JPS60212025A - Master-slave type level converting circuit - Google Patents

Master-slave type level converting circuit

Info

Publication number
JPS60212025A
JPS60212025A JP6796784A JP6796784A JPS60212025A JP S60212025 A JPS60212025 A JP S60212025A JP 6796784 A JP6796784 A JP 6796784A JP 6796784 A JP6796784 A JP 6796784A JP S60212025 A JPS60212025 A JP S60212025A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
level
turned
changes
output
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6796784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Heihachiro Ebihara
平八郎 海老原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd, Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP6796784A priority Critical patent/JPS60212025A/en
Publication of JPS60212025A publication Critical patent/JPS60212025A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/3562Bistable circuits of the master-slave type
    • H03K3/35625Bistable circuits of the master-slave type using complementary field-effect transistors

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize low-power, high-speed operation and a wide power supply voltage range by applying signals with different phases to the combination of master and slave level converters. CONSTITUTION:When signals phiM, phiS' are at a Vdd level, signals phiM', phiS are at a VQQ level, outputs QM, QS' are at the Vdd level and signals QM', QS are at the VSS level at the initial state, NMOSTs 11, 12, 18, 20 are turned on, NMOSTs 14, 15, 17, 21 are turned off PMOSTs 10, 19 are turned off and PMOSTs 13, 16 are turned on. When the signal phiS changes to the Vdd level and the signal phiS' changes to a VQQ level, the T16 is turned off, the T19 is turned on, the output QS rises to the Vdd level from the VSS, the T17 is turned on and the output QS' falls down from the Vdd to the VSS level. As a result, the T12 is turned off and the T15 changes to the on-state. When the signal phiM changes to the VQQ level and the phiM' changes to the Vdd level, the T10 turns on and the T13 turns off, the output QM' rises to the Vdd level, the T14 changes to the on-state, and the output QM falls down to the VSS. As a result, the T18 is turned off and the T21 changes to the on-state.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は相補型電界効果トランジスタ(以下CMO5と
略記する)により構成され、かつ異る信号レベルが混在
する回路に於いて、小振巾の信号を大振巾に変換するレ
ベル変換器に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to small amplitude circuits that are composed of complementary field effect transistors (hereinafter abbreviated as CMO5) and in which different signal levels coexist. This invention relates to a level converter that converts a signal to a large amplitude.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年CMO8回路の発展が目覚しいが、CMO8の特徴
として第1に低消費電力が挙げられる。また、第2は動
作電圧範囲が広い事である。
The development of CMO8 circuits has been remarkable in recent years, and the first feature of CMO8 is low power consumption. The second reason is that the operating voltage range is wide.

これらの理由により、電池で動作する超小型機器にはほ
とんどCMO5が採用されるが、一方これらの超小型機
器では表示装置として低電力の液晶1表示装置が使用さ
れる場合が多い。この液晶表示装置は3〜5■の駆動電
圧を必要とするため、通常回路の大部分は電池電圧(1
,5V程度)で動゛かし、液晶駆動回路は昇圧回路によ
って得た高圧電源で動かす場合が多いが、この時1.5
V系から高圧系へ信号を供給するためにレベル変換器が
必要となる。また液晶駆動に限らず、例えば電子時計に
於いては、より一層の低電力を達成するため降圧回路を
用いて電池電圧より低い電圧を作り、比較的高い周波数
で動作する部分を低電圧で動作させ、残りの部分を電池
電圧で動かす場合があり、この時も低電圧部から電池電
圧部へ信号を供給するためにレベル変換器を必要とする
。この様に使用されるレベル変換器は十分に低電力で動
作しなげればならない。
For these reasons, CMO5 is mostly adopted in micro-sized devices that operate on batteries, but low-power liquid crystal 1 display devices are often used as display devices in these micro-sized devices. Since this liquid crystal display device requires a driving voltage of 3 to 5 µm, most of the circuit usually operates at the battery voltage (1 µm).
, 5V), and the liquid crystal drive circuit is often operated with a high voltage power source obtained from a booster circuit, but in this case
A level converter is required to supply signals from the V system to the high voltage system. In addition to LCD drives, for example, in electronic watches, to achieve even lower power consumption, a step-down circuit is used to create a voltage lower than the battery voltage, and parts that operate at a relatively high frequency are operated at a low voltage. In some cases, the remaining part is driven by battery voltage, and in this case, a level converter is also required to supply a signal from the low voltage part to the battery voltage part. Level converters used in this way must be able to operate with sufficiently low power.

〔従来技術と問題点〕[Prior art and problems]

第1図(a)、第16図(b)は従来技術によるレベル
変換回路の代表的な例を示す回路図と波形図であって、
第1のPチャネ/I/MOSトランジスタ(以下PMO
8Tとする)1と第2のPMO8T2のソースは電源の
高電位側■ddに接続され、前記第1のPMO8T1の
ドレインは第1ONチヤネyuMO8)ランリスタ(以
下NMO8Tとする)3のドレインと第2のNMOS 
T 4のゲートに接続され、前記第2のPMOS T 
2のドレインは前記第2のNMOS T 4のドレイン
と前記第1ONMO8T、りのゲートに接続され、該第
1及び第2のNMOS T 6.4のソースは電源の低
電位側Vas−に接続される。前記第1及び第2のPM
O8T1.2のゲートにはVadと、Vmmよりも高い
レベル■脅。の間で動く信号φ、φが印加され、前記第
1又は第2のPMO8T[,2のドレインにVadとV
ssの間で動(出力信号を得る。この回路の動作は次の
如くである。
FIGS. 1(a) and 16(b) are circuit diagrams and waveform diagrams showing typical examples of level conversion circuits according to the prior art,
First P-channel/I/MOS transistor (hereinafter PMO
The sources of the first PMO8T1 and the second PMO8T2 are connected to the high potential side dd of the power supply, and the drain of the first PMO8T1 is connected to the drain of the first ON channel yuMO8) run lister (hereinafter referred to as NMO8T) 3 and the second PMO8T2. NMOS of
connected to the gate of the second PMOS T4;
The drain of the second NMOS T 4 is connected to the drain of the second NMOS T 4 and the gate of the first ONMO 8T, and the sources of the first and second NMOS T 6.4 are connected to the low potential side Vas- of the power supply. Ru. the first and second PMs;
The gate of O8T1.2 has Vad and a level ■ threat higher than Vmm. Signals φ, φ moving between Vad and V are applied to the drain of the first or second PMO8T[,2.
ss to obtain an output signal. The operation of this circuit is as follows.

介入力信号φがvddレベル、従ってφがvQQレベル
とすると、前記第1のPMO8T1はオフであり、前記
第2ΩPMO8T2はオンである。第1及び第2のl)
 M OS T 1.2のドレインを、それぞれA、B
とすると点Aの電位は■■、点Bの電位はVddとなっ
て層り、従って前記第10 NMO8T3はオンであり
、前記第2のNMO8T4はオフである。この状態では
Vadと■畠s間には電流経路はなく電力は消費されな
い゛。
When the intervention force signal φ is at the vdd level, and therefore φ is at the vQQ level, the first PMO 8T1 is off and the second Ω PMO 8T2 is on. 1st and 2nd l)
Connect the drains of M OS T 1.2 to A and B, respectively.
Then, the potential at point A is XX, and the potential at point B is Vdd, so that the tenth NMO8T3 is on and the second NMO8T4 is off. In this state, there is no current path between Vad and Hatake s, and no power is consumed.

次に信号φがVadからVQQレベルに、従って信号φ
がVQQから■ddレベルに変化したとする。前記第2
のPMO8T2はオフになるが、前記点Bには浮遊容量
が存在するため点Bの電位はVadに維持され、従って
前記第1ONMO8T3はオンのままである。従ってオ
フからオンに転じた前記第1のPMO8T1と、やはり
オン状態にある前記第1のNMO8T5との競合となり
、前記第1のPMO8T10オン抵抗が前記第1ONM
O8T6のオン抵抗より十分小さければ前記点Aの電位
はvddに向い、従って前゛記第2ONMO8T4はオ
ンとなり前記点BはVanレベルとなり、前記第1のN
MO8T3はオフとなり前記点Aは完全にvddレベル
となって反転動作が完了する。
Next, the signal φ changes from Vad to the VQQ level, and therefore the signal φ
Suppose that the level changes from VQQ to ■dd level. Said second
The PMO 8T2 is turned off, but since there is a stray capacitance at the point B, the potential at the point B is maintained at Vad, and therefore the first ONMO 8T3 remains on. Therefore, the first PMO8T1, which has turned from off to on, competes with the first NMO8T5, which is also in the on state, and the on-resistance of the first PMO8T10 increases
If it is sufficiently smaller than the on-resistance of O8T6, the potential of the point A will go to vdd, so the second ONMO8T4 will be turned on, the point B will be at the Van level, and the first N
MO8T3 is turned off and the point A becomes completely at the vdd level, completing the inversion operation.

上記の動作説明で明かな如く、反転動作時は共にオン状
態にあるPMO8TとNMO8Tの競合状態があり、こ
の時に両者のドレインに現れる分圧電圧が十分大きくな
いと反転動作が行われなかったり、反転動作完了までに
多大の時間を要したり、消費電力が増大したりする。従
って前記競合状態に於いて、PMO8Tのオン抵抗がN
MO3Tのオン抵抗よりも十分小さくなる様に設計する
必要がある。しかるにPMO8Tを駆動する信号の振巾
は小さく:、NMO8Tを駆動する信号振巾は大である
から、MO8Tのオン抵抗がゲートソース間電圧からス
レッショルド電圧を引いて2乗した値に反比例する事を
考えれば、PMO8Tの方はチャネル巾を十分に大きく
してgmを大とし、NMO8Tの方はチャネル長さを十
分に長くしてgmを小とする様に設計しなければならな
い。
As is clear from the above explanation of the operation, there is a competition between PMO8T and NMO8T, both of which are in the on state, during the inversion operation, and if the divided voltage appearing at the drains of both at this time is not large enough, the inversion operation will not be performed. It takes a long time to complete the inversion operation, and power consumption increases. Therefore, in the competitive state, the on-resistance of PMO8T is N
It is necessary to design the on-resistance to be sufficiently smaller than the on-resistance of MO3T. However, the amplitude of the signal that drives PMO8T is small, and the amplitude of the signal that drives NMO8T is large, so the on-resistance of MO8T is inversely proportional to the square of the gate-source voltage minus the threshold voltage. If you think about it, PMO8T must be designed to have a sufficiently large channel width and gm, and NMO8T must be designed so that the channel length is sufficiently long and gm is small.

ここで生ずる問題点は4つ考えられる。1つには上記の
設計はPMO8,I’JMO8T共にサイズが大きくな
る方向であり、従って他の論理回路部分とのレイアウト
上の整合性が悪くなると同時に、多数個の使用はチップ
サイズにも影響を与える。
There are four possible problems that arise here. For one thing, the above design tends to increase the size of both PMO8 and I'JMO8T, which results in poor layout consistency with other logic circuit parts, and at the same time, the use of a large number of them also affects the chip size. give.

第2はPMO8Tのサイズが大きくなる事により、その
入力容量も増大する。それ故PMO8Tを駆動するトラ
ンジスタのサイズも太きくしないと遅延時間が長くなり
、高速性が失われると同時に輛費電力が増大する。また
PMO8Tの入力容量の増大は、この入力容量を充放電
するための電力の増大を引き起こし、これは信号周期が
早い場合問題となる。
Second, as the size of PMO8T increases, its input capacity also increases. Therefore, unless the size of the transistor that drives the PMO8T is increased, the delay time will increase, the high speed will be lost, and the power consumption will increase. Furthermore, an increase in the input capacitance of PMO8T causes an increase in the power required to charge and discharge this input capacitance, which becomes a problem when the signal cycle is fast.

次にNMO8Tのサイズを増大させれば、やは 〔り入
力容量が増大する事になり、電力が増大する方向となる
。またこの入力容量は第1図の点A及び点Bに下る事に
なり、出力遅延の原因となる。
Next, if the size of NMO8T is increased, the input capacity will also increase, which will lead to an increase in power. Moreover, this input capacitance will drop to points A and B in FIG. 1, causing an output delay.

特に点A及びBが立下る時はオン抵抗の高いNMO8T
を介しての放電となるため、立下り時間が極端に悪くな
り高速性が望めない。第4に本質的にPMO8TとNM
O8Tの競合状態が存在するから、反転時には必ず直流
的な)くスが出来、過度的に電流が流れる事が必然であ
る。
Especially when points A and B fall, NMO8T has a high on-resistance.
Since the discharge occurs through the , the fall time becomes extremely poor and high speed performance cannot be expected. Fourth, essentially PMO8T and NM
Since there is a competition state of O8T, it is inevitable that a direct current (DC) current will occur during reversal, and a transient current will flow.

従って第1図の回路の設計に当っては上記の項につき検
討した上で最適な設計を行わねばならないが、低電力、
高速性の全てを満す事は困難である。また定められた条
件の場合について最適な設計を行なっても使用条件が変
化すれば全く意味がなくなる。例えばV@(1,Vss
がある条件の時最適動作が保障されても■■が変化すれ
ば動作の保証はなくなる。逆に広い動作電圧での動作を
保証しようとすれば恐ら(他の性能を大巾に落さざるを
得なくなる。
Therefore, when designing the circuit shown in Figure 1, the optimal design must be carried out after considering the above items.
It is difficult to satisfy all requirements for high speed. Furthermore, even if an optimal design is made for a given set of conditions, it will be completely meaningless if the usage conditions change. For example, V@(1, Vss
Even if optimal operation is guaranteed under certain conditions, if ■■ changes, the operation is no longer guaranteed. On the other hand, if we try to guarantee operation over a wide range of operating voltages, we will probably have to significantly degrade other performance.

発明の目的〕 上記の如〈従来技術には極めて多くの欠点があり、限ら
れた条件の下で限られた性能で使用するしかなかった。
OBJECT OF THE INVENTION As mentioned above, the prior art has many drawbacks and has had to be used under limited conditions and with limited performance.

本発明の目的は、従来技術の欠点を解消し低電力、高速
動作、広い電源電圧範囲と言5CMO8本来の特性を十
分に生かしたレベル変換器を提供する事にある。
An object of the present invention is to provide a level converter that eliminates the drawbacks of the prior art and makes full use of the inherent characteristics of 5CMO8, such as low power consumption, high-speed operation, and a wide power supply voltage range.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明の構成はマスクとスレーブのレベル変換器の組合
せに位相の異る信号を印加する様になっている。
The configuration of the present invention is such that signals having different phases are applied to the combination of the mask and slave level converters.

〔発明の実施例〕 以下、図面に基づいて詳細に説明する。[Embodiments of the invention] A detailed description will be given below based on the drawings.

第2図は本発明の一実施例の回路図であって、第1のP
MO8T10のソースは■ddに接続され、ドレインは
第1のNMO8T11のドレインと第3ONMO3T1
4のゲートと第8ONMOS T21のゲートに接続さ
れる。前記第1のNMO8T11のソースは第2のNM
O8T12のドレインに接続され、該第2のNMO8T
12のゲートは第3のPMO8T 16のドレインと第
5ONMO8T17のドレインと第7のNMO8T20
のゲートに接続される。前記第5のNMO8T17のソ
ースは第6図のNMO8T 。
FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, in which the first P
The source of MO8T10 is connected to ■dd, and the drain is connected to the drain of the first NMO8T11 and the third ONMO3T1.
It is connected to the gate of No. 4 and the gate of No. 8 ONMOS T21. The source of the first NMO8T11 is the second NM
connected to the drain of O8T12, and the second NMO8T
The gate of No. 12 is the third PMO8T, the drain of No. 16, the drain of No. 5 ONMO8T17, and the drain of No. 7 NMO8T20.
connected to the gate. The source of the fifth NMO8T17 is the NMO8T shown in FIG.

18のドレインに接続される。該第6図のNMO8T1
8のゲートは第2のPMO8T13のドレインと前記第
1ONMO8T11のゲートと第3のNMO8T14の
ドレインに接続される。
Connected to the drain of 18. NMO8T1 in FIG.
The gate of No. 8 is connected to the drain of the second PMO8T13, the gate of the first ONMO8T11, and the drain of the third NMO8T14.

該第3のNMO8T14のシースは第4ONMO8T 
15のドレインに接続され、該第4ONMO8T15の
ゲートは第4の−PMO8T19のドレインと前記第5
のNMO8T17のゲートと前記第7のNMO8T20
のドレインに接続され、該第7のNMO8T20のソー
スは前記第8のNMO8T21のドレインに接続される
。前記第2、第3、第4のPMO8T13.16.19
のソースは■ddに接続され、前記第2、第4、第6−
;第8のNMO8T12.15.18.21のソースは
Vssに接続される。前記第1のPMO,5T10、第
2のPMO8T13、第3のPMO8T16、第4のP
MUSTM9のゲートにはそれぞれ入力信号φ0、φつ
、φ8、φ8が印加される。
The sheath of the third NMO8T14 is the fourth ONMO8T
15, and the gate of the fourth ONMO8T15 is connected to the drain of the fourth -PMO8T19 and the fifth ONMO8T19.
The gate of the NMO8T17 and the seventh NMO8T20
The source of the seventh NMO8T20 is connected to the drain of the eighth NMO8T21. Said second, third and fourth PMO8T13.16.19
The source of is connected to ■dd, and the second, fourth, sixth -
; the source of the eighth NMO8T12.15.18.21 is connected to Vss. The first PMO, 5T10, the second PMO8T13, the third PMO8T16, the fourth PMO
Input signals φ0, φ8, φ8, and φ8 are applied to the gate of MUSTM9, respectively.

なお上記の各トランジスタの基板の接続は特に指定しな
いが、PMO8Tの場合はVdaに、NMO8Tの場合
はVlに接続するのが一般的である。
Note that the connection of the substrates of each of the above transistors is not particularly specified, but in the case of PMO8T, it is generally connected to Vda, and in the case of NMO8T, it is connected to Vl.

第3図は第2図に示した実施例の動作を示す波はVdd
とVQQの間で振れる信号であり、φ8及び石はそれぞ
れφつ及び7τより180°位相が遅れている。特別な
場合を除きほとんどの回路に於いてVQQレベルで動作
する部分にはフリップフロップの存在が認められ、かつ
CMOSフリップフロップはほとんどがマスタスレイプ
型であるから上記関係の信号を得る事は容易である。
FIG. 3 shows the operation of the embodiment shown in FIG. 2. The wave is Vdd.
and VQQ, and the phase of φ8 and stone is 180° behind that of φ and 7τ, respectively. Except in special cases, flip-flops are recognized to exist in parts that operate at VQQ level in most circuits, and most CMOS flip-flops are master-srap type, so it is easy to obtain signals related to the above. be.

第3図によって第2図の回路の動作を説明すると、先ず
初期状態に於いて前記信号φ0、φ8が■ddレベル、
77、φ6がVQQレベル、また出力Q M s Qs
 カVddL/へ#、Q M s Q m カVss 
レベルにあるものとする。この状態に於いて前記第1、
第2、第6、第7のNMO8T11.12.18.20
はオン状態であり、前記第3、第4、第5、第8のNM
O8T14.15.17.21はオフである。また前記
第1、第4のPMO8j10.19はオフであり、前記
第2、第3のPMO8T13.16はオンである。ここ
で前記信号φ8がVQQレベルから■ddレベルに、ま
た前記信号φ8カVda V4 pvからV。レベルに
変ったとすると、前記第3のPMO8T16はオフにな
り、前記第4のPMO8T19はオンになる。この時、
前記第8ONMO8T21はオフ状態にあるため、前記
出力Q、は急速にVsaから■ddレベルに立上る。
To explain the operation of the circuit shown in FIG. 2 with reference to FIG. 3, first, in the initial state, the signals φ0 and φ8 are at the ■dd level,
77, φ6 is VQQ level, and output Q M s Qs
Power VddL/to #, Q M s Q m Power Vss
level. In this state, the first
2nd, 6th, 7th NMO8T11.12.18.20
are in the on state, and the third, fourth, fifth, and eighth NMs
O8T14.15.17.21 is off. Further, the first and fourth PMO8j10.19 are off, and the second and third PMO8T13.16 are on. Here, the signal φ8 changes from the VQQ level to the ■dd level, and the signal φ8 changes from Vda V4 pv to V. If the level changes, the third PMO8T16 will be turned off and the fourth PMO8T19 will be turned on. At this time,
Since the eighth ONMO 8T21 is in the off state, the output Q rapidly rises from Vsa to the dd level.

すると前記第5のNMO3T17がオンとなり、また前
記第6のNMO8T18はオン状態のままであるから前
記出力Qllは急速にVaaからVssレベルに立下る
。この結果、前記第2ONMO8T12はオフに、前記
第4のNMO8T15はオンに変化する。この時、前記
信号Q、はフローティング状態となるが、浮遊容量によ
るメモリ効果によりVsm状態が維持される。前記出力
QMは問題な(Va、iレベルのままである。
Then, the fifth NMO3T17 turns on, and the sixth NMO8T18 remains on, so the output Qll rapidly falls from Vaa to the Vss level. As a result, the second ONMO8T12 turns off and the fourth NMO8T15 turns on. At this time, the signal Q is in a floating state, but the Vsm state is maintained due to the memory effect due to the stray capacitance. The output QM remains at the problematic (Va,i level).

次に前記信号φヨがVdaからVQQレベルに1、Gが
VIIQから■ddレベルに変化すると、前記第1のP
MOSTloはオフからオンに、前記第2のPMO8T
I6はオンからオフに転する。この時、前記第2ONM
O8T12はオフ状態にあるから前記出力Qあは急速に
■ddレベルに立上り、従って前記第3ONMO8T1
4はオンに転する。
Next, when the signal φyo changes from Vda to VQQ level and G changes from VIIQ to ■dd level, the first P
MOSTlo from off to on, said second PMO8T
I6 turns from on to off. At this time, the second ONM
Since O8T12 is in the off state, the output Qa quickly rises to the ■dd level, and therefore the third ONMO8T1
4 turns on.

この時、前記第4ONMO8T15はオン状態にあるか
ら前記出力Q、は急速にVgaに立下る。この結果、前
記第6ONMO8T13はオンからオフに、前記第8O
NMO8T21はオフからオンに転する。この時、前記
出力端Qllはフローティング状態となるがQ、に下る
浮遊容量によるメモリ効果によりVsiレベルが維持さ
れる。以後、同様の動作が繰返され信号φ口がVdaか
らVQQに立下った時点で出力Q、がVddからVas
に、Q、がVssからVdaに変化し、次に前記信号φ
ヨがVQQからVdaに立上った時点で前記出力、QM
がVasからVda K Q MがVdaからVanに
変化して初期状態に戻る。
At this time, since the fourth ONMO 8T15 is in the on state, the output Q rapidly falls to Vga. As a result, the sixth ONMO8T13 changes from on to off.
NMO8T21 turns from off to on. At this time, the output terminal Qll becomes a floating state, but the Vsi level is maintained due to the memory effect due to the stray capacitance that falls on Qll. Thereafter, the same operation is repeated, and when the signal φ falls from Vda to VQQ, the output Q changes from Vdd to Vas.
, Q changes from Vss to Vda, and then the signal φ
When YO rises from VQQ to Vda, the output, QM
changes from Vas to Vda, K Q M changes from Vda to Van, and returns to the initial state.

上記の説明で明かな如く、どの時点に於ても競合状態が
なく、従って各トランジスタのサイズな通常のものと大
巾に違える必要はない。それ故各部に下る浮遊容量も十
分に小さく、高速動作が保障されると同時に十分な低電
力も保証される。また競合状態がないからVQQと■■
の関係は大巾な自由度が得られ、使用電圧範囲に限定が
なくなる。
As is clear from the above description, there is no contention condition at any point, so there is no need for the size of each transistor to be significantly different from normal ones. Therefore, the stray capacitance in each part is sufficiently small, ensuring high-speed operation and at the same time ensuring sufficiently low power. Also, since there is no race condition, VQQ and ■■
The relationship provides a wide degree of freedom, and there are no limitations on the voltage range that can be used.

第2図の回路は比較的周期の速い入力信号に対しては十
分に使用出来るが、入力信号周期が遅くなりだ場合、浮
遊容量によるメモリ効果の限界を越えてしまう恐れがあ
る。勿論大きな容量を各出力端に追加しても良いが、よ
り積極的な方法も考えられる。上記メモリ効果の失効は
次の理由によるものである。
Although the circuit shown in FIG. 2 can be used satisfactorily for input signals having a relatively fast period, if the input signal period becomes slow, there is a risk that the limit of the memory effect due to stray capacitance will be exceeded. Of course, a large capacitor may be added to each output terminal, but a more aggressive method is also possible. The invalidation of the memory effect described above is due to the following reason.

例えば第3図の初期状態に於ては前記メモリ効果によっ
゛て電位が維持されているのは出力Q8である。即ち前
記第4のPMO8T19は前記入力信号φ8が■ddレ
ベルのためオフである。また前記第7ONMO8T20
は前記出力Q、が■ddレベルにあるためオンとなって
いるが、前記第8ONMO8T21は前記出力Q、が■
Iレベルのた、めオフとなって居り、従って出力Q、は
容量のメモリ効果によってVlll+に維持されている
事になる。
For example, in the initial state of FIG. 3, it is the output Q8 whose potential is maintained due to the memory effect. That is, the fourth PMO8T19 is off because the input signal φ8 is at the ■dd level. Also, the 7th ONMO8T20
is on because the output Q is at the ■dd level, but the eighth ONMO8T21 is turned on because the output Q is at the ■dd level.
It is turned off because of the I level, so the output Q is maintained at Vllll+ due to the memory effect of the capacitance.

一方、半導体にはリーケージが存在し、またMO8Tに
は所謂テール現象と称する指数電流領域等があるため、
メモリ容量の電荷が時間とともに変化する。
On the other hand, since leakage exists in semiconductors, and MO8T has an exponential current region called the so-called tail phenomenon,
The charge on the memory capacitor changes over time.

本実施例の場合、問題となる■ddからの電流の流込み
であって、これによりVsiレベルであるべき電位が■
dd方向に上昇してしまう事である。この電流の大きさ
は極めて小さくピコアンペアから数ナノアンペア程度で
ある。そこでこの電流を相殺する電流路を設ければ良い
In the case of this embodiment, the problem is the inflow of current from ■dd, which causes the potential that should be at the Vsi level to become
The problem is that it rises in the dd direction. The magnitude of this current is extremely small, ranging from picoamperes to several nanoamperes. Therefore, it is sufficient to provide a current path to offset this current.

第4図(a)、第4図(b)はそれぞれ上記の点を改良
した実施例の回路図であって、簡単のため出力Q、につ
いてのみ図示しているが、他の出力端についても同様の
手段が設けられる。第4図(a)は最も単純な場合であ
って、出力端とViaO間に大きな(しかしリーケージ
に打勝つ程度の)抵抗成分61を挿入する。この場合に
は出力端が■ddレベルの時にも該抵抗成分31に電流
が流れるため、極めてわずかではあるが消費電流の増加
となる。そこで第4図(b)はこの点を改善した実施例
であって、NMo8T20とNMo8T21の接続点と
Vsaとの間に抵抗成分62を挿入する。この様にすれ
ば出力Qllが■ddレベルの時は前記出力Q8はVg
sレベルのため、NMOS T20はオフ状態となり、
無駄電流が流れなくなる。
FIGS. 4(a) and 4(b) are circuit diagrams of embodiments in which the above points are improved, and only the output Q is shown for simplicity, but other output terminals are also shown. Similar means are provided. FIG. 4(a) shows the simplest case, in which a large resistance component 61 (but sufficient to overcome leakage) is inserted between the output terminal and ViaO. In this case, current flows through the resistor component 31 even when the output terminal is at the dd level, resulting in an extremely small increase in current consumption. Therefore, FIG. 4(b) shows an embodiment that improves this point, and a resistance component 62 is inserted between the connection point of NMo8T20 and NMo8T21 and Vsa. In this way, when the output Qll is at the ■dd level, the output Q8 will be at Vg.
Because of the s level, NMOS T20 is in the off state,
Wasted current will no longer flow.

第5図は第4図と異なる改良をした本発明の実施例であ
って、第4図の実施例に於ては大きな抵抗成分が4個必
要であったが、これを2個に削減したものである。前記
PMO8T19、 。
Figure 5 shows an embodiment of the present invention that is different from Figure 4 in that it requires four large resistance components, but this has been reduced to two. It is something. Said PMO8T19.

NMo5T21が共にオフの時は、NMOS T18が
オン状態にあるため出力Q8はNMOS T20、抵抗
成分33、NMo5T18を介してVssに固定される
。逆に前記PMO8T16、NMo8T18が共K 、
t 7 (1’) 時ハtm 記N M OS T21
がオンとなるから、出力Q8はオン状態にあるNMo8
T17.21と前記抵抗成分36を介してViaに固定
される。同様の手段をマスク側にも設ければ良い。
When both NMo5T21 are off, NMOS T18 is on, so the output Q8 is fixed to Vss via NMOS T20, the resistance component 33, and NMo5T18. On the contrary, the PMO8T16 and NMo8T18 are both K,
t 7 (1') Time Hatm Note N M OS T21
is turned on, so the output Q8 is in the on state NMo8
It is fixed to Via via T17.21 and the resistance component 36. Similar means may also be provided on the mask side.

第6図は第4図、第5図と異なる改良をしだ高抵抗成分
の実施例の回路図であり、カレントミラー回路41の出
力によりNMOS T 42.46を高抵抗成分として
用いる事が出来る。
FIG. 6 is a circuit diagram of an embodiment of a high resistance component that has been improved differently from FIGS. .

次に異る2つ以上の信号をレベル変換する必要がある場
合、条件によっては周期の遅い信号に対しては回路を省
略出来る事がある。例えば第7図に示す波形図の2つの
信号φ1とφ2をレベル変換する場合、信号φ1を第2
図に示すマスタスレイプ型レベル変換回路でレベル変換
すると第7図に示すQMI SQMI、Q、□、Q、□
が得られる。
Next, when it is necessary to convert the levels of two or more different signals, depending on the conditions, it may be possible to omit the circuit for signals with a slow period. For example, when level converting the two signals φ1 and φ2 in the waveform diagram shown in FIG.
When the level is converted by the master rape type level conversion circuit shown in the figure, the QMI shown in Fig. 7 is SQMI, Q, □, Q, □.
is obtained.

令弟4図〜第6図と異なる改良をした第8図の回路に於
て、入力端子CKQssを、入力端子りにQsoを印加
すると、前記信号φ2が立下る時はNMo8T51がオ
フとなり、出力Q□(図示せず)は競合状態となる事な
く急速に立上り、このfNMosTs2はオン状態であ
るから出力Qヨ。
In the circuit shown in Fig. 8, which has been improved differently from the younger brother Figs. Q□ (not shown) rises rapidly without entering into a contention state, and since this fNMosTs2 is in the on state, the output Q yo.

は急速に立下る。前記信号φ2が立上る時は逆゛に前記
NMO8T51はオンであり、前記NMO8T52はオ
フであるため出力QM2は急速に立上る。出力QM2、
Q+Bは前記信号Qll、QHがVsaレベルになる度
にフローティング状態が生ずるが、この点については前
述した通りであって、必要があれば第4図〜第6図の実
施を行えば良い。
falls rapidly. Conversely, when the signal φ2 rises, the NMO8T51 is on and the NMO8T52 is off, so the output QM2 rises rapidly. Output QM2,
Q+B is brought into a floating state every time the signals Qll and QH reach the Vsa level, but this point is as described above, and if necessary, the steps shown in FIGS. 4 to 6 may be carried out.

また前記信号φ、とφ2の間に破線で示した様に十分な
遅延がある場合には前記入力端CK QMIを、D K
 QMIを印加しても良い。
Further, if there is a sufficient delay between the signals φ and φ2 as shown by the broken line, the input terminals CK QMI and DK
QMI may also be applied.

なお第9図は第2図の実施例の変形例であり、本実施例
においては、第1、第2、第3、第4のPMO8T1Q
、16.16.19と並列にPMO8T61.62.6
6.64が接続されており、これらのPMO8T61.
62.66.64のゲート側は、それぞれPMO8T1
3.10.19.16のドレイン側と図示の如く接続さ
れている。
Note that FIG. 9 is a modification of the embodiment shown in FIG. 2, and in this embodiment, the first, second, third, and fourth PMO8T1Q
, PMO8T61.62.6 in parallel with 16.16.19
6.64 are connected, and these PMO8T61.
The gate sides of 62, 66, and 64 are PMO8T1, respectively.
It is connected to the drain side of 3.10.19.16 as shown.

発明の効果〕 以上の説明で明らかな如く、本発明によれば低電力性、
高速性、整合性、電源圧特性などの全ての面で従来技術
では得られなかった高い性能を得る事が出来、その実施
効果は極めて大である。
Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, low power consumption,
It is possible to obtain high performance in all aspects such as high speed, consistency, and power supply voltage characteristics that could not be obtained with conventional technology, and the implementation effect is extremely large.

なお上記説明中、V@(1、Vssの記号を用いたが、
例えばveoが電池電圧であってvlが昇圧電圧の場合
もある事を明記しておく。更に上記説明に於ては電源の
高電位側を基準として説明したが、電源の低電位側を基
準とする場合にはPMO8TとNMOSTを入れ替え【
電源関係を逆にすれば良い事は明白である。また第3図
に於てφヨ、φつとφ8、φSは必ずしも180”の位
相でなくても良い事も明らかである。
In the above explanation, the symbols V@(1, Vss) were used, but
For example, it should be noted that veo may be the battery voltage and vl may be the boosted voltage. Furthermore, in the above explanation, the high potential side of the power supply is used as a reference, but if the low potential side of the power supply is used as a reference, PMO8T and NMOST should be replaced [
It is obvious that it would be better to reverse the power supply relationship. It is also clear from FIG. 3 that φY, φ1, φ8, and φS do not necessarily have to have a phase of 180''.

”4、図面の簡単な説明 第1図(a)、第1図(b)は従来技術を示す回路図と
波形図、第2図は本発明の実施例を示す回路図、第3図
は第2図に示す一回路の動作波形図、第4図(a)、第
4図(b)、第5図、第6図、第8図はそれぞれ第2図
の実施例に更に改良をした回路図、第7図は第8図の波
形図、第9図は、第2図の変形例による本発明の実施例
を示す回路図である。
4. Brief explanation of the drawings Figures 1(a) and 1(b) are circuit diagrams and waveform diagrams showing the prior art, Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a circuit diagram showing the prior art. The operating waveform diagram of one circuit shown in Fig. 2, Fig. 4 (a), Fig. 4 (b), Fig. 5, Fig. 6, and Fig. 8 are each further improved versions of the embodiment shown in Fig. 2. 7 is a waveform diagram of FIG. 8, and FIG. 9 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention according to a modification of FIG. 2.

第2図 第3図 第6図 第8図 第7図Figure 2 Figure 3 Figure 6 Figure 8 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第1の壓の4つのMO8T、Pl、P2、P6、P4と
第2の型の8つのMO8T、N1、N2、N6、N4、
N5、N6、NZ、N8を有し、前記MO8T(Pl)
及び(N1)のドレイン及び前記MO8T(N3)及び
(N8)のゲートを接続する手段と、前記MO8T(P
2)及び(N5)のドレイン及び前記MO8T(N1)
及び(N6)のゲートを接続する手段と、前記 。 MO3T(P3.>及び(N4)のドレイン及び前記M
O5T(N2)及び(N7)のゲートを接続する手段と
、前記MO8T (P4 )及び(N7)のドレイン及
び前記MO8T(N5)及び(N4)のゲートを接続す
る手段と、前記MO8T(Ni)のソース及び(N2)
のドレインを接続する手段と、前記MO8T(N3)の
ソース及び(N4)のドレインを接続する手段と、前記
MO8T(N5)のソース及び(N6)のドレインを接
続する手段と、前記MO8T(N7)のソース及び(N
8)のドレインを接続する手段と、前記MO8T(Pl
)、(P2)、(P6)、(P4)のソースを第1の電
源線に接続する手段と、前記MO8T(N2)、(N4
)、(N6)、(N8)のソースを第2の電源線に接続
する手段を有し、前記MO8T(Pl)、(P2)、(
P6)、(P4)の各々のゲートに第1の電源線レベル
と第3の電源線のレベルを有する入力信号を印加し、前
記MO8T(Pl)、(P2)、(P3)、(P4)の
ドレインに前記第1の電源線レベルと前記第2の電源線
レベルを有する出力信号を得る如く構成した事を特徴と
するマスタスレイプ型レベル変換回路。
[Claims] Four MO8Ts of the first type, Pl, P2, P6, P4 and eight MO8Ts of the second type, N1, N2, N6, N4,
N5, N6, NZ, N8, and the MO8T(Pl)
and means for connecting the drains of the MO8Ts (N1) and the gates of the MO8Ts (N3) and (N8);
2) and the drain of (N5) and the MO8T (N1)
and means for connecting the gates of (N6); The drain of MO3T (P3.> and (N4) and the M
means for connecting the gates of the MO8Ts (N2) and (N7); means for connecting the drains of the MO8Ts (P4) and (N7); and the gates of the MO8Ts (N5) and (N4); source and (N2)
means for connecting the drain of the MO8T (N3) and the drain of the MO8T (N4); means for connecting the source of the MO8T (N5) and the drain of the MO8T (N6); ) source and (N
8) and means for connecting the drain of the MO8T (Pl
), (P2), (P6), (P4) to the first power supply line;
), (N6), (N8) to the second power supply line, and the MO8T(Pl), (P2), (
An input signal having the level of the first power line and the level of the third power line is applied to the gates of each of the MO8Ts (Pl), (P2), (P3), (P4). 1. A master rape type level conversion circuit configured to obtain an output signal having the first power supply line level and the second power supply line level at the drain of the master rape type level conversion circuit.
JP6796784A 1984-04-05 1984-04-05 Master-slave type level converting circuit Pending JPS60212025A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6796784A JPS60212025A (en) 1984-04-05 1984-04-05 Master-slave type level converting circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6796784A JPS60212025A (en) 1984-04-05 1984-04-05 Master-slave type level converting circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60212025A true JPS60212025A (en) 1985-10-24

Family

ID=13360249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6796784A Pending JPS60212025A (en) 1984-04-05 1984-04-05 Master-slave type level converting circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60212025A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7385440B2 (en) Bootstrapped switch for sampling inputs with a signal range greater than supply voltage
TWI439051B (en) Level converting flip-flop and method of operating the same
US7061299B2 (en) Bidirectional level shifter
JP6423957B2 (en) Gate electrode drive circuit based on IGZO manufacturing process
KR101944640B1 (en) Gate electrode drive circuit based on igzo process
US11120718B2 (en) Shift register unit, driving method thereof, gate driving circuit and display device
US6885723B2 (en) Shift-register circuit
EP2965425B1 (en) Voltage level shifter with a low-latency voltage boost circuit
US5896044A (en) Universal logic level shifting circuit and method
JP3512763B2 (en) Single-ended high voltage level shifter used for gate driver of thin film transistor liquid crystal display
JP3230655B2 (en) Dynamic latch circuit and flip-flop circuit
US7471122B2 (en) Shift register
JP3070373B2 (en) Level shifter circuit
JP3179350B2 (en) Level shift circuit
JP2001244804A (en) Level converter circuit
JPH1117520A (en) Level shifter circuit
JPS60217729A (en) Preloading circuit of logic data transmission bus
JPS60212025A (en) Master-slave type level converting circuit
US20030034830A1 (en) Low leakage sleep mode for dynamic circuits
JP2001068991A (en) Level shift circuit
JP2001111412A (en) Input signal level conversion circuit and liquid crystal display device
JPS60217723A (en) Level converting circuit
JP2009260615A (en) Level conversion circuit and image display device
TW200935390A (en) Driving circuits in electronic device
JPH04175010A (en) Output buffer circuit