KR20090104364A - Level shifter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A level shifter is provided to allow facilitate driving by implanting stable and high speed operation while low power consumption. CONSTITUTION: A level shifter is connected with an input terminal of a gate electrode. A first transistor(N1) is connected between a ground power(GND) and an output terminal. A gate electrode is connected to a first node(A), and a second transistor(N2) is connected between an output terminal and a second electric power supply(VDDH). The gate electrode is connected to the input terminal. The input terminal is connected between the first node and the power(VDD), and a third transistor is connected with the first power.

Description

레벨 쉬프터{level shifter}Level shifter

본 발명은 레벨 쉬프터에 관한 것으로, 특히 소면적으로 구현 가능하고, 고속 동작 및 저전력화를 도모한 평판표시장치용 레벨 쉬프터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level shifter, and more particularly, to a level shifter for a flat panel display device that can be implemented in a small area and that achieves high speed operation and low power consumption.

일반적으로 레벨 시프터는 신호전압의 크기가 서로 다른 회로를 연결할 때 두 회로들 사이에 위치하여 신호 전압의 크기를 바꾸어 주는 회로로서, 이는 작은 전압범위에서 큰 전압범위로 신호전압 크기를 바꾸어주는 경우에 주로 사용된다. In general, the level shifter is a circuit that changes the magnitude of the signal voltage between two circuits when the circuits having different magnitudes of the signal voltage are connected. This is a case where the magnitude of the signal voltage is changed from a small voltage range to a large voltage range. Mainly used.

특히, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이(FED: Field Emission Display), 유기 전계발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display) 등과 같은 평판표시장치의 구동회로의 경우, 저전력을 위해 디지털 신호에 대응되는 값은 저전압으로 설계하나, 액정(LC: Liquid Crystal) 또는 유기 발광소자(OLED: Organic Lighting Emitting Diode)와 같은 물질을 구동해야 하는 패널의 특성상 상기 디지털 신호를 패널의 구동 전압 범위에 적합하도록 변환하는 것이 필요하며, 이를 위해 상기 레벨 시프터를 이용하고 있다. In particular, liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), field emission displays (FEDs), organic light emitting displays (OLEDs), and the like. In the case of the driving circuit of a flat panel display device, a value corresponding to a digital signal is designed to have a low voltage for low power, but a material such as a liquid crystal (LC) or an organic lighting emitting diode (OLED) must be driven. Due to the characteristics of the panel, it is necessary to convert the digital signal to fit the driving voltage range of the panel. For this purpose, the level shifter is used.

평판표시장치의 구동회로에 보편적으로 사용되고 있는 종래의 교차 결합형 래치 구조 레벨 시프터는 하기된 도 1에 도시된 바와 같다. A conventional cross coupled latch structure level shifter which is commonly used in a driving circuit of a flat panel display device is shown in FIG.

도 1은 종래의 레벨 쉬프터 구조를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing a conventional level shifter structure.

도 1을 참조하면, 종래의 레벨 시프터는 2개의 P형 트랜지스터(P1,P2)와 2개의 N형 트랜지스터(N1,N2)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the conventional level shifter is composed of two P-type transistors P1 and P2 and two N-type transistors N1 and N2.

상기 N형 트랜지스터(N1)의 게이트에는 입력신호(Input)가 입력되고, 상기 N형 트랜지스터(N2)의 게이트에는 반전입력신호(Input_b)가 입력되며, 상기 N형 트랜지스터(N1, N2)의 소오스는 접지전압(GND)에 접속되어 있다. An input signal Input is input to a gate of the N-type transistor N1, an inverting input signal Input_b is input to a gate of the N-type transistor N2, and a source of the N-type transistors N1 and N2 is input. Is connected to the ground voltage GND.

그리고, 상기 N형 트랜지스터(N1)의 드레인은 상기 P형 트랜지스터(P1)의 드레인에, 그리고 상기 P형 트랜지스터(P1)의 게이트는 상기 N형 트랜지스터(N2)의 드레인에 접속되고, 상기 N형 트랜지스터(N2)의 드레인은 상기 P형 트랜지스터(P2)의 드레인에, 그리고 상기 P형 트랜지스터(P2)의 게이트는 상기 N형 트랜지스터(N1)의 드레인에 접속되며, 상기 P형 트랜지스터(P1, P2)의 소오스는 제2전원전압(VDDH)에 접속되어 있다. The drain of the N-type transistor N1 is connected to the drain of the P-type transistor P1, and the gate of the P-type transistor P1 is connected to the drain of the N-type transistor N2. The drain of the transistor N2 is connected to the drain of the P-type transistor P2, and the gate of the P-type transistor P2 is connected to the drain of the N-type transistor N1, and the P-type transistors P1 and P2 are connected. Source is connected to the second power supply voltage VDDH.

이와 같이 구성된 도 1의 레벨 시프트 회로는 교차 결합형의 래치(Latch) 구조를 하고 있다.The level shift circuit of FIG. 1 configured as described above has a cross coupling latch structure.

상기와 같이 구성된 종래의 레벨 시프터는 도 2(a)의 입력신호(Input)와 도 2(b)의 반전 입력신호(Input_b)가 각각 N형 트랜지스터(N1)(N2)의 게이트에 입력됨에 따라, 출력단의 출력신호(Output)는 도 2(c)와 같이 레벨 변환되며, N형 트랜지스터(N1)과P형 트랜지스터(P1)의 접속 노드(즉, P형 트랜지스터(P2)의 게이트단자)에는 도 2(d)와 같이 출력신호(Output)와는 반전된 반전출력신호(Output_b)가 형성 된다. In the conventional level shifter configured as described above, the input signal Input of FIG. 2A and the inverted input signal Input_b of FIG. 2B are respectively input to the gates of the N-type transistors N1 and N2. The output signal Output of the output terminal is level-converted as shown in FIG. 2 (c), and is connected to the connection node (ie, the gate terminal of the P-type transistor P2) of the N-type transistor N1 and the P-type transistor P1. As shown in (d) of FIG.

즉, 동작범위가 GND~VDD인 입력신호(Input)를 동작범위가 GND~VDDH인 출력신호(Output)로 레벨 변환한다.That is, level conversion is performed on the input signal Input having the operating range of GND to VDD to the output signal Output having the operating range of GND to VDDH.

이와 같은 종래의 교차 결합형 래치구조 레벨 시프터의 동작을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the conventional cross-coupled latch structure level shifter in detail as follows.

상기 입력신호(Input)가 접지전압(GND)에서 제1전원전압(VDD)으로 바뀌었을 때, N형 트랜지스터(N1)은 턴온(Turn on)되어 반전출력신호(Output_b)단을 접지전압(GND)로 방전하기 시작한다. 접지전압(GND)으로 방전된 반전출력신호(Output_b)단은 P형 트랜지스터(P2)를 턴온시켜 출력신호(Output)단을 제2전원전압(VDDH)으로 충전하게 된다. When the input signal Input is changed from the ground voltage GND to the first power supply voltage VDD, the N-type transistor N1 is turned on to turn the inverted output signal Output_b to the ground voltage GND. To discharge). The inverted output signal Output_b terminal discharged to the ground voltage GND turns on the P-type transistor P2 to charge the output signal Output terminal to the second power supply voltage VDDH.

입력신호(In)가 접지전압(GND)에서 제1전원전압(VDD)으로 바뀌는 경우, 입력단(Input)에 연결된 N형 트랜지스터(N1)는 턴온되고 반전입력단에(Input_b) 연결된N형 트랜지스터(N2)는 턴오프되어 반전출력신호(output_b) 노드를 양의 제2전원전압(GND)으로 방전하게 된다. When the input signal In changes from the ground voltage GND to the first power supply voltage VDD, the N-type transistor N1 connected to the input terminal is turned on and the N-type transistor N2 connected to the inverting input terminal Input_b. ) Is turned off to discharge the inversion output signal output_b node to the positive second power supply voltage GND.

이때, P형 트랜지스터(P2)가 천이하는 반전출력신호(Output_b)에 의해 약하게 턴온되어 출력단(output)의 GND 전압을 신속하게 VDDH로 올려주지 못하며, 이로 인해 P형 트랜지스터(P1)가 약하게 턴온되어 입력신호(Input)에 의해 턴온된 N형 트랜지스터(N1)와 더불어 VDDH로부터 GND까지의 관통전류를 생성하여 전력소모가 커지는 문제가 있다.At this time, the P-type transistor P2 is weakly turned on by the inverted output signal Output_b, which does not quickly raise the GND voltage of the output terminal to VDDH. As a result, the P-type transistor P1 is weakly turned on. In addition to the N-type transistor N1 turned on by the input signal, the power consumption is increased by generating a through current from VDDH to GND.

마찬가지로, 입력신호(Input)가 제1전원전압(VDD)에서 접지전압(GND)으로 바 뀌는 경우, 반전입력신호(Input_b)에 연결된 N형 트랜지스터(N2)는 턴온되고 입력신호(Input)에 연결된 N형 트랜지스터(N1)는 턴오프되어 출력신호(Output) 노드를 접지전압(GND)으로 방전하게 된다. Similarly, when the input signal Input is changed from the first power supply voltage VDD to the ground voltage GND, the N-type transistor N2 connected to the inverting input signal Input_b is turned on and connected to the input signal Input. The N-type transistor N1 is turned off to discharge the output signal node to the ground voltage GND.

이때, P형 트랜지스터(P1)가 천이하는 출력신호(Output)에 의해 약하게 턴온되어 반전출력단(Output_b)의 GND 전압을 신속하게 VDDH로 올려주지 못하며, 이로 인해 P형 트랜지스터(P2)가 약하게 턴온되어 반전입력신호(Input_b)에 의해 턴온된 N형 트랜지스터(N2)와 더불어 VDDH로부터 GND까지의 관통전류를 생성하여 전력소모가 커지는 문제가 있다.At this time, the P-type transistor P1 is weakly turned on by the transitioned output signal Output, and thus the GND voltage of the inverted output terminal Output_b cannot be quickly increased to VDDH, and thus the P-type transistor P2 is weakly turned on. In addition to the N-type transistor N2 turned on by the inverting input signal Input_b, power consumption is increased by generating a through current from VDDH to GND.

특히, 이와 같은 전력소모가 큰 문제는 교차 결합형 래치구조의 특성상 입력신호(Input)와 반전입력신호(Input_b)의 변화가 출력신호(Output)와 반전출력신호(Output_b)에 영향을 주는 속도가 매우 느리다는 구조적 단점과 연관되며 전력소모 문제와 더불어 동작속도 면에서도 큰 문제점을 나타내게 된다.In particular, such a large power consumption problem is due to the nature of the cross-coupled latch structure that the speed at which the change of the input signal (Input) and the inverted input signal (Input_b) affects the output signal (Output) and the inverted output signal (Output_b) It is associated with the structural disadvantage of being very slow and presents a big problem in terms of operating speed as well as power consumption.

또한, 상기 생성된 반전입력신호(Input_b)를 사용한다는 가정하에 래치구조의 레벨 시프트 회로 본체의 소자 개수는 불과 4개로 매우 적으나, 입력신호(Input)와 반전입력신호(Input_b)와 연결된 트랜지스터(N1, N2)의 경우, 입력신호(Input)와 반전입력신호(Input_b)의 전압을 상호 컨덕턴스(Transconductance) 특성을 통해 전류로 바꾸어 주는 형식으로 입력신호(Input)와 반전입력신호(Input_b)를 출력단(out)으로 전달하게 된다. 따라서 전달 능력을 키우기 위하여 트랜지스터(N1,N2)의 크기를 키우게 된다. In addition, assuming that the generated inverted input signal Input_b is used, the number of elements of the level shift circuit main body of the latch structure is very small, but the transistor connected to the input signal Input and the inverted input signal Input_b ( In the case of N1 and N2, the input signal and the inverted input signal Input_b are outputted in the form of converting the voltage of the input signal Input and the inverted input signal Input_b into current through mutual conductance characteristics. to (out). Therefore, the size of the transistors N1 and N2 is increased to increase the transfer capability.

하지만, 이 경우 입력 신호단에서 보이는 기생 캐패시터의 증가로 인하여 신 호 지연이 생기게 되어 입력신호의 천이 시간이 길어져 신호 천이 구간이 늘어나 전력소비가 늘어나게 되는 문제와 트랜지스터를 4개만 사용한다는 면적 상의 장점이 반감되는 문제가 나타난다.However, in this case, there is a signal delay due to the increase of parasitic capacitor seen at the input signal stage, which increases the transition time of the input signal and increases the power consumption due to the longer signal transition period. The problem is antagonized.

즉, 이와 같은 종래의 교차 결합형 래치구조 레벨 시프터는 각 노드의 초기값에 상관없이 동작하지만, N형 트랜지스터와 P형 트랜지스터가 동시에 턴온(Turn on)됨에 따라 생기는 단락회로전류(Short Circuit Current)에 의한 관통전류량이 커서 소비전력이 크고, 능력을 키우기 위하여 트랜지스터(N1,N2)의 크기를 키움으로 인한 면적상의 장점도 반감되는 단점이 있다. In other words, the conventional cross-coupled latch structure level shifter operates regardless of the initial value of each node. However, the short-circuit current generated when the N-type transistor and the P-type transistor are turned on at the same time. Due to the large amount of through-current, the power consumption is large, and the area advantage due to the size of the transistors N1 and N2 is also increased to increase the capacity.

특히, TFT를 이용하여 회로를 설계 시 제조 공정에서 N형과 P형 트랜지스터를 함께 만들 때 마스크가 증가되는 등의 추가적인 공정이 필요하게 된다. 이는 공정 단가의 증가와 수율 저하의 주요인이 되므로 TFT를 이용한 회로 구현 시 단일형 트랜지스터만을 사용한 회로가 필요하게 된다.In particular, when designing a circuit using a TFT, an additional process such as an increase in a mask is required when manufacturing an N-type and a P-type transistor together in a manufacturing process. This is the main reason for the increase of the process cost and the decrease of the yield, and thus, a circuit using only a single transistor is required when implementing a circuit using a TFT.

본 발명은 P형 또는 N형 트랜지스터 즉, 동일한 타입의 트랜지스터만을 이용하여 안정적이면서 고속인 동작 및 저전력화를 달성함과 동시에 실장 면적을 최소화함으로써, 평판표시장치 구동용으로 적합한 레벨 쉬프터를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention provides a level shifter suitable for driving a flat panel display device by minimizing the mounting area while achieving stable and high-speed operation and low power using only P-type or N-type transistors, that is, transistors of the same type. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 레벨 쉬프터는, 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 접지전원(GND)과 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 제 2전원(VDDH) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 상기 제 1노드(A)와 제 1전원(VDD) 사이 또는 상기 입력단(Input)과 제 1전원(VDD) 사이에 연결된 제 3트랜지스터(N3)를 포함함을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a level shifter includes: a first transistor (N1) having a gate electrode connected to an input terminal and connected between a ground power source (GND) and an output terminal (Output); A second transistor N2 connected to a gate electrode of the first node A and connected between an output terminal and a second power source VDDH; A gate electrode is connected to an input terminal and includes a third transistor N3 connected between the first node A and the first power source VDD or between the input terminal and the first power source VDD. It is characterized by.

이 때, 상기 제 1노드(A) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1커패시터(C1)가 더 구비될 수 있으며, 상기 제 1 내지 제 3트랜지스터는 모두 N형 트랜지스터로 구현되고, 상기 제 1트랜지스터(N1)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 한다.In this case, a first capacitor C1 connected between the first node A and an output terminal may be further provided, and the first to third transistors are all implemented as an N-type transistor, and the first W (Width) / L (Length) value for the channel of the transistor (N1) is characterized in that it is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor (N2).

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 레벨 쉬프터는, 게이트 전극이 입력 단(Input)에 연결되고, 제 1노드(A)와 상기 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 반전입력단(Input_b) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 상기 제 1노드(A) 및 입력단(Input)과 연결된 제 1커패시터(C1)와; 게이트 전극이 상기 입력단(Input)에 연결되고, 제 2노드(B) 및 상기 입력단(Input)에 연결된 제 3트랜지스터(N3)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(N4)를 포함함을 특징으로 한다.In addition, the level shifter according to another embodiment of the present invention, the gate electrode is connected to the input (Input), the first transistor (N1) connected between the first node (A) and the input (Input); A second transistor (N2) connected to a gate electrode of the first node (A) and connected between an output terminal (Output) and an inverting input terminal (Input_b); A first capacitor C1 connected to the first node A and an input terminal; A third transistor N3 connected to a gate electrode of the gate electrode and to a second node B and the input terminal; The gate electrode is connected to the second node (B), characterized in that it comprises a fourth transistor (N4) connected between the second power source (VDDH) and the output terminal (Output).

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 레벨 쉬프터는, 게이트 전극이 반전입력단(Input_b)에 연결되고, 제 1노드(A) 및 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(P1)와; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 입력단(Input) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(P2)와; 상기 반전입력단(Input_b) 및 제 2노드(B)와 연결된 제 1커패시터(C1)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 상기 제 2노드(B) 및 상기 입력단(Input)에 연결된 제 3트랜지스터(P3)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(P4)를 포함함을 특징으로 한다.In addition, the level shifter according to another embodiment of the present invention, the gate electrode is connected to the inverting input terminal (Input_b), the first transistor (P1) connected between the first node (A) and the input terminal (Input); A second transistor (P2) connected to a gate electrode of the first node (A) and connected between an output terminal and an input terminal; A first capacitor C1 connected to the inverting input terminal Input_b and the second node B; A third transistor (P3) having a gate electrode connected to the second node (B) and connected to the second node (B) and the input terminal (Input); The gate electrode is connected to the second node (B), characterized in that it comprises a fourth transistor (P4) connected between the second power source (VDDH) and the output terminal (Output).

이와 같은 본 발명에 의하면, P형 또는 N형 트랜지스터 즉, 동일한 타입의 트랜지스터만을 이용하여 레벨 쉬프터를 구현함으로써, 안정적이면서 고속인 동작 및 저전력화를 달성함과 동시에 실장 면적을 최소화할 수 있으며, 공정 단가 감소 및 수율 향상을 이루게 되는 장점이 있다. According to the present invention, by implementing a level shifter using only P-type or N-type transistors, that is, transistors of the same type, it is possible to achieve stable and high-speed operation and low power, and to minimize the mounting area. There is an advantage that the unit price is reduced and the yield is improved.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도이고, 도 4는 도 3에 도시된 실시예의 구동 타이밍도이다. 3 is a circuit diagram of a level shifter according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a driving timing diagram of the embodiment shown in FIG.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 레벨 시프터는, 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 접지전원(GND)과 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 제 2전원(VDDH) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 상기 제 1노드(A) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1커패시터(C1)와; 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 상기 제 1노드(A)와 제 1전원(VDD) 사이에 연결된 제 3트랜지스터(N3)로 구성된다. Referring to FIG. 3, the level shifter according to the first embodiment of the present invention includes a first transistor N1 having a gate electrode connected to an input terminal and connected between a ground power source GND and an output terminal. ; A second transistor N2 connected to a gate electrode of the first node A and connected between an output terminal and a second power source VDDH; A first capacitor C1 connected between the first node A and an output terminal; The gate electrode is connected to an input terminal, and includes a third transistor N3 connected between the first node A and the first power source VDD.

이 때, 상기 제 1 내지 제 3트랜지스터는 모두 N형 트랜지스터로 구현되며, 제 2전원(VDDH)는 제 1전원(VDD)의 2배 크기로 제공됨을 그 예로 설명한다.In this case, all of the first to third transistors are implemented as N-type transistors, and the second power source VDDH is provided as twice as large as the first power source VDD.

또한, 상기 제 1트랜지스터(N1)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 한다.In addition, the value of W (Width) / L (Length) for the channel of the first transistor (N1) is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor (N2). It is done.

또한, 상기 제 3트랜지스터(N3)는 상기 제 1커패시터(C1) 및 상기 제 2트랜지스터(N2)의 정확한 동작 스위칭을 구현하도록 상기 제 1노드(A)의 전압을 정확하게 제어하는 전압 제어부의 역할을 수행함을 특징으로 한다. In addition, the third transistor N3 serves as a voltage controller for precisely controlling the voltage of the first node A so as to implement accurate operation switching of the first capacitor C1 and the second transistor N2. Characterized by performing.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 레벨 시프터의 동작은 다음과 같다.3 and 4, the operation of the level shifter according to the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

우선 입력신호(Input)가 제1전원전압(VDD)으로 천이한 상태에서 상기 제 1노드(A)에는 제 3트랜지스터(N3)에 의해 제1전원전압(VDD)에서 그 문턱전압(VthN3)만큼 낮은 전압 즉, VDD-VthN3 이 초기 전압으로 인가된다.First, when the input signal (Input) is transitioned to the first power supply voltage (VDD), the threshold voltage (V thN3 ) at the first power supply voltage (VDD) by the third transistor (N3) to the first node (A). As low as that is, VDD-V thN3 is applied as the initial voltage.

먼저, 이와 같이 상기 제 1노드(A)가 초기전압으로 설정되어 있는 상태 즉, 입력신호(input)가 GND에서 VDD로 천이하게 되면 제 1 및 제 2트랜지스터(N1, N2)가 모두 턴온(Turn on) 상태가 되고, 앞서 언급한 바와 같이 본 실시예의 경우 상기 제 1트랜지스터(N1)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계되었으므로 상기 제 1트랜지스터(N1)는 제 2트랜지스터(N2)보다 강하게 턴온(Trun on)되어 출력단(output)이 접지전압(GND)로 방전된다.First, when the first node A is set to the initial voltage, that is, when the input signal transitions from GND to VDD, both the first and second transistors N1 and N2 are turned on. In the present embodiment, as described above, in the present embodiment, a W (Width) / L (Length) value for the channel of the first transistor N1 is set to W (W) for the channel of the second transistor N2. Since it is designed to be larger than Width / L (Length), the first transistor N1 is strongly turned on than the second transistor N2 so that the output terminal is discharged to the ground voltage GND.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 입력단(Input)으로 입력되는 신호가 제1전원전압(VDD)으로 천이하면, 출력단(output)으로 출력되는 신호는 접지전압(GND)로 천이되는 것이다. That is, as illustrated in FIG. 4, when the signal input to the input terminal transitions to the first power supply voltage VDD, the signal output to the output terminal transitions to the ground voltage GND.

그 후, 입력신호(Input)가 VDD에서 GND로 천이하면, 제 1트랜지스터(N1) 및 제 3트랜지스터(N3)는 턴오프(Turn off)되므로 상기 제 1노드(A)는 플로우팅(Floating) 상태가 된다. Thereafter, when the input signal (Input) transitions from VDD to GND, the first transistor (N1) and the third transistor (N3) is turned off (Turn off), so the first node (A) is floating (Floating) It becomes a state.

단, 상기 제 2트랜지스터(N2)는 채널의 기생 커패시터에 따른 부트스트래 핑(bootstrapping) 효과에 의해 턴온(Turn on) 상태가 된다.However, the second transistor N2 is turned on by a bootstrapping effect according to the parasitic capacitor of the channel.

이에 따라 상기 제 1노드(A)가 플로우팅(Floating) 상태임에 의해 최초 플로팅 상태에 있는 제 2트랜지스터(N2)의 게이트 전극은 상기 출력단(Output)의 충전에 의한 영향을 받게 되므로, 결과적으로 상기 플로우팅 상태의 제 1노드(A)는 3VDD-VthN3로 충전되며, 결과적으로 상기 출력단(Output)은 상기 제 2트랜지스터(N2)의 턴온에 의해 완벽한 제2전원전압(VDDH)로 충전이 된다. Accordingly, since the first node A is in a floating state, the gate electrode of the second transistor N2 in the first floating state is affected by the charging of the output terminal. The first node A in the floating state is charged to 3VDD-V thN3 , and as a result, the output terminal is charged to a complete second power supply voltage VDDH by turning on the second transistor N2. do.

또한, 제 1트랜지스터(N1)는 턴오프(Turn off)되므로, 출력전압인 제2전원전압(VDDH)으로부터 접지전압(GND)로의 관통전류를 막아준다 In addition, since the first transistor N1 is turned off, the first transistor N1 prevents a through current from the second power supply voltage VDDH which is an output voltage to the ground voltage GND.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 입력단(Input)으로 입력되는 신호가 GND로 천이하면, 출력단(Output)으로 출력되는 신호는 제 2전원전압(VDDH)로 천이되는 것이다. That is, as shown in FIG. 4, when the signal input to the input terminal transitions to GND, the signal output to the output terminal transitions to the second power supply voltage VDDH.

이와 같은 구조를 통해 상기 제 1노드(A)는 2VDD(VDDH)의 전압범위로 올바르게 전압값이 정의되므로, 제 2트랜지스터(N2)의 턴온(Turn on) 및 턴오프(Turn off)를 정확하고 빠르게 동작시키고 제 2트랜지스터(N2)의 채널 기생 커패시터(Cgs)의 부트스트래핑(bootstrapping) 효과로 인해 제 2트랜지스터(N2)의 플로우팅(Floating) 게이트를 3VDD-VTH로 충전시킴으로써 의도한 안정적이고 전력소모도 적은 동작을 수행하게 된다.Through this structure, since the voltage value is correctly defined in the voltage range of 2VDD (VDDH), the first node A accurately turns on and turns off the second transistor N2. Intended and stable by charging the floating gate of the second transistor N2 to 3VDD-V TH due to the fast operation and the bootstrapping effect of the channel parasitic capacitor Cgs of the second transistor N2. The power consumption also performs less operation.

즉, 제 2트랜지스터(N2)를 통한 출력단(Output)을 완전하게 제2전원전압(VDDH)로 충전시킴으로써 제 1 및 제 2트랜지스터(N1, N2) 신호 천이 시간을 줄 여 종래의 교차 결합형 래치구조의 레벨 시프트 회로에서 발생하는 신호의 천이구간을 정의하는 입력신호(Input)를 통해 신호 천이 시 느리게 변하는 출력전압에 의한 오 단락회로(Short Circuit)로 인한 관통전류의 양을 크게 줄일 수 있게 된다.That is, the conventional cross-coupled latch reduces the time transitions of the first and second transistors N1 and N2 by charging the output terminal through the second transistor N2 to the second power supply voltage VDDH completely. Through the input signal that defines the transition period of the signal generated in the level shift circuit of the structure, it is possible to greatly reduce the amount of through current caused by the short circuit due to the slowly changing output voltage at the time of signal transition. .

이는 종래 교차 결합형 래치 구조의 레벨 시프트 회로에 비하여 매우 안정된 동작 특성 및 매우 작은 소비전력과 피크 전류 특성을 보이는 장점이 있다. This has the advantage of showing a very stable operating characteristics, very small power consumption and peak current characteristics compared to the level shift circuit of the conventional cross-coupled latch structure.

즉, 본 발명은 부트스트래핑(bootstrapping) 효과를 사용함으로써 비교적 소면적으로 안정적이며, 고속 동작을 구현 할 수 있으며, 입력신호의 천이시에 발생하는 단락회로(Short Circuit)에 의한 관통 전류량을 줄임으로써 저소비 전력화를 실현할 수 있게 되는 것이다.That is, the present invention is relatively small in area by using the bootstrapping effect, it is possible to implement a high-speed operation, by reducing the amount of through current caused by the short circuit (Short Circuit) generated during the transition of the input signal It is possible to realize low power consumption.

또한, 단일형 트랜지스터로 회로를 구현함으로써 공정단가 감소와 공정수율의 향상을 실현할 수 있다.In addition, by implementing a circuit with a single transistor, it is possible to realize a reduction in process cost and an improvement in process yield.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 2, 제 3실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도이다. 5A and 5B are circuit diagrams of the level shifter according to the second and third embodiments of the present invention.

단, 상기 도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예는 도 3을 통해 설명한 제 1실시예와 그 동작이 동일하므로, 상세한 설명은 생략하며, 구성 상의 차이점에 대해서만 간략히 설명하도록 한다. 5A and 5B have the same operation as the first embodiment described with reference to FIG. 3, and thus, a detailed description thereof will be omitted and only the differences in configuration will be briefly described.

먼저 도 5a에 도시된 제 2실시예는, 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 접지전원(GND)과 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 제 2전원(VDDH) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 상기 제 1노드(A) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1커 패시터(C1)와; 게이트 전극 및 드레인 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 소스 전극이 상기 제 1노드에 연결된 제 3트랜지스터(N3)로 구성된다. First, the second embodiment shown in FIG. 5A includes: a first transistor N1 having a gate electrode connected to an input terminal and connected between a ground power source GND and an output terminal; A second transistor N2 connected to a gate electrode of the first node A and connected between an output terminal and a second power source VDDH; A first capacitor C1 connected between the first node A and an output terminal; The gate electrode and the drain electrode are connected to an input terminal, and the source electrode is composed of a third transistor N3 connected to the first node.

즉, 상기 제 3트랜지스터(N3)의 드레인 전극이 제 1전원(VDD)이 아닌 입력단(Input)에 연결된다는 점에서 그 차이가 있으며, 나머지 구성은 제 1실시예와 동일하다.That is, there is a difference in that the drain electrode of the third transistor N3 is connected to an input terminal instead of the first power source VDD, and the rest of the configuration is the same as in the first embodiment.

이 경우, 입력단(Input)으로 VDD 전원이 인가되면 제 1실시예와 동일하게 동작되고, 입력단(Input)으로 GND가 인가되는 경우에도 제 3트랜지스터(N3)가 턴오프되므로 결과적으로는 제 1실시예와 동일하게 동작되는 것이다.In this case, when VDD power is applied to the input terminal, the same operation as in the first embodiment is performed, and even when GND is applied to the input terminal, the third transistor N3 is turned off, resulting in the first embodiment. It works the same as the example.

다음으로 도 5b에 도시된 제 3실시예는, 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 접지전원(GND)과 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 제 2전원(VDDH) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 상기 제 1노드(A)와 제 1전원(VDD) 사이에 연결된 제 3트랜지스터(N3)로 구성된다. Next, the third embodiment shown in FIG. 5B includes: a first transistor N1 having a gate electrode connected to an input terminal and connected between a ground power source GND and an output terminal; A second transistor N2 connected to a gate electrode of the first node A and connected between an output terminal and a second power source VDDH; The gate electrode is connected to an input terminal, and includes a third transistor N3 connected between the first node A and the first power source VDD.

즉, 제 1커패시터(C1)이 제거된다는 점에서 그 차이가 있으며, 나머지 구성은 제 1실시예와 동일하다. 이는 제 1커패시터(C1) 대신 제 2트랜지스터의 기생 커패시터로 대체하는 것으로 그 동작은 앞서 설명한 제 1실시예와 동일하게 된다. That is, there is a difference in that the first capacitor C1 is removed, and the rest of the configuration is the same as in the first embodiment. This replaces the parasitic capacitor of the second transistor instead of the first capacitor C1, and its operation is the same as that of the first embodiment described above.

도 6은 본 발명의 제 4실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도이고, 도 7은 도 6에 도시된 실시예의 구동 타이밍도이다. 6 is a circuit diagram of a level shifter according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a driving timing diagram of the embodiment shown in FIG.

상기 제 4실시예는 제 1실시예와 달리 입력신호가 입력되는 입력단(Input) 외에 반전된 입력신호가 입력되는 반전입력단(Input_b)이 추가로 연결되고, 접지전 원(GND)이 제거되는 점에서 그 차이가 있다.Unlike the first embodiment, the fourth embodiment additionally connects an inverted input terminal Input_b to which an inverted input signal is input in addition to an input terminal to which an input signal is input, and removes ground power GND. There is a difference.

도 6을 참조하면, 제 4실시예는 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 제 1노드(A)와 상기 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 반전입력단(Input_b) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 상기 제 1노드(A) 및 입력단(Input)과 연결된 제 1커패시터(C1)와; 게이트 전극이 상기 입력단(Input)에 연결되고, 제 2노드(B) 및 상기 입력단(Input)에 연결된 제 3트랜지스터(N3)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(N4)로 구성된다. Referring to FIG. 6, the fourth embodiment includes a first transistor N1 having a gate electrode connected to an input terminal and connected between a first node A and the input terminal; A second transistor (N2) connected to a gate electrode of the first node (A) and connected between an output terminal (Output) and an inverting input terminal (Input_b); A first capacitor C1 connected to the first node A and an input terminal; A third transistor N3 connected to a gate electrode of the gate electrode and to a second node B and the input terminal; A gate electrode is connected to the second node B and includes a fourth transistor N4 connected between the second power supply VDDH and the output terminal.

이 때, 상기 제 1 내지 제 4트랜지스터는 모두 N형 트랜지스터로 구현되고, 특히 제 1 및 제 3트랜지스터는 도시된 바와 같이 다이오드 연결(diode connection)되어 있다. In this case, the first to fourth transistors are all implemented with an N-type transistor, and in particular, the first and third transistors are diode-connected as shown.

또한, 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 4트랜지스터(N4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 하며, 제 2전원(VDDH)는 제 1전원(VDD)의 2배 크기로 제공됨을 그 예로 설명한다.In addition, the value of W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor (N2) is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the fourth transistor (N4). As an example, the second power source VDDH is provided twice as large as the first power source VDD.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제 4실시예에 따른 레벨 시프터의 동작은 다음과 같다.6 and 7, operation of the level shifter according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저 입력신호(input)가 GND에서 VDD로 천이하고, 반대로 반전된 입력신호(Input_b)가 VDD에서 GND로 천이하게 되면, 제 1 및 제 3트랜지스터(N1, N3)은 다이오드 연결되어 있으므로 턴온되며, 이에 따라 제 1노드(A) 및 제 2노드(B)에는 각각 VDD-VthN1 및 VDD-VthN3가 인가된다.First, when the input signal transitions from GND to VDD and the inverted input signal Input_b transitions from VDD to GND, the first and third transistors N1 and N3 are turned on because they are diode-connected. Accordingly, VDD-V thN1 and VDD-V thN3 are applied to the first node A and the second node B, respectively.

또한, 앞서 언급한 바와 같이 본 실시예의 경우 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 4트랜지스터(N4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계되었으므로 상기 제 2트랜지스터(N2)는 제 4트랜지스터(N4)보다 강하게 턴온(Trun on)되어 출력단(output)이 반전된 입력신호(Input_b)인 접지전압(GND)로 방전된다.In addition, as described above, in the present embodiment, the value of W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor N2 is W (Width) / L for the channel of the fourth transistor N4. Since the second transistor N2 is strongly turned on than the fourth transistor N4 and discharged to the ground voltage GND, which is an input signal Input_b in which the output terminal is inverted, since the second transistor N2 is designed to be larger than (Length). do.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 입력단(Input)으로 입력되는 신호가 제1전원전압(VDD)으로 천이하면, 출력단(output)으로 출력되는 신호는 접지전압(GND)로 천이되는 것이다. That is, as illustrated in FIG. 7, when the signal input to the input terminal transitions to the first power supply voltage VDD, the signal output to the output terminal transitions to the ground voltage GND.

그 후, 입력신호(Input)가 VDD에서 GND로 천이하고, 반대로 반전된 입력신호(Input_b)가 GND에서 VDD로 천이하게 되면, 제 1트랜지스터(N1) 및 제 3트랜지스터(N3)는 턴오프(Turn off)되므로 상기 제 1노드(A) 및 제 2노드(B)는 플로우팅(Floating) 상태가 된다. Thereafter, when the input signal Input transitions from VDD to GND and the inverted input signal Input_b transitions from GND to VDD, the first transistor N1 and the third transistor N3 are turned off. Turn off) so that the first node (A) and the second node (B) is in a floating state.

단, 상기 제 1노드(A)는 상기 제 1커패시터(C1)에 따른 부트스트래핑(bootstrapping) 효과에 의해 제 1커패시터(C1)의 일측 단자가 입력신호인 GND가 입력됨으로써, 그 전압값이 VDD-VthN1에서 VthN1로 빠르게 방전되고, 반전된 입력신호(Input_b)가 VDD로 천이하게 되어 이에 따라 상기 제 2트랜지스터(N2)는 턴오프된다.However, the first node (A) has a voltage value of VDD because one terminal of the first capacitor (C1) is inputted with GND, which is an input signal of one terminal of the first capacitor (C1) due to the bootstrapping effect according to the first capacitor (C1). The second transistor N2 is turned off by rapidly discharging from -V thN1 to V thN1 and inverting the input signal Input_b to VDD.

반면에 상기 제 2노드(B)가 플로우팅(Floating) 상태임에 의해 최초 플로팅 상태에 있는 제 4트랜지스터(N4)의 게이트 전극은 상기 출력단(Output)의 충전에 의한 영향을 받게 되므로, 결과적으로 상기 플로우팅 상태의 제 2노드(B)는 3VDD-VthN3로 충전되며, 결과적으로 상기 출력단(Output)은 상기 제 2트랜지스터(N2)의 턴온에 의해 완벽한 제2전원전압(VDDH)로 충전이 된다. On the other hand, the gate electrode of the fourth transistor N4 which is in the first floating state due to the floating state of the second node B is affected by the charging of the output terminal. The second node B in the floating state is charged to 3VDD-V thN3 , and as a result, the output terminal is charged to a complete second power supply voltage VDDH by turning on the second transistor N2. do.

이 때, 제 2트랜지스터(N2)는 턴오프(Turn off)되므로, 출력전압인 제2전원전압(VDDH)으로부터 접지전압(GND)로의 관통전류를 막아준다 At this time, since the second transistor N2 is turned off, the second transistor N2 prevents a through current from the second power supply voltage VDDH which is an output voltage to the ground voltage GND.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 입력단(Input)으로 입력되는 신호가 GND로 천이하면, 출력단(Output)으로 출력되는 신호는 제 2전원전압(VDDH)로 천이되는 것이다. That is, as shown in FIG. 7, when the signal input to the input terminal transitions to GND, the signal output to the output terminal transitions to the second power supply voltage VDDH.

도 8은 본 발명의 제 5실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도이고, 도 9는 도 8에 도시된 실시예의 구동 타이밍도이다. FIG. 8 is a circuit diagram of a level shifter according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a driving timing diagram of the embodiment shown in FIG.

상기 제 5실시예는 제 1실시예와 달리 입력신호가 입력되는 입력단(Input) 외에 반전된 입력신호가 입력되는 반전입력단(Input_b)이 추가로 연결되고, 접지전원(GND)이 제거되는 점 및 트랜지스터가 P형으로 형성된다는 점에서 그 차이가 있다.Unlike the first embodiment, the fifth embodiment further includes an inverting input terminal Input_b to which an inverted input signal is input, in addition to an input terminal to which an input signal is input, and removes ground power GND. There is a difference in that the transistor is formed in a P type.

도 8을 참조하면, 제 5실시예는 게이트 전극이 반전입력단(Input_b)에 연결되고, 제 1노드(A) 및 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(P1)와; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 입력단(Input) 사이에 연 결된 제 2트랜지스터(P2)와; 상기 반전입력단(Input_b) 및 제 2노드(B)와 연결된 제 1커패시터(C1)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 상기 제 2노드(B) 및 상기 입력단(Input)에 연결된 제 3트랜지스터(P3)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(P4)로 구성된다. Referring to FIG. 8, the fifth embodiment includes a first transistor P1 having a gate electrode connected to an inverting input terminal Input_b and connected between a first node A and an input terminal; A second transistor (P2) connected to a gate electrode of the first node (A) and connected between an output terminal and an input terminal; A first capacitor C1 connected to the inverting input terminal Input_b and the second node B; A third transistor (P3) having a gate electrode connected to the second node (B) and connected to the second node (B) and the input terminal (Input); A gate electrode is connected to the second node B, and includes a fourth transistor P4 connected between the second power source VDDH and the output terminal.

이 때, 상기 제 1 내지 제 4트랜지스터는 모두 P형 트랜지스터로 구현되고, 특히 제 3트랜지스터(P3)는 도시된 바와 같이 다이오드 연결(diode connection)되어 있다. At this time, all of the first to fourth transistors are implemented as P-type transistors, and in particular, the third transistor P3 is diode-connected as shown.

또한, 상기 제 4트랜지스터(P4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2트랜지스터(P4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 하며, 제 2전원(VDDH)는 제 1전원(VDD)의 2배 크기로 제공됨을 그 예로 설명한다.In addition, the value of W (Width) / L (Length) for the channel of the fourth transistor (P4) is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor (P4). As an example, the second power source VDDH is provided twice as large as the first power source VDD.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제 5실시예에 따른 레벨 시프터의 동작은 다음과 같다.8 and 9, the operation of the level shifter according to the fifth embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저 입력신호(input)가 GND에서 VDD로 천이하고, 반대로 반전된 입력신호(Input_b)가 VDD에서 GND로 천이하게 되면, 제 1트랜지스터(P1)은 턴온되어 제 1노드(A)에는 VDD가 인가되고, 제 3트랜지스터(P3)는 다이오드 연결되어 있으므로 턴온되어 제 2노드(B)에는 VDD-VthP3가 인가된다.First, when the input signal transitions from GND to VDD and the inverted input signal Input_b transitions from VDD to GND, the first transistor P1 is turned on so that VDD is applied to the first node A. In addition, since the third transistor P3 is diode-connected, the third transistor P3 is turned on, and VDD-V thP3 is applied to the second node B.

또한, 앞서 언급한 바와 같이 본 실시예의 경우 상기 제 4트랜지스터(P4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2트랜지스터(P2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계되었으므로 상기 제 4트랜지스터(P4)는 제 2트랜지스터(P2)보다 강하게 턴온(Trun on)되어 출력단(output)이 제 1전원전압(VDDH)로 충전된다.In addition, as described above, in the present embodiment, the value of W (Width) / L (Length) for the channel of the fourth transistor P4 is W (Width) / L for the channel of the second transistor P2. Since the fourth transistor P4 is strongly turned on than the second transistor P2, the output terminal is charged to the first power supply voltage VDDH.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 입력단(Input)으로 입력되는 신호가 제1전원전압(VDD)으로 천이하면, 출력단(output)으로 출력되는 신호는 제 2전원전압(VDDH)로 천이되는 것이다. That is, as shown in FIG. 9, when the signal inputted to the input terminal transitions to the first power supply voltage VDD, the signal outputted to the output terminal transitions to the second power supply voltage VDDH.

그 후, 입력신호(Input)가 VDD에서 GND로 천이하고, 반대로 반전된 입력신호(Input_b)가 GND에서 VDD로 천이하게 되면, 제 1트랜지스터(P1) 및 제 3트랜지스터(P3)는 턴오프(Turn off)되므로 상기 제 1노드(A)는 플로우팅(Floating) 상태가 된다. Thereafter, when the input signal Input transitions from VDD to GND and the inverted input signal Input_b transitions from GND to VDD, the first transistor P1 and the third transistor P3 are turned off. Turn off) so that the first node (A) is in a floating state.

단, 상기 제 2노드(B)는 상기 제 1커패시터(C1)에 따른 부트스트래핑(bootstrapping) 효과에 의해 제 1커패시터(C1)의 일측 단자가 반전된 입력신호인 VDD가 입력됨으로써, 그 전압값이 2VDD-VthP3로 빠르게 충전되며, 이에 따라 상기 제 4트랜지스터(N4)는 턴오프된다.However, the second node B is inputted with VDD, an input signal in which one terminal of the first capacitor C1 is inverted by a bootstrapping effect according to the first capacitor C1, thereby providing a voltage value. The 2VDD-V thP3 is quickly charged, so that the fourth transistor N4 is turned off.

반면에 상기 제 1노드(A)가 플로우팅(Floating) 상태임에 의해 최초 플로팅 상태에 있는 제 2트랜지스터(P2)의 게이트 전극은 상기 출력단(Output)의 충전에 의한 영향을 받게 되므로, 결과적으로 상기 플로우팅 상태의 제 1노드(A)는 -VDD로 방전되며, 결과적으로 상기 출력단(Output)은 상기 제 2트랜지스터(P2)의 턴온에 의해 입력전압인 GND로 방전이 된다. On the other hand, as the first node A is in a floating state, the gate electrode of the second transistor P2 in the first floating state is affected by the charging of the output terminal. The first node A in the floating state is discharged to -VDD. As a result, the output terminal discharges to the input voltage GND by turning on the second transistor P2.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 입력단(Input)으로 입력되는 신호가 GND로 천이하면, 출력단(Output)으로 출력되는 신호는 GND로 천이되는 것이다. That is, as shown in FIG. 9, when the signal input to the input transitions to GND, the signal output to the output transitions to GND.

도 10은 본 발명의 제 6실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도이다.10 is a circuit diagram of a level shifter according to a sixth embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 제 6실시예는 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 제 1노드(A)와 상기 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 입력단(Input) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; 상기 제 1노드(A) 및 반전입력단(Input_b)과 연결된 제 1커패시터(C1)와; 게이트 전극이 상기 반전입력단(Input_b)에 연결되고, 제 2노드(B) 및 상기 반전입력단(Input_b)에 연결된 제 3트랜지스터(N3)와; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(N4)로 구성된다. Referring to FIG. 10, the sixth embodiment includes a first transistor N1 having a gate electrode connected to an input terminal and connected between a first node A and the input terminal; A second transistor N2 connected to a first electrode A of the gate electrode and connected between an output terminal and an input terminal; A first capacitor C1 connected to the first node A and an inverting input terminal Input_b; A third transistor N3 connected to a gate electrode connected to the inverting input terminal Input_b and connected to a second node B and the inverting input terminal Input_b; A gate electrode is connected to the second node B and includes a fourth transistor N4 connected between the second power supply VDDH and the output terminal.

이 때, 상기 제 1 내지 제 4트랜지스터는 모두 N형 트랜지스터로 구현되고, 특히 제 1 및 제 3트랜지스터는 도시된 바와 같이 다이오드 연결(diode connection)되어 있다. In this case, the first to fourth transistors are all implemented with an N-type transistor, and in particular, the first and third transistors are diode-connected as shown.

단, 이는 도 9에 도시된 본 발명의 제 5실시예의 구성과 동일하나, 제 1 내지 제 4트랜지스터가 P형 트랜지스터에서 N형 트랜지스터로 변경된다는 점에서 그 차이가 있으며, 그 동작 원리는 동일하므로 구체적인 동작에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. However, this is the same as the configuration of the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 9, except that the first to fourth transistors are changed from a P-type transistor to an N-type transistor, and the operation principle thereof is the same. The detailed operation will be omitted.

한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요 지를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 포함되는 것이라면 본 발명에 속하는 것이라는 것은 자명한 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, it can be carried out by various modifications and modifications within the scope not departing from the gist of the present invention, the claims to which such modifications and modifications are attached If it is included in the obvious that it belongs to the present invention.

도 1은 종래의 레벨 쉬프터 구조를 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing a conventional level shifter structure.

도 2는 도 1에 도시된 종래 레벨 쉬프터의 구동 타이밍도. 2 is a drive timing diagram of a conventional level shifter shown in FIG.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도.3 is a circuit diagram of a level shifter according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 실시예의 구동 타이밍도. 4 is a drive timing diagram of the embodiment shown in FIG.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 2, 제 3실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도.5A and 5B are circuit diagrams of a level shifter according to the second and third embodiments of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 4실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도.6 is a circuit diagram of a level shifter according to a fourth embodiment of the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 실시예의 구동 타이밍도.7 is a drive timing diagram of the embodiment shown in FIG. 6;

도 8은 본 발명의 제 5실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도.8 is a circuit diagram of a level shifter according to a fifth embodiment of the present invention.

도 9는 도 8에 도시된 실시예의 구동 타이밍도.9 is a drive timing diagram of the embodiment shown in FIG. 8;

도 10은 본 발명의 제 6실시예에 의한 레벨 쉬프터의 회로도. 10 is a circuit diagram of a level shifter according to a sixth embodiment of the present invention.

Claims (10)

게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 접지전원(GND)과 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; A first transistor N1 connected to a gate electrode at an input terminal and connected between a ground power source GND and an output terminal; 게이트 전극이 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 제 2전원(VDDH) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; A second transistor N2 connected to a gate electrode of the first node A and connected between an output terminal and a second power source VDDH; 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 상기 제 1노드(A)와 제 1전원(VDD) 사이 또는 상기 입력단(Input)과 제 1전원(VDD) 사이에 연결된 제 3트랜지스터(N3)를 포함함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터.A gate electrode is connected to an input terminal and includes a third transistor N3 connected between the first node A and the first power source VDD or between the input terminal and the first power source VDD. Level shifter. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1노드(A) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 1커패시터(C1)가 더 구비됨을 특징으로 하는 레벨 쉬프터.And a first capacitor (C1) further connected between the first node (A) and an output terminal (Output). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 내지 제 3트랜지스터는 모두 N형 트랜지스터로 구현됨을 특징으로하는 레벨 쉬프터.And the first to third transistors are all implemented with an N-type transistor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1트랜지스터(N1)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. W (Width) / L (Length) value for the channel of the first transistor (N1) is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor (N2) Level shifter. 게이트 전극이 입력단(Input)에 연결되고, 제 1노드(A)와 상기 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(N1)와; A first transistor N1 connected to a gate electrode of the gate electrode and connected between a first node A and the input terminal; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 반전입력단(Input_b) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(N2)와; A second transistor (N2) connected to a gate electrode of the first node (A) and connected between an output terminal (Output) and an inverting input terminal (Input_b); 상기 제 1노드(A) 및 입력단(Input)과 연결된 제 1커패시터(C1)와; A first capacitor C1 connected to the first node A and an input terminal; 게이트 전극이 상기 입력단(Input)에 연결되고, 제 2노드(B) 및 상기 입력단(Input)에 연결된 제 3트랜지스터(N3)와; A third transistor N3 connected to a gate electrode of the gate electrode and to a second node B and the input terminal; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(N4)를 포함함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터.A level shifter, wherein a gate electrode is connected to the second node (B) and includes a fourth transistor (N4) connected between a second power supply (VDDH) and an output terminal (Output). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 내지 제 4트랜지스터는 모두 N형 트랜지스터로 구현됨을 특징으로하는 레벨 쉬프터.And the first to fourth transistors are all implemented with an N-type transistor. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2트랜지스터(N2)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 4트랜지스터(N4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 하는 레벨 쉬프터. W (Width) / L (Length) value for the channel of the second transistor (N2) is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the fourth transistor (N4) Level shifter. 게이트 전극이 반전입력단(Input_b)에 연결되고, 제 1노드(A) 및 입력단(Input) 사이에 연결된 제 1트랜지스터(P1)와; A first transistor P1 coupled to the inverting input terminal Input_b and connected between the first node A and an input terminal; 게이트 전극이 상기 제 1노드(A)에 연결되고, 출력단(Output)과 입력단(Input) 사이에 연결된 제 2트랜지스터(P2)와; A second transistor (P2) connected to a gate electrode of the first node (A) and connected between an output terminal and an input terminal; 상기 반전입력단(Input_b) 및 제 2노드(B)와 연결된 제 1커패시터(C1)와; A first capacitor C1 connected to the inverting input terminal Input_b and the second node B; 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 상기 제 2노드(B) 및 상기 입력단(Input)에 연결된 제 3트랜지스터(P3)와; A third transistor (P3) having a gate electrode connected to the second node (B) and connected to the second node (B) and the input terminal (Input); 게이트 전극이 상기 제 2노드(B)에 연결되고, 제 2전원(VDDH) 및 출력단(Output) 사이에 연결된 제 4트랜지스터(P4)를 포함함을 특징으로 하는 레벨 쉬프터.And a fourth transistor (P4) connected to the second node (B) and connected between a second power supply (VDDH) and an output terminal (Output). 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 1 내지 제 4트랜지스터는 모두 P형 트랜지스터로 구현됨을 특징으로 하는 레벨 쉬프터.And the first to fourth transistors are all implemented with a P-type transistor. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 4트랜지스터(P4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 값은 상기 제 2 트랜지스터(P4)의 채널에 대한 W(Width)/L(Length) 보다 크도록 설계됨을 특징으로 하는 레벨 쉬프터.W (Width) / L (Length) value for the channel of the fourth transistor (P4) is designed to be larger than W (Width) / L (Length) for the channel of the second transistor (P4) Level shifter.
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