JP2002100978A - Bipolar level shift circuit - Google Patents
Bipolar level shift circuitInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は絶縁ゲート電界効果
型トランジスタ(以下MOSFETと略す)を用いた半
導体集積回路装置、もしくは該部品を用いた装置におい
て、負極性および正極性の計4電位以上の電源を用い、
各回路において異なる電位の低電圧系(小振幅)の信号
を高電位系(大振幅)の信号に変換するレベルシフト回
路の構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device using an insulated gate field effect transistor (hereinafter abbreviated as a MOSFET) or a device using such parts, which has a negative polarity and a positive polarity of a total of four or more potentials. Using a power supply,
The present invention relates to a configuration of a level shift circuit that converts a low-voltage (small amplitude) signal of a different potential into a high-potential (large amplitude) signal in each circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の代表的なレベルシフト回路は第9
図の特許公告昭57−59690の如く、片側の信号レ
ベルのみの変換回路であった。あるいは小振幅を大振幅
に変換するという意味においては第10図のようにコン
パレータ回路、もしくはオペアンプ回路で小振幅を電源
の電位まで変換していた。2. Description of the Related Art A conventional typical level shift circuit is a ninth type.
As shown in Japanese Patent Publication No. 57-59690, the conversion circuit only used one signal level. Alternatively, in the sense of converting a small amplitude into a large amplitude, a small amplitude is converted to a power supply potential by a comparator circuit or an operational amplifier circuit as shown in FIG.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】さて、前述した従来の
片側のレベル信号のみの変換回路では4電位以上の多電
源の回路には適用できないという問題点があつた。また
コンパレータ回路もしくはオペアンプ回路による方法で
は常時、多大な電流が流れ続けるという課題があった。There is a problem in that the above-described conventional conversion circuit using only one-sided level signal cannot be applied to a multi-power supply circuit having four or more potentials. Further, the method using the comparator circuit or the operational amplifier circuit has a problem that a large amount of current always flows.
【0004】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、その目的とするところは、4電位以上の多電源
回路における低電位系(小振幅)の信号を高電位系(大
振幅)の信号に、つまり正極性側も負極性側も同時に変
換し、かつ一度変換された後にはリーク電流が存在しな
い回路構成、つまり低消費電力のレベルシフト回路を提
供することである。Accordingly, the present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to convert a low potential (small amplitude) signal of a high potential system (large amplitude) into a multi-power supply circuit of 4 potentials or more. An object of the present invention is to provide a circuit configuration in which a signal, that is, both a positive polarity side and a negative polarity side are converted at the same time, and after conversion once, there is no leakage current, that is, a low power consumption level shift circuit.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の両極性レベルシ
フト回路は、低電位系の電源に接続された低電位系信号
駆動回路と、高電位系の電源に接続され、2個のインバ
ータ回路をたすきがけにした高電位系ラツチ回路からな
り、かつ前記低電位系信号駆動回路の信号を前記高電位
系ラッチ回路の反転出力端子に接続し、また、前記高電
位系ラッチ回路の出力端子の信号を信号反転回路を経由
して前記低電位系信号駆動回路の出力を制御するように
接続したことを特徴とする。A bipolar level shift circuit according to the present invention comprises a low potential signal driving circuit connected to a low potential power supply, and two inverter circuits connected to a high potential power supply. , And a signal of the low-potential-system signal drive circuit is connected to an inverting output terminal of the high-potential-system latch circuit, and an output terminal of the high-potential-system latch circuit is connected. A signal is connected via a signal inverting circuit to control the output of the low-potential-system signal driving circuit.
【作用】本発明の上記の構成によれば、高電位系ラッチ
回路はインバータ回路のたすきがけで出来ているので、
低電位系信号駆動回路の出力信号によって高電位系ラッ
チ回路の反転出力端子は変化しやすく、したがって高電
位系ラッチ回路を容易に反転することができる。また、
高電位系ラッチ回路の出力信号は信号反転回路を経由し
て低電位系信号駆動回路の出力を制御しているので高電
位系ラツチ回路の動作が完了した後は低電位系信号駆動
回路の低電位の出力信号と高電位系ラッチ回路の反転出
力端子の高電位の出力信号が衝突することはない。以上
によりリーク電流のない低消費電力の両極性のレベル変
換ができる。According to the above configuration of the present invention, since the high-potential-system latch circuit is formed by crossing the inverter circuit,
The inverting output terminal of the high-potential-system latch circuit is easily changed by the output signal of the low-potential-system signal drive circuit, so that the high-potential-system latch circuit can be easily inverted. Also,
The output signal of the high-potential latch circuit controls the output of the low-potential signal drive circuit via the signal inverting circuit. The output signal of the potential does not collide with the output signal of the high potential at the inverted output terminal of the high-potential latch circuit. As described above, low power consumption bipolar level conversion without leakage current can be performed.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の詳細
を示す。図1は本発明の第1の実施例を示す回路図であ
る。図1において破線10に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路は−VSS1、
+VDD1の電源を用いている。破線20に囲まれている
回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回路
20は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。ここで−
VSS2、−VSS1、+VDD1、+VDD2の各電源電位の関係
を示したのが図2である。図2において−VSS2は負極
性の第1電源電位、−VSS1は負極性の第2電源電位、
+VSS1は正極性の第3電源電位、+VSS2は正極性の第
4電源電位である。さて、図1の破線10の中において
11、12はP型MOSFETであり、13、14はN
型MOSFETである。P型MOSFET11のソース
電極は+VDD1に接続され、ドレイン電極はP型MOS
FET12のソース電極に接続されている。N型MOS
FET13のソース電極は−VSS1に接続され、ドレイ
ン電極はN型MOSFET14のソース電極に接続され
ている。P型MOSFET12とN型MOSFET14
のゲート電極は互いに接続されている。またP型MOS
FET12とN型MOSFET14のドレイン電極は互
いに接続され、低電位系信号駆動回路10としての出力
端子24となっている。またP型MOSFET11とN
型MOSFET13のゲート電極は互いに接続され、低
電位系信号駆動回路10としての入力端子23となって
いる。次に破線20の中において、15、16、21は
P型MOSFETであり、17、18、22はN型MO
SFETである。P型MOSFET21のソース電極は
+VDD2に接続され、ドレイン電極はP型MOSFET
15のソース電極に接続されている。N型MOSFET
22のソース電極は−VSS2に接続され、ドレイン電極
はN型MOSFET17のソース電極に接続されてい
る。N型MOSFET17のドレイン電極とP型MOS
FET15のドレイン電極は互いに接続され、高電位系
ラッチ回路20としての反転出力端子25となってい
る。P型MOSFET15のゲート電極はN型MOSF
ET17のゲート電極に接続されている。P型MOSF
ET16のソース電極は+VDD2に接続されている。N
型MOSFET18のソース電極は−VSS2に接続され
ている。P型MOSFET16のドレイン電極とN型M
OSFET18のドレイン電極は互いに接続され、高電
位系ラッチ回路20としての出力端子26となってい
る。P型MOSFET16のゲート電極とN型MOSF
ET18のゲート電極は互いに接続され、かつ反転出力
端子25に接続されている。また、高電位系ラッチ回路
20としての出力端子26はP型MOSFET15のゲ
ート電極とN型MOSFET17のゲート電極に接続さ
れているとともにインバータ回路の機能の持つ信号反転
回路19の入力端子に接続されている。信号反転回路1
9の出力端子は低電位系信号駆動回路10の中のP型M
OSFET12のゲート電極とN型MOSFET14の
ゲート電極に接続されている。また低電位系信号駆動回
路10としての出力端子24は高電位系ラッチ回路20
としての反転出力端子25に接続されている。低電位系
信号駆動回路10としての入力端子23はP型MOSF
ET21ゲート電極とN型MOSFET22のゲート電
極に接続されている。なお、信号反転回路19の電源は
低電位系の電源である−VSS1と+VDD1からとってい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a circuit surrounded by a broken line 10 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential signal drive circuit is -VSS1,
+ VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 20 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 20 uses a power source of -VSS2 and + VDD2. Where-
FIG. 2 shows the relationship between the power supply potentials VSS2, -VSS1, + VDD1, and + VDD2. In FIG. 2, -VSS2 is a negative first power supply potential, -VSS1 is a negative second power supply potential,
+ VSS1 is a positive third power supply potential, and + VSS2 is a positive fourth power supply potential. In the dashed line 10 in FIG. 1, 11 and 12 are P-type MOSFETs, and 13 and 14 are N-type MOSFETs.
Type MOSFET. The source electrode of the P-type MOSFET 11 is connected to + VDD1, and the drain electrode is a P-type MOSFET.
It is connected to the source electrode of FET12. N-type MOS
The source electrode of the FET 13 is connected to -VSS1, and the drain electrode is connected to the source electrode of the N-type MOSFET 14. P-type MOSFET 12 and N-type MOSFET 14
Are connected to each other. P-type MOS
The drain electrodes of the FET 12 and the N-type MOSFET 14 are connected to each other, and serve as an output terminal 24 as the low-potential-system signal drive circuit 10. The P-type MOSFET 11 and N
The gate electrodes of the MOSFET 13 are connected to each other and serve as an input terminal 23 as the low-potential signal drive circuit 10. Next, in the dashed line 20, 15, 16, and 21 are P-type MOSFETs, and 17, 18, and 22 are N-type MOSFETs.
SFET. The source electrode of the P-type MOSFET 21 is connected to + VDD2 and the drain electrode is a P-type MOSFET.
15 source electrodes. N-type MOSFET
The source electrode 22 is connected to -VSS2, and the drain electrode is connected to the source electrode of the N-type MOSFET 17. Drain electrode of N-type MOSFET 17 and P-type MOS
The drain electrodes of the FETs 15 are connected to each other to form an inverted output terminal 25 as the high-potential latch circuit 20. The gate electrode of the P-type MOSFET 15 is an N-type MOSFET.
It is connected to the gate electrode of ET17. P-type MOSF
The source electrode of ET16 is connected to + VDD2. N
The source electrode of the MOSFET 18 is connected to -VSS2. Drain electrode of P-type MOSFET 16 and N-type M
The drain electrodes of the OSFET 18 are connected to each other and serve as an output terminal 26 as the high-potential-system latch circuit 20. Gate electrode of P-type MOSFET 16 and N-type MOSF
The gate electrodes of the ET 18 are connected to each other and to the inverted output terminal 25. The output terminal 26 as the high-potential-system latch circuit 20 is connected to the gate electrode of the P-type MOSFET 15 and the gate electrode of the N-type MOSFET 17 and to the input terminal of the signal inversion circuit 19 having the function of an inverter circuit. I have. Signal inversion circuit 1
9 is a P-type M in the low potential system signal drive circuit 10.
It is connected to the gate electrode of the OSFET 12 and the gate electrode of the N-type MOSFET 14. The output terminal 24 as the low-potential-system signal drive circuit 10 is connected to the high-potential-system latch circuit 20.
As the inverted output terminal 25. The input terminal 23 as the low potential system signal drive circuit 10 is a P-type MOSF
It is connected to the gate electrode of the ET 21 and the gate electrode of the N-type MOSFET 22. The power supply of the signal inversion circuit 19 is derived from -VSS1 and + VDD1 which are low-potential power supplies.
【0007】さて、まず、初期状態として低電位系信号
駆動回路10としての入力端子23が低電位系のロウ
(Low)信号である−VSS1であり、高電位系ラッチ
回路20としての反転出力端子25が高電位系のハイ
(High)信号である+VDD2、高電位系ラッチ回路
20としての出力端子26が高電位系のロウ(Low)
信号である−VSS2信号であるとする。このとき信号反
転回路19の入力信号はロウ(Low)信号である−V
SS2信号であるので、信号反転回路19の出力信号は低
電位系のハイ(High)信号である+VDD1となって
いて低電位系信号駆動回路10のP型MOSFET12
はオフ(OFF)している。また低電位系信号駆動回路
10のN型MOSFET14はオン(ON)している
が、N型MOSFET13は入力端子23がロウ(Lo
w)信号の−VSS1信号であるのでオフ(OFF)して
いるので低電位系信号駆動回路10の出力端子24は出
力信号としては出していないので、高電位系ラッチ回路
20としての反転出力端子25と電気的に衝突はしてい
ない。また、低電位系信号駆動回路10の入力端子23
がロウ(Low)信号の−VSS1信号であるので、高電
位系ラッチ回路20のP型MOSFET21をオン(O
N)させており、反転出力端子25に高電位系のハイ
(High)信号を作る+VDD2の電源電位を供給する
役目も果たしている。このときP型MOSFET15と
N型MOSFET17によるインバータ回路とP型MO
SFET16とN型MOSFET18によるインバータ
回路とは入力端子と出力端子を互いにいわゆるたすきが
けにした関係にあって信号をラツチしている。First, as an initial state, the input terminal 23 as the low-potential-system signal drive circuit 10 is -VSS1, which is a low-potential-system low signal, and the inverted output terminal as the high-potential-system latch circuit 20. 25 is + VDD2 which is a high-potential high signal, and the output terminal 26 as the high-potential latch circuit 20 is a high-potential low signal.
It is assumed that the signal is a -VSS2 signal. At this time, the input signal of the signal inversion circuit 19 is a low signal -V.
Since the signal is the SS2 signal, the output signal of the signal inverting circuit 19 is + VDD1, which is a low-potential high signal, and the P-type MOSFET 12 of the low-potential signal driving circuit 10
Is off (OFF). Further, the N-type MOSFET 14 of the low-potential-system signal drive circuit 10 is on (ON), but the input terminal 23 of the N-type MOSFET 13 is low (Lo).
w) Since the signal is the -VSS1 signal, the output terminal 24 of the low-potential-system signal drive circuit 10 is not output as an output signal because it is turned off (OFF), so the inverted output terminal as the high-potential-system latch circuit 20 No electrical collision with 25. Further, the input terminal 23 of the low potential system signal drive circuit 10
Is a low (−VSS1) signal, the P-type MOSFET 21 of the high-potential system latch circuit 20 is turned on (O
N), and also serves to supply a power supply potential of + VDD2 for generating a high-potential high signal to the inverted output terminal 25. At this time, an inverter circuit composed of the P-type MOSFET 15 and the N-type
The SFET 16 and the inverter circuit formed by the N-type MOSFET 18 are in a relationship in which the input terminal and the output terminal are so-called cross-connected to each other, and latch signals.
【0008】さて、次に低電位系信号駆動回路10の入
力端子23が低電位系のロウ(Low)信号である−V
SS1から、低電位系のハイ(High)信号である+VD
D1に変化したとすると、N型MOSFET13と22は
オン(ON)し、P型MOSFET11はオフ(OF
F)する。またP型MOSFET21はソース電極が+
VDD2に対し、ゲート電極が+VDD1となるのでその電圧
差がP型MOSFET21のスレッショルド電圧より大
きい場合には完全にはオフ(OFF)しないが、オフ
(OFF)に近いような駆動力の低下が起こる。したが
って、まずN型MOSFET13ともともとオン(O
N)していたN型MOSFET14を通して低電位系信
号駆動回路10の出力端子24に低電位系のロウ(Lo
w)信号である−VSS1が流れ込む。このとき高電位系
ラッチ回路20としての反転出力端子25にはもともと
高電位系のハイ(High)信号である+VDD2の電位
があって競合するが、P型MOSFET15の駆動能力
を相対的に小さく設定し、かつ前述したようにP型MO
SFET21がゲート電極に+VDD1の電位が加わりオ
フ(OFF)に近いような駆動力の低下が起きているの
で、P型MOSFET16とN型MOSFET18のゲ
ート電極にはロウ(Low)信号である−VSS1に近い
電位がかかることとなり高電位系ラッチ回路20の出力
端子26は高電位系のハイ(High)信号である+V
DD2となる。したがってP型MOSFET15とN型M
OSFET17のゲート電極には高電位系のハイ(Hi
gh)信号である+VDD2が加わり、高電位系ラッチ回
路20としての反転出力端子25にはN型MOSFET
17とN型MOSFET22を通して高電位系のロウ
(Low)信号である−VSS2がはいってくる。一方、
信号反転回路19の出力信号は低電位系のロウ(Lo
w)信号である−VSS1となるので、N型MOSFET
14はオフ(OFF)し、低電位系信号駆動回路10の
出力端子24と高電位系ラッチ回路20としての反転出
力端子25との間での電気的競合は起こらなくなり、反
転出力端子25は純粋に高電位系のロウ(Low)信号
である−VSS2の電位となる。したがって、高電位系ラ
ッチ回路20の出力端子26と反転出力端子25はそれ
ぞれ+VDD2と−VSS2で安定する。また、前述したよう
に低電位系信号駆動回路10の出力端子24と高電位系
ラッチ回路20としての反転出力端子25との間での電
気的競合は起こらないので、安定時におけるリーク電流
もない。以上より、低電位系の信号を高電位系の信号に
変換できたことが解る。Next, the input terminal 23 of the low-potential-system signal drive circuit 10 is connected to a low-potential low signal of -V.
From SS1, + VD which is a high signal of a low potential system
If it is changed to D1, the N-type MOSFETs 13 and 22 are turned on (ON), and the P-type MOSFET 11 is turned off (OF).
F). The source electrode of the P-type MOSFET 21 is +
Since the gate electrode becomes + VDD1 with respect to VDD2, if the voltage difference is larger than the threshold voltage of the P-type MOSFET 21, the gate electrode is not completely turned off, but the driving force is reduced almost like off. . Therefore, first, the N-type MOSFET 13 is originally turned on (O
N) to the output terminal 24 of the low-potential-system signal driving circuit 10 through the N-type MOSFET 14 which has been operated (Low).
w) The signal -VSS1 flows. At this time, the inversion output terminal 25 serving as the high-potential-system latch circuit 20 originally has a potential of + VDD2 which is a high-potential-system high signal, and competes. However, the driving capability of the P-type MOSFET 15 is set relatively small. And a P-type MO
Since the potential of + VDD1 is applied to the gate electrode of the SFET 21 and the driving force is reduced so as to be close to OFF (OFF), the gate electrodes of the P-type MOSFET 16 and the N-type MOSFET 18 have a low (-Low) signal of -VSS1. A near potential is applied, and the output terminal 26 of the high-potential-system latch circuit 20 is at + V, which is a high-potential high signal.
DD2. Therefore, the P-type MOSFET 15 and the N-type M
The gate electrode of the OSFET 17 has a high potential Hi (Hi)
gh) The signal + VDD2 is applied, and the N-type MOSFET is connected to the inverted output terminal 25 as the high-potential latch circuit 20.
17 and the N-type MOSFET 22, a high-potential low signal -VSS2 enters. on the other hand,
The output signal of the signal inverting circuit 19 is a low-potential row (Lo).
w) Since the signal becomes -VSS1, the N-type MOSFET
14 is turned off (OFF), no electrical competition occurs between the output terminal 24 of the low-potential-system signal drive circuit 10 and the inverted output terminal 25 as the high-potential-system latch circuit 20, and the inverted output terminal 25 is pure. To the potential of -VSS2 which is a high-potential low signal. Therefore, the output terminal 26 and the inverted output terminal 25 of the high potential system latch circuit 20 are stabilized at + VDD2 and -VSS2, respectively. Further, as described above, since there is no electrical competition between the output terminal 24 of the low-potential-system signal drive circuit 10 and the inverted output terminal 25 as the high-potential-system latch circuit 20, there is no leakage current in a stable state. . From the above, it can be understood that a low-potential signal can be converted to a high-potential signal.
【0009】また、次に入力信号が逆に変化する場合で
ある低電位系信号駆動回路10の入力端子23が低電位
系のハイ(High)信号である+VDD1から低電位系
のロウ(Low)信号である−VSS1に再び変化したと
する。このときP型MOSFET11と21はオン(O
N)し、N型MOSFET13はオフ(OFF)する。
またN型MOSFET22はソース電極が−VSS2に対
し、ゲート電極が−VSS1となるのでその電圧差がN型
MOSFET22のスレッショルド電圧より大きい場合
には完全にはオフ(OFF)しないが、オフ(OFF)
に近いような駆動力の低下が起こる。したがって、まず
P型MOSFET11と、もともとオン(ON)してい
たP型MOSFET12を通して低電位系信号駆動回路
10の出力端子24に低電位系のハイ(High)信号
である+VDD1が流れ込む。このとき高電位系ラッチ回
路20としての反転出力端子25にはもともと高電位系
のロウ(Low)信号である−VSS2の電位があって競
合するが、N型MOSFET17の駆動能力を相対的に
小さく設定し、かつ前述したようにN型MOSFET2
2がゲート電極に−VSS1の電位が加わりオフ(OF
F)に近いような駆動力の低下が起きているので、P型
MOSFET16とN型MOSFET18のゲート電極
にはハイ(High)信号である+VDD1に近い電位が
かかるので高電位系ラッチ回路20の出力端子26は高
電位系のロウ(Low)信号である−VSS2となる。し
たがってP型MOSFET15とN型MOSFET17
のゲート電極には高電位系のロウ(Low)信号である
−VSS2が加わり、高電位系ラッチ回路20としての反
転出力端子25にはP型MOSFET15とP型MOS
FET21を通して高電位系のハイ(High)信号で
ある+VDD2がはいってくる。一方、信号反転回路19
の出力信号は高電位系のハイ(High)信号である+
VDD1なるので、P型MOSFET12はオフ(OF
F)し、低電位系信号駆動回路10の出力端子24と高
電位系ラッチ回路20としての反転出力端子25との間
での電気的競合は起こらなくなり、反転出力端子25は
純粋に高電位系のハイ(High)信号である+VDD2
の電位となる。したがって、高電位系ラッチ回路20の
出力端子26と反転出力端子25はそれぞれ−VSS2と
+VDD2で安定する。以上より、低電位系信号駆動回路
10の入力端子23にはいった低電位系のロウ(Lo
w)信号である−VSS1も、ハイ(High)信号であ
る+VDD1も、高電位系ラッチ回路20の出力端子26
に高電位系のロウ(Low)信号である−VSS2もしく
はハイ(High)信号である+VDD2に変換できるこ
とが解る。Next, the input terminal 23 of the low-potential-system signal driving circuit 10, which is the case where the input signal changes reversely, changes from + VDD1 which is a low-potential-system high signal to a low-potential-system low signal. It is assumed that the signal again changes to -VSS1. At this time, the P-type MOSFETs 11 and 21 are turned on (O
N), and the N-type MOSFET 13 is turned off (OFF).
The N-type MOSFET 22 does not completely turn off when the voltage difference is larger than the threshold voltage of the N-type MOSFET 22 because the source electrode is −VSS2 and the gate electrode is −VSS1.
Of the driving force close to the above. Therefore, first, + VDD1 which is a low-potential high signal flows into the output terminal 24 of the low-potential signal drive circuit 10 through the P-type MOSFET 11 and the P-type MOSFET 12 which was originally turned on. At this time, the inversion output terminal 25 serving as the high-potential-system latch circuit 20 originally has a potential of -VSS2 which is a high-potential-system Low signal, and competes. However, the driving capability of the N-type MOSFET 17 is relatively small. N-type MOSFET 2
2 is applied with a potential of -VSS1 to the gate electrode and turned off (OF
Since the driving force is reduced as close to F), a potential close to + VDD1 which is a high signal is applied to the gate electrodes of the P-type MOSFET 16 and the N-type MOSFET 18, so that the output of the high-potential latch circuit 20 is output. The terminal 26 becomes -VSS2 which is a high-potential low signal. Therefore, the P-type MOSFET 15 and the N-type MOSFET 17
-VSS2, which is a high-potential low signal, is applied to the gate electrode of P-type MOSFET 15 and P-type MOS to inverting output terminal 25 as high-potential latch circuit 20.
+ VDD2 which is a high signal of a high potential system enters through the FET 21. On the other hand, the signal inversion circuit 19
Is a high-potential high signal.
VDD1, the P-type MOSFET 12 is turned off (OF
F) Then, electrical competition between the output terminal 24 of the low-potential-system signal drive circuit 10 and the inverted output terminal 25 as the high-potential-system latch circuit 20 does not occur, and the inverted output terminal 25 becomes a pure high-potential system. + VDD2 which is a high signal of
Potential. Therefore, the output terminal 26 and the inverted output terminal 25 of the high potential system latch circuit 20 are stabilized at -VSS2 and + VDD2, respectively. As described above, the low-potential row (Lo) input to the input terminal 23 of the low-potential signal drive circuit 10 is obtained.
w) Both the −VSS1 signal and the + VDD1 signal are output terminals 26 of the high-potential latch circuit 20.
It can be seen that the signal can be converted into -VSS2 which is a high-potential low signal or + VDD2 which is a high signal.
【0010】また、図1においては各MOSFETは埋
め込み酸化膜層を有するシリコン・オン・インシュレー
タ(SOIと略す)基板上に形成されている。したがつ
て、高電位系ラッチ回路20の反転出力端子25から高
電位系の−VSS2もしくは+VDD2の電位が低電位系信号
駆動回路10の出力端子24に入り込んだととしてもP
型MOSFET12もしくはN型MOSFET14のド
レインから基板に逆流することはない。In FIG. 1, each MOSFET is formed on a silicon-on-insulator (SOI) substrate having a buried oxide film layer. Accordingly, even if the potential of -VSS2 or + VDD2 of the high potential system enters the output terminal 24 of the low potential system signal driving circuit 10 from the inverted output terminal 25 of the high potential system latch circuit 20, P
There is no backflow from the drain of the MOSFET 12 or N-type MOSFET 14 to the substrate.
【0011】なお、図1においてはSOI基板を用いた
例を示したが、必ずしもSOI基板を用いず、通常バル
クの製造工程でもP型MOSFET12もしくはN型M
OSFET14の基板電位をそれぞれ+VDD1もしくは
−VSS1の電位とせず、基板を独立して構成し、それぞ
れ+VDD2もしくは−VSS2してもよい。あるいは前記各
MOSFETのドレイン側と接続してもよい。この構成
により、高電位系の−VSS2もしくは+VDD2の電位が低
電位系信号駆動回路10の出力端子24に入り込みP型
MOSFET12もしくはN型MOSFET14のドレ
インからそれぞれ基板を経由してに低電位系の+VDD1
もしくは−VSS1の電源に流れこむことはなくなる。Although FIG. 1 shows an example in which an SOI substrate is used, the SOI substrate is not necessarily used, and the P-type MOSFET 12 or the N-type M
Instead of setting the substrate potential of the OSFET 14 to the potential of + VDD1 or -VSS1, the substrate may be configured independently and set to + VDD2 or -VSS2, respectively. Alternatively, it may be connected to the drain side of each MOSFET. With this configuration, the potential of -VSS2 or + VDD2 of the high-potential system enters the output terminal 24 of the low-potential-system signal drive circuit 10, and flows from the drain of the P-type MOSFET 12 or the N-type MOSFET 14 via the substrate to the + VDD1 of the low-potential system.
Alternatively, the current does not flow into the power supply of -VSS1.
【0012】図3は本発明の第2の実施例の回路図であ
る。図3において破線10に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路10は−VSS
1、+VDD1の電源を用いている。破線30に囲まれてい
る回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回
路30は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。19は
信号反転回路であり、−VSS1、+VDD1の電源を用いて
いる。図3の回路図において図1の回路と異なるのは高
電位系ラッチ回路30の構成である。高電位系ラッチ回
路30の中において、15はP型MOSFETであり、
17はN型MOSFETである。P型MOSFET15
のソース電極は+VDD2に接続され、N型MOSFET
17のソース電極は−VSS2に接続されている。P型M
OSFET15とN型MOSFET17のそれぞれのゲ
ート電極は互いに接続され、かつそれぞれのドレイン電
極も互いに接続されインバータ回路を構成している。ま
た、16はP型MOSFETであり、18はN型MOS
FETである。P型MOSFET16のソース電極は+
VDD2に接続され、N型MOSFET18のソース電極
は−VSS2に接続されている。P型MOSFET16と
N型MOSFET18のそれぞれのゲート電極は互いに
接続され、かつそれぞれのドレイン電極も互いに接続さ
れインバータ回路を構成している。これらの2個のイン
バータ回路は入力端子と出力端子を互いにいわゆるたす
きがけに接続しラツチ回路を構成している。図1の高電
位系ラッチ回路20と図3の高電位系ラッチ回路30を
比較すると、図1の高電位系ラッチ回路20からP型M
OSFET21とN型MOSFET22を取り除いたも
のが図3の高電位系ラッチ回路30となっている。以上
の違いはあるものの図1の高電位系ラッチ回路20と図
3の高電位系ラッチ回路30は基本的にはほぼ同じ動作
をする。ただし、図3の高電位系ラッチ回路30では低
電位系信号駆動回路10の出力端子24の信号電位と高
電位系ラッチ回路30の反転出力端子25の信号電位が
衝突したとき、低電位系信号駆動回路10の出力端子2
4の信号電位が勝るように、図1のP型MOSFET2
1や N型MOSFET22が無い分、余計に図3の高
電位系ラッチ回路30のなかのP型MOSFET15や
N型MOSFET17の駆動能力を低く設定してい
る。この条件さえ満たせば図3の回路は図1の回路より
トランジスタ数の少ない簡単な回路でレイアウト面積が
少なくてすむ長所がある。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, a circuit surrounded by a broken line 10 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential-system signal drive circuit 10 has a −VSS
1, + VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 30 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 30 uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. Reference numeral 19 denotes a signal inversion circuit, which uses a power source of -VSS1, + VDD1. The circuit diagram of FIG. 3 is different from the circuit of FIG. In the high potential system latch circuit 30, 15 is a P-type MOSFET,
Reference numeral 17 denotes an N-type MOSFET. P-type MOSFET15
Source electrode is connected to + VDD2, N-type MOSFET
The source electrode 17 is connected to -VSS2. P type M
The gate electrodes of the OSFET 15 and the N-type MOSFET 17 are connected to each other, and the drain electrodes thereof are also connected to each other to form an inverter circuit. 16 is a P-type MOSFET, 18 is an N-type MOSFET
FET. The source electrode of the P-type MOSFET 16 is +
VDD2, and the source electrode of the N-type MOSFET 18 is connected to -VSS2. The respective gate electrodes of the P-type MOSFET 16 and the N-type MOSFET 18 are connected to each other, and the respective drain electrodes are also connected to each other to form an inverter circuit. These two inverter circuits connect the input terminal and the output terminal to each other so as to form a latch circuit. When comparing the high-potential-system latch circuit 20 of FIG. 1 with the high-potential-system latch circuit 30 of FIG.
The high potential latch circuit 30 shown in FIG. 3 is obtained by removing the OSFET 21 and the N-type MOSFET 22. Despite the differences described above, the high-potential latch circuit 20 of FIG. 1 and the high-potential latch circuit 30 of FIG. 3 basically operate in substantially the same manner. However, in the high-potential-system latch circuit 30 of FIG. 3, when the signal potential of the output terminal 24 of the low-potential-system signal drive circuit 10 and the signal potential of the inverted output terminal 25 of the high-potential-system latch circuit 30 collide, Output terminal 2 of drive circuit 10
4 so that the P-type MOSFET 2 of FIG.
The drive capability of the P-type MOSFET 15 and the N-type MOSFET 17 in the high-potential latch circuit 30 in FIG. As long as this condition is satisfied, the circuit of FIG. 3 has the advantage that the layout area can be reduced with a simple circuit having a smaller number of transistors than the circuit of FIG.
【0013】図4は本発明の第3の実施例の回路図であ
る。図4において破線40に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路40は−VSS
1、+VDD1の電源を用いている。破線30に囲まれてい
る回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回
路30は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。19は
信号反転回路であり、−VSS1、+VDD1の電源を用いて
いる。図4の回路図において図3の回路と異なるのは低
電位系信号駆動回路40の構成である。図4の低電位系
信号駆動回路40において、11、12はP型MOSF
ETであり、13、14はN型MOSFETである。P
型MOSFET12のソース電極は+VDD1に接続さ
れ、ドレイン電極はP型MOSFET11のソース電極
に接続されている。また、N型MOSFET14のソー
ス電極は−VSS1に接続され、ドレイン電極はN型MO
SFET13のソース電極に接続されている。図4の低
電位系信号駆動回路40と図3の低電位系信号駆動回路
10を比較するとP型MOSFET11と12の電源+
VDD1に対する位置関係、およびN型MOSFET13
と14の電源−VSS1に対する位置関係が入れ替わって
いるだけで基本的動作、機能は同じである。図4は低電
位系信号駆動回路の構成が1種類ではないことを示す回
路例である。FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, a circuit surrounded by a broken line 40 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential-system signal drive circuit 40 has a voltage of -VSS.
1, + VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 30 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 30 uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. Reference numeral 19 denotes a signal inversion circuit, which uses a power source of -VSS1, + VDD1. The circuit diagram of FIG. 4 differs from the circuit of FIG. 3 in the configuration of the low-potential-system signal drive circuit 40. In the low-potential-system signal driving circuit 40 shown in FIG.
ET, and 13 and 14 are N-type MOSFETs. P
The source electrode of the MOSFET 12 is connected to + VDD1, and the drain electrode is connected to the source electrode of the PMOSFET 11. The source electrode of the N-type MOSFET 14 is connected to -VSS1, and the drain electrode is an N-type MOSFET.
It is connected to the source electrode of SFET13. Comparing the low-potential-system signal drive circuit 40 of FIG. 4 with the low-potential-system signal drive circuit 10 of FIG.
Positional relation to VDD1, and N-type MOSFET 13
The basic operations and functions are the same except that the positional relationship between the power supply 14 and the power supply VSS1 is switched. FIG. 4 is a circuit example showing that the configuration of the low-potential-system signal drive circuit is not one type.
【0014】図5は本発明の第4の実施例の回路図であ
る。図5において破線10に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路10は−VSS
1、+VDD1の電源を用いている。破線20に囲まれてい
る回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回
路20は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。59は
信号反転回路であり、−VSS2、+VDD2の電源を用いて
いる。図5の回路図において図1の回路と異なるのは信
号反転回路59の電源の取り方であって、図1の信号反
転回路19は低電位系の−VSS1、+VDD1から電源をと
っているのに対し、図5の信号反転回路59は高電位系
の−VSS2、+VDD2から電源をとっている。それ以外の
回路構成は図1の回路と同じである。図5の回路はレイ
アウトパターンの都合により、信号反転回路の電源は低
電位系からでも、高電位系からでもどちらからでも取れ
ることを示している。FIG. 5 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, a circuit surrounded by a broken line 10 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential-system signal drive circuit 10 has a −VSS
1, + VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 20 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 20 uses a power source of -VSS2 and + VDD2. Reference numeral 59 denotes a signal inversion circuit, which uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. The circuit diagram of FIG. 5 differs from the circuit of FIG. 1 in how the power supply of the signal inversion circuit 59 is taken. The signal inversion circuit 19 of FIG. 1 receives power from the low potential system -VSS1, + VDD1. On the other hand, the signal inversion circuit 59 in FIG. 5 receives power from the high potential system -VSS2 and + VDD2. The other circuit configuration is the same as the circuit of FIG. The circuit in FIG. 5 shows that the power supply of the signal inverting circuit can be taken from either the low potential system or the high potential system depending on the layout pattern.
【0015】図6は本発明の第5の実施例の回路図であ
る。図6において破線10に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路10は−VSS
1、+VDD1の電源を用いている。破線30に囲まれてい
る回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回
路30は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。59は
信号反転回路であり、−VSS2、+VDD2の電源を用いて
いる。図6の回路図において図3の回路と異なるのは信
号反転回路59の電源の取り方であって、図3の信号反
転回路19は低電位系の−VSS1、+VDD1から電源をと
っているのに対し、図5の信号反転回路59は高電位系
の−VSS2、+VDD2から電源をとっている。それ以外の
回路構成は図3の回路と同じである。図6の回路は図3
の回路においてもレイアウトパターンの都合により、信
号反転回路の電源は低電位系からでも、高電位系からで
もどちらからでも取れることを示している。FIG. 6 is a circuit diagram of a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 6, a circuit surrounded by a broken line 10 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential-system signal drive circuit 10 has a −VSS
1, + VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 30 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 30 uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. Reference numeral 59 denotes a signal inversion circuit, which uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. The circuit diagram of FIG. 6 differs from the circuit of FIG. 3 in how the power supply of the signal inversion circuit 59 is taken. The signal inversion circuit 19 of FIG. 3 takes power from the low potential system -VSS1, + VDD1. On the other hand, the signal inversion circuit 59 in FIG. 5 receives power from the high potential system -VSS2 and + VDD2. The other circuit configuration is the same as the circuit in FIG. The circuit of FIG.
Also in this circuit, the power of the signal inverting circuit can be obtained from either the low potential system or the high potential system due to the layout pattern.
【0016】図7は本発明の第6の実施例の回路図であ
る。図7において破線10に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路10は−VSS
1、+VDD1の電源を用いている。破線20に囲まれてい
る回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回
路20は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。59は
信号反転回路であり、−VSS2、+VDD2の電源を用いて
いる。また、79はインバータ回路であり、−VSS2、
+VDD2の電源を用いている。図7の回路図においイン
バータ回路79は信号反転回路59の出力信号を入力
し、出力が高電位系ラッチ回路20の出力端子76とな
つている。図7の回路は図5の回路と基本的に動作およ
び機能は同一であるが、高電位系ラッチ回路20の出力
端子76がインバータ回路を2段経ているので駆動能力
を高くできる回路構成であることが解る。FIG. 7 is a circuit diagram of a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 7, a circuit surrounded by a broken line 10 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential-system signal drive circuit 10 has a −VSS
1, + VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 20 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 20 uses a power source of -VSS2 and + VDD2. Reference numeral 59 denotes a signal inversion circuit, which uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. Further, 79 is an inverter circuit, which is -VSS2,
+ VDD2 power supply is used. In the circuit diagram of FIG. 7, the inverter circuit 79 receives the output signal of the signal inverting circuit 59, and the output is the output terminal 76 of the high-potential latch circuit 20. Although the circuit of FIG. 7 has basically the same operation and function as the circuit of FIG. 5, the output terminal 76 of the high-potential latch circuit 20 has two stages of inverter circuits so that the driving capability can be increased. I understand.
【0017】図8は本発明の第7の実施例の回路図であ
る。図8において破線10に囲まれた回路は低電位系信
号駆動回路である。低電位系信号駆動回路10は−VSS
1、+VDD1の電源を用いている。破線30に囲まれてい
る回路は高電位系ラッチ回路である。高電位系ラッチ回
路30は−VSS2、+VDD2の電源を用いている。59は
信号反転回路であり、−VSS2、+VDD2の電源を用いて
いる。また、79はインバータ回路であり、−VSS2、
+VDD2の電源を用いている。図8の回路図においイン
バータ回路79は信号反転回路59の出力信号を入力
し、出力が高電位系ラッチ回路30の出力端子86とな
つている。図8の回路は図6の回路と基本的に動作およ
び機能は同一であるが、高電位系ラッチ回路30の出力
端子76がインバータ回路を2段経ているので駆動能力
を高くできる回路構成であることが解る。FIG. 8 is a circuit diagram of a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 8, a circuit surrounded by a broken line 10 is a low-potential-system signal driving circuit. The low-potential-system signal drive circuit 10 has a −VSS
1, + VDD1 power supply is used. The circuit surrounded by the broken line 30 is a high-potential-system latch circuit. The high potential system latch circuit 30 uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. Reference numeral 59 denotes a signal inversion circuit, which uses a power supply of -VSS2 and + VDD2. Further, 79 is an inverter circuit, which is -VSS2,
+ VDD2 power supply is used. In the circuit diagram of FIG. 8, the inverter circuit 79 receives the output signal of the signal inversion circuit 59, and the output is the output terminal 86 of the high-potential latch circuit 30. The circuit of FIG. 8 has basically the same operation and function as the circuit of FIG. 6, but has a circuit configuration that can increase the driving capability because the output terminal 76 of the high-potential-system latch circuit 30 has two stages of inverter circuits. I understand.
【0018】また、以上は電源が計4電位の場合を説明
してきたが、5電位以上であって、その間のレベル変換
であってもよい。In the above, the case where the power supply has a total of four potentials has been described. However, the power supply may have five potentials or more, and the level may be converted between them.
【0019】また、以上において信号反転回路やインバ
ータ回路は通常、P型MOSFETとN型MOSFET
のそれぞれのゲート電極および、それぞれのドレインを
互いに接続する構成で例示したが、反転機能を有する構
成ならば他の構成でもよい。例えばNAND回路(非論
理積回路)の各入力端子を互いに接続してもよいし、ま
たNOR回路(非論理和回路)の入力入力端子を互いに
接続して用いてもよい。In the above, the signal inverting circuit and the inverter circuit are usually a P-type MOSFET and an N-type MOSFET.
Although each of the gate electrodes and each of the drains described above have been described as being connected to each other, other configurations may be used as long as they have an inversion function. For example, the input terminals of a NAND circuit (non-OR circuit) may be connected to each other, or the input input terminals of a NOR circuit (non-OR circuit) may be connected to each other.
【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば低電
位系(小振幅)の信号を高電位系(大振幅)の信号に正
極側と負極側同時に変換できるという効果がある。As described above, according to the present invention, there is an effect that a signal of a low potential system (small amplitude) can be simultaneously converted into a signal of a high potential system (large amplitude) on the positive electrode side and the negative electrode side.
【0020】また、動作が終了した静止状態においては
リーク電流が流れず、低消費電力であるという効果があ
る。Further, in the stationary state where the operation is completed, no leakage current flows and the power consumption is low.
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明が使用される多電源系の各電位の関係を
示した電位関係図である。FIG. 2 is a potential relationship diagram showing a relationship between respective potentials of a multiple power supply system in which the present invention is used.
【図3】本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第6の実施例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第7の実施例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
【図9】従来例のレベルシフト回路を示す回路図であ
る。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional level shift circuit.
【図10】従来例の小振幅を大振幅に変換する回路例を
示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional example of a circuit for converting a small amplitude into a large amplitude.
10、40 ・・・ 低電位系信号駆動回路 20、30 ・・・ 高電位系ラッチ回路 11、12、15、16、21 ・・・ P型MOSF
ET 13、14、17、18、22 ・・・ N型MOSF
ET 19、59、79 ・・・ 信号反転回路、インバータ
回路 23 ・・・ 低電位系信号駆動回路の入力端子 24 ・・・ 低電位系信号駆動回路の出力端子 25 ・・・ 高電位系ラッチ回路の反転出力端子 26、36、76、86 ・・・ 高電位系ラッチ回路
の出力端子10, 40 ... low-potential-system signal drive circuit 20, 30 ... high-potential-system latch circuit 11, 12, 15, 16, 21 ... P-type MOSF
ET 13, 14, 17, 18, 22 ... N-type MOSF
ET 19, 59, 79 ... signal inverting circuit, inverter circuit 23 ... input terminal of low-potential signal drive circuit 24 ... output terminal of low-potential signal drive circuit 25 ... high-potential latch circuit Inverted output terminals 26, 36, 76, 86 ... output terminals of the high-potential latch circuit
Claims (8)
電位を有するMOSFETを用いた半導体集積回路装置
において、 第4電位の電源にソース電位を接続した第1P型MOS
FETと、第2P型MOSFETと第5P型MOSFE
Tの直列回路と、第1電位の電源にソース電位を接続し
た第1N型MOSFETと、第2N型MOSFETと第
5N型MOSFETの直列回路とからなり、前記第1P
型MOSFETと第1N型MOSFETのそれぞれのゲ
ート電極およびドレイン電極は互いに接続され第1イン
バータ回路を形成し、前記第2P型MOSFETと第5
P型MOSFETの直列回路と第2N型MOSFETと
第5N型MOSFETの直列回路のそれぞれドレイン電
極は互いに接続され、かつ第2P型MOSFETと第2
N型MOSFETのゲート電極を互いに接続することに
より第2インバータ回路を形成し、該第1インバータ回
路の入力端子となるゲート電極は前記第2インバータ回
路の出力端子となるドレイン電極に接続され、前記第2
インバータ回路の入力端子となるゲート電極は前記第1
インバータ回路の出力端子となるドレイン電極に接続さ
れてなる高電位系ラッチ回路と、 第3、第4P型MOSFETの直列回路と第3、第4N
型MOSFETの直列回路からなり、前記第3、第4P
型MOSFETの直列回路の一端は第3電位の電源に接
続され、第3、第4N型MOSFETの直列回路の一端
は第2電位の電源に接続され、前記第3、第4P型MO
SFETの直列回路の他端と前記第3、第4N型MOS
FETの直列回路の他端は互いに接続され出力端子とな
り、前記第3P型MOSFETと第3N型MOSFET
のゲート電極は互いに接続され低電位系の信号入力端子
とからなる低電位系信号駆動回路と、 P型MOSFETとN型MOSFETのインバータ回路
による信号反転回路からなり、 前記低電位系信号駆動回路の出力端子が前記高電位系ラ
ッチ回路を構成する第2インバータ回路の出力端子であ
り、かつ高電位系ラッチ回路としての反転出力端子に接
続され、前記高電位系ラッチ回路の第1インバータ回路
の出力端子であり、かつ高電位系ラッチ回路としての出
力端子が前記信号反転回路の入力端子に接続され、前記
信号反転回路の出力端子が前記低電位系信号駆動回路の
第4P型MOSFETと第4N型MOSFETのゲート
電極に接続され、前記高電位系ラッチ回路を構成してい
る第5P型MOSFETと第5N型MOSFETのゲー
ト電極に前記低電位系信号駆動回路の入力端子が接続さ
れていることを特徴とする両極性レベルシフト回路。1. A semiconductor integrated circuit device using MOSFETs having first, second, third, and fourth power supply potentials, wherein a first P-type MOS having a source potential connected to a fourth potential power supply.
FET, second P-type MOSFET and fifth P-type MOSFET
T, a series circuit of a first N-type MOSFET in which a source potential is connected to a power source of a first potential, a series circuit of a second N-type MOSFET and a fifth N-type MOSFET.
The gate electrode and the drain electrode of the first N-type MOSFET and the gate electrode of the first N-type MOSFET are connected to each other to form a first inverter circuit.
The drain electrodes of the series circuit of the P-type MOSFET and the series circuit of the second N-type MOSFET and the fifth N-type MOSFET are connected to each other, and the second P-type MOSFET and the second
A second inverter circuit is formed by connecting gate electrodes of the N-type MOSFET to each other, and a gate electrode serving as an input terminal of the first inverter circuit is connected to a drain electrode serving as an output terminal of the second inverter circuit, Second
The gate electrode serving as an input terminal of the inverter circuit is the first electrode.
A high-potential-system latch circuit connected to a drain electrode serving as an output terminal of the inverter circuit; a series circuit of third and fourth P-type MOSFETs;
The third and fourth P-type MOSFETs.
One end of the series circuit of the MOSFETs is connected to a third potential power supply, and one end of the series circuit of the third and fourth N-type MOSFETs is connected to the power supply of the second potential.
The other end of the series circuit of SFETs and the third and fourth N-type MOSs
The other ends of the series circuit of FETs are connected to each other to become output terminals, and the third P-type MOSFET and the third N-type MOSFET are connected to each other.
The gate electrodes of the low potential signal driving circuit are connected to each other, and are composed of a low potential signal driving circuit composed of a low potential signal input terminal and a signal inverting circuit composed of a P-type MOSFET and an N-type MOSFET inverter circuit. An output terminal is an output terminal of a second inverter circuit forming the high-potential-system latch circuit, and is connected to an inverting output terminal as the high-potential-system latch circuit. And an output terminal as a high-potential latch circuit is connected to an input terminal of the signal inverting circuit, and the output terminal of the signal inverting circuit is connected to a fourth P-type MOSFET and a fourth N-type of the low-potential signal driving circuit. Gates of a fifth P-type MOSFET and a fifth N-type MOSFET connected to the gate electrode of the MOSFET and constituting the high-potential latch circuit. Bipolar level shift circuit, wherein the input terminal of the low-potential system signal driving circuit is connected to the pole.
電位を有するMOSFETを用いた半導体集積回路装置
において、 第4電位の電源にソース電位を接続した第1、第2P型
MOSFETと第1電位の電源にソース電位を接続した
第1、第2N型MOSFETとからなり、前記第1P型
MOSFETと第1N型MOSFETのそれぞれのゲ
ート電極およびドレイン電極は互いに接続され第1イン
バータ回路を形成し、前記第2P型MOSFETと第2
N型MOSFETのそれぞれのゲート電極およびドレイ
ン電極は互いに接続され第2インバータ回路を形成し、
該第1インバータ回路の入力端子となるゲート電極は前
記第2インバータ回路の出力端子となるドレイン電極に
接続され、前記第2インバータ回路の入力端子となるゲ
ート電極は前記第1インバータ回路の出力端子となるド
レイン電極に接続されてなる高電位系ラッチ回路と、 第3、第4P型MOSFETの直列回路と第3、第4N
型MOSFETの直列回路からなり、前記第3、第4P
型MOSFETの直列回路の一端は第3電位の電源に接
続され、第3、第4N型MOSFETの直列回路の一端
は第2電位の電源に接続され、前記第3、第4P型MO
SFETの直列回路の他端と前記第3、第4N型MOS
FETの直列回路の他端は互いに接続され出力端子とな
り、前記第3P型MOSFETと第3N型MOSFET
のゲート電極は互いに接続され低電位系の信号入力端子
とからなる低電位系信号駆動回路と、 P型MOSFETとN型MOSFETのインバータ回路
による信号反転回路が形成されてなり、 前記低電位系信号駆動回路の出力端子が前記高電位系ラ
ッチ回路を構成する第2インバータ回路の出力端子であ
り、かつ高電位系ラッチ回路としての反転出力端子に接
続され、前記高電位系ラッチ回路の第1インバータ回路
の出力出力端子であり、かつ高電位系ラッチ回路として
の出力端子が前記信号反転回路の入力端子に接続され、
前記信号反転回路の出力端子が前記低電位系信号駆動回
路の第4P型MOSFETと第4N型MOSFETのゲ
ート電極に接続されていることを特徴とする両極性レベ
ルシフト回路。2. A semiconductor integrated circuit device using MOSFETs having first, second, third, and fourth power supply potentials, wherein a first potential and a second potential having a source potential connected to a fourth potential power source are provided. And a first and second N-type MOSFETs having a source potential connected to a power source of a first potential and a gate electrode and a drain electrode of the first P-type MOSFET and the first N-type MOSFET connected to each other and a first inverter. Forming a circuit, the second P-type MOSFET and a second
A gate electrode and a drain electrode of the N-type MOSFET are connected to each other to form a second inverter circuit;
A gate electrode serving as an input terminal of the first inverter circuit is connected to a drain electrode serving as an output terminal of the second inverter circuit, and a gate electrode serving as an input terminal of the second inverter circuit is connected to an output terminal of the first inverter circuit. High-potential latch circuit connected to the drain electrode, and a series circuit of third and fourth P-type MOSFETs and third and fourth N-type MOSFETs.
The third and fourth P-type MOSFETs.
One end of the series circuit of the MOSFETs is connected to a third potential power supply, and one end of the series circuit of the third and fourth N-type MOSFETs is connected to the power supply of the second potential.
The other end of the series circuit of SFETs and the third and fourth N-type MOSs
The other ends of the series circuit of FETs are connected to each other to become output terminals, and the third P-type MOSFET and the third N-type MOSFET are connected to each other.
And a signal inverting circuit formed by a P-type MOSFET and an N-type MOSFET inverter circuit. The low potential signal driving circuit comprises a low potential signal input terminal and a low potential signal input terminal connected to each other. An output terminal of the drive circuit is an output terminal of a second inverter circuit constituting the high-potential-system latch circuit, and is connected to an inverting output terminal as the high-potential-system latch circuit. An output terminal of the circuit, and an output terminal serving as a high-potential latch circuit is connected to an input terminal of the signal inverting circuit;
An output terminal of the signal inverting circuit is connected to gate electrodes of a fourth P-type MOSFET and a fourth N-type MOSFET of the low-potential-system signal drive circuit.
ト回路において、前記信号反転回路は第2、第3の電位
の低電位系の電源に接続されていることを特徴とする両
極性レベルシフト回路。3. The bipolar level shift circuit according to claim 1, wherein said signal inverting circuit is connected to a low-potential power supply of second and third potentials. Level shift circuit.
ト回路において、前記信号反転回路は第1、第4の電位
の高電位系の電源に接続されていることを特徴とする両
極性レベルシフト回路。4. The bipolar level shift circuit according to claim 1, wherein said signal inverting circuit is connected to a high-potential power supply of first and fourth potentials. Shift circuit.
ト回路において、高電位系ラッチ回路の第1インバータ
回路の駆動能力が第2インバータ回路の駆動能力より高
くなるようにMOSFETの形状を設定していることを
特徴とする両極性レベルシフト回路。5. The bipolar level shift circuit according to claim 1, wherein the shape of the MOSFET is set such that the driving capability of the first inverter circuit of the high-potential latch circuit is higher than the driving capability of the second inverter circuit. And a bipolar level shift circuit.
ト回路において、高電位系ラッチ回路の第2インバータ
回路の駆動能力が低電位系信号駆動回路の駆動能力より
低くなるようにMOSFETの形状を設定していること
を特徴とする両極性レベルシフト回路。6. The bipolar level shift circuit according to claim 1, wherein the driving capability of the second inverter circuit of the high-potential-system latch circuit is lower than the driving capability of the low-potential-system signal driving circuit. A bipolar level shift circuit characterized in that:
ト回路において、MOSFETの半導体集積回路装置が
シリコン・オン・インシュレータ基板上で形成されてい
ることを特徴とする両極性レベルシフト回路。7. The bipolar level shift circuit according to claim 1, wherein the MOSFET semiconductor integrated circuit device is formed on a silicon-on-insulator substrate.
ト回路において、低電位系信号駆動回路の出力端子に接
続されたP型およびN型のMOSFETの基板電位が第
3および第4の各電位の電源電位から独立していること
を特徴とする両極性レベルシフト回路。8. The bipolar level shift circuit according to claim 1, wherein the substrate potentials of the P-type and N-type MOSFETs connected to the output terminal of the low-potential-system signal drive circuit are set to the third and fourth levels, respectively. A bipolar level shift circuit, which is independent of a power supply potential.
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JP2011151719A (en) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Renesas Electronics Corp | Level shift circuit |
JP2016213644A (en) * | 2015-05-07 | 2016-12-15 | キヤノン株式会社 | Semiconductor device |
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