JPH11289248A - Input circuit - Google Patents

Input circuit

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JPH11289248A
JPH11289248A JP10093007A JP9300798A JPH11289248A JP H11289248 A JPH11289248 A JP H11289248A JP 10093007 A JP10093007 A JP 10093007A JP 9300798 A JP9300798 A JP 9300798A JP H11289248 A JPH11289248 A JP H11289248A
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input
terminal
channel mos
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Masahiko Nakabayashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power consumption of an input circuit in a high power supply voltage CMOS integrated circuit for receiving a signal from a lower power supply voltage CMOS integrated circuit. SOLUTION: An input signal is directly applied to the gate terminal of an N-channel MOS transistor(TR) MN 6 in a CMOS inverter constituting an input circuit and a signal passed through a level shift circuit for shifting the level of the input signal to a high voltage power supply side is applied to the gate terminal of a P-channel MOS TR MP 5, so that the MOS TR MP 5 is turned off when an input signal is in a high level and the TRs constituting the CMOS inverter are not simultaneously turned on.

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、入力回路に関し、
特に低電源電圧のCMOS集積回路から信号を受け取る
高電源電圧のCMOS集積回路の入力回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input circuit,
In particular, the present invention relates to an input circuit of a high power supply voltage CMOS integrated circuit that receives a signal from a low power supply voltage CMOS integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の高集積化、高速動作化により
消費電力が増加し、これを低減するために集積回路の低
電源電圧化が進められており、電源電圧の異なる集積回
路を同一装置内で使用することがある。この場合、従来
の集積回路では低電源電圧側の出力を高電源電圧側の入
力で受けるとき、入力信号がハイレベルの間、高電源電
圧側の入力回路に数100μA以上の電流が定常的に流
れ、消費電力の増大を招く問題がある。
2. Description of the Related Art Power consumption increases due to high integration and high-speed operation of integrated circuits. To reduce this, lower power supply voltages of integrated circuits are being promoted. May be used within. In this case, in the conventional integrated circuit, when an output on the low power supply voltage side is received by an input on the high power supply voltage side, a current of several hundred μA or more is constantly supplied to the input circuit on the high power supply voltage side while the input signal is at a high level. There is a problem that causes an increase in power consumption.

【0003】第1の従来例として、一般的なインバータ
回路を用いた例を図5に示す。図5において、Pチャネ
ル型MOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタ
と記す)MP1とNチャネル型MOSトランジスタ(以
下、NMOSトランジスタと記す)MN1とで構成さ
れ、低電源電圧側の出力回路の出力は、高電源電圧側の
入力INに接続されている。高電源電圧側の入力回路
は、PMOSトランジスタMP2とNMOSトランジス
タMN2とで構成される。
FIG. 5 shows a first conventional example using a general inverter circuit. In FIG. 5, an output circuit of a low power supply voltage side is composed of a P-channel MOS transistor (hereinafter, referred to as a PMOS transistor) MP1 and an N-channel MOS transistor (hereinafter, referred to as an NMOS transistor) MN1. It is connected to the input IN on the power supply voltage side. The input circuit on the high power supply voltage side includes a PMOS transistor MP2 and an NMOS transistor MN2.

【0004】低電源電圧側からの入力端子INの信号が
ロウレベルの時は、PMOSトランジスタMP2がオン
状態、NMOSトランジスタMN2がオフ状態になるた
め、出力OUTにはハイレベルの信号が出力され、電源
端子VDHから接地端子GNDへ流れる電流は微少であ
り問題ない。
When the signal at the input terminal IN from the low power supply voltage side is at low level, the PMOS transistor MP2 is turned on and the NMOS transistor MN2 is turned off. The current flowing from the terminal VDH to the ground terminal GND is very small and poses no problem.

【0005】しかし、入力端子INの信号がハイレベル
の時は、PMOSトランジスタMP2の閾値電圧が高電
源電圧VDHと低電源電圧VDLの差よりも小さけれ
ば、PMOSトランジスタMP2がオン状態、NMOS
トランジスタMN2もオン状態となり、電源端子VDH
から接地端子GNDへ数100μA以上の電流が流れ、
消費電力が大きくなる。
However, when the signal at the input terminal IN is at a high level, if the threshold voltage of the PMOS transistor MP2 is smaller than the difference between the high power supply voltage VDH and the low power supply voltage VDL, the PMOS transistor MP2 is turned on and the NMOS transistor MP2 is turned on.
The transistor MN2 is also turned on, and the power supply terminal VDH
A current of several hundred μA or more flows from the ground terminal GND to
Power consumption increases.

【0006】第1の従来例を改善するため、帰還による
レベル変換機能をもたせた入力回路の例を第2の従来例
として図6に示す。図6において、PMOSトランジス
タMP2とNMOSトランジスタMN2で構成される初
段インバータ回路の入力端子Aと入力回路の入力端子I
Nの間に、ドレインが入力端子INに接続され、ソース
が初段インバータ回路の入力端子Aに接続され、ゲート
が高電源電圧端子VDHに接続されたNMOSトランジ
スタMNAと、ドレインが初段インバータ回路の入力端
子Aに接続され、ソースが高電源電圧端子VDHに接続
され、ゲートが初段インバータ回路の出力端子Bに接続
されたPMOSトランジスタMPAが挿入され、初段イ
ンバータ回路の出力端子Bに、PMOSトランジスタM
P3とNMOSトランジスタMN3で構成される2段目
インバータ回路の入力が接続されている。
FIG. 6 shows a second conventional example of an input circuit having a level conversion function by feedback in order to improve the first conventional example. In FIG. 6, an input terminal A of an initial stage inverter circuit composed of a PMOS transistor MP2 and an NMOS transistor MN2 and an input terminal I of the input circuit are shown.
During N, the NMOS transistor MNA having a drain connected to the input terminal IN, a source connected to the input terminal A of the first-stage inverter circuit, a gate connected to the high power supply voltage terminal VDH, and a drain connected to the input of the first-stage inverter circuit A PMOS transistor MPA whose source is connected to the high power supply voltage terminal VDH, whose gate is connected to the output terminal B of the first-stage inverter circuit is inserted, and the PMOS transistor M is connected to the output terminal B of the first-stage inverter circuit.
The input of the second-stage inverter circuit composed of P3 and NMOS transistor MN3 is connected.

【0007】この入力回路では、入力端子INの信号が
ロウレベルの時は、オン状態のMNAを通じて初段イン
バータ回路の入力Aがロウレベルになるので、初段イン
バータ回路の出力端子Bはハイレベルとなり、PMOS
トランジスタMPAをオフ状態にし、2段目インバータ
回路の出力端子OUTの信号をロウレベルとする。
In this input circuit, when the signal at the input terminal IN is at a low level, the input A of the first-stage inverter circuit goes low through the MNA in the ON state, so that the output terminal B of the first-stage inverter circuit goes high, and the PMOS
The transistor MPA is turned off, and the signal of the output terminal OUT of the second-stage inverter circuit is set to a low level.

【0008】一方、入力端子INの信号がハイレベルの
時は、オン状態のNMOSトランジスタMNAを通じて
初段インバータ回路の入力Aがハイレベル(電位は低電
源電圧以下)となるので、初段インバータ回路の出力端
子Bはロウレベルとなり、PMOSトランジスタMPA
のをオン状態にするため、初段インバータ回路の入力端
子Aの電位を高電源電圧VDHまで引き上げる。
On the other hand, when the signal at the input terminal IN is at the high level, the input A of the first-stage inverter circuit goes to the high level (the potential is lower than the low power supply voltage) through the on-state NMOS transistor MNA. The terminal B becomes low level and the PMOS transistor MPA
Is turned on, the potential of the input terminal A of the first-stage inverter circuit is raised to the high power supply voltage VDH.

【0009】この結果、初段インバータ回路のPMOS
トランジスタMP2はオフ状態となるため、第1の従来
例で問題点である電源端子VDHから接地端子GNDへ
流れる電流は微少になる。
As a result, the PMOS of the first stage inverter circuit is
Since the transistor MP2 is turned off, the current flowing from the power supply terminal VDH to the ground terminal GND, which is a problem in the first conventional example, becomes very small.

【0010】しかし、従来例2では、高電源電圧VDH
と低電源電圧VDLの電位差がNMOSトランジスタM
NAの閾値電圧よりも大きい場合、図6中に矢印で示す
ような電流Iが、PMOSトランジスタMPA→NMO
SトランジスタMNA→PMOSトランジスタMP1の
経路で低電源電圧端子へ流れ込み、消費電力が大きくな
る問題と共に、低電源電圧VDLを変動させる問題点も
生じる。
However, in the conventional example 2, the high power supply voltage VDH
Potential difference between the low power supply voltage VDL and the NMOS transistor M
When the voltage is larger than the threshold voltage of NA, the current I as indicated by an arrow in FIG.
The power flows into the low power supply voltage terminal through the path from the S transistor MNA to the PMOS transistor MP1, and the power consumption increases, and the low power supply voltage VDL fluctuates.

【0011】第2の従来例を改善するため、第2の従来
例のNMOSトランジスタMNAのゲート電位を制御
し、入力端子INがハイレベルの時NMOSトランジス
タMNAの閾値電圧を大きくする特開平7−18378
7に開示された入力回路を従来例3として図7に示す。
In order to improve the second conventional example, the gate potential of the NMOS transistor MNA of the second conventional example is controlled to increase the threshold voltage of the NMOS transistor MNA when the input terminal IN is at a high level. 18378
7 shows the input circuit disclosed in FIG.

【0012】図7において、PMOSトランジスタMP
2とNMOSトランジスタMN2で構成される初段イン
バータ回路の入力端子Aと入力回路の入力端子INの間
に、ドレインが入力端子INに接続され、ソースが初段
インバータ回路の入力端子Aに接続され、ゲートが帰還
用インバータ回路の出力端子Cに接続されたNMOSト
ランジスタMNAと、ドレインが初段インバータ回路の
入力端子Aに接続され、ソースが高電源電圧端子VDH
に接続され、ゲートが初段インバータ回路の出力端子B
に接続されたPMOSトランジスタMPAが挿入され、
初段インバータ回路の出力端子Bに、PMOSトランジ
スタMP3とNMOSトランジスタMN3で構成される
2段目インバータ回路の入力が接続され、2段目インバ
ータ回路の出力端子OUTが帰還用インバータ回路の入
力端子に接続されている。帰還用インバータ回路は、P
MOSトランジスタMP4とNMOSトランジスタMN
4と出力電位を制御するための抵抗R1およびR2で構
成されている。
In FIG. 7, a PMOS transistor MP
2, a drain is connected to the input terminal IN, a source is connected to the input terminal A of the first-stage inverter circuit, and a gate is provided between the input terminal A of the first-stage inverter circuit constituted by the NMOS transistor MN2 and the input terminal IN of the input circuit. Is an NMOS transistor MNA connected to the output terminal C of the feedback inverter circuit, the drain is connected to the input terminal A of the first-stage inverter circuit, and the source is the high power supply voltage terminal VDH.
Connected to the output terminal B of the first-stage inverter circuit.
Is inserted, the PMOS transistor MPA connected to
The output terminal B of the first-stage inverter circuit is connected to the input of the second-stage inverter circuit composed of the PMOS transistor MP3 and the NMOS transistor MN3, and the output terminal OUT of the second-stage inverter circuit is connected to the input terminal of the feedback inverter circuit. Have been. The feedback inverter circuit is P
MOS transistor MP4 and NMOS transistor MN
4 and resistors R1 and R2 for controlling the output potential.

【0013】この入力回路では、入力端子INの信号が
ロウレベルの時は、初段インバータ回路の入力Aがロウ
レベルになるので、初段インバータ回路の出力端子Bは
ハイレベルとなり、PMOSトランジスタMPAをオフ
状態にし、2段目インバータ回路の出力端子OUTの信
号をロウレベルとし、帰還用インバータ回路の入力はロ
ウレベルであるのでPMOSトランジスタMP4がオン
状態となり、ハイレベルを出力し、NMOSトランジス
タMNAのゲートはハイレベルとなる。
In this input circuit, when the signal at the input terminal IN is at a low level, the input A of the first-stage inverter circuit is at a low level, so that the output terminal B of the first-stage inverter circuit is at a high level, and the PMOS transistor MPA is turned off. The signal at the output terminal OUT of the second-stage inverter circuit is set to low level, and the input of the feedback inverter circuit is at low level, so that the PMOS transistor MP4 is turned on and outputs high level, and the gate of the NMOS transistor MNA is set to high level. Become.

【0014】次に、入力端子INの信号がハイレベルに
なると、オン状態のNMOSトランジスタMNAを通じ
て初段インバータ回路の入力Aがハイレベル(電位は低
電源電圧以下)となるので、初段インバータ回路の出力
端子Bはロウレベルとなり、PMOSトランジスタMP
Aをオン状態にするため、初段インバータ回路の入力端
子Aの電位を高電源電圧VDHまで引き上げる。
Next, when the signal at the input terminal IN goes high, the input A of the first-stage inverter circuit goes high (the potential is lower than the low power supply voltage) through the ON-state NMOS transistor MNA. The terminal B becomes low level, and the PMOS transistor MP
In order to turn A on, the potential of the input terminal A of the first-stage inverter circuit is raised to the high power supply voltage VDH.

【0015】この結果、初段インバータ回路のPMOS
トランジスタMP2はオフ状態となるため、第1の従来
例の問題点である電源端子VDHから接地端子GNDへ
流れる電流は微少になる。また、帰還用インバータ回路
の入力は、ハイレベルであるので、PMOSトランジス
タMP4はオフ状態、NMOSトランジスタMN4はオ
ン状態となるので、出力端子Cには、高電源電圧VDH
をR1、R2で分圧した電位(R2×VDH/(R1+
R2))が出力される。したがって、帰還用インバータ
の出力Cが接続されているNMOSトランジスタMNA
のゲート電位が下がるためNMOSトランジスタMNA
の閾値電圧は高くなる。この結果、第2の従来例の問題
点であるPMOSトランジスタMPA→NMOSトラン
ジスタMNA→PMOSトランジスタMP1の経路で低
電源電圧端子へ流れ込む電流は無くなる。
As a result, the PMOS of the first-stage inverter circuit
Since the transistor MP2 is turned off, the current flowing from the power supply terminal VDH to the ground terminal GND, which is a problem of the first conventional example, becomes very small. Further, since the input of the feedback inverter circuit is at a high level, the PMOS transistor MP4 is turned off and the NMOS transistor MN4 is turned on, so that the high power supply voltage VDH is applied to the output terminal C.
Is divided by R1 and R2 (R2 × VDH / (R1 +
R2)) is output. Therefore, the NMOS transistor MNA to which the output C of the feedback inverter is connected
NMOS transistor MNA because the gate potential of
Has a higher threshold voltage. As a result, there is no current flowing into the low power supply voltage terminal through the path of the PMOS transistor MPA → NMOS transistor MNA → PMOS transistor MP1, which is a problem of the second conventional example.

【0016】しかし、第3の従来例では、帰還用インバ
ータ回路を要し、抵抗R1およびR2の抵抗値を十分大
きくしなければ、帰還用インバータ回路での消費電力が
大きくなる問題がある。例えば、電源電圧VDHが5V
で出力端子Cを2.5Vとし、電流を1nAに抑えよう
とする場合、R1とR2を2.5GΩの高抵抗にしなけ
ればならないため、半導体装置内に構成すると素子面積
が大きくなる問題点がある。
However, the third conventional example requires a feedback inverter circuit, and if the resistances of the resistors R1 and R2 are not made sufficiently large, there is a problem that the power consumption in the feedback inverter circuit becomes large. For example, when the power supply voltage VDH is 5 V
When the output terminal C is set to 2.5 V and the current is to be suppressed to 1 nA, the resistance of R1 and R2 must be set to a high resistance of 2.5 GΩ. is there.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】低電源電圧のCMOS
集積回路から高電源電圧のCMOS集積回路に信号が入
力される場合、第1の従来例では、PMOSトランジス
タMP2がオフしないため定常的に電流が流れ、消費電
力が増大する欠点がある。
SUMMARY OF THE INVENTION Low power supply voltage CMOS
In the case where a signal is input from the integrated circuit to a CMOS integrated circuit having a high power supply voltage, the first conventional example has a drawback that the PMOS transistor MP2 is not turned off, so that a current constantly flows and power consumption increases.

【0018】また、第2の従来例では、高電源電圧と低
電源電圧との電位差が大きい時、NMOSトランジスタ
MNAがオフしなくなり、高電源電圧側の入力回路から
MNAを通して低電源電圧側の出力回路へ電流が流れ、
消費電力が増大する問題が解決しないばかりか、低電源
電圧側の電源電圧変動を引き起こす可能性もある。
In the second conventional example, when the potential difference between the high power supply voltage and the low power supply voltage is large, the NMOS transistor MNA does not turn off, and the output on the low power supply voltage side is supplied from the input circuit on the high power supply voltage side through the MNA. Current flows through the circuit,
Not only does the problem of increased power consumption not be solved, but power supply voltage fluctuations on the lower power supply voltage side may occur.

【0019】また、第3の従来例では、第2の従来例を
改善しMNAのゲート電位を制御し、高電源電圧側の入
力回路からMNAを通して低電源電圧側の出力回路へ流
れる電流を無くしているが、MNAのゲート電位を制御
する制御回路での消費電力が大きく、問題が解決しな
い。また消費電力を抑えるためにはギガオーダーの高抵
抗を要するため、素子面積が増加する問題もある。
In the third conventional example, the gate potential of the MNA is controlled by improving the second conventional example, and current flowing from the input circuit on the high power supply voltage side to the output circuit on the low power supply voltage side through the MNA is eliminated. However, the power consumption in the control circuit for controlling the gate potential of the MNA is large, and the problem cannot be solved. Further, since high resistance on the order of giga is required to suppress power consumption, there is a problem that the element area increases.

【0020】本発明の目的は、低電源電圧のCMOS集
積回路から信号を受け取る高電源電圧のCMOS集積回
路の入力回路を低消費電力化することにある。
An object of the present invention is to reduce the power consumption of an input circuit of a high power supply voltage CMOS integrated circuit that receives a signal from a low power supply voltage CMOS integrated circuit.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は、インバータ回
路と入力信号をレベルシフトするレベルシフト回路によ
り構成され、低電源電圧のCMOS集積回路から信号を
受け取る高電源電圧のCMOS集積回路の入力回路にお
いて、前記インバータ回路が、電源端子と接地端子との
間に設けられたNチャネル型MOSトランジスタと第1
のPチャネル型MOSトランジスタとにより構成され、
Nチャネル型MOSトランジスタのソース電極が接地端
子に接続され、ゲート電極が入力端子および前記レベル
シフト回路の入力端に接続され、第1のPチャネル型M
OSトランジスタのソース電極が電源端子に接続され、
ゲート電極がレベルシフト回路の出力端に接続され、N
チャネル型MOSトランジスタのドレイン電極と第1の
Pチャネル型MOSトランジスタのドレイン電極との接
続点を入力回路の出力端子とし、前記レベルシフト回路
が、第2のPチャネル型MOSトランジスタと第3のP
チャネル型MOSトランジスタと第1の容量素子と第2
の容量素子により構成され、第2のPチャネル型MOS
トランジスタのゲート電極をレベルシフト回路の入力端
とし、第3のPチャネル型MOSトランジスタのソース
電極をレベルシフト回路の出力端とし、第2のPチャネ
ル型MOSトランジスタと第3のPチャネル型MOSト
ランジスタのバックゲート電極が電源端子に接続され、
第2のPチャネル型MOSトランジスタのドレイン電極
が接地端子に接続され、第2のPチャネル型MOSトラ
ンジスタのソース電極が第3のPチャネル型MOSトラ
ンジスタのゲート電極とドレイン電極に接続され、第1
の容量素子がレベルシフト回路の入力端と第2のPチャ
ネル型MOSトランジスタのソース電極との間に接続さ
れ、第2の容量素子がレベルシフト回路の入力端と第3
のPチャネル型MOSトランジスタのソース電極との間
に接続されていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises an inverter circuit and a level shift circuit for level shifting an input signal. The input circuit of a high power supply voltage CMOS integrated circuit receives a signal from a low power supply voltage CMOS integrated circuit. Wherein the inverter circuit includes an N-channel MOS transistor provided between a power supply terminal and a ground terminal.
And a P-channel MOS transistor of
The source electrode of the N-channel MOS transistor is connected to the ground terminal, the gate electrode is connected to the input terminal and the input terminal of the level shift circuit, and the first P-channel MOS transistor
The source electrode of the OS transistor is connected to the power terminal,
A gate electrode is connected to the output terminal of the level shift circuit, and N
A connection point between the drain electrode of the channel type MOS transistor and the drain electrode of the first P-channel type MOS transistor is used as an output terminal of the input circuit, and the level shift circuit comprises a second P-channel type MOS transistor and a third P-type MOS transistor.
Channel type MOS transistor, first capacitive element and second
Of the second P-channel type MOS
A gate electrode of the transistor serves as an input terminal of the level shift circuit, a source electrode of the third P-channel MOS transistor serves as an output terminal of the level shift circuit, and a second P-channel MOS transistor and a third P-channel MOS transistor Is connected to the power supply terminal,
The drain electrode of the second P-channel MOS transistor is connected to the ground terminal, the source electrode of the second P-channel MOS transistor is connected to the gate electrode and the drain electrode of the third P-channel MOS transistor,
Is connected between the input terminal of the level shift circuit and the source electrode of the second P-channel MOS transistor, and the second capacitive element is connected to the input terminal of the level shift circuit and the third terminal.
And a source electrode of the P-channel MOS transistor.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の入力回路の第1の実施の
形態を示す回路図である。図1に示す入力回路は、イン
バータ回路とレベルシフト回路とにより構成されてい
る。インバータ回路は、PMOSトランジスタMP5と
NMOSトランジスタMN6とにより構成され、PMO
SトランジスタMP5のソース端子は高電圧電源VDH
に接続され、ゲート端子はレベルシフト回路の出力端子
Bに接続され、ドレイン端子は出力端子OUTに接続さ
れている。NMOSトランジスタMN6のソース端子は
接地端子GNDに接続され、ゲート端子は入力端子IN
に接続され、ドレイン端子は出力端子OUTに接続され
ている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the input circuit of the present invention. The input circuit shown in FIG. 1 includes an inverter circuit and a level shift circuit. The inverter circuit includes a PMOS transistor MP5 and an NMOS transistor MN6.
The source terminal of the S transistor MP5 is a high voltage power supply VDH.
, The gate terminal is connected to the output terminal B of the level shift circuit, and the drain terminal is connected to the output terminal OUT. The source terminal of the NMOS transistor MN6 is connected to the ground terminal GND, and the gate terminal is connected to the input terminal IN.
, And the drain terminal is connected to the output terminal OUT.

【0024】レベルシフト回路は、入力端子INとPM
OSトランジスタMP5のゲート端子の間に接続されて
おり、PMOSトランジスタMP1とMP2、容量素子
C1とC2とにより構成されている。PMOSトランジ
スタMP1のゲート端子は入力端子INに接続され、ド
レイン端子は接地端子GNDに接続され、ソース端子は
PMOSトランジスタMP2のゲート端子とドレイン端
子に接続されている。PMOSトランジスタMP2のゲ
ート端子とドレイン端子はPMOSトランジスタMP1
のソース端子に接続され、ソース端子はレベルシフト回
路の出力として、PMOSトランジスタMP5のゲート
端子に接続されている。容量素子C1は、入力端子IN
とPMOSトランジスタMP1のソース端子間に接続さ
れ、容量素子C2は、入力端子INとPMOSトランジ
スタMP2のソース端子間に接続されている。
The level shift circuit comprises input terminals IN and PM
It is connected between the gate terminals of the OS transistor MP5, and is composed of PMOS transistors MP1 and MP2 and capacitive elements C1 and C2. The gate terminal of the PMOS transistor MP1 is connected to the input terminal IN, the drain terminal is connected to the ground terminal GND, and the source terminal is connected to the gate terminal and the drain terminal of the PMOS transistor MP2. The gate terminal and the drain terminal of the PMOS transistor MP2 are connected to the PMOS transistor MP1.
, And the source terminal is connected to the gate terminal of the PMOS transistor MP5 as the output of the level shift circuit. The capacitance element C1 is connected to the input terminal IN
And the source terminal of the PMOS transistor MP1, and the capacitor C2 is connected between the input terminal IN and the source terminal of the PMOS transistor MP2.

【0025】以下、本実施の形態の動作について、図2
に示すタイミング図を用いて詳細に説明する。入力端子
INには、低電圧電源の回路から、ハイレベルが低電圧
電源電位であり、ロウレベルが接地電位である信号VI
Nが入力される。
The operation of this embodiment will now be described with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG. From the circuit of the low voltage power supply, a signal VI whose high level is the low voltage power supply potential and whose low level is the ground potential is supplied to the input terminal IN.
N is input.

【0026】入力信号は、インバータを構成するNMO
SトランジスタMN6のゲート端子に入力され、NMO
SトランジスタMN6はハイレベルの時オン状態、ロウ
レベルの時オフ状態となる。
The input signal is supplied to an NMO
Input to the gate terminal of S transistor MN6, NMO
The S transistor MN6 is turned on when it is at a high level and turned off when it is at a low level.

【0027】一方、インバータを構成するPMOSトラ
ンジスタMP5のゲート端子には、入力信号を高電源電
圧側にレベルシフトした信号が入力され、レベルシフト
された信号のハイレベルがPMOSトランジスタMP5
の閾値電圧VT以下であればオフ状態、レベルシフトし
た信号がロウレベルの時オン状態となる。
On the other hand, a signal obtained by level-shifting the input signal to the higher power supply voltage side is input to the gate terminal of the PMOS transistor MP5 constituting the inverter, and the high level of the level-shifted signal is applied to the PMOS transistor MP5.
Are turned off when the threshold voltage is equal to or lower than the threshold voltage VT, and turned on when the level-shifted signal is at a low level.

【0028】レベルシフト回路のPMOSトランジスタ
MP1のバックゲート電位は高電圧電源電位であるた
め、PMOSトランジスタMP1は低電圧電源の回路か
らの入力信号によらずオン状態となっている。入力信号
が変化した時、入力の電圧の変化は容量素子C1によ
り、PMOSトランジスタMP1のソース電位に遅延無
く伝わり、ソース電位は閾値電圧VT1だけ高電圧電源
側にレベルシフトした電位で安定する。
Since the back gate potential of the PMOS transistor MP1 of the level shift circuit is the high voltage power supply potential, the PMOS transistor MP1 is in the ON state regardless of the input signal from the low voltage power supply circuit. When the input signal changes, the change in the input voltage is transmitted to the source potential of the PMOS transistor MP1 without delay by the capacitor C1, and the source potential is stabilized at a potential level-shifted toward the high-voltage power supply by the threshold voltage VT1.

【0029】同様に、PMOSトランジスタMP2のバ
ックゲート電位は高電圧電源電位であるため、PMOS
トランジスタMP2は入力信号によらずオン状態となっ
ている。入力信号が変化した時、入力の電圧の変化は容
量素子C2により、PMOSトランジスタMP2のソー
ス電位に遅延無く伝わり、ソース電位は閾値電圧VT2
だけ高電圧電源側にレベルシフトした電位で安定する。
Similarly, since the back gate potential of the PMOS transistor MP2 is the high voltage power supply potential,
The transistor MP2 is on regardless of the input signal. When the input signal changes, the change in the input voltage is transmitted to the source potential of the PMOS transistor MP2 without delay by the capacitor C2, and the source potential is changed to the threshold voltage VT2.
It is stabilized at the potential level shifted to the high voltage power supply side only.

【0030】以上のように、PMOSトランジスタMP
5のゲート端子には、VIN+VT1+VT2の電位が
印加され、入力がハイレベルの時、PMOSトランジス
タMP5の閾値電圧VTよりもVDH−(VIN+VT
1+VT2)の値を小さくできるため、PMOSトラン
ジスタMP5はオフ状態となる。
As described above, the PMOS transistor MP
5, a potential of VIN + VT1 + VT2 is applied to the gate terminal, and when the input is at a high level, the threshold voltage VT of the PMOS transistor MP5 is higher than VDH− (VIN + VT).
Since the value of (1 + VT2) can be reduced, the PMOS transistor MP5 is turned off.

【0031】従って、インバーターを構成するNMOS
トランジスタMN6とPMOSトランジスタMP5が同
時にオン状態にならない。
Therefore, the NMOS constituting the inverter
The transistor MN6 and the PMOS transistor MP5 are not simultaneously turned on.

【0032】なお、上記形態では、レベルシフト回路を
PMOSトランジスタMP1と容量素子C1、PMOS
トランジスタMP2と容量素子C2の2段構成としてい
るが、レベルシフト回路のPMOSトランジスタの閾値
電圧と、入力がハイレベルの時にPMOSトランジスタ
MP5をオフ状態にするために必要な入力信号のレベル
シフト量により、1段構成または3段以上の構成として
もよい。
In the above-described embodiment, the level shift circuit is composed of the PMOS transistor MP1, the capacitor C1, and the PMOS transistor MP1.
Although the transistor MP2 and the capacitor C2 have a two-stage configuration, the threshold voltage of the PMOS transistor of the level shift circuit and the level shift amount of the input signal necessary to turn off the PMOS transistor MP5 when the input is at the high level are determined. It may have a single-stage configuration or a configuration having three or more stages.

【0033】また、上記形態で、PMOSトランジスタ
MP1のソース端子に接続されているPMOSトランジ
スタMP2のドレイン端子は、接地端子GNDに接続さ
せても同様に動作する。
In the above embodiment, the same operation is performed even when the drain terminal of the PMOS transistor MP2 connected to the source terminal of the PMOS transistor MP1 is connected to the ground terminal GND.

【0034】本発明の他の実施の形態として、レベルシ
フト回路を変形した例を示す。その基本的構成および動
作は第1の実施の形態と同様である。
As another embodiment of the present invention, an example in which a level shift circuit is modified will be described. The basic configuration and operation are the same as in the first embodiment.

【0035】図3は、本発明の入力回路の第2の実施の
形態を示す回路図である。図3に示す実施の形態は、図
1に示す第1の実施の形態において、電位が固定されず
浮遊端子となっているB点をハイインピーダンスで高電
圧電源に接続したものである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the input circuit of the present invention. The embodiment shown in FIG. 3 differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that point B, which is a floating terminal without a fixed potential, is connected to a high-voltage power supply with high impedance.

【0036】本実施の形態では、入力信号の変化が少な
く直流的な場合でも、浮遊端子となっているB点をハイ
インピーダンスで高電圧電源に接続することにより電流
経路を作り、B点の電位が安定するようにしている。
In this embodiment, even if the input signal changes little and the input signal is DC, the current path is formed by connecting the floating point B to the high-voltage power supply with high impedance, and the potential at the point B is increased. Is trying to be stable.

【0037】また、図4は、本発明の入力回路の第3の
実施の形態を示す回路図である。図4に示す実施の形態
は、図1に示す第1の実施の形態において、入力端子I
NとPMOSトランジスタMP2のソース間に接続され
ている容量素子C2をPMOSトランジスタMP1のソ
ースとPMOSトランジスタMP2のソース間に接続し
たものである。回路動作は図1の第1の実施の形態と同
様である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the input circuit of the present invention. The embodiment shown in FIG. 4 is different from the first embodiment shown in FIG.
The capacitor C2 connected between N and the source of the PMOS transistor MP2 is connected between the source of the PMOS transistor MP1 and the source of the PMOS transistor MP2. The circuit operation is the same as in the first embodiment shown in FIG.

【0038】なお、本発明が上記各実施の形態に限定さ
れず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形
態が適宜変更され得ることは明らかである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that the embodiments can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の入力回路
によれば、低電源電圧側の出力を高電源電圧側の入力で
受けるとき、入力信号によらずオン状態となるPMOS
トランジスタのゲート端子に入力信号を高電源電圧側に
レベルシフトした信号を与えるレベルシフト回路を有す
る基本構成に基づき、入力がハイレベルの時にPMOS
トランジスタをオフ状態にすることができ、低消費電力
を実現した入力回路を提供することができる。
As described above, according to the input circuit of the present invention, when the output on the low power supply voltage side is received by the input on the high power supply voltage side, the PMOS is turned on regardless of the input signal.
Based on a basic configuration having a level shift circuit for applying a signal obtained by level-shifting an input signal to a high power supply voltage side to a gate terminal of a transistor, a PMOS is used when an input is at a high level.
The transistor can be turned off, so that an input circuit with low power consumption can be provided.

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

【図1】本発明の入力回路の第1の実施の形態を示す回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an input circuit according to the present invention.

【図2】第1の実施の形態の動作を説明するタイミング
図である。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment;

【図3】本発明の入力回路の第2の実施の形態を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the input circuit of the present invention.

【図4】本発明の入力回路の第3の実施の形態を示す回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the input circuit of the present invention.

【図5】入力回路の第1の従来例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a first conventional example of an input circuit.

【図6】入力回路の第2の従来例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second conventional example of an input circuit.

【図7】入力回路の第3の従来例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a third conventional example of an input circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

VDH 電源端子 GND 接地端子 IN 入力端子 OUT 出力端子 MN6 Nチャネル型MOSトランジスタ MP1,MP2,MP5,MPH Pチャネル型MOS
トランジスタ C1,C2 容量素子
VDH power supply terminal GND ground terminal IN input terminal OUT output terminal MN6 N-channel type MOS transistor MP1, MP2, MP5, MPH P-channel type MOS transistor
Transistor C1, C2 Capacitance element

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インバータ回路と入力信号をレベルシフト
するレベルシフト回路により構成され、低電源電圧のC
MOS集積回路から信号を受け取る高電源電圧のCMO
S集積回路の入力回路において、 前記インバータ回路は、電源端子と接地端子との間に設
けられたNチャネル型MOSトランジスタと第1のPチ
ャネル型MOSトランジスタとにより構成され、Nチャ
ネル型MOSトランジスタのソース電極が接地端子に接
続され、ゲート電極が入力端子および前記レベルシフト
回路の入力端に接続され、第1のPチャネル型MOSト
ランジスタのソース電極が電源端子に接続され、ゲート
電極がレベルシフト回路の出力端に接続され、Nチャネ
ル型MOSトランジスタのドレイン電極と第1のPチャ
ネル型MOSトランジスタのドレイン電極との接続点を
入力回路の出力端子とし、 前記レベルシフト回路は、第2のPチャネル型MOSト
ランジスタと容量素子により構成され、第2のPチャネ
ル型MOSトランジスタのゲート電極をレベルシフト回
路の入力端とし、ソース電極をレベルシフト回路の出力
端とし、バックゲート電極が電源端子に接続され、ドレ
イン電極が接地端子に接続され、前記容量素子がレベル
シフト回路の入力端と出力端との間に接続されているこ
とを特徴とする入力回路。
An inverter circuit and a level shift circuit for level shifting an input signal are provided.
High power supply voltage CMO for receiving signals from MOS integrated circuits
In the input circuit of the S integrated circuit, the inverter circuit includes an N-channel MOS transistor and a first P-channel MOS transistor provided between a power supply terminal and a ground terminal. A source electrode is connected to a ground terminal, a gate electrode is connected to an input terminal and an input terminal of the level shift circuit, a source electrode of the first P-channel MOS transistor is connected to a power supply terminal, and a gate electrode is connected to the level shift circuit. And a connection point between the drain electrode of the N-channel type MOS transistor and the drain electrode of the first P-channel type MOS transistor as an output terminal of the input circuit. The level shift circuit includes a second P-channel type MOS transistor. And a second P-channel MOS The gate electrode of the transistor is used as the input terminal of the level shift circuit, the source electrode is used as the output terminal of the level shift circuit, the back gate electrode is connected to the power supply terminal, the drain electrode is connected to the ground terminal, and the capacitor is connected to the level shift circuit. An input circuit, which is connected between an input terminal and an output terminal.
【請求項2】前記レベルシフト回路が、第2のPチャネ
ル型MOSトランジスタと第3のPチャネル型MOSト
ランジスタと第1の容量素子と第2の容量素子により構
成され、第2のPチャネル型MOSトランジスタのゲー
ト電極をレベルシフト回路の入力端とし、第3のPチャ
ネル型MOSトランジスタのソース電極をレベルシフト
回路の出力端とし、第2のPチャネル型MOSトランジ
スタと第3のPチャネル型MOSトランジスタのバック
ゲート電極が電源端子に接続され、第2のPチャネル型
MOSトランジスタのドレイン電極が接地端子に接続さ
れ、第2のPチャネル型MOSトランジスタのソース電
極が第3のPチャネル型MOSトランジスタのゲート電
極とドレイン電極に接続され、第1の容量素子がレベル
シフト回路の入力端と第2のPチャネル型MOSトラン
ジスタのソース電極との間に接続され、第2の容量素子
がレベルシフト回路の入力端と第3のPチャネル型MO
Sトランジスタのソース電極との間に接続されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の入力回路。
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein said level shift circuit comprises a second P-channel MOS transistor, a third P-channel MOS transistor, a first capacitor, and a second capacitor. The gate electrode of the MOS transistor is used as the input terminal of the level shift circuit, the source electrode of the third P-channel MOS transistor is used as the output terminal of the level shift circuit, and the second P-channel MOS transistor and the third P-channel MOS transistor are used. The back gate electrode of the transistor is connected to the power supply terminal, the drain electrode of the second P-channel MOS transistor is connected to the ground terminal, and the source electrode of the second P-channel MOS transistor is connected to the third P-channel MOS transistor Is connected to the gate electrode and the drain electrode of the level shift circuit. When connected between the source electrode of the second P-channel type MOS transistor, the input terminal and the third P-channel type of the second capacitor element level shift circuit MO
2. The input circuit according to claim 1, wherein the input circuit is connected between a source electrode of the S transistor and the source electrode.
【請求項3】前記第2の容量素子が、第3のPチャネル
型MOSトランジスタのゲート電極とソース電極との間
に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の入
力回路。
3. The input circuit according to claim 2, wherein said second capacitance element is connected between a gate electrode and a source electrode of a third P-channel MOS transistor.
【請求項4】前記レベルシフト回路が、3個以上のPチ
ャネル型MOSトランジスタとPチャネル型MOSトラ
ンジスタと同数の容量素子により構成され、初段のPチ
ャネル型MOSトランジスタのゲート電極をレベルシフ
ト回路の入力端とし、最終段のPチャネル型MOSトラ
ンジスタのソース電極をレベルシフト回路の出力端と
し、初段から最終段のPチャネル型MOSトランジスタ
のバックゲート電極が電源端子に接続され、初段のPチ
ャネル型MOSトランジスタのドレイン電極が接地端子
に接続され、初段および初段から最終段の間のPチャネ
ル型MOSトランジスタのソース電極が次段のPチャネ
ル型MOSトランジスタのゲート電極とドレイン電極に
接続され、前記各容量素子がレベルシフト回路の入力端
と初段から最終段のPチャネル型MOSトランジスタの
ソース電極との間にそれぞれ接続されていることを特徴
とする請求項1に記載の入力回路。
4. The level shift circuit includes three or more P-channel MOS transistors and the same number of capacitive elements as the P-channel MOS transistors. The gate electrode of the first-stage P-channel MOS transistor is connected to the level shift circuit. An input terminal, a source electrode of the last-stage P-channel MOS transistor is used as an output terminal of the level shift circuit, and a back gate electrode of the first-stage to the last-stage P-channel MOS transistor is connected to a power supply terminal. The drain electrode of the MOS transistor is connected to the ground terminal, and the source electrode of the P-channel MOS transistor between the first stage and the first to last stages is connected to the gate electrode and the drain electrode of the next-stage P-channel MOS transistor. The capacitive element is connected to the input end of the level shift circuit and Input circuit according to claim 1, characterized in that it is connected between the source electrode of the channel type MOS transistor.
【請求項5】前記各容量素子が、初段から最終段のPチ
ャネル型MOSトランジスタのゲート電極とソース電極
との間にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求
項4に記載の入力回路。
5. The input circuit according to claim 4, wherein each of said capacitance elements is connected between a gate electrode and a source electrode of a P-channel MOS transistor in a first stage to a last stage.
【請求項6】前記レベルシフト回路の出力端と電源端子
の間に、高インピーダンス素子を接続することを特徴と
する請求項1〜5のいずれかに記載の入力回路。
6. The input circuit according to claim 1, wherein a high impedance element is connected between an output terminal of said level shift circuit and a power supply terminal.
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