KR101649876B1 - Supply Voltage Level Shifter - Google Patents

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안종현
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이현석
김준석
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(주)에이디테크놀로지
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    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices

Abstract

다중 레벨의 전원전압을 갖는 회로에 사용되는 전압 레벨 시프터(Voltage Level Shifter)가 개시된다. 본 발명의 전압 레벨 시프터는 다중 전원전압을 갖는 회로에 적용되어 제1 전원전압 영역의 신호를 고속으로 제1 전원전압보다 높은 제2 전원전압 영역으로 전달할 수 있다. 본 발명의 전압 레벨 시프터에서는, 제1 전원전압 영역의 논리 하이 신호가 제2 전원전압 영역의 피모스 트랜지스터를 충분히 턴 오프 시키지 못하는 문제도 발생하지 않고, 불필요한 직류 전류 방전경로도 생기지 않는다. A voltage level shifter for use in a circuit having a multi-level supply voltage is disclosed. The voltage level shifter of the present invention may be applied to a circuit having multiple power supply voltages to transmit a signal of the first power supply voltage region to a second power supply voltage region higher than the first power supply voltage at high speed. In the voltage level shifter of the present invention, the logic high signal in the first power source voltage region does not cause the problem that the PMOS transistor in the second power source voltage region can not be sufficiently turned off, and unnecessary DC current discharge path does not occur.

Description

전압 레벨 시프터{Supply Voltage Level Shifter}Supply Voltage Level Shifter

본 발명은 다중 전원전압을 갖는 회로에 적용되어 저전압 영역의 신호를 고전압 영역으로 전달하면서 불필요한 직류 전류 방전경로를 차단할 수 있는 전압 레벨 시프터(Supply Voltage Level Shifter)에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage level shifter which is applied to a circuit having multiple power supply voltages, and which can block unwanted DC current discharge paths while transferring a signal in a low voltage region to a high voltage region.

다중 전원전압(multi Supply Voltage)을 갖는 회로에서, 각기 다른 전원전압 레벨 영역으로 신호들이 전달될 때 신호 전달에 문제가 발생할 수 있다. 예컨대, 저전압 영역의 회로부분에서 고전압 영역의 회로부분으로 신호가 전달되어야 하는 상황에서, 저전압 영역의 논리 하이(High) 신호 레벨이 고전압 영역의 피모스 트랜지스터(PMOS transistor)를 완전히 턴 오프(Turn-off) 시키지 못하여 신호 전달이 제대로 되지 않을 수 있다.In a circuit having multiple supply voltages, there may be a problem in signal transmission when signals are transferred to different power supply voltage level regions. For example, in a situation where a signal must be transferred from a circuit portion of a low voltage region to a circuit portion of a high voltage region, a logic high signal level of the low voltage region completely turns the PMOS transistor of the high voltage region into a turn- off), and signal transmission may not be performed properly.

이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에 제시된 방법에는 (1) 듀얼 전압을 사용하는 방법과 (2) 다이오드를 이용한 전압 강하(Voltage Drop) 방법을 사용하는 방법이 있다. In order to solve such a problem, the conventional methods include (1) a method using a dual voltage and (2) a method using a voltage drop method using a diode.

도 1은 듀얼 전압을 사용하는 종래 회로를 도시한 도면으로서, 듀얼 전원전압(VDDL, VDDH)을 전원 레벨 시프터 내에서 함께 사용한다. 대한민국 공개특허 제2000-0077253호가 제시하는 전압 레벨 시프터가 그러하다.FIG. 1 is a diagram showing a conventional circuit using a dual voltage. The dual power supply voltages VDDL and VDDH are used together in a power supply level shifter. Such voltage level shifters are disclosed in Korean Patent Publication No. 2000-0077253.

도 1을 참조하면, 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터의 두 쌍(M15와 M13, M16과 M14)이 각각 고 전원전압(VDDH)과 그라운드 사이에 직렬 연결된 구조를 가지며, 그 중 두 개의 피모스 트랜지스터(M15, M16)의 게이트는 쌍방의 드레인 단자로부터 교차 연결되어 있다. 두 개의 엔모스 트랜지스터(M13, M14)는 상보적인 입력신호(IN)을 입력받아 동작한다. 출력단에는 다시 인버터가 연결되어 있다. Referring to FIG. 1, two pairs (M15 and M13, M16 and M14) of a PMOS transistor and an NMOS transistor are connected in series between a high power supply voltage VDDH and a ground, And the gates of the transistors M15 and M16 are cross-connected from the drain terminals of both of them. The two NMOS transistors M13 and M14 operate by receiving a complementary input signal IN. The inverter is connected to the output terminal again.

이 회로는 저전압 영역의 논리 하이(High) 신호 입력(IN)이 고전압 영역의 피모스 트랜지스터와 연결되지 않도록 배치하여 이러한 문제를 근본적으로 차단한다. 다만, 이러한 배치에 따라, P-타입 기판상에서 피모스(PMOS) 트랜지스터(M11, M15, M16, M18)를 배치하기 위한 N-웰(n-well)을 따로 배치해야 하기 때문에, 배치 설계가 용이하지 않고 비효율적일 뿐만 아니라 전체 면적이 증가한다. This circuit basically blocks this problem by disposing the logic high input (IN) of the low voltage region so that it is not connected to the high-voltage region of the PMOS transistor. However, according to this arrangement, the N-well for arranging the PMOS transistors M11, M15, M16, and M18 on the P-type substrate must be separately disposed, Not only is inefficient, but also increases the total area.

도 2는 다이오드를 이용한 전압 강하(Voltage Drop) 방법을 사용한 종래 회로의 일 예를 도시한 도면으로서, 두 개의 전원전압(VDDH, VDDL)을 사용하지 않고, 하나의 전원전압(VDDH)만을 사용한 레벨 시프터의 일 예이다. FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional circuit using a voltage drop method using a diode. In FIG. 2, a level using only one power supply voltage VDDH is used without using two power supply voltages VDDH and VDDL. Is an example of a shifter.

이 방법에 의하면, 저전압 영역에서 고전압 영역으로 바뀌는 부분에 엔모스(NMOS) 타입의 다이오드(M21)를 적용하여, 노드(node)(a11) 전압을 다이오드(M21)의 문턱전압(Threshold Voltage, Vt-M21)만큼 강하시켜 VDDH-Vt-M21로 만드는 방법이다. 이에 따라, 저전압 영역의 입력신호(IN)에 의해 고전압 영역의 피모스 트랜지스터(M22)가 완전히 턴 오프되도록 한다. According to this method, an NMOS-type diode M21 is applied to a portion that changes from the low voltage region to the high voltage region, and the voltage of the node a11 is set to the threshold voltage V of the diode M21 t-M21 ) to make VDDH-Vt -M21 . Thus, the PMOS transistor M22 in the high voltage region is completely turned off by the input signal IN in the low voltage region.

그러나 이 방식은 입력신호(IN)의 레벨과 고전압 영역의 전원전압(VDDH) 사이의 전압 차가 요구되는 것 이상으로 큰 경우에 작동하지 않는다. 다시 말해, 고전압 영역의 전원전압(VDDH)이 크면 노드(all)의 전압이 충분히 낮아지지 않아서, 피모스 트랜지스터(M22)가 저전압 논리 하이인 입력신호(IN)에 의해 충분히 턴 오프되지 않을 수 있다. 또 이런 경우, 트랜지스터(M21, M22, M23)를 통하는 직류 전류 방전경로가 생길 수 있다. However, this method does not work when the voltage difference between the level of the input signal IN and the power supply voltage VDDH in the high voltage region is greater than required. In other words, if the power supply voltage VDDH in the high voltage region is large, the voltage of the node all is not sufficiently lowered so that the PMOS transistor M22 may not be sufficiently turned off by the input signal IN having a low voltage logic high . In this case, a DC current discharge path through the transistors M21, M22, and M23 may occur.

실제로는, 온도나 공정에 따라 다이오드(M21)의 문턱전압이 변할 수도 있기 때문에, 노드(all) 전압이 설계된 것과 다른 상태로 제어되는 문제도 있다. 또한 입력신호(IN)가 논리 로우(Low)가 되었을 때 다이오드(M21)를 통하여 노드(all)가 충전(Charging)되므로, 트랜지스터(M21)는 상당히 큰 사이즈를 사용해야 한다.
Actually, since the threshold voltage of the diode M21 may vary depending on the temperature or the process, there is also a problem that the node all voltage is controlled to be different from the designed voltage. Further, since the node all is charged through the diode M21 when the input signal IN becomes logical low, the transistor M21 must use a considerably large size.

[관련 선행기술][Related Prior Art]

대한민국 공개특허 제2000-0077253호 (전압 레벨 시프터 및 표시 장치)
Korean Patent Publication No. 2000-0077253 (voltage level shifter and display device)

본 발명의 목적은, 이상의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 다중 전원전압을 갖는 회로에 적용되어 저전압 영역의 신호를 고속으로 고전압 영역으로 전달하면서 배치 설계상의 비효율성을 제거하고 불필요한 직류 전류 방전경로를 차단할 수 있는 전압 레벨 시프터(Voltage Level Shifter)를 제공함에 있다.
An object of the present invention is to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a circuit having multiple power supply voltages, which can transmit a signal in a low voltage region at high speed to a high voltage region while eliminating inefficiency in layout design and blocking an unnecessary direct current discharge path (Voltage Level Shifter).

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전압 레벨 시프터는 제1 및 제2 피모스 트랜지스터와 제1 내지 제3 엔모스 트랜지스터를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a voltage level shifter including first and second PMOS transistors and first to third NMOS transistors.

상기 제1 피모스 트랜지스터와 제1 엔모스 트랜지스터는, 제2 전원전압(VDDH)과 그라운드 사이에 직렬 연결되고 공통 드레인 단자가 제2 노드를 통해 상기 제2 피모스 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된다.The first PMOS transistor and the first NMOS transistor are connected in series between the second power supply voltage (VDDH) and the ground And the common drain terminal is connected to the gate terminal of the second PMOS transistor through the second node.

상기 제2 피모스 트랜지스터와 제2 엔모스 트랜지스터는, 상기 제2 엔모스 트랜지스터의 게이트로 제1 전원전압(VDDL) 영역의 입력신호(IN)를 입력받으면서 상기 제2 전원전압과 그라운드 사이에 직렬 연결되고 공통 드레인 단자가 제3 노드를 통해 상기 제1 피모스 트랜지스터의 게이트 단자와 상기 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된다. The second PMOS transistor and the second NMOS transistor are connected in series between the second power supply voltage and the ground while receiving the input signal IN of the first power supply voltage VDDL region to the gate of the second NMOS transistor. And a common drain terminal is connected to a gate terminal of the first PMOS transistor and a gate terminal of the first NMOS transistor via a third node.

상기 제3 엔모스 트랜지스터는 상기 제2 전원전압보다 낮게 충전된 제1 노드가 게이트 단자에 연결되고, 상기 제2 노드가 드레인 단자에 연결되고, 상기 입력신호가 소오스 단자에 연결되어 바이어스됨으로써 상기 입력신호에 연동하여 상기 제2 노드의 전압을 제어한다.The third NMOS transistor has a first node charged to a voltage lower than the second power supply voltage, a gate connected to the gate terminal, a second node connected to the drain terminal, and the input signal connected to the source terminal, And controls the voltage of the second node in conjunction with the signal.

본 발명은 상기 제1 노드를 상기 제2 전원전압보다 낮게 충전하는 방법에 따라, 여러 개의 실시 예들이 가능하다. According to a method of charging the first node lower than the second power supply voltage, several embodiments are possible.

예컨대 제1 실시 예에 따라, 전압 레벨 시프터는, 게이트로 상기 입력신호가 제공되고 드레인에 상기 제2 전원전압이 연결되며 소오스에 상기 제1 노드가 연결된 제4 트랜지스터를 더 포함하여, 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 전원전압보다 낮은 VDDL-Vt-M31이로 충전할 수 있다. 여기서, 상기 Vt-M31은 상기 제4 엔모스 트랜지스터의 문턱전압이다.For example, according to the first embodiment, the voltage level shifter further includes a fourth transistor having the input signal supplied to the gate, the drain connected to the second power supply voltage, and the first node connected to the source, The voltage of the node can be charged to VDDL-Vt -M31 which is lower than the second power supply voltage. Here, V t -M 31 is the threshold voltage of the fourth NMOS transistor.

이 경우, 상기 제2 전원전압과 상기 제1 노드 사이에 마련된 커패시터를 더 포함하여 상기 제3 엔모스 트랜지스터와 제4 엔모스 트랜지스터로 인해 발생할 수 있는 커플링(Coupling)에 의해 상기 제1 노드의 전압이 낮아지는 것을 차단할 수 있다. In this case, a capacitor provided between the second power supply voltage and the first node may be further included, and coupling may occur due to the third and fourth NMOS transistors and the fourth NMOS transistor, The voltage can be prevented from being lowered.

제2 실시 예에 따라, 전압 레벨 시프터는, 상기 제2 전원전압과 상기 제1 노드 사이에 마련된 m (m≥1인 정수) 개의 다이오드를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 노드의 전압은 제1 전원전압 보다 m 배의 다이오드 전압만큼 낮은 전압으로 유지된다. 여기서, 상기 다이오드는 모스 트랜지스터를 이용하여 구현할 경우, 상기 제1 노드의 전압은 VDDH-(m×Vt-M31)가 된다. According to the second embodiment, the voltage level shifter may further include m (m > = 1) diodes provided between the second power supply voltage and the first node. At this time, the voltage of the first node is maintained at a voltage lower by m times the diode voltage than the first power supply voltage. Here, when the diode is implemented using a MOS transistor, the voltage of the first node is VDDH- (mxVt -M31 ).

또 제1 또는 제2 실시 예에 더하여, 전압 레벨 시프터는 상기 제1 노드에 전류 소스(Current Source)를 구비하여 상기 제1 노드 전압을 안정적으로 유지할 수 있다. Further, in addition to the first or second embodiment, the voltage level shifter may have a current source at the first node to stably maintain the first node voltage.

한편, 앞서의 전압 레벨 시프터의 종단에 상기 제3 노드 전압을 반전시켜 출력하는 인버터를 더 구비할 수 있다. 인버터의 출력신호(OUT)는 상기 제2 전원전압 영역의 신호로서 상기 입력신호와 동일한 논리 상태를 갖게 된다.
The inverter may further include an inverter for inverting the third node voltage at an end of the voltage level shifter. The output signal OUT of the inverter has the same logic state as the input signal as the signal of the second power supply voltage region.

본 발명에 따른 전압 레벨 시프터는 적어도 두 개의 전원전압이 적용된 회로에 적용되어 저전압 영역의 신호를 고속으로 고전압 영역으로 전달할 수 있다. 그럼에도, 본 발명의 전압 레벨 시프터는 하나의 전원전압에서 동작하므로, P-타입 기판상에 N-웰(n-well)을 따로 배치하는 등의 설계상의 불필요한 배치 문제가 생기지 않는다. 따라서, 종래기술에 비해 배치 설계가 용이하고 효율적이다. The voltage level shifter according to the present invention can be applied to a circuit to which at least two power supply voltages are applied so that a signal in a low voltage range can be transmitted to a high voltage range at a high speed. Nevertheless, since the voltage level shifter of the present invention operates at a single power supply voltage, there is no unnecessary arrangement problem in design such as disposing N-wells on a P-type substrate. Therefore, layout design is easier and more efficient than the prior art.

당연히, 저전압 영역의 논리 하이 신호가 고전압 영역의 피모스 트랜지스터를 충분히 턴 오프 시키지 못하는 문제도 발생하지 않고, 불필요한 직류 전류 방전경로도 생기지 않는다.
Naturally, there is no problem that the logic high signal in the low voltage region does not sufficiently turn off the PMOS transistor in the high voltage region, and unnecessary DC current discharge path does not occur.

도 1은 듀얼 전압을 사용하는 종래의 회로도,
도 2는 다이오드를 이용한 전압 강하 방법을 사용한 종래 회로도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레벨 시프터의 회로도, 그리고
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레벨 시프터의 회로도이다.
1 is a conventional circuit diagram using a dual voltage,
FIG. 2 is a conventional circuit diagram using a voltage drop method using a diode,
3 is a circuit diagram of a level shifter according to an embodiment of the present invention, and
4 is a circuit diagram of a level shifter according to another embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 3에 예시적으로 도시된 본 발명의 전압 레벨 시프터(300)는 적어도 제1 전원전압(VDDL)과 제2 전원전압(VDDH)을 갖는 회로에 적용될 수 있다. 여기서, 적어도 두 개의 전원전압에는 당연히 그라운드(Ground, GND) 레벨이 포함되지 않는다. 그럼에도, 본 발명의 레벨 시프터(300) 자체는 제1 전원전압(VDDL)보다 높은 제2 전원전압(VDDH)만을 사용하는 싱글 전원전압(Single Supply Power) 회로이다.The voltage level shifter 300 of the present invention, which is illustratively shown in FIG. 3, may be applied to a circuit having at least a first power supply voltage VDDL and a second power supply voltage VDDH. Here, the ground (GND) level is not included in at least two power supply voltages. Nevertheless, the level shifter 300 of the present invention is a single power supply circuit using only the second power supply voltage VDDH higher than the first power supply voltage VDDL.

레벨 시프터(300)로 입력되는 입력신호(IN)는 제1 전원전압 영역의 신호이고, 레벨 시프터(300)에서 출력되는 출력신호(OUT)는 제2 전원전압 영역의 신호로서 입력신호(IN)와 동일한 논리(High, Low) 상태의 신호를 가지게 된다. 제2 전원전압(VDDH)는 저전압 영역의 제1 전원전압(VDDL) 보다 높은 전압으로 가정한다. The input signal IN input to the level shifter 300 is a signal of the first power supply voltage region and the output signal OUT output from the level shifter 300 is input to the input signal IN as a signal of the second power supply voltage region, (High, Low) state. It is assumed that the second power supply voltage VDDH is higher than the first power supply voltage VDDL in the low voltage region.

도 3을 참조하면, 본 발명의 레벨 시프터(300)는 제1 엔모스 트랜지스터(N-MOS Transistor)(M34), 제2 엔모스 트랜지스터(M36), 제3 엔모스 트랜지스터(M33), 제4 엔모스 트랜지스터(M31) 및 제5 엔모스 트랜지스터(M38)와, 제1 피모스 트랜지스터(P-MOS Transistor)(M35), 제2 피모스 트랜지스터(M37) 및 제3 피모스 트랜지스터(M39)를 포함하며, 이들의 연결관계는 아래와 같다. 3, the level shifter 300 includes a first NMOS transistor M34, a second NMOS transistor M36, a third NMOS transistor M33, a fourth NMOS transistor M33, A first PMOS transistor M35, a second PMOS transistor M37 and a third PMOS transistor M39 are connected in series between the PMOS transistor M31 and the fifth NMOS transistor M38, And their connection relations are as follows.

제1 피모스 트랜지스터(M35)와 제1 엔모스 트랜지스터(M34)의 쌍과 제2 피모스 트랜지스터(M37)와 제2 엔모스 트랜지스터(M36)의 쌍은 각각 제2 전원전압(VDDH)과 그라운드(GND) 사이에 직렬로 연결되어 공통 드레인(Common Drain) 회로를 형성한다. 제1 피모스 트랜지스터(M35)와 제1 엔모스 트랜지스터(M34) 각각의 드레인 단자는 제2 노드(n32)에 연결된 상태에서 제2 피모스 트랜지스터(M37)의 게이트 단자와 연결된다. 제2 피모스 트랜지스터(M37)와 제2 엔모스 트랜지스터(M36) 각각의 드레인 단자는 제3 노드(n33)에 연결된 상태에서 제1 피모스 트랜지스터(M35)의 게이트 단자와 연결된다. The pair of the first PMOS transistor M35 and the first NMOS transistor M34 and the pair of the second PMOS transistor M37 and the second NMOS transistor M36 are connected to the second power supply voltage VDDH, (GND) to form a common drain circuit. The drain terminal of each of the first PMOS transistor M35 and the first NMOS transistor M34 is connected to the gate terminal of the second PMOS transistor M37 while being connected to the second node n32. The drain terminal of each of the second PMOS transistor M37 and the second NMOS transistor M36 is connected to the gate terminal of the first PMOS transistor M35 while being connected to the third node n33.

제1 엔모스 트랜지스터(M34)는 게이트 단자에 제3 노드(n33)가 연결되고 드레인과 소오스 단자가 각각 제2 노드(n32)와 그라운드(GND) 사이에 연결되어 제2 노드(n32) 전압을 풀다운시킨다. 제2 엔모스 트랜지스터(M36)는 게이트 단자에 입력신호(IN)가 연결되며, 제3 노드(n33)와 그라운드(GND) 사이에 연결되어, 제3 노드(n33) 전압을 풀다운시킨다. The first NMOS transistor M34 has a gate terminal connected to the third node n33 and a drain and a source terminal connected between the second node n32 and the ground GND to supply the voltage of the second node n32 Pull down. The second NMOS transistor M36 is connected to the gate terminal of the input signal IN and is connected between the third node n33 and the ground GND to pull down the voltage of the third node n33.

제3 엔모스 트랜지스터(M33)는 게이트 단자에 제1 노드(n31)가 연결되고 드레인과 소오스 단자에 각각 제2 노드(n32)와 입력신호(IN)가 연결된다. 제4 엔모스 트랜지스터(M31)는 게이트 단자에 입력신호(IN)가 연결되고 드레인과 소오스 단자에 각각 제2 전원전압(VDDH)과 제1 노드(n31)가 연결된다. 제4 엔모스 트랜지스터(M31)의 배치는 도 3의 실시 예에 대한 것이고, 아래에서 설명되는 다른 실시 예에서는 다른 연결관계를 가질 수 있다. The third NMOS transistor M33 has a gate terminal connected to a first node n31, and a drain and a source terminal connected to a second node n32 and an input signal IN. The input signal IN is connected to the gate terminal of the fourth NMOS transistor M31 and the second power supply voltage VDDH and the first node n31 are connected to the drain and source terminals, respectively. The arrangement of the fourth and fifth MOS transistors M31 is for the embodiment of Fig. 3 and may have different connection relationships in other embodiments described below.

제3 피모스 트랜지스터(M39)와 제5 엔모스 트랜지스터(M38)는 인버터(Inverter)를 형성하며, 각각의 드레인 단자에 출력신호(OUT)가 연결된다. 제3 피모스 트랜지스터(M39)와 제5 엔모스 트랜지스터(M38)의 각 게이트 단자에는 제3 노드(n33)가 공통으로 연결되므로, 출력신호(OUT)는 제3 노드(n33) 전압이 반전된 것이다.The third PMOS transistor M39 and the fifth NMOS transistor M38 form an inverter, and an output signal OUT is connected to each drain terminal. Since the third node n33 is commonly connected to each gate terminal of the third PMOS transistor M39 and the fifth NMOS transistor M38, the output signal OUT is inverted from the voltage of the third node n33 will be.

이상의 도 3의 레벨 시프터(300)에서 핵심적인 구성은 제1 엔모스 트랜지스터(M34), 제2 엔모스 트랜지스터(M36), 제1 피모스 트랜지스터(M35), 제2 피모스 트랜지스터(M37) 그리고 제3 엔모스 트랜지스터(M33)이다. 후단의 제3 피모스 트랜지스터(M39)와 제5 엔모스 트랜지스터(M38)로 구현된 인버터는 필수적인 구성이 아니며, 제4 엔모스 트랜지스터(M31)는 아래에서 설명되는 것처럼 제1 노드(n31) 전압을 생성하고 유지하기 위한 여러 실시 예의 하나이다. 3 is composed of a first NMOS transistor M34, a second NMOS transistor M36, a first PMOS transistor M35, a second PMOS transistor M37, and a third PMOS transistor M37. And the third NMOS transistor M33. The inverter implemented with the third PMOS transistor M39 and the fifth NMOS transistor M38 in the rear stage is not an essential configuration and the fourth NMOS transistor M31 is not constituted by the first node n31 voltage Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

이하에서는 도 3의 전원전압 레벨 시프터(300)의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of the power supply voltage level shifter 300 of FIG. 3 will be described.

<제1 전원전압 영역의 입력신호(IN)가 논리 하이인 경우: 도 3> <When the input signal IN of the first power supply voltage region is logic high: Fig. 3>

제1 전원전압(VDDL) 영역의 입력신호(IN)가 논리 하이(VDDL)가 되면, 우선 제2 엔모스 트랜지스터(M36)가 턴 온되어 제3 노드(n33)가 그라운드(GND)로 방전되면서, 제3 노드(n33) 전압이 논리 로우가 된다. 따라서 제3 피모스 트랜지스터(M39)는 턴 온되고 제5 엔모스 트랜지스터(M38)는 턴 오프되어 출력신호(OUT)가 제2 전원전압(VDDH) 레벨의 논리 하이로 출력된다. 결국 제1 전원전압 영역의 논리 하이(VDDL)가 제2 전원전압 영역의 논리 하이(VDDH)로 바뀌게 된다. When the input signal IN in the first power supply voltage VDDL region becomes the logic high voltage VDDL, the second NMOS transistor M36 is first turned on and the third node n33 is discharged to the ground GND , The voltage of the third node (n33) becomes logic low. Accordingly, the third PMOS transistor M39 is turned on and the fifth NMOS transistor M38 is turned off, so that the output signal OUT is output to the logic high of the second power supply voltage VDDH level. As a result, the logic high (VDDL) of the first power supply voltage region is changed to the logic high (VDDH) of the second power supply voltage region.

이때, 제1 피모스 트랜지스터(M35)는 논리 로우인 제3 노드(n33) 전압에 의해 턴 온되어 제2 노드(n32)가 제2 전원전압(VDDH)으로 충전되면서 논리 하이가 되고, 반대로 제2 피모스 트랜지스터(M37)는 제2 전원전압(VDDH)으로 충전된 제2 노드(n32)에 의해 완전히 턴 오프된다. 제1 엔모스 트랜지스터(M34)는 논리 로우인 제3 노드(n33) 전압에 의해 턴 오프된다. At this time, the first PMOS transistor M35 is turned on by the voltage of the third node n33, which is logic low, and becomes logic high while the second node n32 is charged by the second power supply voltage VDDH, The 2-PMOS transistor M37 is completely turned off by the second node n32 charged with the second power supply voltage VDDH. The first NMOS transistor M34 is turned off by the third node n33 which is a logic low.

한편, 제2 노드(n32) 전압은 입력신호(IN)와 동일한 논리로 변동되어야 한다. 즉, 입력신호(IN)가 논리 하이(VDDL)이면 제2 노드(n32)도 논리 하이(VDDH)가 되어야 하며, 입력신호(IN)가 논리 로우이면 제2 노드(n32)도 논리 로우가 되어야 한다. 도 1의 예와 달리, 제1 엔모스 트랜지스터(M34)가 제3 노드(n33) 전압에 의해 제어되므로, 입력신호(IN)가 논리 로우인 경우에 제3 엔모스 트랜지스터(M33)를 대신하여 제2 노드(n32) 전압을 입력신호(IN)에 연동하여 그라운드 레벨로 방전시키는 역할을 수행할 구성이 필요하며, 이 구성이 제3 엔모스 트랜지스터(M33)이다. 다만, 입력신호(IN)가 논리 하이인 경우에 제3 엔모스 트랜지스터(M33)는 제1 엔모스 트랜지스터(M34)와 마찬가지로 턴 오프되어야 한다. On the other hand, the voltage of the second node n32 must be changed to the same logic as the input signal IN. That is, if the input signal IN is a logic high (VDDL), the second node n32 must also be a logic high (VDDH), and if the input signal IN is a logic low, the second node n32 must also be a logic low do. 1, since the first NMOS transistor M34 is controlled by the voltage of the third node n33, the third NMOS transistor M33 is used instead of the third NMOS transistor M33 when the input signal IN is logic low It is necessary to provide a configuration for discharging the voltage of the second node n32 to the ground level in conjunction with the input signal IN, and this configuration is the third NMOS transistor M33. However, when the input signal IN is logic high, the third NMOS transistor M33 must be turned off like the first NMOS transistor M34.

이러한 이유에 따라, 결과적으로 제3 엔모스 트랜지스터(M33)의 게이트 전압, 즉 제1 노드(n31) 전압은 제2 전원전압(VDDH)보다 낮게 유지되어야 하며, 본 발명은 제1 노드(n31) 전압을 유지하기 위하여 제4 엔모스 트랜지스터(M31)를 이용한 다양한 구성을 제시한다. 도 3은 그 일 예이며, 도 4는 그 다른 예이다. As a result, the gate voltage of the third NMOS transistor M33, that is, the voltage of the first node n31 must be kept lower than the second power voltage VDDH. Various structures using the fourth NMOS transistor M31 are shown to maintain the voltage. Fig. 3 is an example thereof, and Fig. 4 is another example thereof.

도 3으로 돌아와, 입력신호(IN)에 의해 제4 엔모스 트랜지스터(M31)가 턴 온되어, 제1 노드(n31) 전압은 제1 전원전압 영역의 논리 하이(VDDL)인 입력신호(IN)에서 제4 엔모스 트랜지스터(M31)의 문턱전압(Threshold Voltage)를 뺀 전압으로 충전된다. 즉, 입력신호(IN)가 논리 하이일 때, 제1 노드(n31) 전압 Vn31은 VDDL-Vt-M31이다. 여기서, Vt-M31은 제4 엔모스 트랜지스터(M31)의 문턱전압이다. 3, the fourth NMOS transistor M31 is turned on by the input signal IN so that the voltage of the first node n31 is the input signal IN which is the logic high voltage VDDL of the first power supply voltage region, Is subtracted from the threshold voltage of the fourth NMOS transistor M31. That is, when the input signal IN is logic high, the voltage V n31 of the first node n31 is VDDL-V t-M31 . Here, Vt-M31 is the threshold voltage of the fourth emmos transistor M31.

제3 엔모스 트랜지스터(M33)이 턴 온되기 위해서는 게이트 전압이 소오스 전압(또는 드레인 전압)보다 문턱전압 Vt-M33 이상 높아야 한다(Vt-M33은 제3 엔모스 트랜지스터(M33)의 문턱전압). 제3 엔모스 트랜지스터(M33)는 게이트에 제1 노드(n31)로부터 VDDL-Vt-M31가 입력되고, 드레인 단자에 제2 노드(n32)로부터 제2 전원전압(VDDH)이 입력되며, 소오스 단자에 입력신호(IN)인 제1 전원전압 영역의 논리 하이(VDDL)가 입력되어 바이어스된 상태이다.In order for the third NMOS transistor M33 to turn on, the gate voltage must be higher than the source voltage (or the drain voltage) by a threshold voltage V t-M33 or more (V t-M33 is the threshold voltage of the third NMOS transistor M33 ). VDDL-Vt -M31 is input from the first node n31 to the gate of the third NMOS transistor M33, the second power supply voltage VDDH is input from the second node n32 to the drain terminal thereof, And a logic high (VDDL) of the first power supply voltage region, which is the input signal IN, is input to the terminal and is biased.

결국, 입력신호(IN)가 논리 하이(VDDL)인 경우, 제3 엔모스 트랜지스터(M33)의 게이트-드레인 단자간 전압 VGD는 아래 수학식 1과 같이 네거티브 바이어스가 형성되므로, 드레인 쪽으로는 채널이 형성되지 않는다.As a result, when the input signal IN is a logic high (VDDL), the gate-drain terminal voltage V GD of the third NMOS transistor M33 is negative as shown in the following equation (1) Is not formed.

Figure 112015014572650-pat00001
Figure 112015014572650-pat00001

제3 엔모스 트랜지스터(M33)의 게이트-소오스 단자간 전압 VGS도 다음의 수학식 2와 같이 |Vt-M31| 만큼의 네거티브 바이어스가 형성되므로, 소오스 쪽으로도 채널이 형성되지 않는다.The gate-source terminal voltage V GS of the third eXmos transistor M33 is also expressed as | V t-M31 | The channel is not formed even toward the source side.

Figure 112015014572650-pat00002
Figure 112015014572650-pat00002

결국, 제3 엔모스 트랜지스터(M33)는 완전히 턴 오프된다. 따라서, 제1 피모스 트랜지스터(M35)가 비록 턴 온되지만, 제3 엔모스 트랜지스터(M33)를 통해 제2 전원전압(VDDH)에서 제1 전원전압 영역의 논리 하이(VDDL)를 갖는 입력신호(IN)로 연결되는 전류 경로가 형성되지 않는다. As a result, the third NMOS transistor M33 is completely turned off. Therefore, although the first PMOS transistor M35 is turned on, the input signal having the logic high (VDDL) of the first power supply voltage region at the second power supply voltage VDDH through the third NMOS transistor M33 IN are not formed.

이상에서 살핀 것처럼, 제1 전원전압 영역의 논리 하이(VDDL)인 입력신호(IN)가 제2 전원전압 영역의 논리 하이(VDDH)로 출력하는 경우에, 제2 엔모스 트랜지스터(M36)와 제3 피모스 트랜지스터(M39)에 의한 두 개의 게이트 지연(Gate Delay)만 있으므로 여전히 고속 처리가 가능하고, 제1 노드(n31) 전압이 입력신호(IN)보다 항상 문턱전압만큼 낮은 전압으로 충전되어 있어서 제3 엔모스 트랜지스터(M33)가 턴 온되지 않으므로 직류 전류 방전 경로가 생기지 않는다. As described above, when the input signal IN which is the logic high (VDDL) of the first power supply voltage region is output to the logic high (VDDH) of the second power supply voltage region, the second NMOS transistor M36 and the The high-speed processing can still be performed only by the two gate delays due to the three-PMOS transistor M39 and the voltage of the first node n31 is always charged to the voltage lower than the input signal IN by the threshold voltage The third NMOS transistor M33 is not turned on, so that a DC current discharge path does not occur.

<제1 전원전압 영역의 입력신호(IN)가 논리 로우인 경우: 도 3> <When the input signal IN of the first power supply voltage region is logic low: Fig. 3>

입력신호(IN)가 논리 하이(VDDL)에서 논리 로우(GND)가 되면, 제2 엔모스 트랜지스터(M36)가 완전히 턴 오프된다. 이와 상보적으로, 제2 노드(n32)는 논리 로우가 되어 제2 피모스 트랜지스터(M37)를 턴 온 시켜야 하므로, 제3 엔모스 트랜지스터(M33)가 턴 온되어야 한다. 우선, 제1 노드(n31)가 VDDL-Vt-M31로 충전되어 있으므로, 입력신호(IN)가 제1 노드(n31) 전압에서 문턱전압 Vt-M33 을 뺀 값(VDDL-Vt-M31-Vt-M33) 이하로 떨어지면 제3 엔모스 트랜지스터(M33)가 턴온 되기 시작한다. 즉, IN≤(VDDL-Vt-M31-Vt-M33)이 제3 엔모스 트랜지스터(M33)의 턴 온 조건이다. When the input signal IN becomes a logical low (GND) from the logic high (VDDL), the second NMOS transistor M36 is completely turned off. In a complementary manner, the second node n32 becomes a logic low to turn on the second PMOS transistor M37, so that the third NMOS transistor M33 must be turned on. First, since the first node n31 is charged with VDDL-Vt- M31 , the input signal IN has a value VDDL-Vt -M31 obtained by subtracting the threshold voltage V t-M33 from the voltage of the first node n31 -V t-M33 ), the third NMOS transistor M33 starts to turn on. That is, IN? (VDDL-Vt -M31 -Vt -M33 ) is the turn-on condition of the third NMOS transistor M33.

입력신호(IN)가 논리 하이(VDDL)에서 논리 로우로 천이됨에 따라 제4 엔모스 트랜지스터(M31)는 턴 오프되나 제1 노드(n31)는 여전히 VDDL-Vt-M31로 충전된 상태를 유지한다. The fourth NMOS transistor M31 is turned off as the input signal IN transitions from logic high VDDL to logic low while the first node n31 is still charged with VDDL-Vt -M31 do.

따라서 입력신호(IN)가 낮아져 VDDL-Vt-M31-Vt-M33 이하가 되면 제3 엔모스 트랜지스터(M33)가 턴 온 되면서 제2 노드(n32) 전압이 논리 로우로 방전된다. 이어서, 제2 피모스 트랜지스터(M37)가 턴 온되어 제3 노드(n33) 전압이 논리 하이가 되고 제1 피모스 트랜지스터(M35)도 턴 오프된다. 논리 하이인 제3 노드(n33) 전압에 의해 제1 엔모스 트랜지스터(M34)도 턴 온되어 제2 노드(n32) 전압이 논리 로우로 방전되는 것을 가속한다.Accordingly, when the input signal IN becomes lower than VDDL-Vt- M31 -Vt -M33 , the third NMOS transistor M33 is turned on and the voltage of the second node n32 is discharged to a logic low level. Then, the second PMOS transistor M37 is turned on, the voltage of the third node n33 becomes a logic high, and the first PMOS transistor M35 is also turned off. The first NMOS transistor M34 is also turned on by the voltage of the third node n33 which is logic high to accelerate the discharge of the second node n32 voltage to the logic low.

제3 피모스 트랜지스터(M39)는 턴 오프, 제5 엔모스 트랜지스터(M38)는 턴 온되어 출력신호(OUT)는 논리 로우가 된다. The third PMOS transistor M39 is turned off, the fifth NMOS transistor M38 is turned on, and the output signal OUT becomes a logic low.

한편, 실시 예에 따라, 도 3에서처럼, 커패시터(Capacitor)(MC)를 제2 전원전압(VDDH)과 제1 노드(n31) 사이에 배치할 수 있다. 입력신호(IN)가 논리 로우로 바뀜에 따라 제4 엔모스 트랜지스터(M31) 및 제3 엔모스 트랜지스터(M33)간의 커플링(Coupling)에 의해 제1 노드(n31) 전압이 내려갈 수 있으나, 모스 커패시터(MC)가 이러한 제1 노드(n31) 전압의 강하를 지연시킨다. 커패시터(MC)는 제1 노드(n31) 전압을 유지하고, 제3 엔모스 트랜지스터(M33)와 제4 엔모스 트랜지스터(M31)에 의한 커플링 효과를 완화한다. 3, a capacitor MC may be disposed between the second power supply voltage VDDH and the first node n31, according to an embodiment of the present invention. The voltage of the first node n31 may be lowered by coupling between the fourth and fifth NMOS transistors M31 and M33 as the input signal IN is changed to a logic low state, The capacitor MC delays the drop of the voltage of the first node n31. The capacitor MC maintains the voltage of the first node n31 and relaxes the coupling effect of the third and fourth NMOS transistors M33 and M31.

제4 엔모스 트랜지스터(M31)는 동작시 충전과 방전에 관여하지 않으므로 크기가 클 필요가 없고 파워 업(Power Up) 시에 제1 노드(n31)를 충전시켜주기만 하면 된다. 따라서 제4 엔모스 트랜지스터(M31)에 의한 커플링 효과는 무시할 만하다. 즉, 커패시터(MC)는 필수적인 구성이 아니다. 또 같은 이유로, 제4 엔모스 트랜지스터(M31)를 대신하여 피모스 트랜지스터를 배치할 수도 있다.The fourth NMOS transistor M31 does not need to be large in size because it does not participate in charging and discharging during operation, and only needs to charge the first node n31 at the time of power-up. Therefore, the coupling effect by the fourth NMOS transistor M31 is negligible. That is, the capacitor MC is not an essential configuration. For the same reason, the PMOS transistor may be arranged instead of the fourth NMOS transistor M31.

이상의 회로를 의하면, 임의의 전압 간에 레벨 전이(Level Shift)가 가능하다. 본 발명의 레벨 시프터는 다음의 도 4의 회로로도 구현 가능하다. According to the above circuit, a level shift is possible between arbitrary voltages. The level shifter of the present invention can also be implemented by the following circuit of Fig.

<레벨 시프터의 다른 실시 예: 도 4><Another Embodiment of Level Shifter: Fig. 4>

도 4의 실시 예에 따른 레벨 시프터(400)는, 기본적으로 도 3의 레벨 시프터(300)와 동일하게 구성하되, 다만 입력신호(IN)를 게이트 단자로 받아들이던 제4 엔모스 트랜지스터(M31)를 대신하여 다이오드(Diode)를 배치하였다. The level shifter 400 according to the embodiment of FIG. 4 is basically the same as the level shifter 300 of FIG. 3 except that a fourth emmos transistor M31, which receives the input signal IN as a gate terminal, A diode is arranged in place of the diode.

도 4에 의하면, 제4 엔모스 트랜지스터(M31)는 그 게이트 단자가 드레인 단자와 함께 제2 전원전압(VDDH)에 연결됨으로써 모스 다이오드(MOS Diode)로 구현되었다. 이에 따라, 제1 노드(n31) 전압이 VDDL-Vt-M31가 아닌 VDDH-Vt-M31으로 높아진다. 다만, 이론적으로, 도 4의 회로에서는 VDDH와 VDDL의 전압 차이가 Vt-M31+Vt-M33 이상이면, VDDH로부터 VDDL로의 직류 전류 경로가 생길 수 있다. Referring to FIG. 4, the fourth NMOS transistor M31 is implemented as a MOS diode by connecting its gate terminal with the drain terminal to the second power supply voltage VDDH. Accordingly, the voltage of the first node n31 becomes VDDH-Vt- M31 , not VDDL-Vt -M31 . However, theoretically, in the circuit of FIG. 4, if the voltage difference between VDDH and VDDL is Vt -M31 + Vt -M33 or more, a direct current path from VDDH to VDDL may occur.

이 경우에는, 제4 엔모스 트랜지스터(M31)를 대신해 복수(m) 개의 다이오드를 직렬 연결함으로써, 제1 노드(n31) 전압을 VDDH-Vt-M31가 아닌 VDDH-(m×Vt-M31)로 프리차지할 수 있다. 이들 다이오드들은 사이즈 면에서 클 필요가 없다. In this case, the fourth NMOS transistor connected in series by a plurality (m) of the diode in place (M31), a first node (n31) of the voltage non-VDDH-V t-M31 VDDH- ( m × V t-M31 ). &Lt; / RTI &gt; These diodes need not be large in size.

<실시 예><Examples>

본 발명의 레벨 시프터(300, 400)에서 중요한 사항은 제3 엔모스 트랜지스터(M33)의 제어전압, 즉 제1 노드(n31) 전압이 제2 전원전압 보다 낮게 유지하는 것이다. 실시 예에 의하면, 도 3 및 도 4의 제4 엔모스 트랜지스터(M31)를 통해서 문턱전압 Vt-M31 정도의 전압 강하를 보다 안정적으로 유지하기 위해서, 제1 노드(n31)에 전류 소스(Current Source)를 배치할 수 있다. The important point in the level shifters 300 and 400 of the present invention is that the control voltage of the third NMOS transistor M33, that is, the voltage of the first node n31 is kept lower than the second power supply voltage. According to the embodiment, in order to more stably maintain the voltage drop of the threshold voltage Vt-M31 through the fourth NMOS transistor M31 of FIG. 3 and FIG. 4, a current source Current Source) can be placed.

전류 소스로는 어떠한 형태의 것이어도 무방하며, 도 3의 제6 엔모스 트랜지스터(M32)는 그 일 예이다. 도 3을 참조하면, 그 게이트 단자와 소오스 단자가 그라운드(GND)에 연결된 제6 엔모스 트랜지스터(M32)가 제1 노드(n31)에 연결되어 전류 소스로 기능한다. 앞서 설명한 것처럼, 제4 엔모스 트랜지스터(M31)를 대신하여 피모스 트랜지스터를 배치한 경우에도 전류 소스를 배치할 수도 있다.
The current source may be any type, and the sixth NMOS transistor M32 of FIG. 3 is an example thereof. Referring to FIG. 3, a sixth NMOS transistor M32 having a gate terminal and a source terminal connected to the ground (GND) is connected to the first node n31 and functions as a current source. As described above, the current source can be arranged even when the PMOS transistor is arranged instead of the fourth NMOS transistor M31.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (7)

제1 및 제2 피모스 트랜지스터와 제1 내지 제3 엔모스 트랜지스터를 구비하고,
상기 제1 피모스 트랜지스터와 제1 엔모스 트랜지스터는, 제2 전원전압(VDDH)과 그라운드 사이에 직렬 연결되고 공통 드레인 단자가 제2 노드를 통해 상기 제2 피모스 트랜지스터의 게이트 단자에 연결되며,
상기 제2 피모스 트랜지스터와 제2 엔모스 트랜지스터는, 상기 제2 엔모스 트랜지스터의 게이트로 제1 전원전압(VDDL) 영역의 입력신호(IN)를 입력받으면서 상기 제2 전원전압과 그라운드 사이에 직렬 연결되고 공통 드레인 단자가 제3 노드를 통해 상기 제1 피모스 트랜지스터의 게이트 단자와 상기 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자에 연결되며,
상기 제3 엔모스 트랜지스터는 상기 제2 전원전압보다 낮게 충전된 제1 노드가 게이트 단자에 연결되고, 상기 제2 노드가 드레인 단자에 연결되고, 상기 입력신호가 소오스 단자에 연결되어 바이어스됨으로써 상기 입력신호에 연동하여 상기 제2 노드의 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.
First and second PMOS transistors and first to third NMOS transistors,
The first PMOS transistor and the first NMOS transistor are connected in series between the second power supply voltage (VDDH) and the ground A common drain terminal is connected to a gate terminal of the second PMOS transistor via a second node,
The second PMOS transistor and the second NMOS transistor are connected in series between the second power supply voltage and the ground while receiving the input signal IN of the first power supply voltage VDDL region to the gate of the second NMOS transistor. And a common drain terminal is connected to a gate terminal of the first PMOS transistor and a gate terminal of the first NMOS transistor via a third node,
The third NMOS transistor has a first node charged to a voltage lower than the second power supply voltage, a gate connected to the gate terminal, a second node connected to the drain terminal, and the input signal connected to the source terminal, And controls the voltage of the second node in response to the signal.
제1항에 있어서,
게이트로 상기 입력신호가 제공되고 드레인에 상기 제2 전원전압이 연결되며 소오스에 상기 제1 노드가 연결된 제4 엔모스 트랜지스터를 더 포함하여 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 전원전압보다 낮은 VDDL-Vt-M31이로 충전하되,
상기 Vt-M31은 상기 제4 엔모스 트랜지스터의 문턱전압인 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.
The method according to claim 1,
Further comprising a fourth NMOS transistor having the input signal supplied to the gate and the drain connected to the second power supply voltage and the first node connected to the source, so that the voltage of the first node is lower than the second power supply voltage VDDL -V t-M31 &lt; / RTI &gt;
And V t -M 31 is a threshold voltage of the fourth NMOS transistor.
제2항에 있어서,
상기 제2 전원전압과 상기 제1 노드 사이에 마련된 커패시터를 더 포함하여 상기 제3 엔모스 트랜지스터와 제4 엔모스 트랜지스터에 의해 발생할 수 있는 커플링(Coupling)에 의해 상기 제1 노드의 전압이 낮아지는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.
3. The method of claim 2,
And a capacitor provided between the second power supply voltage and the first node, so that the voltage of the first node is low due to coupling that can be generated by the third and fourth NMOS transistors The voltage level shifter is turned off.
제1항에 있어서,
상기 제2 전원전압과 상기 제1 노드 사이에 직렬 연결된 m (m≥1인 정수) 개의 다이오드를 더 포함하여, 상기 제1 노드의 전압을 제2 전원전압 보다 m 배의 다이오드 전압만큼 낮은 전압으로 유지하는 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.
The method according to claim 1,
Further comprising m (m &gt; = 1) diodes connected in series between the second power supply voltage and the first node so that the voltage of the first node is lowered by m times the diode voltage of the second power supply voltage Voltage level shifter.
제4항에 있어서,
상기 다이오드는 모스 트랜지스터를 이용하여 구현함으로써,
상기 제1 노드의 전압을 VDDH-(m×Vt-M31)로 충전하되, 상기 Vt-M31은 상기 모스 트랜지스터의 문턱전압인 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.
5. The method of claim 4,
The diode is implemented using a MOS transistor,
Wherein a voltage of the first node is charged to VDDH- (mxVt -M31 ), and Vt -M31 is a threshold voltage of the MOS transistor.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 노드에 전류 소스(Current Source)를 구비하여 상기 제1 노드 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.
6. The method according to any one of claims 2 to 5,
And a current source is provided to the first node to maintain the first node voltage.
제1항에 있어서,
상기 제3 노드 전압을 반전시켜, 상기 제2 전원전압 영역의 신호로서 상기 입력신호와 동일한 논리 상태를 갖는 출력신호(OUT)를 출력하는 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 레벨 시프터.

The method according to claim 1,
Further comprising an inverter for inverting the third node voltage to output an output signal (OUT) having the same logic state as the input signal as the signal of the second power supply voltage region.

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