KR20070092557A - Level shifter - Google Patents

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Abstract

A level shifter is provided to maintain the level of an output port even though a low driving voltage is applied in a deep standby mode. In a level shifter comprising two output ports, a pull-up driving part performs pull-up driving of one of the two output ports with a first voltage according to output port voltages of the two output ports. A first pull-down driving part performs pull-down driving of one of the two output ports by driving an input signal with a second voltage. A second pull-down driving part maintains the levels of the two output ports according to the output port voltages and a third voltage during a power saving operation.

Description

레벨 쉬프터{LEVEL SHIFTER} Level shifter {LEVEL SHIFTER}

도1은 종래 기술에 따른 레벨 쉬프터의 회로도. 1 is a circuit diagram of a level shifter according to the prior art.

도2는 본 발명의 실시 예에 따른 레벨 쉬프터의 회로도. 2 is a circuit diagram of a level shifter according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

PM21,PM22 : 피모스 트랜지스터 NM21~NM26 : 엔모스 트랜지스터 PM21, PM22: PMOS transistor NM21 ~ NM26: NMOS transistor

INV21,INV22 : 인버터 INV21, INV22: Inverter

본 발명은 반도체 회로에 관한 것으로, 특히 레벨 쉬프터에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor circuits, and more particularly, to level shifters.

일반적으로 레벨 쉬프터는 필요에 따라 기준 전압보다 높거나 낮은 전압을 생성하기 위해 서로 다른 전압 레벨의 전원전압을 사용하는 회로가 연결되는 부분에서 전압레벨을 변환하기 위해 사용하는 장치이다. In general, a level shifter is a device used to convert a voltage level at a part where a circuit using power voltages of different voltage levels is connected to generate a voltage higher or lower than a reference voltage as needed.

특히, 레벨 쉬프터는 반도체 메모리의 워드라인 드라이버 또는 블럭 셀력션회로 등에 많이 사용된다.In particular, the level shifter is commonly used for word line drivers or block selection circuits of semiconductor memories.

반도체 메모리의 셀 트랜지스터는 누설전류를 줄이기 위하여 다른 노멀 트랜지스터 보다 상대적으로 큰 임계전압(Threshold Voltage)을 갖도록 설계한다. 셀 트랜지스터가 턴온되면 셀 캐패시터에 저장되어 있던 전하가 비트라인(또는 비트바 라인)에 실리거나(read 동작), 반대로 비트라인(또는 비트바 라인)으로부터 셀 캐패시터로 전달된다(write 동작).Cell transistors of semiconductor memories are designed to have a relatively larger threshold voltage than other normal transistors in order to reduce leakage current. When the cell transistor is turned on, the charge stored in the cell capacitor is loaded on the bit line (or bit bar line) (read operation) or vice versa from the bit line (or bit bar line) to the cell capacitor (write operation).

이때, 셀 트랜지스터의 큰 임계전압에 의해 비트라인의 전압레벨이 충분히 상승하지 못하여 센스앰프가 이를 검출하지 못할 수도 있다. 이러한 문제는 메모리 셀 뿐만 아니라 데이타 입출력버스라인 등과 같은 반도체 메모리의 많은 부분에서 발생한다. 상기 문제를 해결하기 위해 워드라인의 활성화 전압레벨을 전원전압(Vcc) 보다 높은 내부 승압전압(Vpp)을 사용하여 워드라인을 구동한다. At this time, the voltage level of the bit line may not sufficiently increase due to the large threshold voltage of the cell transistor, and thus the sense amplifier may not detect it. This problem occurs not only in memory cells but also in many parts of semiconductor memories such as data input / output bus lines. In order to solve the above problem, the word line is driven using an internal boost voltage Vpp having a higher activation voltage level than the power supply voltage Vcc.

그러나, 내부 승압전압(Vpp)은 전원전압(Vcc)에 의해 공급되는 전하를 축적하여 발생시키므로, 전원전압(Vcc)처럼 많은 량의 전력을 공급하는 것이 어렵다. 따라서 저소비 전력을 구현하기 위해서는 내부 승압전압(Vpp)을 가능한 한 적게 사용하는 것이 바람직하다.However, since the internal boost voltage Vpp accumulates and generates charges supplied by the power supply voltage Vcc, it is difficult to supply a large amount of power like the power supply voltage Vcc. Therefore, in order to realize low power consumption, it is desirable to use as little internal boost voltage (Vpp) as possible.

내부 승압전압(Vpp)의 소비를 억제하기 위해서는 필요한 경우에만 내부 승압전압(Vpp)이 출력되도록 하고, 필요치 않은 경우에는 내부 승압전압(Vpp)의 발생 및 출력을 억제할 필요가 있다. 이를 위해 레벨 쉬프터가 사용된다.In order to suppress the consumption of the internal boost voltage Vpp, it is necessary to output the internal boost voltage Vpp only when necessary, and to suppress the generation and output of the internal boost voltage Vpp when it is not necessary. A level shifter is used for this.

도1은 종래의 레벨 쉬프터의 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 인버터(INV1)(INV2)와, 엔모스 트랜지스터(NM1)(NM2)와, 피모스 트랜지스터(PM1)(PM2)를 포함하여 구성된다.FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional level shifter and includes an inverter INV1 (INV2), an NMOS transistor NM1 (NM2), and a PMOS transistor PM1 (PM2). .

입력신호(INPUT)를 반전시키는 인버터(INV1)의 출력단자는 엔모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에 연결되고, 상기 인버터(INV1)의 출력신호를 반전시키는 인버터 (INV2)의 출력단자는 엔모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에 연결된다. The output terminal of the inverter INV1 for inverting the input signal INPUT is connected to the gate of the NMOS transistor NM1, and the output terminal of the inverter INV2 for inverting the output signal of the inverter INV1 is the NMOS transistor NM2. Is connected to the gate.

상기 피모스 트랜지스터(PM1)와 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 소오스는 내부 전압(VDD)에 연결된다. Sources of the PMOS transistor PM1 and the second PMOS transistor PM2 are connected to an internal voltage VDD.

상기 피모스 트랜지스터(PM1)의 드레인은 엔모스 트랜지스터(NM1)의 드레인과 공통으로 연결되고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM1)의 소오스는 접지된다. 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 드레인은 엔모스 트랜지스터(NM2)의 드레인과 공통으로 연결되고 상기 엔모스 트랜지스터(NM2)의 소오스는 접지된다.A drain of the PMOS transistor PM1 is connected in common with a drain of the NMOS transistor NM1, and a source of the NMOS transistor NM1 is grounded. The drain of the PMOS transistor PM2 is connected in common with the drain of the NMOS transistor NM2, and the source of the NMOS transistor NM2 is grounded.

또한, 상기 피모스 트랜지스터(PM1)의 게이트는 피모스 트랜지스터(PM2)와 엔모스 트랜지스터(NM2)의 드레인에 공통 연결되고, 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 게이트는 피모스 트랜지스터(PM1)와 엔모스 트랜지스터(NM1)의 드레인에 공통 연결된다.In addition, the gate of the PMOS transistor PM1 is commonly connected to the drains of the PMOS transistor PM2 and the NMOS transistor NM2, and the gate of the PMOS transistor PM2 is connected to the PMOS transistor PM1 and the yen. Commonly connected to the drain of the MOS transistor NM1.

상기 피모스 트랜지스터(PM1)와 엔모스 트랜지스터(NM1)의 공통 드레인은 출력단자(out-A)에 연결되고, 상기 피모스 트랜지스터(PM2)와 엔모스 트랜지스터(NM2)의 공통 드레인은 출력단자(out-B)에 연결되며, 상기 출력단자(out-A)(out-B)의 레벨은 VDD 전압 또는 GND 전압이 출력된다. The common drain of the PMOS transistor PM1 and the NMOS transistor NM1 is connected to an output terminal out-A, and the common drain of the PMOS transistor PM2 and the NMOS transistor NM2 is an output terminal ( out-B), and the output terminal out-A (out-B) has a VDD voltage or a GND voltage.

상기 인버터(INV1)(INV2)에 인가되는 구동전압(Vcc)은 정상동작 시에 2.8V이고 절전모드에서 1.5V가 인가되다가 오프된다. The driving voltage Vcc applied to the inverters INV1 and INV2 is 2.8V in normal operation and 1.5V is applied in the power saving mode, and then turned off.

상기 피모스 트랜지스터(PM1)(PM2)의 소스 단자에 인가되는 전압(VDD)는 5V이다. The voltage VDD applied to the source terminal of the PMOS transistors PM1 and PM2 is 5V.

이와같이 구성된 종래의 레벨 쉬프터에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다. The operation of the conventional level shifter configured as described above is as follows.

입력신호(INPUT)는 인버터(INV1)를 통해 반전되고 그 반전된 신호는 인버터(INV2)를 통해 다시 반전된다. The input signal INPUT is inverted through the inverter INV1 and the inverted signal is inverted again through the inverter INV2.

예를 들어, 입력신호(INPUT)가 접지전압(GND) 레벨에서 고전위(Vcc) 레벨로 바뀌면, 인버터(INV1)의 출력단자의 전위는 고전위(Vcc) 레벨에서 접지전압(GND) 레벨로 바뀌게 되며, 인버터(INV2)는 상기 접지전압(GND) 레벨의 신호를 반전하므로 엔모스 트랜지스터(NM2)의 게이트 전위는 고전위(Vcc) 레벨로 바뀌게 된다. For example, when the input signal INPUT changes from the ground voltage GND level to the high potential Vcc level, the potential of the output terminal of the inverter INV1 goes from the high potential Vcc level to the ground voltage GND level. Since the inverter INV2 inverts the signal of the ground voltage GND level, the gate potential of the NMOS transistor NM2 is changed to the high potential Vcc level.

이때, 엔모스 트랜지스터(NM2)의 게이트 전위가 접지전압(GND) 레벨에서 고전위(Vcc) 레벨로 바뀌므로 상기 엔모스 트랜지스터(NM2)가 턴온되므로 출력단자(out-B)의 전위는 풀다운 구동에 의해 내부전압(VDD) 레벨에서 접지전압(GND) 레벨로 바뀌게 된다. At this time, since the gate potential of the NMOS transistor NM2 is changed from the ground voltage GND level to the high potential Vcc level, the NMOS transistor NM2 is turned on so that the potential of the output terminal out-B is pulled down. The change from the internal voltage (VDD) level to the ground voltage (GND) level.

이에 따라, 엔모스 트랜지스터(NM2)의 턴온에 의해 출력단자(out-B)의 전위가 접지전압(GND) 레벨이 되므로 피모스 트랜지스터(PM1)이 턴온되고, 상기 피모스 트랜지스터(PM1)의 턴온에 의해 출력단자(out-A)의 전위가 내부 전압(VDD) 레벨이 되어 피모스 트랜지스터(PM2)는 턴오프 상태를 유지하게 된다. Accordingly, since the potential of the output terminal out-B becomes the ground voltage GND level by turning on the NMOS transistor NM2, the PMOS transistor PM1 is turned on and the PMOS transistor PM1 is turned on. As a result, the potential of the output terminal out-A becomes the internal voltage VDD level, and the PMOS transistor PM2 is maintained in the turn-off state.

반대로, 입력신호(INPUT)가 고전위(Vcc) 레벨에서 접지전압(GND) 레벨로 바뀌면 인버터(INV1)의 출력단자 전위는 고전위(Vcc) 레벨로 천이되고, 인버터(INV2)의 출력단자 전위는 접지전압(GND) 레벨로 천이된다. On the contrary, when the input signal INPUT changes from the high potential Vcc level to the ground voltage GND level, the output terminal potential of the inverter INV1 transitions to the high potential Vcc level, and the output terminal potential of the inverter INV2. Transitions to the ground voltage (GND) level.

이때, 인버터(INV1)의 출력단자의 고전위(Vcc) 신호에 의해 엔모스 트랜지스터(NM1)가 턴온되고, 인버터(INV2)의 출력단자의 접지전압(GND) 전위에 의해 엔모스 트랜지스터(NM2)가 턴오프된다. At this time, the NMOS transistor NM1 is turned on by the high potential Vcc signal of the output terminal of the inverter INV1, and the NMOS transistor NM2 is turned on by the ground voltage GND potential of the output terminal of the inverter INV2. Is turned off.

이에 따라, 상기 엔모스 트랜지스터(NM1)의 턴온에 의해 출력단자(out-A)의 전위가 접지전압(GND) 레벨로 되므로 상기 접지전압(GND)이 게이트 단자에 인가되는 피모스 트랜지스터(PM2)가 턴온되어 출력단자(out-B)의 전위가 내부 전압(VDD) 레벨로 천이되고, 상기 출력단자(out-B)의 내부전압(VDD)이 게이트 단자에 인가된 피모스 트랜지스터(PM1)는 턴오프되어 상기 출력단자(out-A)의 전위는 접지전압(GND) 레벨을 유지하게 된다. Accordingly, since the potential of the output terminal out-A becomes the ground voltage GND level by turning on the NMOS transistor NM1, the PMOS transistor PM2 to which the ground voltage GND is applied to the gate terminal. Is turned on to shift the potential of the output terminal out-B to the level of the internal voltage VDD, and the PMOS transistor PM1 to which the internal voltage VDD of the output terminal out-B is applied to the gate terminal is By turning off, the potential of the output terminal out-A maintains the ground voltage GND level.

즉, 도1의 레벨 쉬프터는 입력신호의 레벨이 변경될 때마다 상기 동작을 수행함으로써 소정 전압 레벨(Vcc 또는 GND)의 입력신호(INPUT)를 입력받아 출력단자(out-A)(out-B)의 레벨을 VDD 전압 또는 GND 전압을 출력시키는 역할을 수행하는 것이다. That is, the level shifter of FIG. 1 receives the input signal INPUT of a predetermined voltage level Vcc or GND by performing the above operation whenever the level of the input signal is changed, thereby outputting the output terminal out-A (out-B). Is to output a VDD voltage or a GND voltage.

최근 생산되는 0.18

Figure 112006017239934-PAT00001
공정의 칩에는 딥 스탠바이 모드(deep standby mode)라는 절전 기능이 구비되는데, 이는 칩이 동작할 필요가 없을 때 칩에서 소비하는 전력(power)을 줄이기 위해 아날로그 회로의 소비 전력을 최소화하고 디지털 회로의 소비 전력을 오프시키는 것이다. 0.18 recently produced
Figure 112006017239934-PAT00001
The chip in the process is equipped with a power saving function called deep standby mode, which minimizes the power consumption of the analog circuitry and reduces the power consumption of the digital circuitry in order to reduce the power consumed by the chip when the chip does not need to operate. It is to turn off the power consumption.

그런데, 종래의 레벨 쉬프터에 구비되는 인버터의 전원전압은 2.8V이지만, 최근 0.18

Figure 112006017239934-PAT00002
공정으로 생산되는 저전압 트랜지스터의 전압은 기본적으로 1.5V~1.8V를 사용하게 되었다. 이는 디지털 회로와 메모리에서 낮은 전압을 사용함으로써 전류소모를 줄이기 위한 것이다. By the way, the power supply voltage of the inverter provided in the conventional level shifter is 2.8V, but recently 0.18
Figure 112006017239934-PAT00002
The voltage of low voltage transistor produced by the process basically used 1.5V ~ 1.8V. This is to reduce current consumption by using low voltages in digital circuits and memories.

즉, 디지털 회로를 사용하지 않을 때에는 1.5V~1.8V의 Vcc를 생성하는 아날로그 회로를 파워 다운시켜서 디지털 회로에서 소모하는 전류를 차단해 버리는 동작을 하는 것이다. In other words, when the digital circuit is not used, the analog circuit generating the Vcc of 1.5 V to 1.8 V is powered down to cut off the current consumed by the digital circuit.

그러나, 종래의 레벨 쉬프터는 디지털 회로를 사용하지 않을 때 그 디지털 회로의 동작 전원을 생성하는 아날로그 회로를 파워 다운시키면 레벨 쉬프터의 출력신호를 입력받아 동작하는 아날로그 회로에 문제가 발생된다. However, in the conventional level shifter, when the analog circuit which generates the operating power of the digital circuit is powered down when the digital circuit is not used, a problem occurs in the analog circuit which operates by receiving the output signal of the level shifter.

다시 말하면, 도1의 레벨 쉬프터의 동작을 살펴보면, 딥 스탠바이 모드로 동작되어 전압(Vcc)이 1.5V로 인가되면 출력단자(out-A)에서는 VDD 값이 출력되고 출력단자(out-B)에서는 GND 값이 출력되는데, 상기 출력단자(out-A)(out-B)의 출력전압으로 아날로그 회로를 컨트롤하게 된다. In other words, referring to the operation of the level shifter of FIG. 1, when the voltage Vcc is applied at 1.5 V in the deep standby mode, the VDD value is output at the output terminal out-A and at the output terminal out-B. The GND value is output, and the analog circuit is controlled by the output voltage of the output terminals out-A and out-B.

그런데, 이때 디지털 전원인 1.5V의 전압(VCC)이 오프되면 양단의 트랜지스터(NM1)(NM2)의 게이트에 입력되는 전압 레벨이 GND가 되고, 전압(VDD) 레벨의 출력단자(out-A)는 상기 트랜지스터(NM1)가 계속 턴오프 상태이기 때문에 전압(VDD) 레벨로 유지하게 된다. However, when the voltage VCC of 1.5V, which is the digital power supply, is turned off, the voltage level input to the gates of the transistors NM1 and NM2 of both ends is GND, and the output terminal out-A of the voltage VDD level is provided. Since the transistor NM1 is continuously turned off, the transistor NM1 is maintained at the voltage VDD level.

하지만, 출력단자(out-B)는 트랜지스터(NM2)가 턴오프되기 때문에 전압(VDD) 레벨을 유지하지 못하고 전압(VDD)와 GND 값의 중간값으로 된다. However, the output terminal out-B does not maintain the voltage VDD level because the transistor NM2 is turned off, and becomes an intermediate value between the voltage VDD and the GND value.

따라서, 종래 레벨 쉬프터는 딥 스탠바이 모드로 동작되면 출력단자(out-B)의 전압 레벨이 VDD와 GND의 중간값이 되어 상기 출력단자(out-B_)에 의해 컨트롤되는 아날로그 회로의 트랜지스터에 동작 가능한 전압이 입력되게 됨으로 오동작이 발생되는 문제점이 있다. Therefore, when the conventional level shifter is operated in the deep standby mode, the voltage level of the output terminal (out-B) becomes an intermediate value between VDD and GND, and thus can operate on a transistor of an analog circuit controlled by the output terminal (out-B_). There is a problem that a malfunction occurs because the voltage is input.

이에, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 절전 기능의 동작으로 낮은 구동전압이 입력되어도 출력단자의 레벨을 유지할 수 있도록 창안한 레벨 쉬프터를 제공하는데 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a level shifter invented to maintain a level of an output terminal even when a low driving voltage is input as an operation of a power saving function in order to improve the conventional problem.

즉, 본 발명은 절전기능으로 입력전압의 레벨이 변경되어도 출력단자의 전압 레벨을 유지시키도록 함에 목적이 있는 것이다. That is, an object of the present invention is to maintain the voltage level of the output terminal even if the level of the input voltage is changed by the power saving function.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 2개의 출력단자를 구비한 레벨 쉬프터에 있어서, 입력신호에 따라 상기 2개의 출력단자 중 하나를 제1 전압으로 풀업 구동하는 풀업 구동부와, 제2 전압을 구동전압으로 하여 입력신호에 따라 상기 2개의 출력단자 중 하나를 풀다운 구동하는 제1 풀다운 구동부와, 정상 동작 시에 오프 상태를 유지하고, 절전 동작 시에 제3 전압에 의해 동작하여 상기 2개의 출력단자의 레벨 상태를 유지시키는 제2 풀다운 구동부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다. The present invention provides a level shifter having two output terminals, in order to achieve the above object, a pull-up driving unit which pulls up one of the two output terminals to a first voltage according to an input signal, and drives a second voltage. A first pull-down driving unit which pulls down one of the two output terminals according to an input signal as a voltage, and maintains an off state in a normal operation, and operates by a third voltage in a power saving operation to operate the two output terminals; And a second pull-down driving unit for maintaining the level state of the device.

상기 제2 풀다운 구동부는 각각의 출력단자와 접지단자 사이에 2개의 엔모스 트랜지스터를 직렬 연결하고, 절전 동작 시에 각각의 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자에 제3 전압과 상기 출력단자 전압이 인가되도록 구성함으로써 절전모드에서 입력전압의 레벨이 변경되어도 상기 2개의 출력단자의 전압 레벨을 유지할 수 있도록 함에 특징이 있다. The second pull-down driving unit is configured to connect two NMOS transistors in series between each output terminal and a ground terminal, and apply a third voltage and the output terminal voltage to a gate terminal of each NMOS transistor in a power saving operation. In this way, the voltage level of the two output terminals can be maintained even if the level of the input voltage is changed in the power saving mode.

제2 전압은 절전 동작 시에 2.8V에서 1.5V로 다운된 후 오프되며, 제3 전압은 절전 동작 시에 오프 상태에서 2.8V로 인가되는 것을 특징으로 한다. The second voltage is turned off after being down from 2.8V to 1.5V in the power saving operation, and the third voltage is applied to 2.8V in the off state in the power saving operation.

즉, 본 발명은 0.18

Figure 112006017239934-PAT00003
공정으로 제작한 레벨 쉬프터에 있어서, 소모 전력을 줄이기 위해 디지털 회로에 사용하는 전압(1.5V~1.8V)을 다운시켰을 때 아날로그 회로에 비정상적인 전압이 인가되는 문제점을 개선함으로써 상기 1.5V~1.8V의 전압이 다운되어 레벨 쉬프터 내의 인버터가 오동작하여도 아날로그 회로에 인가되는 출력단자의 전압값을 유지시키도록 하는 것이다. That is, the present invention is 0.18
Figure 112006017239934-PAT00003
In the level shifter fabricated in the process, an abnormal voltage is applied to the analog circuit when the voltage (1.5 V to 1.8 V) used in the digital circuit is reduced to reduce power consumption. The voltage is kept down to maintain the voltage value of the output terminal applied to the analog circuit even if the inverter in the level shifter malfunctions.

이하, 본 발명을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명의 기술적 구성요지는 바람직한 실시 예에서 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세 설명들을 기재함은 물론 도면을 첨부하여 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기로 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Technical configuration of the present invention will be described in detail in the preferred embodiment. In the preferred embodiment of the present invention will be described a number of specific details such as a specific processing flow as well as accompanying drawings to help the overall understanding of the present invention. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도2는 본 발명의 실시 예를 위한 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 풀업 구동부로 동작하는 피모스 트랜지스터(PM21)(PM22)와, 제1 풀다운 구동부로 동작하는 인버터(INV21)(INV22) 및 엔모스 트랜지스터(NM21)(NM22)와, 제2 풀다운 구동부로 동작하는 엔모스 트랜지스터(NM23~NM26)를 포함하여 구성한다. 2 is a block diagram of an apparatus for an embodiment of the present invention, as shown therein, a PMOS transistor PM21 (PM22) operating as a pull-up driving unit and an inverter INV21 (INV22) operating as a first pull-down driving unit. ) And NMOS transistors NM21 (NM22) and NMOS transistors NM23 to NM26 that operate as the second pull-down driving unit.

본 발명의 실시 예는 상기 인버터(INV21)(INV22)와, 피모스 트랜지스터(PM21)(PM22)와, 엔모스 트랜지스터(NM21)(NM22)를 이용하여 도1의 회로와 동일하게 구성하며, 아울러 출력단자(out-A)와 접지단자(GND) 사이에 전압(VB)이 게이트 단자에 인가된 엔모스 트랜지스터(NM23)와 출력단자(out-B) 전압이 게이트 단자에 인가된 엔모스 트랜지스터(NM24)를 직렬 연결하고, 출력단자(out-B)와 접지단자 (GND) 사이에 전압(VB)이 게이트 단자에 인가된 엔모스 트랜지스터(NM25)와 출력단자(out-A) 전압이 게이트 단자에 인가된 엔모스 트랜지스터(NM26)를 직렬 연결하여 구성한다. An embodiment of the present invention is configured in the same manner as the circuit of FIG. 1 by using the inverters INV21 (INV22), PMOS transistors PM21 (PM22), and NMOS transistors NM21 (NM22). An NMOS transistor NM23 having a voltage VB applied to the gate terminal and an NMOS transistor having an output terminal out-B voltage applied to the gate terminal between the output terminal out-A and the ground terminal GND. The NMOS transistor NM25 and the output terminal (out-A) voltage having the voltage VB applied to the gate terminal between the output terminal (out-B) and the ground terminal (GND) are connected in series. The NMOS transistor NM26 applied to is connected in series.

상기 인버터(INV21)(INV22)의 동작전원(Vcc)은 정상동작의 경우 2.8V가 인가되고, 절전모드의 경우 1.5V가 인가된다. The operating power Vcc of the inverters INV21 and INV22 is applied with 2.8 V in the normal operation and 1.5 V in the power saving mode.

상기 전압(VB)은 절전모드에 의해 동작전원(Vcc)이 1.5V로 인가되다가 오프(off)될 때 2.8V가 인가된다. The voltage VB is applied with 2.8V when the operating power source Vcc is applied at 1.5V and then turned off by the power saving mode.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation and effect of the embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

우선, 전압(Vcc)이 2.8V로 입력되는 경우 인버터(INV21)(INV22)가 입력신호(INPUT)를 순차적으로 반전하여 엔모스 트랜지스터(NM21)(NM22)의 게이트 단자에 인가하게 된다. 단, Vcc<VDD이다. First, when the voltage Vcc is input at 2.8 V, the inverter INV21 (INV22) sequentially inverts the input signal INPUT and applies it to the gate terminal of the NMOS transistors NM21 and NM22. However, Vcc <VDD.

이때, 전압(VB)이 접지전압(GND) 레벨임으로 엔모스 트랜지스터(NM23)(NM25)는 턴오프 상태를 유지한다. At this time, since the voltage VB is at the ground voltage GND level, the NMOS transistors NM23 and NM25 maintain a turn-off state.

따라서, 입력신호(INPUT)가 하이신호로 입력되면 엔모스 트랜지스터(NM21)가 턴오프되고 엔모스 트랜지스터(NM22)가 턴온되며 아울러 피모스 트랜지스터(PM21)가 턴온되고 피모스 트랜지스터(PM22)가 턴오프된다. Therefore, when the input signal INPUT is input as a high signal, the NMOS transistor NM21 is turned off, the NMOS transistor NM22 is turned on, the PMOS transistor PM21 is turned on, and the PMOS transistor PM22 is turned on. Is off.

이에 따라, 출력단자(out-A)는 턴온된 피모스 트랜지스터(PM21)에 의해 VDD 레벨이 되고, 출력단자(out-B)는 피모스 트랜지스터(PM22)의 턴오프 및 엔모스 트랜지스터(NM22)의 턴온에 의해 GND 레벨이 된다. Accordingly, the output terminal out-A becomes the VDD level by the turned-on PMOS transistor PM21, and the output terminal out-B turns off the PMOS transistor PM22 and the NMOS transistor NM22. GND level is turned on by.

반대로, 입력신호(INPUT)가 로우신호로 입력되면 출력단자(out-A)는 GND 레벨이 되고 출력단자(out-B)는 VDD 레벨이 된다. On the contrary, when the input signal INPUT is input as a low signal, the output terminal out-A becomes the GND level and the output terminal out-B becomes the VDD level.

만일, 절전모드로 동작되어 전압(Vcc)이 1.5V로 입력되면 입력신호(INPUT)도 1.5V가 되며, 인버터(INV21)의 출력신호에 의해 엔모스 트랜지스터(NM21)가 턴오프되고 인버터(INV22)의 출력신호에 의해 엔모스 트랜지스터(NM22)가 턴온된다. If the voltage Vcc is input at 1.5V while operating in the power saving mode, the input signal INPUT is also 1.5V. The NMOS transistor NM21 is turned off by the output signal of the inverter INV21 and the inverter INV22 is turned on. ), The NMOS transistor NM22 is turned on by the output signal.

따라서, 피모스 트랜지스터(PM21)가 턴온되어 출력단자(out-A)의 신호가 VDD 레벨로 출력되고 피모스 트랜지스터(PM22)의 턴온 및 엔모스 트랜지스터(NM22)의 턴온에 의해 출력단자(out-B)의 신호가 GND 레벨로 출력된다. Accordingly, the PMOS transistor PM21 is turned on so that the signal of the output terminal out-A is output at the VDD level, and the output terminal out- is turned on by turning on the PMOS transistor PM22 and turning on the NMOS transistor NM22. The signal of B) is output at the GND level.

이후, 1.5V의 전압(Vcc)이 오프되면 인버터(INV21)(INV22)의 동작이 오프되어 엔모스 트랜지스터(NM21)(NM22)가 턴오프 상태가 되지만, 출력단자(out-A)는 VDD 레벨 상태이고 출력단자(out-B)는 GND 레벨 상태이다. After that, when the voltage Vcc of 1.5 V is turned off, the operations of the inverters INV21 and INV22 are turned off, and the NMOS transistors NM21 and NM22 are turned off, but the output terminal out-A is at VDD level. State and the output terminal (out-B) is the GND level state.

이때, 전압(VB)이 2.8V로 엔모스 트랜지스터(NM23)(NM25)의 게이트 단자에 인가됨으로 상기 엔모스 트랜지스터(NM23)(NM25)가 턴온된다. At this time, the voltage VB is applied to the gate terminal of the NMOS transistors NM23 and NM25 at 2.8V, thereby turning on the NMOS transistors NM23 and NM25.

따라서, 출력단자(out-A)의 레벨이 VDD이고 출력단자(out-B)의 레벨이 GND임으로 엔모스 트랜지스터(NM25)가 턴온되고 엔모스 트랜지스터(NM26)가 턴오프된다. Therefore, since the level of the output terminal out-A is VDD and the level of the output terminal out-B is GND, the NMOS transistor NM25 is turned on and the NMOS transistor NM26 is turned off.

이에 따라, 엔모스 트랜지스터(NM25)(NM26)의 턴온에 의해 피모스 트랜지스터(PM21)가 턴온 상태를 유지함으로 출력단자(out-A)가 VDD 레벨을 유지하고, 엔모스 트랜지스터(NM24)의 턴오프에 의해 피모스 트랜지스터(PM22)가 턴오프 상태를 유지함으로 출력단자(out-B)가 GND 레벨을 유지하게 된다. Accordingly, the PMOS transistor PM21 is turned on by the turn-on of the NMOS transistors NM25 and NM26 so that the output terminal out-A maintains the VDD level, and the NMOS transistor NM24 is turned on. The output terminal out-B maintains the GND level by turning off the PMOS transistor PM22.

한편, 상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니라 본 발명과 관련된 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이다. On the other hand, while the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, those skilled in the art related to the present invention and the spirit of the present invention described in the claims Various modifications and variations of the present invention will be possible without departing from the scope thereof.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 딥 스탠바이 모드의 절전 기능이 동작되면 출력단자의 레벨 상태를 유지시킴으로써 출력단자에 연결된 아날로그 회로의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, the present invention has an effect of preventing malfunction of the analog circuit connected to the output terminal by maintaining the output terminal level when the power saving function of the deep standby mode is operated.

즉, 본 발명은 절전 기능이 동작되면 출력단자의 전압 레벨을 디지털 블록의 파워가 오프될 때의 값으로 유지시켜 종래에 발생하였던 문제점을 해소시킬 수 있는 것이다. That is, according to the present invention, when the power saving function is operated, the voltage level of the output terminal is maintained at the value when the power of the digital block is turned off, thereby solving the problem that occurred in the related art.

Claims (8)

2개의 출력단자를 구비한 레벨 쉬프터에 있어서, In the level shifter having two output terminals, 상기 2개의 출력단자 전압에 따라 상기 2개의 출력단자 중 하나를 제1 전압으로 풀업 구동하는 풀업 구동부와, A pull-up driving unit configured to pull-up one of the two output terminals to a first voltage according to the two output terminal voltages; 입력신호를 제2 전압으로 구동하여 상기 2개의 출력단자 중 하나를 풀다운 구동하는 제1 풀다운 구동부와, A first pull-down driving unit which drives an input signal to a second voltage and pulls down one of the two output terminals; 절전 동작 시에 제3 전압과 상기 출력단자 전압에 따라 상기 2개의 출력단자의 레벨 상태를 유지시키는 제2 풀다운 구동부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. 단,제1 전압>제2,제3 전압.And a second pull-down driver configured to maintain a level state of the two output terminals in accordance with a third voltage and the output terminal voltage during a power saving operation. However, the first voltage> second and third voltage. 제1항에 있어서, 풀업 구동부는 The method of claim 1, wherein the pull-up driving unit 제1 전압과 제1 출력단자 사이에 접속되어, 게이트에 제2 출력단자 전압이 인가되는 제1 풀업 트랜지스터와, A first pull-up transistor connected between the first voltage and the first output terminal to apply a second output terminal voltage to the gate; 제1 전압과 제2 출력단자 사이에 접속되어, 게이트에 제1 출력단자 전압이 인가되는 제2 출업 트랜지스터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. And a second start-up transistor connected between the first voltage and the second output terminal and to which the first output terminal voltage is applied to the gate. 제1항에 있어서, 제1 풀다운 구동부는 The method of claim 1, wherein the first pull-down driving unit 제2 전압에 구동되어 입력신호를 순차적으로 반전시키는 제1,제2 인버터와, First and second inverters driven by a second voltage to sequentially invert the input signal; 제1 출력단자와 접지단자 사이에 접속되고 게이트에 상기 제1 인버터의 출력 신호가 인가되는 제1 엔모스 트랜지스터와, A first NMOS transistor connected between a first output terminal and a ground terminal and to which an output signal of the first inverter is applied to a gate; 제2 출력단자와 접지 단자 사이에 접속되고 게이트에 상기 제2 인버터의 출력신호가 인가되는 제2 엔모스 트랜지스터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. And a second NMOS transistor connected between a second output terminal and a ground terminal and to which an output signal of the second inverter is applied to a gate. 제1항 또는 제3항에 있어서, 제2 전압은 절절동작 시에 2.8V에서 1.5V로 변경된 후 오프되는 것을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. The level shifter according to claim 1 or 3, wherein the second voltage is turned off after being changed from 2.8V to 1.5V during the power cut operation. 제2항에 있어서, 제2 풀다운 구동부는 The method of claim 2, wherein the second pull-down driving unit 제1,제2 출력단자 각각과 접지단자 사이에 적어도 하나 이상의 풀다운 트랜지스터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. And at least one pull-down transistor between each of the first and second output terminals and the ground terminal. 제1항 또는 제5항에 있어서, 제1 풀다운 구동부는 The method of claim 1, wherein the first pull-down driving unit 제1 출력단자와 접지단자 사이에 접속되고 게이트에 제2 출력단자가 접속되는 제1 엔모스 트랜지스터와, A first NMOS transistor connected between a first output terminal and a ground terminal and having a second output terminal connected to a gate; 제2 출력단자와 접지단자 사이에 접속되고 게이트에 제1 출력단자가 접속되는 제2 엔모스 트랜지스터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. And a second NMOS transistor connected between the second output terminal and the ground terminal and connected to the gate of the first output terminal. 제6항에 있어서, 제1 출력단자와 제1 엔모스 트랜지스터 사이에 접속되고 게이트에 제3 전압이 인가되는 제3 엔모스 트랜지스터와, The NMOS transistor of claim 6, further comprising: a third NMOS transistor connected between the first output terminal and the first NMOS transistor and having a third voltage applied to the gate; 제2 출력단자와 제2 엔모스 트랜지스터 사이에 접속되고 게이트에 제3 전압이 인가되는 제4 엔모스 트랜지스터를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. And a fourth NMOS transistor connected between the second output terminal and the second NMOS transistor and to which a third voltage is applied to the gate. 제1항 또는 제7항에 있어서, 제3 전압은 The method of claim 1 or 7, wherein the third voltage is 절전 동작 시에 오프 상태에서 2.8V로 인가되는 것을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. The level shifter is applied at 2.8V in the off state during the power saving operation.
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