JPS6017177B2 - voltage generation circuit - Google Patents

voltage generation circuit

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Publication number
JPS6017177B2
JPS6017177B2 JP52155855A JP15585577A JPS6017177B2 JP S6017177 B2 JPS6017177 B2 JP S6017177B2 JP 52155855 A JP52155855 A JP 52155855A JP 15585577 A JP15585577 A JP 15585577A JP S6017177 B2 JPS6017177 B2 JP S6017177B2
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voltage
terminal
input signal
level
gate
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JP52155855A
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秀樹 八木
文明 佃
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は駆動回路として用いられて好適な電圧発生回路
に関し、特に半導体装置として実現された駆動回路に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a voltage generation circuit suitable for use as a drive circuit, and particularly to a drive circuit realized as a semiconductor device.

近年電卓等に於いても消費電力の低減化ということで相
補性の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下C M
OSFETと称する)を利用したものが増加している。
In recent years, complementary insulated gate field effect transistors (CM) have been used to reduce power consumption in calculators and other devices.
(referred to as OSFET) is increasing in number.

第1図は従来に於ける次段のトランジスタQ,3のゲー
ト電極を制御するC MOSFETQ,.,Q,2で構
成したィンバータの一例である。この第1図に於いてQ
,.,Q.2は相補性をなすC MOSFETでQ,.
がNチャンネル形FET、Q,2がPチャンネル形FE
Tであり、上記Q,.のソース電極は接地、Q,2のド
レィン電極は電源に接続され、Q,.のドレイン電極は
Q,2のソース電極に接続し、Q,.,Q,2のゲート
電極は入力信号11に接続されてィンバータが構成され
ている。Q,3はNチャンネル形FETでドレィン電極
が入力端子12に接続され、ソース電極は出力端子0に
後続され、ゲート電極は上記Q,.,Q,2で構成され
たィンバータからの出力が入力されている。上記の様な
構成の回路で入力端子11にハィレベルの入力が印加さ
れた場合、Pチャンネル形FETQ,2は遮断状態であ
り、Nチャンネル形FETQ,.は導通状態になり出力
としてロウレベルが発生し、Nチャンネル形FETQ,
3のゲート電極にロウレベルが印加され、FETQ,3
は遮断状態となり、入力信号12からの信号は遮断され
出力端子0には出力が発生されない。次に入力信号11
にロウレベルの入力が、印加された場合Nチャンネル形
FETQ,.は遮断状態となり、Pチャンネル形FET
は導適状態となり、インバータの出力としてほぼ電源電
圧(十VD電圧)すなわちハイレベルが発生し、次段の
Nチャンネル形FETQ,3のゲート電極にハイレベル
が印加され、Nチャンネル形FETQ,3は導適状態と
なり、入力信号12からの信号が出力端子0に送出され
る。しかしこの場合ィンバ−夕の出力がハイレベルの場
合、Nチャンネル形FETQ,3は完全に導適状態とな
り得ない恐れがあり、入力端子12からの信号が十分な
しベルとして出力端子0に送出されない恐れがある。
FIG. 1 shows conventional C MOSFETs Q, . , Q, is an example of an inverter configured with 2. In this figure 1, Q
、. ,Q. 2 are complementary C MOSFETs Q, .
is an N-channel FET, and Q and 2 are P-channel FEs.
T, and the above Q, . The source electrodes of Q, ., are grounded, the drain electrodes of Q,2 are connected to the power supply, and The drain electrode of Q, . is connected to the source electrode of Q,2. , Q, 2 are connected to the input signal 11 to form an inverter. Q, 3 is an N-channel FET whose drain electrode is connected to the input terminal 12, whose source electrode is connected to the output terminal 0, and whose gate electrode is connected to the above-mentioned Q, . , Q, 2, the output from the inverter is input. When a high-level input is applied to the input terminal 11 in a circuit configured as described above, the P-channel type FETQ, 2 is in a cut-off state, and the N-channel type FETQ, . becomes conductive and a low level is generated as an output, and the N-channel FETQ,
A low level is applied to the gate electrode of FETQ,3.
is in a cutoff state, the signal from input signal 12 is cut off, and no output is generated at output terminal 0. Next, input signal 11
When a low level input is applied to N-channel FETQ, . is in a cut-off state, and the P-channel FET
becomes conductive, and almost the power supply voltage (10VD voltage), that is, a high level, is generated as the output of the inverter, and the high level is applied to the gate electrode of the N-channel FET Q,3 in the next stage. becomes conductive, and the signal from input signal 12 is sent to output terminal 0. However, in this case, if the output of the inverter is at a high level, there is a possibility that the N-channel type FETQ, 3 may not be in a completely conductive state, and the signal from the input terminal 12 will not be sent to the output terminal 0 as a sufficient level. There is a fear.

すなわち、Nチャンネル形FETQ,3のドレイン電極
およびソース電極がそれぞれサブストレ−ト電極と同電
位でない(バックゲート電圧ともいう)ために、他のF
ETQ,.,Q,2の各々のスレツショールド電圧V,
より高くなってしまう。
That is, since the drain electrode and source electrode of the N-channel FET Q,3 are not at the same potential as the substrate electrode (also called back gate voltage),
ETQ,. , Q, 2, each threshold voltage V,
It ends up being more expensive.

すなわち入力端子12の信号をそのまま出力端子0に送
出させる為にはNチャンネル形FETQ,3のゲート電
極の電圧VGは電源電圧VoとNチャンネル形FETQ
,3のスレッショールド電圧VT3を加えたもの以上の
電圧、すなわちVGZVD十VT3なる電圧でなければ
ならず、従って電源電圧はソース電圧及びドレィン電圧
より高くする必要がある。更にはソース電圧及びドレィ
ン電圧(十VD電圧)付近ではFETQ,3はスイッチ
ングできない等の不都合が生じる。本発明の目的はこの
ような欠点を改善した駆動回路を提供することにある。
In other words, in order to send the signal at the input terminal 12 as it is to the output terminal 0, the voltage VG of the gate electrode of N-channel type FETQ, 3 is connected to the power supply voltage Vo and the N-channel type FETQ.
, 3 plus the threshold voltage VT3, that is, the voltage must be VGZVD + VT3. Therefore, the power supply voltage must be higher than the source voltage and drain voltage. Furthermore, inconveniences occur such that FETs Q and 3 cannot be switched near the source voltage and drain voltage (10 VD voltage). An object of the present invention is to provide a drive circuit that improves these drawbacks.

本発明による駆動回路は、ィンバータ回路、ノア回路等
の論理回路と、談論理回路の出力によってその導通が制
御される絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、論理回
路の出力に一電極が接続された静電容量と、この静電容
量の他の電極に選択的に、すなわち所定の論理出力に対
応してクロック信号の如き周期性の電位を印加する手段
とを有することを特徴とする。
The drive circuit according to the present invention includes a logic circuit such as an inverter circuit or a NOR circuit, an insulated gate field effect transistor whose conduction is controlled by the output of the logic circuit, and a static transistor with one electrode connected to the output of the logic circuit. It is characterized by having a capacitor and means for selectively applying a periodic potential such as a clock signal to other electrodes of the capacitor, that is, in response to a predetermined logic output.

本発明によれば論理回路の出力、特に/・ィレベルの出
力は静電容量によるブートストラップ効果により増大せ
しめることができ、確実に絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの導通を制御することができ、特に同一半導体基
板上に実現される駆動回路に適したものである。
According to the present invention, the output of the logic circuit, especially the output of /... This is suitable for a drive circuit realized on a semiconductor substrate.

本発明によれば−導電型の第1の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタと逆導電型の第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタのソースドレィンを各々接続し、ドレィン
電極をクロックパルス信号入力端子としソ−ス電極は電
圧昇圧用容量の片側電極に接続され、各々のゲ−ト電極
に入力信号及び該入力信号の反転入力信号を印加し、ク
ロックパルス信号を通過もしくは遮断させる制御手段と
この制御手段により制御されたクロックパルス信号を電
圧昇圧用容量に印加し、第1または第2と同じ導電型の
2つの第3及び第4の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タを直列接続すると共に両端の電極はそれぞれ異なる電
位の電源に接続し、各々のゲート電極は入力信号及び反
転入力信号を印加し、該直列接続点は電圧昇圧用容量の
もう一つの鰭極に接続すると共に前記第1または第2と
同じ導電型の第5絶縁ゲート型電界効果トランジスタの
ゲート電極に接続して、該第5トランジスタの導通及び
遮断を制御するドライブ回路を得ることができる。
According to the present invention, the sources and drains of a first insulated gate field effect transistor of conductivity type and a second insulated gate field effect transistor of opposite conductivity type are connected, and the drain electrode is used as a clock pulse signal input terminal. The gate electrode is connected to one side electrode of the voltage boosting capacitor, and the control means applies an input signal and an inverted input signal of the input signal to each gate electrode, and passes or blocks the clock pulse signal. A controlled clock pulse signal is applied to the voltage boosting capacitor, and two third and fourth insulated gate field effect transistors of the same conductivity type as the first or second are connected in series, and the electrodes at both ends are different from each other. connected to a potential power supply, each gate electrode applies an input signal and an inverted input signal, and the series connection point is connected to another fin pole of the voltage boosting capacitor and has the same conductivity as the first or second. It is possible to obtain a drive circuit that is connected to the gate electrode of the fifth insulated gate field effect transistor to control conduction and cutoff of the fifth transistor.

また発明によれば同一半導体上に形成された相補型絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ(IGFET)集積回路
において、基板上に電源電圧の絶対値より大きな電圧を
発生させる容量素子を含むIGFET集積回路部分にお
いて電源電圧の絶対値より大きな電圧を少なくとも1つ
のIGFETのゲートに印加してこれを導通させ、この
IGFETのドレインに印加された電圧をソースに出力
する主段とIGFETのゲートに非導通とする電圧を印
加する手段を含む相補形絶縁ゲート電界効果トランジス
タ集積回路を得ることもできる。
Further, according to the invention, in a complementary insulated gate field effect transistor (IGFET) integrated circuit formed on the same semiconductor, in the IGFET integrated circuit portion including a capacitive element that generates a voltage larger than the absolute value of the power supply voltage on the substrate. A voltage that applies a voltage greater than the absolute value of the power supply voltage to the gate of at least one IGFET to make it conductive, and a voltage that makes the main stage that outputs the voltage applied to the drain of this IGFET to the source and the gate of the IGFET non-conductive. A complementary insulated gate field effect transistor integrated circuit can also be obtained that includes means for applying .

以下本発明の第一の実施例を第2図および第3図を参照
して説明する。第2図に於いてドレィン電極がクロック
パルス端子で‘こ接続され、ソース電極が後述するNチ
ャンネル形FETQ2のソース電極に接続され、ゲート
電極が入力信号端子11の反転ゲートGの出力に接続さ
れたPチャンネル形FETQ,と、ドレイン電極がクロ
ックパルス端子ぐに接続され、ソース電極がPチャンネ
ル形FETQ,のソース電極に接続されると共に電圧昇
圧用容量Cの片側電極に結合点Yで接続され、ゲート電
極が入力信号端子1 1に接続されたNチャンネル形F
ETQ2と、ドレィン電極が電源に接続され、ソース電
極が後述するNチャンネル形FETQのドレィン電極に
接続され、更に前記電圧昇圧用容量Cの他の片側電極に
接続され、ゲート電極が入力信号端子11に接続された
Nチャンネル形FETQ4と、ドレィン電極がNチャン
ネル形FETQのソース電極に接続され、ソース電極が
接地され、ゲート電極が入力信号11の反転ゲートGの
出力に接続されたNチャンネル形FETQと、ゲート電
極が前記Nチャンネル形FETQのソース電極と前記N
チャンネル形FETQのドレィン電極と電圧昇圧用容量
Cの結合点×に接続され、ドレィン電極が入力信号端子
12に接続され、ソース電極が出力端子0に接続された
Nチャンネル形FETQ5とで構成される。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, the drain electrode is connected to the clock pulse terminal, the source electrode is connected to the source electrode of an N-channel FET Q2, which will be described later, and the gate electrode is connected to the output of the inverting gate G of the input signal terminal 11. P-channel type FETQ, whose drain electrode is connected to the clock pulse terminal, and whose source electrode is connected to the source electrode of the P-channel type FETQ, and to one side electrode of the voltage boosting capacitor C at the node Y, N-channel type F with gate electrode connected to input signal terminal 1
The drain electrode of ETQ2 is connected to a power supply, the source electrode is connected to the drain electrode of an N-channel type FETQ described later, and further connected to the other one side electrode of the voltage boosting capacitor C, and the gate electrode is connected to the input signal terminal 11. and an N-channel FETQ whose drain electrode is connected to the source electrode of the N-channel FETQ, whose source electrode is grounded, and whose gate electrode is connected to the output of the inverting gate G of the input signal 11. and the gate electrode is connected to the source electrode of the N-channel FETQ and the N-channel FETQ.
It is connected to the node x between the drain electrode of the channel type FETQ and the voltage boosting capacitor C, and is composed of an N-channel type FETQ5 whose drain electrode is connected to the input signal terminal 12 and whose source electrode is connected to the output terminal 0. .

また電圧昇圧用容量Cは相補性FETQ,,Q2のスイ
ッチ手段で前記クロックパルスぐに同期して充放電され
るものである。次に第3図を参照して本実施例によるド
ライブ回路の動作を説明する。
Further, the voltage boosting capacitor C is charged and discharged in synchronization with the clock pulse by switching means of complementary FETs Q, Q2. Next, the operation of the drive circuit according to this embodiment will be explained with reference to FIG.

入力信号11、クロックパルス中が第3図のように発生
されている場合、先づ入力信号11がロウレベルの場合
、FETQ,,Q2及びQ4は遮断状態となり、クロッ
クパルス秋ま遮断される。またFETQ3は導適状態と
なり、結合点Xにはロウレベルが発生する。またFET
Qは結合点×がロウレベルになっている為遮断状態とな
り、入力端子12からの信号は出力端子0には送出され
ない。次に入力信号11がハイレベルになると、FET
Q,,Q2及びQが導適状態となり、クロックパルスで
‘ま電圧昇圧用容量Cが接続されている結合点Yに送出
される。
When the input signal 11 is generated during a clock pulse as shown in FIG. 3, first, when the input signal 11 is at a low level, FETs Q, , Q2 and Q4 are cut off and cut off until the clock pulse ends. Further, FETQ3 becomes conductive, and a low level is generated at the connection point X. Also FET
Q is in a cutoff state because the connection point x is at a low level, and the signal from input terminal 12 is not sent to output terminal 0. Next, when the input signal 11 becomes high level, the FET
Q, , Q2 and Q become conductive, and the clock pulse is sent to the node Y to which the voltage boosting capacitor C is connected.

またFETQ3はこの場合遮断されている。そして結合
点Yは第3図に示すようなクロックパルス◇のロウレベ
ル(接地電圧)が印加されている為、OV(接地電圧)
にある。またFETQは導適状態であり、電源電圧+V
Dを送出するがここで従来のようなバックゲート電圧の
影響で、結合点×にはFETQ4の持つスレッショール
ド電圧yTの分低い電圧が送出される。すなわち結合点
×の電圧は十VD−VTとなる。そしてFETはのゲー
ト電極には結合点Xの電圧十VD−VTが印加され、従
ってFETQ5は不安定な導適状態となる。次にクロッ
クパルスJが/・ィレベル(電源電圧)になると、結合
点Yには電源電圧(十VD電圧)が送出され、電圧昇圧
用容量Cに電源電圧(十VD電圧)が充電され、更に上
記の十VD−VTなる電圧と結合点Yの十VD噂圧とが
重畳される。
Also, FET Q3 is cut off in this case. And since the low level (ground voltage) of the clock pulse ◇ as shown in Figure 3 is applied to the connection point Y, the OV (ground voltage)
It is in. Also, FETQ is in a conductive state, and the power supply voltage +V
D is sent out, but here, due to the influence of the back gate voltage as in the conventional case, a voltage lower by the threshold voltage yT of the FET Q4 is sent out to the node x. That is, the voltage at the node x is 10VD-VT. Then, a voltage of 1 VD-VT at the node X is applied to the gate electrode of the FET, so that the FET Q5 is in an unstable conductive state. Next, when the clock pulse J reaches the level (power supply voltage), the power supply voltage (10 VD voltage) is sent to the node Y, the voltage boosting capacitor C is charged with the power supply voltage (10 VD voltage), and then The voltage of 10VD-VT and the rumored voltage of 10VD at the connection point Y are superimposed.

すなわち結合点Yの十VD−VTなる電圧にクロツクパ
ルスJの十VD電圧分が昇圧されたことになり結合点X
には2VD−VTなる電圧が送出される。そしてFET
偽のゲート電極には結合点×の電圧2VD−VTが印加
され、バックゲート電圧の影響も無視できる電圧の為、
FETQ5は十分な導適状態を得ることができる。次に
クロックパルス◇がロウレベル(接地電圧)になると結
合点YにはOVが送出され、電圧昇圧用容量Cに充電さ
れていた十VD電圧は放電され、結合点Xの2VD−V
Tの電圧は十VD−VTなる電圧になる。
In other words, the voltage of the clock pulse J is increased by 10 VD to the voltage of 10 VD - VT at the node Y, so the voltage at the node Y is increased by 10 VD.
A voltage of 2VD-VT is sent out. and FET
A voltage of 2VD-VT at the junction point is applied to the false gate electrode, and since the influence of the back gate voltage can be ignored,
FETQ5 can obtain a sufficient conductive state. Next, when the clock pulse ◇ becomes low level (ground voltage), OV is sent to the node Y, the 10VD voltage charged in the voltage boosting capacitor C is discharged, and the 2VD-V of the node
The voltage at T becomes 10VD-VT.

そしてFETQ5のゲート電極には結合点Xの電圧、す
なわち十VD−VTが印加されまた不安定なクロツクパ
ルスマにより同様な動作を繰り返す。そして入力信号1
1がロウレベルになるとFETQ,,Q2及びQは遮断
状態となり、クロックパルス仇ま結合点Yに送出されな
い。
Then, the voltage at the node X, ie, 10VD-VT, is applied to the gate electrode of FETQ5, and the same operation is repeated due to the unstable clock pulse. and input signal 1
1 becomes low level, FETs Q, , Q2 and Q are cut off, and no clock pulses are sent to the node Y.

またFETQは導適状態となり、結合点×にはロウレベ
ルが送出され、FETQ5のゲート電極には結合点×の
Further, FETQ becomes conductive, a low level is sent to node x, and a signal at node x is sent to the gate electrode of FETQ5.

ウレベルが印加され、FETQ5は完全に遮断状態とな
り入力信号12からの信号は前記出力端子0に送出され
ない。このように、本発明による回路は、クロツクパル
ス?として入力信号11よりも短い周期でレベル変化す
るものを用い、かつ、結合点Xにロウレベルを出すとき
はトランジスタQ,,Q2を遮断状態としてクロックパ
ルス◇がコンデンサCに供給されないようにしているの
で、次のような格別な効果もある。すなわち、仮にクロ
ツクパルス?を入力信号11と同じ周期で変化させると
、クロックパルス中による結合点Yの十Voレベルへの
充電は、入力信号11が/・ィレベルの期間では一度し
か行なわれず、このため、結合点×での昇圧電圧のレベ
ルはリーク電流によって低下し、この結果、トランジス
タはをV。レベル以上で駆動できなくなる。しかも、そ
のような周期のクロツクパルス中を用いた場合には、入
力信号11がロウから/・ィレベルに反転した後にクロ
ックパルスマがロゥからハィレベルへ反転するようなタ
イミング関係をもっていないと、結合点×に昇圧電圧が
得られない。すなわち、クロツクパルスぐはもっぱらコ
ンデンサCによる昇圧動作のために使われ、このクロッ
クパルスJを用いて他の回路のタイミングを制御するこ
とが非常に困難になるし、入力信号11とパルスマとの
そのようなタイミングを作るためのタィミング回路が必
要となる。本発明では、クロツクパルス?は入力信号1
1よりも短い周期でレベル変化するため、入力信号11
がハイレベルの期間において結合点Yは複数回函圧Vo
レベルに充電される。したがって、結合点Xでの昇圧電
圧のリーク電流によるレベル低下が防止される。また、
クロックパルスマのレベル変化と入力信号11のレベル
変化を一致させる必要がないので、このパルスJを他の
回路へのタイミング制御に使い得る。入力信号がロウレ
ベルのとき、トランジスタQが導適状態となって結合点
×はロウレベルとなる。
A low level is applied, FET Q5 is completely cut off, and no signal from input signal 12 is sent to output terminal 0. In this way, the circuit according to the present invention uses a clock pulse? A signal whose level changes at a shorter cycle than the input signal 11 is used as the input signal 11, and when a low level is output to the connection point X, the transistors Q, Q2 are cut off so that the clock pulse ◇ is not supplied to the capacitor C. , it also has the following special effects: In other words, what if it's a clock pulse? When is changed at the same period as the input signal 11, charging of the node Y to the 10 Vo level during the clock pulse is performed only once during the period when the input signal 11 is at the /. The level of the boosted voltage at is reduced by leakage current, and as a result, the transistor's voltage decreases from V to V. It becomes impossible to drive above the level. Moreover, if a clock pulse with such a period is used, unless there is a timing relationship such that the clock pulse pulse is inverted from low to high level after the input signal 11 is inverted from low to /-- level, the connection point × No boosted voltage can be obtained. In other words, the clock pulse is used exclusively for boosting the voltage by the capacitor C, making it extremely difficult to use this clock pulse J to control the timing of other circuits. A timing circuit is required to create accurate timing. In the present invention, clock pulse? is input signal 1
Since the level changes in a cycle shorter than 1, the input signal 11
During the period when is at a high level, the connection point Y is
charged to the level. Therefore, the level of the boosted voltage at the node X is prevented from decreasing due to leakage current. Also,
Since it is not necessary to match the level change of the clock pulser and the level change of the input signal 11, this pulse J can be used for timing control to other circuits. When the input signal is at a low level, the transistor Q becomes conductive and the node x becomes at a low level.

このとき、本発明では、トランジスタQ,,Q2が遮断
状態となってクロツクパルスJはコンデンサCに供給さ
れない。もし、トランジスタQ,.Q2を省略すると、
クロツクバルス0はコンデンサCに供給され続け、これ
を充鰭し続ける。このため、結合点Xの電位はロウレベ
ルに固定され得ず、コンデンサCへの充電が進むにつれ
て上昇することになり、これは、トランジスタ公が導適
するという誤動作をひき起こすことになる。本発明では
、トランジスタQ,,Q2によってクロック◇はコンデ
ンサCへ供給されないので、結合線Xの電位はロウレベ
ルに保持される。次に第4図乃至第6図を参照して本発
明の第2の実施例を説明する。本実施例は液晶の表示駆
動のための4レベルのセグメント信号発生回路の駆動に
適用した例について示すものである。
At this time, in the present invention, transistors Q, , Q2 are cut off, and clock pulse J is not supplied to capacitor C. If transistors Q, . If Q2 is omitted,
Clock pulse 0 continues to be supplied to capacitor C and continues to charge it. Therefore, the potential at the node X cannot be fixed at a low level, and increases as the capacitor C is charged, which causes a malfunction in which the transistor becomes conductive. In the present invention, since the clock ◇ is not supplied to the capacitor C by the transistors Q, , Q2, the potential of the coupling line X is held at a low level. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to driving a four-level segment signal generation circuit for driving a liquid crystal display.

第4図に一般的な絶縁ゲート電界効果トランジスタによ
る4レベルを発生する相補形回路を示す。電源電圧端子
−V。。と接地電位端子GNDとの間に熱拡散又はイオ
ン注入等の方法を用いて作った直列に接続された同じ抵
抗値の抵抗R1,R2,R3が形成されている。従って
接点Bの電位は2′3Voo、又接点Cの電位1/3V
。。になる。つまり抵抗分割で設定された電位はIGF
ETQ2,,Q22,Q凶,Q熱のゲートが接続された
端子G,印こ制御信号電圧を印加することによりE、F
端子に供給される。この場合IGFETQ2,,Q2は
nチャンネルトランジスタであり、IGFETQ凶,Q
24はPチャンネルトランジスタである。
FIG. 4 shows a complementary circuit for generating four levels using a general insulated gate field effect transistor. Power supply voltage terminal -V. . Resistors R1, R2, and R3, which are connected in series and have the same resistance value, are formed using a method such as thermal diffusion or ion implantation between the terminal and the ground potential terminal GND. Therefore, the potential of contact B is 2'3Voo, and the potential of contact C is 1/3V.
. . become. In other words, the potential set by resistor division is IGF
By applying a control signal voltage to the terminals G to which the gates of ETQ2, Q22, Q-fever, and Q-heat are connected, E, F
Supplied to the terminal. In this case, IGFETQ2, ,Q2 are n-channel transistors, and IGFETQ,Q
24 is a P-channel transistor.

又nチャンネルトランジスタの基板は−VDoに、Pチ
ャンネルトランジスタの基板はGND(接地)に接続さ
れている。ここでトランジスタQ2,Q23のソースと
基板は同電位であるがIGFETQ2及びQ23のソー
スは、それぞれ基板に対しIV血/3lにバックゲート
バイアスされている。かる構成では電源電圧−Vooの
絶対値が低電力化のもとで増々低くなるとバックゲ−ト
バイアス効果によるIGFETのしきし、値変動が無視
できなくなり下記のような問題が発生する。つまりこの
回路の駆動は、一般に端子G,日の制御信号電圧が電源
−Vooと接地電位GNDの間を振幅することにより行
なわれる。
Further, the substrate of the n-channel transistor is connected to -VDo, and the substrate of the p-channel transistor is connected to GND (ground). Here, the sources of the transistors Q2 and Q23 and the substrate are at the same potential, but the sources of the IGFETs Q2 and Q23 are each back gate biased to IV/3l with respect to the substrate. In such a configuration, as the absolute value of the power supply voltage -Voo becomes lower and lower due to lower power consumption, the threshold value fluctuation of the IGFET due to the back gate bias effect cannot be ignored, and the following problem occurs. In other words, this circuit is generally driven by the control signal voltage at the terminal G, which oscillates between the power supply -Voo and the ground potential GND.

通常端子日がGNDの時ICFET2はオンし−Voo
の時Q礎がオンするがソースには抵抗分割により1/3
Voo、2/3V。。が印加されるためソース一基板間
にバックゲ−トバィアスがかかりさらにゲートーソース
間の電位が各々l2/3Voolであるために、それ等
のトランジスタのドライブ電流はバックゲートバイアス
がかからないIGFETQ2,,Q24に比べて小さい
。従ってトランジスタQ側Q23のドライブ電流を大き
くする為IGFETQ223のしきい値電圧の絶対値を
イオン注入等の方法により小さくしたり、電流駆動能力
の低下をトランジスタを大きくすることによって補なっ
ていた。しかし前者はしき値電圧が低い為、チャネル性
のりークが増大し、後者は大きな面積が必要となりチッ
プ面積を大きくする要因になるばかりか基本的回路動作
も満足出釆ない場合も生じる欠点があり低消費電力化、
高集積化に逆行するもので好ましくなかった。本実施例
においては端子○.H‘こ加えられる制御信号によって
制御されるIGFETQ22,Q23の導通制御に本発
明を適用したものであり、第5図および第6図を参照し
て詳しく説明する。第5図に示す如く、端子日に加えら
れる制御信号を規定する論理入力12はPチャンネルI
GFETQ26,Q29、nチャンネルIGFETQ幻
の各ゲートに与えられる。または論理入力12はインバ
ータGIを介してPチャンネルIGFETQ25,Q瀦
の各ゲートに与えられる。PチャンネルIGFETQ2
5のソースは電源−Vooに接続され、ドレィンに結合
点Dでドレインが接地されたPチャンネルIGFETQ
26のソースに接続される。PチャンネルIGFETQ
蟹のソースおよびドレインとnチャンネルIGFETQ
27のソースおよびドレインはそれぞれ共通に接続され
てクロツク信号J,および一電極が結合点Dに接続され
た静電容量C,の他電極に節点Cで接続されている。こ
の節点Cにはソースが電源−VD。に接続されたPチャ
ンネルトランジスタQ29のドレィンも接続されている
。上記のIGFETQ27とQ28はC MOSによる
容量C,充電のためのトランスフフゲートを構成してい
る。IGFETQ29は結合点DがGNDレベルに変化
時に出力○を充分にNDレベルにするために設けられた
ものであり、必らずしも必要ではない。結合点Dは第4
図に示したレベル駆動回路の制御端子日に接続されてい
る。第6図により動作を説明する。
Normally, when the terminal is GND, ICFET2 is turned on -Voo
When , the Q base turns on, but the source is 1/3 due to resistance
Voo, 2/3V. . is applied, there is a back gate bias between the source and the substrate, and the potential between the gate and source is 12/3 Vool, so the drive current of these transistors is lower than that of IGFETs Q2, Q24, which do not have a back gate bias. small. Therefore, in order to increase the drive current of the transistor Q side Q23, the absolute value of the threshold voltage of the IGFET Q223 is reduced by a method such as ion implantation, or the decrease in current drive ability is compensated for by increasing the size of the transistor. However, the former has a low threshold voltage, which increases channel leakage, and the latter requires a large area, which not only increases the chip area, but also has the drawback that basic circuit operation may not be satisfactory. Yes, lower power consumption,
This was not desirable as it went against the trend of higher integration. In this embodiment, the terminal ○. The present invention is applied to conduction control of IGFETs Q22 and Q23 controlled by a control signal applied to H', and will be explained in detail with reference to FIGS. 5 and 6. As shown in FIG. 5, logic input 12 defines the control signal applied to the terminal
It is applied to each gate of GFETQ26, Q29 and n-channel IGFETQ. Alternatively, the logic input 12 is applied to each gate of the P-channel IGFETQ25, Q25 through the inverter GI. P-channel IGFETQ2
The source of 5 is connected to the power supply -Voo, and the drain is grounded at the connection point D of the P-channel IGFETQ.
Connected to 26 sources. P channel IGFETQ
Crab source and drain and n-channel IGFETQ
The sources and drains of 27 are connected in common to a clock signal J, a capacitance C having one electrode connected to a node D, and the other electrode connected at a node C. The source of this node C is the power supply -VD. The drain of P-channel transistor Q29 connected to is also connected. The above-mentioned IGFETs Q27 and Q28 constitute a capacitor C by CMOS and a transfer gate for charging. The IGFET Q29 is provided to sufficiently bring the output ○ to the ND level when the connection point D changes to the GND level, and is not necessarily required. Connection point D is the fourth
It is connected to the control terminal of the level drive circuit shown in the figure. The operation will be explained with reference to FIG.

入力12が低レベル(一VDoレベル)の時は、出力節
点Dには“高’。レベル(GNDレベル)が出力され、
これがIGFETQ23のゲートに接続されIGFET
Q23は非導適状態である。入力12が“低(一Voo
)”レベルから“高(GND)”レベルに変化すると出
力Dはクロツクレベルマ,に同期しながらクロツクが“
L(一Voo)”の時“L”次に“H’’の時“Voo
−VT”そして次に“L”の時“2V血−VT”のレベ
ルが出力されそれ以後のクロツク信号◇,に対し、出力
は2Vo。一VTとV。。一Vでの電圧間を振幅するこ
とにある。このようにして得た出力○をIGFETQ2
3のゲートに端子日を介して接続するとIGFETQ2
3は、その出力電圧によってオン状態になり電源電圧(
一V。。)より絶対値において、高いゲート電圧l2V
oo−VT Iにより、より効果的に動作する。この場
合IGFETQ23のゲート電圧をIVDo−VTI分
だけ上昇させてやることができるのである。
When the input 12 is at a low level (one VDo level), a "high" level (GND level) is output to the output node D.
This is connected to the gate of IGFETQ23 and the IGFET
Q23 is in a non-conductive state. Input 12 is “low”
)” level to “high (GND)” level, the output D changes from “
“L (one Voo)” then “H” then “Voo”
-VT" and then "L", the level of "2V blood -VT" is output, and for the subsequent clock signal ◇, the output is 2Vo. The amplitude is between the voltages of 1VT and V..1V. The output ○ obtained in this way is connected to IGFETQ2.
When connected to the gate of 3 through the terminal, IGFETQ2
3 is turned on by its output voltage and the power supply voltage (
1V. . ) higher gate voltage l2V in absolute value than
oo-VT I works more effectively. In this case, the gate voltage of IGFETQ23 can be increased by IVDo-VTI.

同様にしてIGFETQ22のゲートにも接地電位より
高いレベルの電圧印加が可能である。このようにバック
ゲートバイアスがかかるトランジスタのゲート電圧を高
めてやることが、できる為IGFETのドライブ能力を
高めてやることができると同時にしきい値電圧の上昇に
対しより広範囲で対処できるものである。以上本発明に
依ればクロツクパルスリの電圧を電圧昇圧用容量Cに充
放電させ、該充放電電圧の出力により次段のIGFET
のゲート電極に印加する電圧はバックゲート電圧の影響
を無視できるようになり、十分な導適状態を得ることが
でき、その効果は多大なものである。
Similarly, a voltage higher than the ground potential can be applied to the gate of IGFETQ22. In this way, it is possible to increase the gate voltage of the transistor that is back-gate biased, thereby increasing the drive ability of the IGFET, and at the same time being able to deal with increases in threshold voltage over a wider range. . According to the present invention, the clock pulse voltage is charged and discharged to the voltage boosting capacitor C, and the output of the charging and discharging voltage is used to control the IGFET of the next stage.
The voltage applied to the gate electrode can now ignore the influence of the back gate voltage, and a sufficiently conductive state can be obtained, which has a significant effect.

また本発明に於けるクロックパルス◇の比率を変化した
り、周波数を上げて、電圧昇庄用容量Cに充放電される
周期を遠し〈やれば、次段ゲートの不安定な導適状態を
少なくし得る。
In addition, by changing the ratio of the clock pulse ◇ in the present invention or increasing the frequency, the period in which the voltage boosting capacitor C is charged and discharged is lengthened. can be reduced.

更に本発明の一実施例に於いては第2図の様なFETの
構成にしているが、チャンネル形の組み合わせを変えた
り、電源の極性を変えても実施でき得ることは言うまで
もない。
Further, in one embodiment of the present invention, the FET configuration is used as shown in FIG. 2, but it goes without saying that it can be implemented by changing the combination of channel shapes or changing the polarity of the power supply.

また論理回路としてはインバ−夕に限定されないのは勿
論のこと、論理回路の構成も任意でよい。
Further, the logic circuit is not limited to an inverter, and the structure of the logic circuit may be arbitrary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従釆のドライブ回路図、第2図は本発明の第1
の実施例を示すドライブ回路図、第3図は同実施例の動
作波形図である。 第4図は相補形絶縁ゲート電界効果トランジスタによる
液晶への信号発生回路である。第5図は第4図において
ゲート電圧G,日へを制御する本発明の第2の実施例に
よる駆動回路を示す図である。第6図は第5図の各入出
力端子電圧のタイミングチャートである。図中の符号、
Q2,Q3,Q4,Q5,Q,.,Q,3,Q2,,Q
22,Q27……nチャンネル形FET、Q,,Q,2
,Q23,Q滋,Q25,Q26,Q28・・・・・・
Pチヤンネル形FET、G,G.・・・…ィンバータ、
C,C.・・・・・・昇圧容量。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
Figure 1 is the slave drive circuit diagram, Figure 2 is the first diagram of the present invention.
FIG. 3 is a drive circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an operation waveform diagram of the embodiment. FIG. 4 shows a signal generation circuit for a liquid crystal using complementary insulated gate field effect transistors. FIG. 5 is a diagram showing a drive circuit according to a second embodiment of the present invention, which controls the gate voltage G and the gate voltage in FIG. 4. FIG. 6 is a timing chart of each input/output terminal voltage in FIG. 5. Symbols in the diagram,
Q2, Q3, Q4, Q5, Q, . ,Q,3,Q2,,Q
22, Q27...n-channel FET, Q,,Q,2
, Q23, Q Shigeru, Q25, Q26, Q28...
P channel type FET, G, G. ...Inverter,
C,C.・・・・・・Boosting capacity. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1および第2の電源端子と、出力端子と、前記第
1の電源端子および前記出力端子間に接続された第1の
電界効果トランジスタと、前記第2の電源端子および前
記出力端子間に接続された第2の電界効果トランジスタ
と、入力信号が一方の論理レベルのときは少なくとも前
記第2のトランジスタを導通状態とし入力信号が他方の
論理レベルのときは前記第1および第2のトランジスタ
を夫夫導通および遮断状態とする回路手段と、前記出力
端子に一端が接続された静電容量とを有する電圧発生回
路において、前記入力信号よりも短い周期でレベル変化
する信号電圧が供給されるクロツク端子と、前記静電容
量の他端と前記クロツク端子との間に接続され前記入力
信号が前記他方の論理レベルのときに導通状態となつて
前記信号電圧を前記静電容量に供給するスイツチ手段と
をさらに有することを特徴とする電圧発生回路。
1 between first and second power supply terminals, an output terminal, a first field effect transistor connected between the first power supply terminal and the output terminal, and the second power supply terminal and the output terminal; a connected second field effect transistor; when the input signal is at one logic level, at least the second transistor is conductive; when the input signal is at the other logic level, the first and second transistors are turned on; In a voltage generating circuit having circuit means for conducting and cutting off, and a capacitor having one end connected to the output terminal, a clock is supplied with a signal voltage whose level changes at a shorter period than the input signal. a terminal, a switch means connected between the other end of the capacitor and the clock terminal, and becomes conductive when the input signal is at the other logic level to supply the signal voltage to the capacitor. A voltage generation circuit further comprising:
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