JPS6051322A - Cmos voltage converting circuit - Google Patents
Cmos voltage converting circuitInfo
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- JPS6051322A JPS6051322A JP58159261A JP15926183A JPS6051322A JP S6051322 A JPS6051322 A JP S6051322A JP 58159261 A JP58159261 A JP 58159261A JP 15926183 A JP15926183 A JP 15926183A JP S6051322 A JPS6051322 A JP S6051322A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、CMOS(相補型絶縁ゲート型半導体装置)
回路に係り、特に低電圧電源系回路ど高電圧電源系回路
との間で信号電圧の変換を行なうだめのCMOS電圧変
換回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a CMOS (complementary insulated gate semiconductor device)
The present invention relates to circuits, and particularly to a CMOS voltage conversion circuit for converting signal voltages between low voltage power supply circuits and high voltage power supply circuits.
この種の従来のCMOS電圧変換回路は、第1図に示す
ように構成されていた。即ち、v量は低電圧電源vcc
(たとえば+5V)系の回路からの入力電圧であって、
その変化範囲はOv〜+5vである。T1はNチャンネ
ルMOS−FET(電界効果トランジスタ、以下単にト
ランジスタと言う)であり、そのゲートに前記入力電圧
viが入力し、ソースは接地され、ドレインはPチャン
ネルMO8)ランジスタT、のドレインに接続される。This type of conventional CMOS voltage conversion circuit was constructed as shown in FIG. That is, the amount of v is the low voltage power supply vcc
(For example, +5V) input voltage from a system circuit,
Its variation range is Ov to +5v. T1 is an N-channel MOS-FET (field effect transistor, hereinafter simply referred to as a transistor), the input voltage vi is input to its gate, its source is grounded, and its drain is connected to the drain of a P-channel MO8 transistor T. be done.
このPチャンネルトランジスタT、のゲートは接地され
、ソースは高電圧電源Vpp (たとえば+−20V
)に接続されている。The gate of this P-channel transistor T is grounded, and the source is a high voltage power supply Vpp (for example, +-20V
)It is connected to the.
而して、入力電圧VtがOvのときには、駆動用のトラ
ンジスタTIがオフになり、そのドレインには負荷用の
トランジスタT、を通じて■pp電源電圧が現われる。Thus, when the input voltage Vt is Ov, the driving transistor TI is turned off, and the pp power supply voltage appears at its drain through the load transistor T.
これに対して、入力電圧Vtが+5■のときには、駆動
用のトランジスタT1はオンになり、そのドレインの電
圧はOVになる。On the other hand, when the input voltage Vt is +5■, the driving transistor T1 is turned on and the voltage at its drain becomes OV.
上記電圧変換回路においては、負荷素子(トランジスタ
T、)が必要であり、駆動用のトランジスタT、はその
負荷が大きければドレイン電圧(出力電圧)をOvにす
るときに大きな駆動力を必要とすると共に大電流が流れ
、負荷を小さくすれば駆動用トランジスタT、のオン時
にそのドレイン電圧を完全にOvにするのに時間がかか
るという問題があった。また、入力電圧Vtが+5vの
間、駆動用トランジスタTiがオンになり、Vpp電源
→負荷用トランジスタT、→駆動用トランジスタT、→
接地の経路を貫通する直流電流が流九るので、消費電流
が大きくなる欠点があった。In the above voltage conversion circuit, a load element (transistor T, ) is required, and if the load of the driving transistor T is large, a large driving force is required to set the drain voltage (output voltage) to Ov. At the same time, a large current flows, and if the load is reduced, there is a problem that it takes time to completely bring the drain voltage to Ov when the driving transistor T is turned on. Further, while the input voltage Vt is +5V, the driving transistor Ti is turned on, and Vpp power supply → load transistor T, → driving transistor T, →
Since direct current flows through the grounding path, there is a drawback that current consumption increases.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、低電圧電
源系からの入力信号を高電圧電源系の信号に変換可能で
あり、消費電流が少なく、変換出力信号の電圧範囲を十
分大きくとることが可能なCMOS電圧変換回路を提供
するものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of converting input signals from a low-voltage power supply system into signals from a high-voltage power supply system, consumes little current, and provides a sufficiently large voltage range of the converted output signal. The present invention provides a CMOS voltage conversion circuit that can perform the following steps.
C発明の概要〕
即ち、本発明のCMOS電工変換回路は、第1基準電源
V s 8と第2基準電源vppとの間に第1導電形の
第1のMOS)ランジスタT1と第2導電形の第2のM
OS)ランジスタTtとを直列接続し、上記両トランジ
スタのゲート間に第2のトランジスタT、のゲート容量
よりも大きい容量を有するコンデンサct−接続し、第
3基準電源Vpと第2のトランジスタT2との間に第1
のダイオードD1を接続し、第2のトランジスタT2の
ゲートとM2基準電源vppとの間に第2のダイオード
D2を接続してなり、第1のトランジスタTIのゲート
に低電圧電源系の入力信号を導き、トランジスタT、、
Ttの接続点から尚電圧電源系の変換信号を導き出すよ
うにしてなることを特徴とするものである。C. Summary of the Invention] That is, the CMOS electrician conversion circuit of the present invention includes a first MOS transistor T1 of the first conductivity type and a second conductivity type transistor T1 between the first reference power source V s 8 and the second reference power source Vpp. the second M of
OS) A transistor Tt is connected in series, a capacitor ct- having a capacitance larger than the gate capacitance of the second transistor T is connected between the gates of both transistors, and a third reference power supply Vp and a second transistor T2 are connected in series. 1st between
A second diode D2 is connected between the gate of the second transistor T2 and the M2 reference power supply vpp, and an input signal from the low voltage power supply system is connected to the gate of the first transistor TI. Guiding,transistor T,,
This is characterized in that a converted signal of the voltage power supply system is derived from the connection point of Tt.
(発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。(Embodiment of the Invention) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第2図はMOS集積回路に形成されたCMOS電圧変換
回路を示しており、Aは入力ノードであって低電圧系で
あるV a e電源系回路から入力電圧V1が導かれる
。TIはNチャンネルエンへンスメント型のMOS)ラ
ンジスタであり、そのゲートは前記入力ノードAに接続
され、ソースは第1基準電源vBsに接続されている。FIG. 2 shows a CMOS voltage conversion circuit formed in a MOS integrated circuit, where A is an input node and an input voltage V1 is derived from a V a e power supply system circuit, which is a low voltage system. TI is an N-channel enhancement type MOS transistor whose gate is connected to the input node A and whose source is connected to the first reference power supply vBs.
T!idPチャンネルエン八ンスメへト型のMOSトラ
ンジスタであり、そのソースは第2基準電源である高電
圧系のVPp電源に接続され、トンインは前記MO8)
ランジスタT1のドレインに共通接続されると共に出力
ノードEに接続されており、ゲートはコンデンサCを介
して入力ノードAに接続されている。一方、第3基準電
源Vpは第1のダイオードD1を順方向に介して前記コ
ンデンfCとMOS)ランジスタT!のゲートとの接続
点CノードB)に接続され、このノードBは第2のダイ
オードD、を順方向に介して前記Vpp電源に接続され
ている。T! It is an idP channel encoder type MOS transistor, and its source is connected to the high voltage VPp power supply which is the second reference power supply, and the input is the MO8).
It is commonly connected to the drain of the transistor T1 and is also connected to the output node E, and its gate is connected to the input node A via the capacitor C. On the other hand, the third reference power supply Vp is connected to the capacitor fC and the MOS transistor T! through the first diode D1 in the forward direction. The node B is connected to the node B), which is connected to the Vpp power supply via the second diode D in the forward direction.
なお、前記コンデンfCは、その容量がPチャンネルM
O8)ランジスタTtのゲート容量よりも十分大きくな
るように形成されている。Note that the capacitor fC has a capacitance of P channel M
O8) It is formed to be sufficiently larger than the gate capacitance of transistor Tt.
次に、上記CMO8電圧変換回路の動作を第3図を参照
して説明する。ここで、NチャンネルトランジスタT、
の閾値電圧をVTy PチャンネルトランジスタT、の
閾値電圧をvTP 第1のダイオードD、の順方向電圧
をV、で表わすものとする。Next, the operation of the CMO8 voltage conversion circuit will be explained with reference to FIG. Here, N-channel transistor T,
Let VTy be the threshold voltage of P-channel transistor T, vTP be the threshold voltage of P-channel transistor T, and V be the forward voltage of first diode D.
先ず、入力電圧V1がOvのとき、Nチャンネルトラン
ジスタT、はオフであり、ノードBの電圧V)3はVB
−=IVP−VFであり、Vp−vF〈Vpp IVT
PIとなるように設計しておけばPチャンネルトランジ
スタT2はオンであり、出力ノードEの出力電圧vF、
はVB−vppである。First, when the input voltage V1 is Ov, the N-channel transistor T is off, and the voltage V)3 at node B is VB
−=IVP−VF, and Vp−vF〈Vpp IVT
If it is designed to be PI, the P channel transistor T2 will be on, and the output voltage of the output node E will be vF,
is VB-vpp.
次に、入力電圧viが0■→Vccに上昇するとき、V
lの上昇につれてvBも上昇し、コンデンサCの容量が
PチャンネルトランジスタT、のゲート容量よりも十分
大きいので、コンデyfcの両端間電圧(VB−Vi)
はVl−OVOとき(D VB (−V p V y
)に保たれる。入力電圧VtがVTHに達すると、Nチ
ャンネルトランジスタT、はオンになる。このとき、V
B−VTN+Vp−vPとなり、もしvTN+Vp−v
。Next, when the input voltage vi rises from 0■→Vcc, V
As l increases, vB also increases, and since the capacitance of capacitor C is sufficiently larger than the gate capacitance of P-channel transistor T, the voltage across capacitor yfc (VB-Vi)
When Vl-OVO (D VB (-V p V y
) is maintained. When the input voltage Vt reaches VTH, the N-channel transistor T turns on. At this time, V
B-VTN+Vp-vP, if vTN+Vp-v
.
<Vpp IVTPIであれば、この時点ではPチャン
ネルトランジスタT、もオンのままである。If <Vpp IVTPI, the P-channel transistor T also remains on at this point.
Vlが更に上昇してvTN+vp VF−Vpp−IV
Tplに達すると、PチャンネルトランジスタT、はオ
フになり、出力電圧VδはOVになる。Vl further increases to vTN+vp VF-Vpp-IV
When Tpl is reached, the P-channel transistor T is turned off and the output voltage Vδ becomes OV.
なお、ノードBの電圧の最大値は第2のダイオードD、
によってVPPに抑えられる。このダイオードD、かな
い場合にはノードBの電圧VBが高くなり過ぎることに
よって回路動作に悪影響を及ぼす。Note that the maximum value of the voltage at node B is the voltage of the second diode D,
can be suppressed to VPP by If this diode D is not present, the voltage VB at the node B becomes too high, which adversely affects the circuit operation.
上述したようなCMO8電圧変換回路によれば、低電圧
系Vccから高電圧系Vl)pへの信号電圧変換が可能
である。そしソ、入力電圧Vtが所定値に達すると、P
チャンネルトランジスタT、のゲート電位CノードBの
電圧VB)はコンデンサCによる昇圧作用によって上記
トランジスタT、を完全にオフにするので、このときの
出力電圧vrは完全にOvになり、変換出方信号の電圧
範囲が大きい。また、安定状態においてvpp電源とV
sg電源との間を貫通する直流電流が流れることはなく
、消費電流は少ない。According to the CMO8 voltage conversion circuit as described above, signal voltage conversion from the low voltage system Vcc to the high voltage system Vl)p is possible. Then, when the input voltage Vt reaches a predetermined value, P
The gate potential of the channel transistor T (voltage VB at node B) completely turns off the transistor T by the boosting action of the capacitor C, so the output voltage vr at this time becomes completely Ov, and the converted output signal The voltage range is large. Also, in a stable state, the vpp power supply and V
No direct current flows between it and the sg power supply, so current consumption is low.
なお、前記第1のダイオードD1として、ドレイン・ゲ
ート相互が接続されたNチャンネルエンへンスメント型
トランジスタを1個もしくは複数個直列接続して使用し
てもよく、またはドレイン・ゲート相互が接続されたP
チャンネルエンへンスメント型トランジスタを1個もし
くは複数個直列接続して使用してもよい。即ち、第4図
の回路においては、第1のダイオード用に2個のNチャ
ンネルトランジスタTjsT4を用い、トランジスタT
4のドレイン・ゲットをVp電源に接続し、ソースをト
ランジスタT3のドレイン・ゲートに接続し、このトラ
ンジスタT8のソースをノードBに接続している。また
、第5図の回路においては、第1のダイオード用に2個
のPチャンネルトランジスタTM。Note that as the first diode D1, one or more N-channel enhancement type transistors whose drains and gates are connected to each other may be connected in series, or N-channel enhancement transistors whose drains and gates are connected to each other may be used. P
One or more channel enhancement type transistors connected in series may be used. That is, in the circuit of FIG. 4, two N-channel transistors TjsT4 are used for the first diode, and the transistor TjsT4 is used for the first diode.
The drain and get of transistor T4 are connected to the Vp power supply, the source is connected to the drain and gate of transistor T3, and the source of transistor T8 is connected to node B. Further, in the circuit of FIG. 5, two P-channel transistors TM are used for the first diode.
T6を用い、トランジスタT6のソースをVp電源に接
続し、ドレイン・ゲートをトランジスタTI(7)ソー
スに接続し、このトランジスタT、のドレイン・ゲート
をノードBK接続している。Using T6, the source of the transistor T6 is connected to the Vp power supply, the drain and gate are connected to the source of the transistor TI(7), and the drain and gate of this transistor T are connected to the node BK.
これらの第4図、第5図の回路において、前述した第2
図と同一部分には同一符号を付している。なお、第5図
の回路において、PチャンネルトランジスタT、、T、
の基板領域(N型)を最高電位端(vpp電源)に接続
しておくことによって、トランジスタT、のソース・基
板領域間に存在するPN接合を第2のダイオード(第2
図nt )として利用可能である。In the circuits shown in FIGS. 4 and 5, the above-mentioned second
The same parts as those in the figure are given the same reference numerals. In addition, in the circuit of FIG. 5, P-channel transistors T, , T,
By connecting the substrate region (N type) of transistor T to the highest potential end (vpp power supply), the PN junction existing between the source and substrate regions of transistor T is connected to the second diode (second
Available as Figure nt).
なお、Vee 、 Vpp 、 Vp電源として上記実
施例では正電圧を用いたが、負電圧を用いる場合には使
用トランジスタのPチャンネルとNチャンネルとを逆に
すればよい。In the above embodiment, positive voltages were used as the Vee, Vpp, and Vp power supplies, but when negative voltages are used, the P channel and N channel of the transistors used may be reversed.
上述したように本発明のCMO8電圧変換回路によれば
、低電圧電源系からの入力信号を高電圧電源系の信号に
変換可能であり、消費電流が少なく、変換出力信号の電
圧範囲を十分大きくとることが可能である。As described above, according to the CMO8 voltage conversion circuit of the present invention, it is possible to convert an input signal from a low voltage power supply system to a signal from a high voltage power supply system, the current consumption is small, and the voltage range of the conversion output signal is sufficiently wide. It is possible to take
第1図は従来のCMO8電圧変換回路を示す回路図、第
2図は本発明に係るCMO8電圧変換回路の一実施例を
示す回路図、第3図は第2図の動作説明のために示す特
性図、第4図および第5図はそれぞれ他の実施例を示す
回路図である。
T、〜T4・・・MOS)ランジスタ、C・・・コンデ
ンサ、DllD!・・・ダイオード、A・・・入力ノー
ド、E・・・出力ノフド、Vss 、 Vpp + v
p・・・電源。
出願人代理人 弁理土鈴 江武 彦
第1図 第2図Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional CMO8 voltage conversion circuit, Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the CMO8 voltage conversion circuit according to the present invention, and Fig. 3 is shown to explain the operation of Fig. 2. The characteristic diagrams, FIGS. 4 and 5 are circuit diagrams showing other embodiments, respectively. T, ~T4...MOS) transistor, C...capacitor, DllD! ...Diode, A...Input node, E...Output node, Vss, Vpp + v
p...Power supply. Applicant's agent: Patent attorney Hiko Etake Figure 1 Figure 2
Claims (1)
1基準電源に接続され、ドレインが出力ノードに接続さ
れた第1導電形のMO8)7ンジスタT、と、このMO
8)ランジスタT1のドレインにドレインが接続され、
ソースが第2基準電源に接続された第2導電形のMOS
トランジスタT!と、これらのMO8)ランジスタTI
eT!のゲート相互間に接続され、前記MO8)ランジ
スタT、のゲート容量よりも大きい容量を有するコンデ
ンサCと、前記MO8)ランジスタT、のゲートと第3
基準電源との間に接続された第1の夛イオードD、と、
同じく前記MO8)ランジスタT。 のゲートと前記第2基準電源との間に接続された第2の
ダイオードD、とを具備することを特徴とするC MO
Swt圧変換回路。 Q) 前記第1のダイオードとして、ドレイン・ゲート
相互が接続された第1導電形のMOSトランジスタを1
個もしくは複数個直列接続して使用し、そのドレイン・
ゲート相互接続側を前記第3基準電源に、ソース側を前
記MO8)ランジスタT、のゲートに接続してなること
を特徴とする特許 1項記載のCMOS電圧変換回路。 {3} 前記第1のダイオードとして、ドレイン・ゲー
ト相互が接続された第2導電形のMOSトランジスタを
1個もしくは複数個直列接続して使用し、そのソース側
を前記第3基準電源に接続し、ドレイン・ゲート相互接
続側を前記MOS}ランジスタT,のゲートに接続して
なることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の
cyxos′#!i圧変換回路。(1) MO8)7 transistor T of the first conductivity type whose gate is connected to the input node A, whose source is connected to the first reference power supply, and whose drain is connected to the output node;
8) A drain is connected to the drain of transistor T1,
MOS of the second conductivity type whose source is connected to the second reference power supply
Transistor T! and these MO8) transistors TI
eT! A capacitor C is connected between the gates of the MO8) transistor T and has a capacitance larger than the gate capacitance of the MO8) transistor T;
a first diode D connected between the reference power source; and
Similarly, MO8) transistor T. a second diode D connected between the gate of the CMO and the second reference power source.
Swt pressure conversion circuit. Q) As the first diode, one MOS transistor of the first conductivity type whose drain and gate are connected to each other is used as the first diode.
Use one or more connected in series, and the drain
The CMOS voltage conversion circuit according to Patent 1, wherein the gate interconnection side is connected to the third reference power supply, and the source side is connected to the gate of the MO8 transistor T. {3} As the first diode, one or more MOS transistors of the second conductivity type whose drains and gates are connected to each other are connected in series, and the source side thereof is connected to the third reference power source. , the drain-gate interconnection side of the cyxos'#! according to claim 1 is connected to the gate of the MOS}transistor T. i-pressure conversion circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58159261A JPS6051322A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Cmos voltage converting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58159261A JPS6051322A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Cmos voltage converting circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6051322A true JPS6051322A (en) | 1985-03-22 |
Family
ID=15689893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58159261A Pending JPS6051322A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Cmos voltage converting circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6051322A (en) |
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