遷移す
る。
【0014】(b) インバータIV1 の機能によってノ
ードn1 の電圧がGNDからVDDLに遷移する。
ードn1 の電圧がGNDからVDDLに遷移する。
【0015】(c) カットオフトランジスタMN1が導通
しており、カットオフトランジスタMN1がDタイプであ
るので、ノードn2 が略VDDL まで充電される。
しており、カットオフトランジスタMN1がDタイプであ
るので、ノードn2 が略VDDL まで充電される。
【0016】(d) ノードn2 の電圧がインバータIV
2 の閾値レベルを超えると、ノードn3 の電圧がVDDH
からGNDになる。
2 の閾値レベルを超えると、ノードn3 の電圧がVDDH
からGNDになる。
【0017】(e) ノードn3 がGNDになり、フィー
ドバックトランジスタMP1が導通し、ノードn2 がVDD
H まで充電される。従って、インバータIV2 の充電電
流は流れなくなる。また、カットオフトランジスタMN1
のゲート電位がノードn3 の電位の降下に伴って低下し
て行き、閾値電圧Vthn を下回るとトランジスタMN1は
カットオフ状態となり、高電圧回路から低電圧回路への
電流は遮断される。トランジスタMN1がオフ状態になっ
ても、トランジスタMP1の働きによってノードn2 の電
圧は保持される。
ドバックトランジスタMP1が導通し、ノードn2 がVDD
H まで充電される。従って、インバータIV2 の充電電
流は流れなくなる。また、カットオフトランジスタMN1
のゲート電位がノードn3 の電位の降下に伴って低下し
て行き、閾値電圧Vthn を下回るとトランジスタMN1は
カットオフ状態となり、高電圧回路から低電圧回路への
電流は遮断される。トランジスタMN1がオフ状態になっ
ても、トランジスタMP1の働きによってノードn2 の電
圧は保持される。
【0018】このレベルシフト回路による“L”レベル
信号の伝搬動作によれば、ノードn2 がトランジスタM
N1によって略VDDL まで充電されるので、VDDL が低い
場合であっても低電圧回路内の信号を高電圧回路へ正常
に伝搬することができる。
信号の伝搬動作によれば、ノードn2 がトランジスタM
N1によって略VDDL まで充電されるので、VDDL が低い
場合であっても低電圧回路内の信号を高電圧回路へ正常
に伝搬することができる。
【0019】入力端子S1 に印加される電圧が接地GN
DからVDDL に遷移する場合、 (a) ノードn0 の電圧がGNDからVDDL に遷移す
る。
DからVDDL に遷移する場合、 (a) ノードn0 の電圧がGNDからVDDL に遷移す
る。
【0020】(b) インバータ1の機能により、ノード
n2 の電圧がVDDL からGNDに遷移する。
n2 の電圧がVDDL からGNDに遷移する。
【0021】(c) ノードn1 の電圧の変化に伴ってカ
ットオフトランジスタMN1が導通し、また、フィードバ
ックトランジスタMP1が導通しているので、ノードn2
の電圧はトランジスタMN1のオン抵抗とトランジスタM
P1のオン抵抗とによって定るレベルまで低下する。
ットオフトランジスタMN1が導通し、また、フィードバ
ックトランジスタMP1が導通しているので、ノードn2
の電圧はトランジスタMN1のオン抵抗とトランジスタM
P1のオン抵抗とによって定るレベルまで低下する。
【0022】(d) ノードn2 の電圧がインバータ3の
閾値レベルを下回ると、ノードn4の電圧がGNDから
VDDH になる。
閾値レベルを下回ると、ノードn4の電圧がGNDから
VDDH になる。
【0023】(e) ノードn3 がVDDH になると、トラ
ンジスタMP1が非導通となり、ノードn2 の電圧はカッ
トオフトランジスタMN1を介してGNDまで低下する。
従って、インバータIV2 の直流電流は流れなくなる。
ンジスタMP1が非導通となり、ノードn2 の電圧はカッ
トオフトランジスタMN1を介してGNDまで低下する。
従って、インバータIV2 の直流電流は流れなくなる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図11に示すレベルシフト回路は、エンハンスメント
型トランジスタ以外に、別途にデュプレッション型のト
ランジスタMN1を必要とする。現在の半導体集積回路
は、全部のトランジスタをエンハンスメント型のトラン
ジスタで構成することが一般的となっている。このた
め、別途デュプレッション型のトランジスタを製造する
ことは、製造プロセスを複雑にし、工程数の増加をもた
らすので、不具合である。
た図11に示すレベルシフト回路は、エンハンスメント
型トランジスタ以外に、別途にデュプレッション型のト
ランジスタMN1を必要とする。現在の半導体集積回路
は、全部のトランジスタをエンハンスメント型のトラン
ジスタで構成することが一般的となっている。このた
め、別途デュプレッション型のトランジスタを製造する
ことは、製造プロセスを複雑にし、工程数の増加をもた
らすので、不具合である。
【0025】よって、本発明は、回路中にデュプレッシ
ョン型のMOSトランジスタを用いることなく、信号の
レベルシフトにおける電力損失を小さくでき、レベルシ
フトに要する遅延時間を小さくでき、動作余裕を大きく
することのできる、レベルシフト半導体装置を提供する
ことを目的とする。
ョン型のMOSトランジスタを用いることなく、信号の
レベルシフトにおける電力損失を小さくでき、レベルシ
フトに要する遅延時間を小さくでき、動作余裕を大きく
することのできる、レベルシフト半導体装置を提供する
ことを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明のレベルシフト半導体装置は、ソースに
入力信号が供給される第1の一導電型MOSトランジス
タと、上記第1の一導電型MOSトランジスタのドレイ
ンに入力端子が接続され、出力端子から出力信号を出力
するインバータと、上記インバータの入力端子及び出力
端子に夫々ドレイン及びゲートが接続される第1の逆導
電型MOSトランジスタと、互いのゲート同士及びソー
ス同士が相互に接続され、該ゲートが上記インバータの
出力端子に接続され、該ソースが上記第1の一導電型M
OSトランジスタのゲートに接続される、第2の一導電
型MOSトランジスタ及び第2の逆導電型MOSトラン
ジスタと、上記第2の逆導電型MOSトランジスタのド
レインに第1の電圧を供給する第1の電圧源と、上記第
1の逆導電型MOSトランジスタのソース、上記第2の
一導電型MOSトランジスタのドレイン及び上記インバ
ータに、上記第1の電圧よりも絶対値の大きい第2の電
圧を供給する第2の電圧源と、からなることを特徴とす
る。
め、第1の発明のレベルシフト半導体装置は、ソースに
入力信号が供給される第1の一導電型MOSトランジス
タと、上記第1の一導電型MOSトランジスタのドレイ
ンに入力端子が接続され、出力端子から出力信号を出力
するインバータと、上記インバータの入力端子及び出力
端子に夫々ドレイン及びゲートが接続される第1の逆導
電型MOSトランジスタと、互いのゲート同士及びソー
ス同士が相互に接続され、該ゲートが上記インバータの
出力端子に接続され、該ソースが上記第1の一導電型M
OSトランジスタのゲートに接続される、第2の一導電
型MOSトランジスタ及び第2の逆導電型MOSトラン
ジスタと、上記第2の逆導電型MOSトランジスタのド
レインに第1の電圧を供給する第1の電圧源と、上記第
1の逆導電型MOSトランジスタのソース、上記第2の
一導電型MOSトランジスタのドレイン及び上記インバ
ータに、上記第1の電圧よりも絶対値の大きい第2の電
圧を供給する第2の電圧源と、からなることを特徴とす
る。
【0027】また、第2の発明のレベルシフト半導体装
置は、第1の電圧源から供給される第1の電圧と接地電
位間にレベル遷移する入力信号がソースに供給される第
1の一導電型MOSトランジスタと、上記第1の一導電
型MOSトランジスタのドレインに入力端子が接続さ
れ、出力端子から出力信号を出力するインバータと、上
記インバータの入力端子及び出力端子に夫々ドレイン及
びゲートが接続される第1の逆導電型MOSトランジス
タと、上記第1の一導電型MOSトランジスタのゲート
に、上記第1の電圧と上記第1の一導電型MOSトラン
ジスタのゲート・ソース間電圧降下電圧分とを印加する
バイアス回路と、上記第1の逆導電型MOSトランジス
タのソース及び上記インバータに、上記第1の電圧より
も絶対値の大きい第2の電圧を供給する第2の電圧源
と、からなることを特徴とする。
置は、第1の電圧源から供給される第1の電圧と接地電
位間にレベル遷移する入力信号がソースに供給される第
1の一導電型MOSトランジスタと、上記第1の一導電
型MOSトランジスタのドレインに入力端子が接続さ
れ、出力端子から出力信号を出力するインバータと、上
記インバータの入力端子及び出力端子に夫々ドレイン及
びゲートが接続される第1の逆導電型MOSトランジス
タと、上記第1の一導電型MOSトランジスタのゲート
に、上記第1の電圧と上記第1の一導電型MOSトラン
ジスタのゲート・ソース間電圧降下電圧分とを印加する
バイアス回路と、上記第1の逆導電型MOSトランジス
タのソース及び上記インバータに、上記第1の電圧より
も絶対値の大きい第2の電圧を供給する第2の電圧源
と、からなることを特徴とする。
【0028】
【作用】第1の発明のレベルシフト半導体装置によれ
ば、“L”レベルの信号を入力端から出力端に伝搬する
ときは、NMOSトランジスタMn1のゲート電位が最初
VDDH になるので、ノードn1 からノードn2 に“H”
レベルがVDDL から低下することなく伝搬し、かつ、よ
り高速に伝搬する。
ば、“L”レベルの信号を入力端から出力端に伝搬する
ときは、NMOSトランジスタMn1のゲート電位が最初
VDDH になるので、ノードn1 からノードn2 に“H”
レベルがVDDL から低下することなく伝搬し、かつ、よ
り高速に伝搬する。
【0029】その後、ノードn3 の電位がGNDとな
り、トランジスタMP1の導通によって、ノードn2 の電
位がVDDH に充電されるときには、トランジスタMn1の
ゲート電位は、トランジスタMN2の非導通、トランジス
タMP2の導通によってVDDH からVDDL に遷移し、トラ
ンジスタMn1を非導通にしてノードn1 の電位がVDDL
以上に充電されないようにする。逆極性のMOSトラン
ジスタを使用した場合も同様である。
り、トランジスタMP1の導通によって、ノードn2 の電
位がVDDH に充電されるときには、トランジスタMn1の
ゲート電位は、トランジスタMN2の非導通、トランジス
タMP2の導通によってVDDH からVDDL に遷移し、トラ
ンジスタMn1を非導通にしてノードn1 の電位がVDDL
以上に充電されないようにする。逆極性のMOSトラン
ジスタを使用した場合も同様である。
【0030】これにより、インバータIV2 に大きな直
流電流が流れずに電力損失が抑えられ、信号の伝搬遅延
時間が小さくなり、動作余裕が大きくなる。
流電流が流れずに電力損失が抑えられ、信号の伝搬遅延
時間が小さくなり、動作余裕が大きくなる。
【0031】第2の発明のレベルシフト半導体装置によ
れば、NMOSトランジスタMn1のゲート電位が常にV
DDL +Vthn に設定されるので、ノードn1 の“H”レ
ベル(=VDDL )がそのままノードn2 に伝搬され、第
1の発明と同様の作用・効果が得られる。逆極性のMO
Sトランジスタを使用した場合も同様である。
れば、NMOSトランジスタMn1のゲート電位が常にV
DDL +Vthn に設定されるので、ノードn1 の“H”レ
ベル(=VDDL )がそのままノードn2 に伝搬され、第
1の発明と同様の作用・効果が得られる。逆極性のMO
Sトランジスタを使用した場合も同様である。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、第1の発明の第1
の実施の形態を示しており、同図において図10と対応
する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略
する。なお、この実施の形態で使用されるトランジスタ
は全てエンハンスメント型である。また、MOSトラン
ジスタの閾値は半導体の製造プロセスによって異なるも
のであり、電源電圧の低電圧化に伴って閾値を次第に低
くする傾向にあるが、ここでは、説明の便宜上、NMO
Sトランジスタの閾値Vthn を0.5V、PMOSトラ
ンジスタの閾値Vthp を−0.5Vとして説明する。
て図面を参照して説明する。図1は、第1の発明の第1
の実施の形態を示しており、同図において図10と対応
する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略
する。なお、この実施の形態で使用されるトランジスタ
は全てエンハンスメント型である。また、MOSトラン
ジスタの閾値は半導体の製造プロセスによって異なるも
のであり、電源電圧の低電圧化に伴って閾値を次第に低
くする傾向にあるが、ここでは、説明の便宜上、NMO
Sトランジスタの閾値Vthn を0.5V、PMOSトラ
ンジスタの閾値Vthp を−0.5Vとして説明する。
【0033】図1に示す構成においては、図10に示さ
れる構成に加えて、ノードn3 とトランジスタMN1のゲ
ート(ノードn4 )との間に、NMOSトランジスタM
N2とPMOSトランジスタMP2が設けられている。トラ
ンジスタMN2及びトランジスタMP2の各ゲートはノード
n3 に共通に接続され、両トランジスタの各ソースはノ
ードn4に接続される。トランジスタMN2のドレインは電
源VDDH に、トランジスタMP2のドレインは電源VDDL
に接続される。他の構成は、図10と同様である。
れる構成に加えて、ノードn3 とトランジスタMN1のゲ
ート(ノードn4 )との間に、NMOSトランジスタM
N2とPMOSトランジスタMP2が設けられている。トラ
ンジスタMN2及びトランジスタMP2の各ゲートはノード
n3 に共通に接続され、両トランジスタの各ソースはノ
ードn4に接続される。トランジスタMN2のドレインは電
源VDDH に、トランジスタMP2のドレインは電源VDDL
に接続される。他の構成は、図10と同様である。
【0034】このようなトランジスタMN2及びトランジ
スタMP2の構成によって、ノードn3 が“L”レベル
(=0V)になるとノードn4はVDDL に設定され、ノー
ドn3が“H”レベル(=VDDH 、3V)になると、ノ
ードn4 はVDDH −Vthn (=2.5V)に設定され
る。
スタMP2の構成によって、ノードn3 が“L”レベル
(=0V)になるとノードn4はVDDL に設定され、ノー
ドn3が“H”レベル(=VDDH 、3V)になると、ノ
ードn4 はVDDH −Vthn (=2.5V)に設定され
る。
【0035】次に、レベルシフト回路の動作について説
明する。入力端子S1 に“H”レベル(=1.5V)信
号が供給された場合、インバータIV1 によってノード
n1 は“L”レベル(=0V)になる。このときトラン
ジスタMn1のゲートはVDDL (=1.5V)になってい
るので、トランジスタMn1は導通してノードn2 の電荷
をノードn1 に放電し、ノードn2 は“L”レベル(=
0V)になる。ノードn2 の“L”レベルが入力される
ことによって、インバータIV2 はノードn3 を“H”
レベル(=3V)にし、出力端子S2 に出力する。
明する。入力端子S1 に“H”レベル(=1.5V)信
号が供給された場合、インバータIV1 によってノード
n1 は“L”レベル(=0V)になる。このときトラン
ジスタMn1のゲートはVDDL (=1.5V)になってい
るので、トランジスタMn1は導通してノードn2 の電荷
をノードn1 に放電し、ノードn2 は“L”レベル(=
0V)になる。ノードn2 の“L”レベルが入力される
ことによって、インバータIV2 はノードn3 を“H”
レベル(=3V)にし、出力端子S2 に出力する。
【0036】これによって、図1(b)に示すように、
電圧振幅VDDL の“H”レベルの入力信号が電圧振幅V
DDH の“H”レベルの信号にレベルシフトされる。
電圧振幅VDDL の“H”レベルの入力信号が電圧振幅V
DDH の“H”レベルの信号にレベルシフトされる。
【0037】ノードn3 が“H”レベル(=3V)にな
ることによって、PMOSトランジスタMP1はオフす
る。また、NMOSトランジスタMN2は導通、PMOS
トランジスタMP2は非導通となって、トランジスタMN1
のゲート電位であるノードn4はVDDH −Vthn (=2.
5V)に設定される。これによって、トランジスタMN1
は導通状態を継続し、ノードn2 を“L”レベルに保持
し、ノードn3 を“H”レベルに保つ。
ることによって、PMOSトランジスタMP1はオフす
る。また、NMOSトランジスタMN2は導通、PMOS
トランジスタMP2は非導通となって、トランジスタMN1
のゲート電位であるノードn4はVDDH −Vthn (=2.
5V)に設定される。これによって、トランジスタMN1
は導通状態を継続し、ノードn2 を“L”レベルに保持
し、ノードn3 を“H”レベルに保つ。
【0038】次に、入力端子S1 に“L”レベル(=0
V)の入力信号が供給された場合、ノードn1 はインバ
ータIV1 によって“H”レベル(=1.5V)に設定
される。この時点では、未だ、ノードn3 はVDDH 、ノ
ードn4 はVDDH −Vthn (=2.5V)であり、NM
OSトランジスタのMn1は導通状態、トランジスタMP1
は非導通状態であるので、ノードn2 は高速にVDDL
(=1.5V)まで充電される。インバータIV2 の回
路閾値を1.5Vよりも低く定めることにより、インバ
ータIV2 によってノードn3 は“L”レベル(=0
V)に設定される。
V)の入力信号が供給された場合、ノードn1 はインバ
ータIV1 によって“H”レベル(=1.5V)に設定
される。この時点では、未だ、ノードn3 はVDDH 、ノ
ードn4 はVDDH −Vthn (=2.5V)であり、NM
OSトランジスタのMn1は導通状態、トランジスタMP1
は非導通状態であるので、ノードn2 は高速にVDDL
(=1.5V)まで充電される。インバータIV2 の回
路閾値を1.5Vよりも低く定めることにより、インバ
ータIV2 によってノードn3 は“L”レベル(=0
V)に設定される。
【0039】これによって、図1(b)に示すように、
入力端子S1 に供給された電圧振幅GND(=0V)の
“L”レベルの入力信号が電圧振幅GNDの“L”レベ
ルの出力信号として出力端子S2 に伝搬される。
入力端子S1 に供給された電圧振幅GND(=0V)の
“L”レベルの入力信号が電圧振幅GNDの“L”レベ
ルの出力信号として出力端子S2 に伝搬される。
【0040】ノードn3 が“L”レベル(=0V)にな
ることによって、PMOSトランジスタMP1は導通す
る。また、NMOSトランジスタMN2は非導通、PMO
SトランジスタMP2は導通となって、トランジスタMN1
のゲート電位であるノードn4はVDDL (=1.5V)に
設定される。これによって、トランジスタMN1は非導通
状態となり、ノードn2 を“H”レベル(=3V)に引
上げ、ノードn3 を“L”レベルに保つ。また、トラン
ジスタMN1の非導通により、ノードn1 の電位はVDDL
以上には充電されない。
ることによって、PMOSトランジスタMP1は導通す
る。また、NMOSトランジスタMN2は非導通、PMO
SトランジスタMP2は導通となって、トランジスタMN1
のゲート電位であるノードn4はVDDL (=1.5V)に
設定される。これによって、トランジスタMN1は非導通
状態となり、ノードn2 を“H”レベル(=3V)に引
上げ、ノードn3 を“L”レベルに保つ。また、トラン
ジスタMN1の非導通により、ノードn1 の電位はVDDL
以上には充電されない。
【0041】ところで、上述した“L”レベルの信号の
伝搬においては、インバータIV2への初めの入力レベ
ルVDDL はインバータIV2 の電源電圧VDDH よりも低
いので、インバータIV2 には当初いくらかの直流電流
が流れる。しかし、ノードn3 が“L”(=0V)にな
ることでPMOSトランジスタMP1は導通し、ノードn
2 はやがてVDDH (=3V)まで充電される。そして、
PMOSトランジスタのMP1は非導通となる。
伝搬においては、インバータIV2への初めの入力レベ
ルVDDL はインバータIV2 の電源電圧VDDH よりも低
いので、インバータIV2 には当初いくらかの直流電流
が流れる。しかし、ノードn3 が“L”(=0V)にな
ることでPMOSトランジスタMP1は導通し、ノードn
2 はやがてVDDH (=3V)まで充電される。そして、
PMOSトランジスタのMP1は非導通となる。
【0042】その結果、インバータIV2 の入力レベル
はVDDH に等しくなるので、インバータIV2 には直流
電流は流れなくなる。
はVDDH に等しくなるので、インバータIV2 には直流
電流は流れなくなる。
【0043】このように構成された本発明の第1の実施
の形態の半導体装置においては、ノードn1 からノード
n2 に“H”レベル(=VDDL )を伝搬するときには、
トランジスタMn1のゲート電圧をVDDH −Vthn (2.
5V)にし、従来のゲート電圧(1.5V)よりも大き
いゲート電圧を印加してトランジスタMn1を深く導通さ
せ、遅延時間を短くする。
の形態の半導体装置においては、ノードn1 からノード
n2 に“H”レベル(=VDDL )を伝搬するときには、
トランジスタMn1のゲート電圧をVDDH −Vthn (2.
5V)にし、従来のゲート電圧(1.5V)よりも大き
いゲート電圧を印加してトランジスタMn1を深く導通さ
せ、遅延時間を短くする。
【0044】また、トランジスタMn1で“H”レベル
(=VDDL )を落とすことなく伝搬させることで、イン
バータIV2 の回路閾値を通常に設定できる結果、レベ
ルシフトに要する遅延時間が小さくなる。あるいは、V
DDL が低くなっても従来構成のように、トランジスタM
n1によってノードn2 の“H”レベルがVDDL −Vthn
(=1.0V)となるのではなく、ノードn1 の“H”
レベルがそのままノードn2 の“H”レベルとなり、ノ
ードn2 の“H”レベルがインバータIV2 の閾値より
も低くならない結果、動作余裕を大きくすることができ
る。
(=VDDL )を落とすことなく伝搬させることで、イン
バータIV2 の回路閾値を通常に設定できる結果、レベ
ルシフトに要する遅延時間が小さくなる。あるいは、V
DDL が低くなっても従来構成のように、トランジスタM
n1によってノードn2 の“H”レベルがVDDL −Vthn
(=1.0V)となるのではなく、ノードn1 の“H”
レベルがそのままノードn2 の“H”レベルとなり、ノ
ードn2 の“H”レベルがインバータIV2 の閾値より
も低くならない結果、動作余裕を大きくすることができ
る。
【0045】本発明による半導体装置の第2の実施の形
態について図2を参照して説明する。図2に示す回路に
おいて図1に示す回路と対応する部分には同一符号を付
し、説明を省略する。
態について図2を参照して説明する。図2に示す回路に
おいて図1に示す回路と対応する部分には同一符号を付
し、説明を省略する。
【0046】この実施の形態では、トランジスタMN2の
ドレインをゲートに接続していわゆるダイオード接続と
している。トランジスタMN2はゲートに“H”レベル
(=VDDH )が供給されたときのみ導通するので、この
第2の実施の形態によっても第1の実施の形態の半導体
装置と同様に動作し、図2(b)に示すように、電圧振
幅VDDL の“H”レベルの入力信号が電圧振幅VDDH の
“H”レベルの信号にレベルシフトされる。
ドレインをゲートに接続していわゆるダイオード接続と
している。トランジスタMN2はゲートに“H”レベル
(=VDDH )が供給されたときのみ導通するので、この
第2の実施の形態によっても第1の実施の形態の半導体
装置と同様に動作し、図2(b)に示すように、電圧振
幅VDDL の“H”レベルの入力信号が電圧振幅VDDH の
“H”レベルの信号にレベルシフトされる。
【0047】なお、図1及び図2に示される、NMOS
トランジスタMN2の閾値Vthn を通常値(例えば、0.
5V)よりも引く定めることにより、トランジスタMN1
のゲートへの印加電圧をより高く設定することが可能と
なる。この点は後述する、負電源を使用する図3及び図
4に示す回路のPMOSトランジスタMP2の閾値(例え
ば、−0.5V)についても同様である。
トランジスタMN2の閾値Vthn を通常値(例えば、0.
5V)よりも引く定めることにより、トランジスタMN1
のゲートへの印加電圧をより高く設定することが可能と
なる。この点は後述する、負電源を使用する図3及び図
4に示す回路のPMOSトランジスタMP2の閾値(例え
ば、−0.5V)についても同様である。
【0048】本発明による半導体装置の第3の実施の形
態について図3を参照して説明する。同図3に示す回路
において図1に示す回路と対応する部分には同一符号を
付し、かかる部分の説明は省略する。
態について図3を参照して説明する。同図3に示す回路
において図1に示す回路と対応する部分には同一符号を
付し、かかる部分の説明は省略する。
【0049】この実施の形態は、本発明を負電源回路に
適用したものである。図示しない2つの負電源回路によ
って、絶対値の小さいVSSH 、より絶対値の大きいVSS
L が供給される。インバータIV1 は電圧VSSH と接地
GNDにより駆動される。インバータIV2 は電圧VSS
L と接地GNDにより駆動される。負電源回路による動
作に対応して、図1に示すNMOSトランジスタMN1は
PMOSトランジスタMP1に、同じく、PMOSトラン
ジスタMP1はNMOSトランジスタMN1に置換えられて
いる。
適用したものである。図示しない2つの負電源回路によ
って、絶対値の小さいVSSH 、より絶対値の大きいVSS
L が供給される。インバータIV1 は電圧VSSH と接地
GNDにより駆動される。インバータIV2 は電圧VSS
L と接地GNDにより駆動される。負電源回路による動
作に対応して、図1に示すNMOSトランジスタMN1は
PMOSトランジスタMP1に、同じく、PMOSトラン
ジスタMP1はNMOSトランジスタMN1に置換えられて
いる。
【0050】この負電源による回路構成では、図3
(b)に示すように、図1(b)に示すVDDL がVSSH
に、VDDH がVSSL に対応しており、図1に示す回路と
同様に動作する。
(b)に示すように、図1(b)に示すVDDL がVSSH
に、VDDH がVSSL に対応しており、図1に示す回路と
同様に動作する。
【0051】本発明による半導体装置の第4の実施の形
態を図4を参照して説明する。同図4に示す回路におい
て図3に示す回路と対応する部分には同一符号を付し、
かかる部分の説明は省略する。
態を図4を参照して説明する。同図4に示す回路におい
て図3に示す回路と対応する部分には同一符号を付し、
かかる部分の説明は省略する。
【0052】この実施の形態では、図3に示す負電源回
路を使用した第3の実施の形態のトランジスタMP2をダ
イオード接続した例である。この構成によっても図4
(b)に示すように図3に示す回路と同様に動作する。
路を使用した第3の実施の形態のトランジスタMP2をダ
イオード接続した例である。この構成によっても図4
(b)に示すように図3に示す回路と同様に動作する。
【0053】本発明による半導体装置の第5の実施の形
態を図5に示す。同図に示す構成は、図10に示す従来
の回路構成にバイアス回路を別途設けて、NMOSトラ
ンジスタMN1のゲートバイアス電圧を改良している。こ
の例では、ゲートバイアス回路によってトランジスタM
n1のゲート電位を常にVDDL +Vthn (=2V)にバイ
アスしている。
態を図5に示す。同図に示す構成は、図10に示す従来
の回路構成にバイアス回路を別途設けて、NMOSトラ
ンジスタMN1のゲートバイアス電圧を改良している。こ
の例では、ゲートバイアス回路によってトランジスタM
n1のゲート電位を常にVDDL +Vthn (=2V)にバイ
アスしている。
【0054】かかる構成において、入力端子S1 に
“H”レベル信号(=1.5V)が供給された場合、イ
ンバータIV1 によってノードn1 は“L”レベル(=
0V)になる。NMOSトランジスタMn1のゲートには
VDDL (=2V)が印加されているので、トランジスタ
Mn1は導通してノードn2 の電荷を放電し、ノードn2
は“L”レベル(=0V)になる。ノードn2 を入力と
するインバータIV2 によってノードn3 は“H”レベ
ル(=3V)になる。この結果、振幅VDDL の“H”レ
ベルの入力信号が振幅VDDH の“H”レベルの出力信号
にレベルシフトされて出力端子S2 から出力される。こ
のとき、PMOSトランジスタMP1はオフとなる。
“H”レベル信号(=1.5V)が供給された場合、イ
ンバータIV1 によってノードn1 は“L”レベル(=
0V)になる。NMOSトランジスタMn1のゲートには
VDDL (=2V)が印加されているので、トランジスタ
Mn1は導通してノードn2 の電荷を放電し、ノードn2
は“L”レベル(=0V)になる。ノードn2 を入力と
するインバータIV2 によってノードn3 は“H”レベ
ル(=3V)になる。この結果、振幅VDDL の“H”レ
ベルの入力信号が振幅VDDH の“H”レベルの出力信号
にレベルシフトされて出力端子S2 から出力される。こ
のとき、PMOSトランジスタMP1はオフとなる。
【0055】入力端子S1 に“L”レベル信号(=0
V)が供給された場合、ノードn1 は“H”(=1.5
V)になる。NMOSトランジスタMn1のゲートにはV
DDL (=2V)が印加されているので、ノードn2 は
“H”レベル(=1.5V)になるまで充電された後に
トランジスタMn1はオフとなる。インバータIV2 の回
路閾値を1.5Vよりも低く設定しておくことにより、
インバータIV2 への入力は“H”レベルとなり、ノー
ドn3 は“L”(=0V)になる。この“L”レベル
は、出力端子S2 及びPMOSトランジスタMP1のゲー
トに伝搬される。PMOSトランジスタMP1のゲートに
“L”信号が印加されると、トランジスタMP1は導通
し、ノードn2 をVDDH (3V)に引上げる。このノー
ドn2 の電位の引上によってインバータIV2 に貫通電
流が流れる入力レベル状態となり続けることを防止す
る。このとき、NMOSトランジスタMn1はノードn1
がソース側となっている。ゲート・ソース間電圧はVth
n よりも低いため、トランジスタMn1はオフ状態を維持
し、ノードn1 の電位はVDDL 以上には充電されない。
V)が供給された場合、ノードn1 は“H”(=1.5
V)になる。NMOSトランジスタMn1のゲートにはV
DDL (=2V)が印加されているので、ノードn2 は
“H”レベル(=1.5V)になるまで充電された後に
トランジスタMn1はオフとなる。インバータIV2 の回
路閾値を1.5Vよりも低く設定しておくことにより、
インバータIV2 への入力は“H”レベルとなり、ノー
ドn3 は“L”(=0V)になる。この“L”レベル
は、出力端子S2 及びPMOSトランジスタMP1のゲー
トに伝搬される。PMOSトランジスタMP1のゲートに
“L”信号が印加されると、トランジスタMP1は導通
し、ノードn2 をVDDH (3V)に引上げる。このノー
ドn2 の電位の引上によってインバータIV2 に貫通電
流が流れる入力レベル状態となり続けることを防止す
る。このとき、NMOSトランジスタMn1はノードn1
がソース側となっている。ゲート・ソース間電圧はVth
n よりも低いため、トランジスタMn1はオフ状態を維持
し、ノードn1 の電位はVDDL 以上には充電されない。
【0056】このようにトランジスタMN1のゲートバイ
アスを高く設定することによって、ノードn1 の“H”
レベル(VDDL )信号がレベル低下せずに、そのままノ
ードn2 のレベルとなり、インバータIV2 に相対的に
レベルの高い“H”信号を与えるので、図1に示す回路
と同様に機能させることが可能となる。
アスを高く設定することによって、ノードn1 の“H”
レベル(VDDL )信号がレベル低下せずに、そのままノ
ードn2 のレベルとなり、インバータIV2 に相対的に
レベルの高い“H”信号を与えるので、図1に示す回路
と同様に機能させることが可能となる。
【0057】図6に示す回路に用いられるバイアス回路
の構成例を図7に示す。同図に示すように、バイアス回
路は電源VDDH 及びVDDL 間に接続された、定電流源と
ダイオード接続されたNMOSトランジスタMN2とによ
って構成される。このバイアス回路の出力は、電圧VDD
L にトランジスタのゲート・ソース間電圧降下Vthnを
加えたものとなる。
の構成例を図7に示す。同図に示すように、バイアス回
路は電源VDDH 及びVDDL 間に接続された、定電流源と
ダイオード接続されたNMOSトランジスタMN2とによ
って構成される。このバイアス回路の出力は、電圧VDD
L にトランジスタのゲート・ソース間電圧降下Vthnを
加えたものとなる。
【0058】本発明による半導体装置の第6の実施の形
態を図6に示す。この例は、図4に示す回路構成を負電
源で実現している。このため、図5に示すNMOSトラ
ンジスタMn1をPMOSトランジスタMP1に置換し、P
MOSトランジスタMP1をNMOSトランジスタMN1に
置換している。そして、トランジスタMP1のゲート電位
を常にVSSH −| Vthp |にバイアスしたものであ
る。
態を図6に示す。この例は、図4に示す回路構成を負電
源で実現している。このため、図5に示すNMOSトラ
ンジスタMn1をPMOSトランジスタMP1に置換し、P
MOSトランジスタMP1をNMOSトランジスタMN1に
置換している。そして、トランジスタMP1のゲート電位
を常にVSSH −| Vthp |にバイアスしたものであ
る。
【0059】図6に示す回路に用いられるバイアス回路
の構成例を図8に示す。バイアス回路は、負電源VSSH
及びVSSL 間に接続された、ダイオード接続されたPM
OSトランジスタMp2と定電流源とによって構成され
る。このバイアス回路の出力は、負電圧VSSH からトラ
ンジスタのゲート・ソース間電圧降下Vthn を更に負方
向に引下げた−(VSSH +Vthp )となる。
の構成例を図8に示す。バイアス回路は、負電源VSSH
及びVSSL 間に接続された、ダイオード接続されたPM
OSトランジスタMp2と定電流源とによって構成され
る。このバイアス回路の出力は、負電圧VSSH からトラ
ンジスタのゲート・ソース間電圧降下Vthn を更に負方
向に引下げた−(VSSH +Vthp )となる。
【0060】定電流源の構成例を図9に示す。同図
(a)は、比較的に高い抵抗によって一定の電流を発生
させ、定電流源を構成したものである。同図(b)は、
固定バイアスされたPMOSトランジスタによって定電
流源を形成した例を示している。同図(c)は、固定バ
イアスされたNMOSトランジスタによって定電流源を
構成した例を示している。
(a)は、比較的に高い抵抗によって一定の電流を発生
させ、定電流源を構成したものである。同図(b)は、
固定バイアスされたPMOSトランジスタによって定電
流源を形成した例を示している。同図(c)は、固定バ
イアスされたNMOSトランジスタによって定電流源を
構成した例を示している。
【0061】なお、図1等に示したインバータIV1
は、第1の電圧源で動作する他の論理ゲートに置換える
ことができ、必ずしもインバータである必要はない。
は、第1の電圧源で動作する他の論理ゲートに置換える
ことができ、必ずしもインバータである必要はない。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレベルシ
フト半導体装置によれば、エンハンスメント型トランジ
スタのみによって回路を構成し、信号のレベルシフトを
低電力、高速、高い動作余裕で実現できる。
フト半導体装置によれば、エンハンスメント型トランジ
スタのみによって回路を構成し、信号のレベルシフトを
低電力、高速、高い動作余裕で実現できる。
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図4】本発明の第4の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図5】本発明の第5の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図6】本発明の第6の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図7】図5に示すバイアス回路の一例を示す回路図で
ある。
ある。
【図8】図6に示すバイアス回路の一例を示す回路図で
ある。
ある。
【図9】図7、図8に示す電流源の構成例を示す回路図
である。
である。
【図10】従来のレベルシフト回路の例を示す回路図で
ある。
ある。
【図11】他の従来のレベルシフト回路の例を示す回路
図である。
図である。
IV1 、IV2 インバータ MN1、MN2 エンハンスメント型NチャネルMOSトラ
ンジスタ MP1、MP2 エンハンスメント型PチャネルMOSトラ
ンジスタ
ンジスタ MP1、MP2 エンハンスメント型PチャネルMOSトラ
ンジスタ
Claims (5)
- 【請求項1】ソースに入力信号が供給される第1の一導
電型MOSトランジスタと、 前記第1の一導電型MOSトランジスタのドレインに入
力端子が接続され、出力端子から出力信号を出力するイ
ンバータと、 前記インバータの入力端子及び出力端子に夫々ドレイン
及びゲートが接続される第1の逆導電型MOSトランジ
スタと、 互いのゲート同士及びソース同士が相互に接続され、該
ゲートが前記インバータの出力端子に接続され、該ソー
スが前記第1の一導電型MOSトランジスタのゲートに
接続される、第2の一導電型MOSトランジスタ及び第
2の逆導電型MOSトランジスタと、 前記第2の逆導電型MOSトランジスタのドレインに第
1の電圧を供給する第1の電圧源と前記第1の逆導電型
MOSトランジスタのソース、前記第2の一導電型MO
Sトランジスタのドレイン及び前記インバータに、前記
第1の電圧よりも絶対値の大きい第2の電圧を供給する
第2の電圧源と、 を有することを特徴とするレベルシフト半導体装置。 - 【請求項2】前記第2の一導電型MOSトランジスタの
ドレイン及びゲートが互いに接続されて前記インバータ
の出力端子に接続される、 ことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト半導体層
装置。 - 【請求項3】前記第2の一導電型MOSトランジスタの
閾値が前記第1の一導電型MOSトランジスタの閾値よ
りも小さい値に設定される、 ことを特徴とする請求項1又は2記載のレベルシフト半
導体装置。 - 【請求項4】第1の電圧源から供給される第1の電圧と
接地電位間にレベル遷移する入力信号がソースに供給さ
れる一導電型MOSトランジスタと、 前記一導電型MOSトランジスタのドレインに入力端子
が接続され、出力端子から出力信号を出力するインバー
タと、 前記インバータの入力端子及び出力端子に夫々ドレイン
及びゲートが接続される逆導電型MOSトランジスタ
と、 前記一導電型MOSトランジスタのゲートに、前記第1
の電圧と前記一導電型MOSトランジスタの閾値電圧と
を加算した電圧を印加するバイアス回路と、 前記逆導電型MOSトランジスタのソース及び前記イン
バータに、前記第1の電圧よりも絶対値の大きい第2の
電圧を供給する第2の電圧源と、 を有することを特徴とするレベルシフト半導体装置。 - 【請求項5】前記バイアス回路は、前記第1及び第2の
電圧源間に直列に接続された定電流源及びダイオード機
能素子によって構成される、 ことを特徴とする請求項4記載のレベルシフト半導体装
置。
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