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JP2004064443A - Semiconductor device - Google Patents

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Publication number
JP2004064443A
JP2004064443A JP2002220305A JP2002220305A JP2004064443A JP 2004064443 A JP2004064443 A JP 2004064443A JP 2002220305 A JP2002220305 A JP 2002220305A JP 2002220305 A JP2002220305 A JP 2002220305A JP 2004064443 A JP2004064443 A JP 2004064443A
Authority
JP
Japan
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digital
analog
output
output circuit
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002220305A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Takinomi
瀧呑 豊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2002220305A priority Critical patent/JP2004064443A/en
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Abstract

【課題】外部のデジタル電源系統が5V、3.3Vのどちらにも対応できる、デジタル・アナログ入出力兼用回路をもつ半導体装置を提供する。
【解決手段】デジタル出力とアナログ出力とを兼用するデジタル・アナログ兼用端子P1をもつ半導体装置において、第1の電源電圧に接続されたデジタル出力回路CR1と、第2の電源電圧に接続されたアナログ出力回路CR3と、該デジタル・アナログ兼用端子P1と該デジタル出力回路CR1との接続点と該アナログ出力回路CR3との間に、ゲートを前記第2の電源電圧に接続されたnチャネル型MOSトランジスタM9とを有することを特徴とする半導体装置。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a digital / analog input / output circuit capable of supporting an external digital power supply system of 5 V or 3.3 V.
Kind Code: A1 In a semiconductor device having a digital / analog dual-purpose terminal P1 that serves both as a digital output and an analog output, a digital output circuit CR1 connected to a first power supply voltage and an analog output circuit CR1 connected to a second power supply voltage are provided. An n-channel MOS transistor having a gate connected to the second power supply voltage between the output circuit CR3 and a connection point between the digital / analog shared terminal P1 and the digital output circuit CR1 and the analog output circuit CR3; M9.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号用の端子としてもアナログ信号用の端子としても機能するデジタルとアナログの入出力兼用端子を備えた、半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年のLSIは集積化が進み、1つの端子を、デジタル信号用の端子としてもアナログ信号用の端子としても機能するようにしたものがある。デジタル系システムで用いられる場合は、該端子はデジタル信号用の端子として機能し、アナログ系システムで用いられる場合は、該端子はアナログ信号用の端子として機能するようにする。これにより、1つのLSIで、デジタルとアナログの両方のシステムに対応できるため、システム毎にLSIを開発する必要が無くなる。
【0003】
また、トランジスタのゲート長が微細化された事と、低消費電力化、低ノイズ化の為に、LSIを低い電源電圧で動作する様にしている。しかし、LSI外部の半導体製品の電源電圧は必ずしもLSIと同じ電圧にはなっておらず、装置のボード上に電源電圧5V系の半導体製品と3V系の半導体製品が混在して実装され、5V振幅の信号が3V系の半導体製品の入出力端子に入力されることがある。そのため、LSI内部のロジック部分は3V系電圧で動作させ、外部回路とのインターフェイス部で、外部回路の電圧レベルに合わせる様にしている。
【0004】
図5を用いて、従来のLSIのデジタル・アナログ入出力兼用回路について、以下に説明する。
【0005】
同図に示す様に、従来のLSIのデジタル・アナログ入出力兼用回路は、デジタル出力回路CR31、デジタル入力回路CR32、アナログ出力回路CR33とデジタル・アナログ兼用端子P3から構成されている。
【0006】
このデジタル・アナログ入出力兼用回路が、デジタル系システムで用いられる時には、デジタル出力回路CR31とデジタル入力回路CR32が動作し、このときアナログ出力回路CR33は動作しない。また、このデジタル・アナログ入出力兼用回路が、アナログ系システムで用いられる時には、アナログ出力回路CR33が動作し、このときデジタル出力回路CR31とデジタル入力回路CR32は動作しない。
【0007】
デジタル出力回路CR31は、pチャネル型MOSトランジスタ(以下、単に「pMOSトランジスタ」という)M31、nチャネル型MOSトランジスタ(以下、単に「nMOSトランジスタ」という)M32とレベルコンバータLC31、LC32から構成されている。pMOSトランジスタM31とnMOSトランジスタM32のドレインは共通に、デジタル・アナログ兼用端子P3に接続されている。
【0008】
デジタル出力モード時においては、デジタル出力信号DOUT31とDOUT32が共に”H”になると、pMOSトランジスタM31はオフ、nMOSトランジスタM32はオンとなるため、デジタル・アナログ兼用端子P3に”L”が出力される。デジタル出力信号DOUT31が”H”、DOUT32が”L”になると、pMOSトランジスタM31もnMOSトランジスタM32もオフとなるため、デジタル・アナログ兼用端子P3はハイインピーダンス状態となる。デジタル出力信号DOUT31とDOUT32が共に”L”になると、pMOSトランジスタM31はオン、nMOSトランジスタM32はオフとなるため、デジタル・アナログ兼用端子P3に”H”が出力される。
【0009】
このとき、デジタル・アナログ兼用端子P3に出力される”H”の電圧レベルはpMOSトランジスタM31のソースに接続されているインターフェイス部電源VDD−IFの電圧レベルによって決まる。インターフェイス部電源VDD−IFはLSI外部より供給されている。よって、デジタル・アナログ兼用端子P3に出力される”H”の電圧レベルは、LSI外部の回路が5V系で動作している場合は、5Vとなり、LSI外部の回路が3.3V系で動作している場合は3.3Vとなり、外部の回路に信号レベルを合わせることができる。
【0010】
pMOSトランジスタM31とnMOSトランジスタM32には、LSI外部の電圧が高い場合に合わせて、5V耐圧のものを用いる。LSI内部のロジック部分からのデジタル出力信号DOUT31とDOUT32は、3.3Vレベルであるため、pMOSトランジスタM31とnMOSトランジスタM32のゲートを駆動するため、レベルコンバータLC31、LC32によって、5Vにレベル変換を行なう。
【0011】
なお、このデジタル出力モード時においては、アナログ出力回路CR33のアナログ信号出力制御信号ACNT3は”H”のままで、pMOSトランジスタM37はオフ、nMOSトランジスタM38もオフとなり、デジタル・アナログ兼用端子P3にアナログ信号は出力されない。
【0012】
デジタル入力回路CR32は、pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34からなる相補型MOSインバータ、nMOSトランジスタM35、pMOSトランジスタM36とレベルコンバータLC33から構成されている。pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34のゲートは、共通にデジタル・アナログ兼用端子P3に接続されており、ドレインは、共通にレベルコンバータLC33に接続されている。
【0013】
デジタル入力回路CR32が動作するには、デシタル入力制御信号DCNT3が”H”となり、nMOSトランジスタM35はオンとなり、pMOSトランジスタM36はオフとなる事が条件となる。デジタル出力モードにおいては、デシタル入力制御信号DCNT3を”L”にして、デジタル入力回路CR32が動作しない様にしておく。
【0014】
次に、デジタル入力モード時においては、デジタル入力回路CR32のデシタル入力制御信号DCNT3を”H”にして、デジタル入力回路CR32を動作させる。デジタル・アナログ兼用端子P3が”H”となると、pMOSトランジスタM33はオフ、nMOSトランジスタM34はオンとなり、pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34のドレインは”L”となる。デジタル・アナログ兼用端子P3が”L”となると、pMOSトランジスタM33はオン、nMOSトランジスタM34はオフとなり、pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34のドレインは”H”となる。
【0015】
このとき、pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34のドレインの電圧レベルは、pMOSトランジスタM33のソ−スに接続されているインターフェイス部電源VDD−IFの電圧レベルによって決まる。
【0016】
pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34には、LSI外部の電圧が高い場合に合わせて、5V耐圧のものを用いる。
【0017】
レベルコンバータLC33は、pMOSトランジスタM33とnMOSトランジスタM34のドレインの電圧レベルが5Vのときは3.3Vに変換し、3.3Vのときはそのままのレベルで、デジタル入力信号DIN3として伝播する。
【0018】
なお、アナログ出力回路CR33のアナログ信号出力制御信号ACNT3は”H”のままで、デジタル・アナログ兼用端子P3にアナログ信号は出力されない。また、デジタル出力回路CR31のデジタル出力信号DOUT31は”H”、DOUT32は”L”で、デジタル信号も出力されない。
【0019】
アナログ出力回路CR33は、pMOSトランジスタM37とnMOSトランジスタM38からなるトランスファーゲートとインバータINV3で構成されている。pMOSトランジスタM37のドレインとnMOSトランジスタM38のソ−スは、デジタル・アナログ兼用端子P3に接続されており、pMOSトランジスタM37のソースとnMOSトランジスタM38のドレインにはアナログ出力信号AOUT3が入力され、nMOSトランジスタM38のゲートには、pMOSトランジスタM37のゲートに入力されているアナログ信号出力制御信号ACNT3の反転信号が入力されている。
【0020】
アナログ信号出力制御信号ACNT3が”H”の時は、pMOSトランジスタM37はオフ、nMOSトランジスタM38はオフとなり、デジタル・アナログ兼用端子P3はハイインピーダンス状態となる。アナログ信号出力制御信号ACNT3が”L”になると、pMOSトランジスタM37はオン、nMOSトランジスタM38はオンとなり、アナログ出力信号AOUT3がデジタル・アナログ兼用端子P3に出力される。
【0021】
なお、この時デジタル出力回路CR31のデジタル出力信号DOUT31は”H”、DOUT32が”L”であり、pMOSトランジスタM31もnMOSトランジスタM32もオフとなるため、デジタル信号は出力されない。また、デジタル入力回路CR32のデシタル入力制御信号DCNT3は”L”であり、nMOSトランジスタM35はオフ、pMOSトランジスタM36はオンとなり、デジタル入力信号DIN3は入力されない。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
デジタル出力回路、デジタル入力回路、アナログ出力回路の電源は共通で、インターフェイス電源VDD−IFを用いている。このVDD−IFは、該LSI内の他のデジタル回路のインターフェイス部の電源としても用いられており、外部回路と信号レベルを合わせるために、LSI外部の電源を取り込んでいる。
【0023】
アナログ信号は、0〜3Vの範囲であるため、アナログ信号を扱うトランスファーゲートには、3V耐圧のトランジスタを使用し、トランジスタに供給している電源電圧を、3.3Vにするのが望ましい。しかし、外部回路の電源が5V系のときには、電源VDD−IFには共通に5Vが供給されるため、アナログ出力回路の電源も5Vになってしまう。このため、アナログ信号を扱うトランスファーゲートも、5V耐圧のトランジスタを使用する必要がある。5V耐圧のトランジスタは、3.3V耐圧のトランジスタに比べて、トランジスタの構造を高い電圧に耐えられる様に、ゲート酸化膜の厚みを増している。
【0024】
図6に示すように、このゲート酸化膜の厚みを増したトランジスタの特性は閾値(Vth)が高く、3.3Vの信号でゲートを制御する場合、特にアナログ信号を扱うトランスファーゲート回路として使用した場合にはインピーダンスが非常に高くなり、実用にはならない。
【0025】
つまり、0〜3Vの範囲のアナログ信号を扱うトランスファーゲートに5V耐圧のトランジスタは使用できないため、外部電圧が3.3Vのシステムでしか本LSIは使えなくなってしまう。
【0026】
本発明の目的は、LSI外部のデジタル電源系統が5V、3.3Vのどちらにも対応できる、デジタル・アナログ入出力兼用回路をもつLSIを提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、デジタル・アナログ兼用端子P1とデジタル出力回路CR1との共通接続点とアナログの出力回路との間に、耐圧保護用のトランスファーゲートM9を挿入し、更にデジタル入出力回路部の電源とアナログ出力回路部の電源系統を分けることにより達成される。これにより、LSI外部のデジタル電源系統が5V系でも3.3V系でも、どちらにも対応できるデジタル・アナログ入出力兼用回路が実現できる。
【0028】
【発明の実施の形態】
[第一実施形態]
本発明の実施形態による回路について図1及び図2を用いて説明する。
【0029】
図1は本発明の実施例の回路構成図、図2はnMOSトランジスタM9のソース・ドレイン電圧特性を示す。
【0030】
図1に示す様に、本実施例のデジタル・アナログ入出力兼用回路は、デジタル出力回路CR1、デジタル入力回路CR2、アナログ出力回路CR3とデジタル・アナログ兼用端子P1から構成されている。
【0031】
このデジタル・アナログ入出力兼用回路が、デジタル系システムで用いられる時には、デジタル出力回路CR1とデジタル入力回路CR2が動作し、このときアナログ出力回路CR3は動作しない。また、このデジタル・アナログ入出力兼用回路が、アナログ系システムで用いられる時には、アナログ出力回路CR3が動作し、このときデジタル出力回路CR1とデジタル入力回路CR2は動作しない。
【0032】
デジタル出力回路CR1は、pMOSトランジスタM1とnMOSトランジスタM2とレベルコンバータLC1、LC2から構成されている。pMOSトランジスタM1とnMOSトランジスタM2のドレインは共通に、デジタル・アナログ兼用端子P1に共通に接続されている。
【0033】
デジタル出力モード時においては、デジタル出力信号DOUT1とDOUT2が共に”H”になると、pMOSトランジスタM1はオフ、nMOSトランジスタM2はオンとなるため、デジタル・アナログ兼用端子P1に”L”が出力される。デジタル出力信号DOUT1が”H”、DOUT2が”L”になると、pMOSトランジスタM1もnMOSトランジスタM2もオフとなるため、デジタル・アナログ兼用端子P1はハイインピーダンス状態となる。デジタル出力信号DOUT1とDOUT2が共に”L”になると、pMOSトランジスタM1はオン、nMOSトランジスタM2はオフとなるため、デジタル・アナログ兼用端子P1に”H”が出力される。
【0034】
このとき、デジタル・アナログ兼用端子P1に出力される”H”の電圧レベルはpMOSトランジスタM1のソースに接続されているデジタル系電源VDD−Dの電圧レベルによって決まる。デジタル系電源VDD−DはLSI外部のデジタル回路より供給されている。よって、デジタル・アナログ兼用端子P1に出力される”H”の電圧レベルは、LSI外部のデジタル回路が5V系で動作している場合は、5Vとなり、LSI外部のデジタル回路が3.3V系で動作している場合は3.3Vとなり、外部の回路に信号レベルを合わせることができる。
【0035】
pMOSトランジスタM1とnMOSトランジスタM2には、LSI外部の電圧が高い場合に合わせて、5V耐圧のものを用いる。LSI内部のロジック部分からのデジタル出力信号DOUT1とDOUT2は、3.3Vレベルであるため、pMOSトランジスタM1とnMOSトランジスタM2のゲートを駆動するため、レベルコンバータLC1、LC2によって、5Vにレベル変換を行なう。
【0036】
なお、このデジタル出力モード時においては、アナログ出力回路CR3のアナログ信号出力制御信号ACNT1は”H”のままで、pMOSトランジスタM7はオフ、nMOSトランジスタM8もオフとなり、デジタル・アナログ兼用端子P1にアナログ信号は出力されない。
【0037】
デジタル入力回路CR2は、pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4からなる相補型MOSインバータ、nMOSトランジスタM5、pMOSトランジスタM6とレベルコンバータLC3から構成されている。pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4のゲートは共通にデジタル・アナログ兼用端子P1にして接続されており、ドレインは共通に、レベルコンバータLC3に接続されている。
【0038】
デジタル入力回路CR2が動作するには、デシタル入力制御信号DCNT1が”H”となり、nMOSトランジスタM5はオンとなり、pMOSトランジスタM6はオフとなる事が条件となる。デジタル出力モードにおいては、デシタル入力制御信号DCNT1を”L”にして、デジタル入力回路CR2が動作しない様にしておく。
【0039】
次に、デジタル入力モード時においては、デジタル入力回路CR2のデシタル入力制御信号DCNT1を”H”にして、デジタル入力回路CR2を動作させる。デジタル・アナログ兼用端子P1が”H”となると、pMOSトランジスタM3はオフ、nMOSトランジスタM4はオンとなり、pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4のドレインは”L”となる。デジタル・アナログ兼用端子P1が”L”となると、pMOSトランジスタM3はオン、nMOSトランジスタM4はオフとなり、pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4のドレインは”H”となる。
【0040】
このとき、pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4のドレインの電圧レベルは、pMOSトランジスタM3のソ−スに接続されているデジタル系電源VDD−Dの電圧レベルによって決まる。
【0041】
pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4には、LSI外部の電圧が高い場合に合わせて、5V耐圧のものを用いる。
【0042】
レベルコンバータLC3は、pMOSトランジスタM3とnMOSトランジスタM4のドレインの電圧レベルが5Vのときは3.3Vに変換し、3.3Vのときはそのままのレベルで、デジタル入力信号DIN1として伝播する。
【0043】
なお、アナログ出力回路CR3のアナログ信号出力制御信号ACNT1は”H”のままで、デジタル・アナログ兼用端子P1にアナログ信号は出力されない。また、デジタル出力回路CR1のデジタル出力信号DOUT1は”H”、DOUT2は”L”で、デジタル信号も出力されない。
【0044】
アナログ出力回路CR3は、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8からなるトランスファーゲートと耐圧保護用のトランスファーゲートM9とインバータINV1から構成されている。pMOSトランジスタM7のソースとnMOSトランジスタM8のドレインにはアナログ出力信号AOUT1が入力され、pMOSトランジスタM7のドレインとnMOSトランジスタM8のソースは、トランスファーゲートM9のドレインに接続されている。トランスファーゲートM9のソースにはデジタル・アナログ兼用端子P1が接続されており、ゲートはアナログ系電源VDD−Aに接続されている。このアナログ系電源VDD−Aには3.3V電源をLSI外部より供給する。
【0045】
nMOSトランジスタM8のゲートには、pMOSトランジスタM7のゲートに入力されているアナログ信号出力制御信号ACNT1の反転信号が入力されている。
【0046】
アナログ信号出力制御信号ACNT1が”H”の時は、pMOSトランジスタM7はオフ、nMOSトランジスタM8はオフとなり、デジタル・アナログ兼用端子P1はハイインピーダンス状態となる。アナログ信号出力制御信号ACNT1が”L”になると、pMOSトランジスタM7はオン、nMOSトランジスタM8はオンとなり、アナログ出力信号AOUT1がデジタル・アナログ兼用端子P1に出力される。
【0047】
なお、この時デジタル出力回路CR1のデジタル出力信号DOUT1は”H”、DOUT2が”L”であり、pMOSトランジスタM1もnMOSトランジスタM2もオフとなるため、デジタル信号は出力されない。また、デジタル入力回路CR2のデシタル入力制御信号DCNT1は”L”であり、nMOSトランジスタM5はオフ、pMOSトランジスタM6はオンとなり、デジタル入力信号DIN1は入力されない。
【0048】
本実施例では、アナログ出力回路の電源とデジタル入出力回路の電源を分けている。これにより、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8からなるアナログ信号用のトランスファーゲートには、5V電源が使われることがないため、3V耐圧のトランジスタを用いることができる。よって、アナログ信号用のトランスファーゲートに5V耐圧のトランジスタを使用した時のインピーダンスの問題は回避できる。
【0049】
pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8からなるトランスファーゲートと、デジタル・アナログ兼用端子P1との間に設けられたトランスファーゲートM9は、本デジタル・アナログ入出力兼用回路が、デジタル系システムで用いられる時に、アナログ出力回路CR3の保護の働きをする。
【0050】
トランスファーゲートM9には、3V耐圧のnMOSトランジスタを用い、ゲートは3.3V電源に接続する。
【0051】
図2(a)によると、トランスファーゲートM9のソース電圧が3.3V付近まで上昇した場合に、M9のドレイン側の電圧には、nMOSトランジスタの特性により、M9のゲート電圧の3.3VよりM9の閾値の電圧分下がった電圧までしか印加されない。例えば、M9の閾値を0.5Vとすると、デジタル・アナログ兼用端子P1に5Vの振幅信号が入力されても、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8からなるアナログトランスファーゲートには、3.3V−0.5V=2.8Vしか加わらないので、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8の破壊を防ぐことができる。
【0052】
図2(b)は、デプレッション型nMOSトランジスタのソース・ドレイン電圧特性を示す。デプレッション型nMOSトランジスタは、エンハンスメント型nMOSトランジスタよりも閾値が小さい。このデプレッション型nMOSトランジスタをトランスファーゲートM9に用いると、デジタル・アナログ兼用端子P1に5Vの振幅信号が入力された場合、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8からなるアナログトランスファーゲートには、エンハンスメント型nMOSトランジスタの時よりも高い電圧が加わる事になるが、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8の破壊を防ぐことができる。図2(b)は、閾値=0Vの場合を示す。
【0053】
当然ながら、デジタル・アナログ兼用端子P1に3.3Vの振幅信号が入力された場合でも、上記の理由から、pMOSトランジスタM7とnMOSトランジスタM8の破壊を防ぐことができる。
【0054】
このように、本実施形態によれば、デジタル・アナログ兼用端子とデジタル出力回路との共通接続点とアナログの出力回路との間に、耐圧保護用のトランスファーゲートを挿入し、更にデジタル入出力回路部の電源とアナログ出力回路部の電源系統を分けることにより、0〜3Vのアナログ信号を扱うトランスファーゲート部のトランジスタに5V耐圧のトランジスタを使う必要がなくなる。これにより、デジタル信号の入出力とアナログ信号の出力を1つの端子で兼用することが可能となる。
【0055】
[第二実施形態]
次に、第二の実施例について図3及び図4を用いて説明する。
【0056】
第二の実施例のデジタル・アナログ入出力兼用回路に含まれるアナログ出力回路は、液晶表示パネルの階調制御を行なう回路である。デジタル出力回路、デジタル入力回路は、第一の実施例と同等であり、本実施例では、アナログ回路としての動作についてのみ説明を行なう。
【0057】
図3は、本実施例のLSIと液晶表示パネルの接続図である。図中、端子I/O−0乃至I/0−3は、デジタル・アナログ兼用端子である。図4は、図3におけるデジタル・アナログ兼用端子I/0−0乃至I/0−3のうちの1つである、I/0−1端子の回路図である。
【0058】
液晶パネルの表示は通常3V、2V、1V、0Vの4段階の階調電圧で制御する。液晶パネル用抵抗ラダーR1の両端に加えられた電圧を分圧して作られた3Vが、分圧回路VDを通してpMOSトランジスタM11とnMOSトランジスタM12に接続されている。同様に階調電圧用抵抗ラダーR1で分圧された電圧2V、1V、0Vが、分圧回路VDを通してそれぞれ3組の対になったpMOSトランジスタとnMOSトランジスタに接続されている。pMOSトランジスタM11とnMOSトランジスタM12のゲートは、電圧セレクタ−VSELからの液晶パネル電圧選択信号SEL3によって制御されていて、液晶パネル電圧選択信号SEL3が”H”になると、pMOSトランジスタM11とnMOSトランジスタM12のゲートが開き、トランスファーゲートM19を通してデジタル・アナログ兼用端子I/O−1に3Vの信号が出力される。トランスファーゲートM19には、3V耐圧のnMOSトランジスタを用いる。
【0059】
同様にして、電圧セレクターからのSEL2、1、0信号によって、pMOSトランジスタとnMOSトランジスタのゲートが開き、トランスファーゲートM19を通してデジタル・アナログ兼用端子I/O−1に2V、1V、0Vの信号が段階的に出力される。
【0060】
本実施形態では、デジタル・アナログ兼用端子I/O−0乃至3は、液晶パネル制御に用いられるため、アナログ信号出力用として用いられているが、別のシステムにおいては、デジタル入出力端子として機能する。
【0061】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、LSI外部のデジタル電源系統が5V系でも3.3系でも、どちらにも対応できるデジタル・アナログ入出力兼用回路をもつLSIを提供することができる。これにより、外部の電源電圧に合わせて2種類のLSIを開発する必要が無くなる為、開発期間の短縮、開発費の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の回路図である。
【図2】nMOSトランジスタのソース/ドレイン電圧の特性を示す図である。
【図3】本発明の第2実施例で液晶パネルの制御を行なう時の接続図である。
【図4】本発明の第2実施例の回路図である。
【図5】従来の入出力兼用回路である。
【図6】アナログトランスファーゲート抵抗値を示す図である。
【符号の説明】
CR1…デジタル出力回路
CR2…デジタル入力回路
CR3…アナログ出力回路
M1、M3、M6、M7、M11、M17…pMOSトランジスタ
M2、M4、M5、M8、M12、M18…nMOSトランジスタ
M9、M19…トランスファーゲート
LC1、LC2、LC3、LC10、LC11…レベルコンバータ
P1、I/O−0、I/0−1、I/O−2、I/O−3…デジタル・アナログ兼用端子
TG11、TG12…デジタルトランスファーゲート
INV1、INV11、INV14…インバータ
DOUT1、DOUT2、DOUT11…デジタル出力信号
DIN1、DIN11…デジタル入力信号
DCNT1、DCNT11…デジタル入力制御信号
AOUT1…アナログ出力信号
ACNT1…アナログ信号出力制御信号
SEL1、SEL2、SEL3、SEL4…液晶パネル電圧選択信号
VDD−A…アナログ系電源
VDD−D…デジタル系電源
R1…液晶パネル用抵抗ラダー
VD…分圧回路
VSEL…電圧セレクタ−
CR31…デジタル出力回路
CR32…デジタル入力回路
CR33…アナログ出力回路
M31、M33、M36、M37…pMOSトランジスタ
M32、M34、M35、M38…nMOSトランジスタ
LC31、LC32、LC33…レベルコンバータ
P3…デジタル・アナログ兼用端子
INV3…インバータ
DOUT31、DOUT32…デジタル出力信号
DIN3…デジタル入力信号
DCNT3…デジタル入力制御信号
AOUT3…アナログ出力信号
ACNT3…アナログ信号出力制御信号
VDD−IF…インターフェイス部電源
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device provided with a digital and analog input / output terminal that functions as a digital signal terminal and an analog signal terminal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, integration of LSIs has been advanced, and some terminals have one terminal functioning as a terminal for digital signals and a terminal for analog signals. The terminal functions as a terminal for a digital signal when used in a digital system, and functions as a terminal for an analog signal when used in an analog system. This makes it possible to support both digital and analog systems with a single LSI, eliminating the need to develop an LSI for each system.
[0003]
Further, in order to reduce the gate length of the transistor, reduce power consumption, and reduce noise, the LSI operates at a low power supply voltage. However, the power supply voltage of a semiconductor product outside the LSI is not always the same as that of the LSI, and a power supply voltage of 5 V system semiconductor product and a 3 V system semiconductor product are mixedly mounted on a device board, and a 5 V amplitude is used. May be input to an input / output terminal of a 3V semiconductor product. For this reason, the logic portion inside the LSI is operated at a voltage of 3 V, and the voltage level of the external circuit is adjusted at the interface with the external circuit.
[0004]
A conventional digital / analog I / O circuit of an LSI will be described below with reference to FIG.
[0005]
As shown in FIG. 1, the conventional digital / analog input / output circuit of the LSI includes a digital output circuit CR31, a digital input circuit CR32, an analog output circuit CR33, and a digital / analog shared terminal P3.
[0006]
When the digital / analog input / output circuit is used in a digital system, the digital output circuit CR31 and the digital input circuit CR32 operate, and at this time, the analog output circuit CR33 does not operate. When the digital / analog input / output circuit is used in an analog system, the analog output circuit CR33 operates, and at this time, the digital output circuit CR31 and the digital input circuit CR32 do not operate.
[0007]
The digital output circuit CR31 includes a p-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as “pMOS transistor”) M31, an n-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as “nMOS transistor”) M32, and level converters LC31 and LC32. . The drains of the pMOS transistor M31 and the nMOS transistor M32 are commonly connected to a digital / analog shared terminal P3.
[0008]
In the digital output mode, when the digital output signals DOUT31 and DOUT32 both become "H", the pMOS transistor M31 is turned off and the nMOS transistor M32 is turned on, so that "L" is output to the digital / analog shared terminal P3. . When the digital output signal DOUT31 becomes "H" and the digital output signal DOUT32 becomes "L", both the pMOS transistor M31 and the nMOS transistor M32 are turned off, so that the digital / analog shared terminal P3 enters a high impedance state. When the digital output signals DOUT31 and DOUT32 both become "L", the pMOS transistor M31 is turned on and the nMOS transistor M32 is turned off, so that "H" is output to the digital / analog shared terminal P3.
[0009]
At this time, the voltage level of “H” output to the digital / analog shared terminal P3 is determined by the voltage level of the interface unit power supply VDD-IF connected to the source of the pMOS transistor M31. The interface section power supply VDD-IF is supplied from outside the LSI. Therefore, the voltage level of "H" output to the digital / analog dual-purpose terminal P3 becomes 5V when the circuit outside the LSI operates on the 5V system, and the circuit outside the LSI operates on the 3.3V system. In this case, the voltage is 3.3 V, and the signal level can be adjusted to an external circuit.
[0010]
As the pMOS transistor M31 and the nMOS transistor M32, those having a withstand voltage of 5 V are used according to the case where the voltage outside the LSI is high. Since the digital output signals DOUT31 and DOUT32 from the logic portion inside the LSI are at 3.3V level, the level converters LC31 and LC32 perform level conversion to 5V by driving the gates of the pMOS transistor M31 and the nMOS transistor M32. .
[0011]
In the digital output mode, the analog signal output control signal ACNT3 of the analog output circuit CR33 remains "H", the pMOS transistor M37 is turned off, the nMOS transistor M38 is turned off, and the analog / digital combined terminal P3 is No signal is output.
[0012]
The digital input circuit CR32 includes a complementary MOS inverter including a pMOS transistor M33 and an nMOS transistor M34, an nMOS transistor M35, a pMOS transistor M36, and a level converter LC33. The gates of the pMOS transistor M33 and the nMOS transistor M34 are commonly connected to the digital / analog shared terminal P3, and the drains are commonly connected to the level converter LC33.
[0013]
In order for the digital input circuit CR32 to operate, the condition is that the digital input control signal DCNT3 becomes "H", the nMOS transistor M35 is turned on, and the pMOS transistor M36 is turned off. In the digital output mode, the digital input control signal DCNT3 is set to "L" so that the digital input circuit CR32 does not operate.
[0014]
Next, in the digital input mode, the digital input control signal DCNT3 of the digital input circuit CR32 is set to "H" to operate the digital input circuit CR32. When the digital / analog shared terminal P3 becomes "H", the pMOS transistor M33 is turned off, the nMOS transistor M34 is turned on, and the drains of the pMOS transistor M33 and the nMOS transistor M34 become "L". When the digital / analog shared terminal P3 becomes "L", the pMOS transistor M33 is turned on, the nMOS transistor M34 is turned off, and the drains of the pMOS transistor M33 and the nMOS transistor M34 become "H".
[0015]
At this time, the voltage level of the drains of the pMOS transistor M33 and the nMOS transistor M34 is determined by the voltage level of the interface power supply VDD-IF connected to the source of the pMOS transistor M33.
[0016]
As the pMOS transistor M33 and the nMOS transistor M34, those having a withstand voltage of 5 V are used according to the case where the voltage outside the LSI is high.
[0017]
When the voltage level of the drain of the pMOS transistor M33 and the drain of the nMOS transistor M34 is 5V, the level converter LC33 converts the voltage to 3.3V, and when the voltage level is 3.3V, it propagates as the digital input signal DIN3.
[0018]
Note that the analog signal output control signal ACNT3 of the analog output circuit CR33 remains "H", and no analog signal is output to the digital / analog shared terminal P3. Further, the digital output signal DOUT31 of the digital output circuit CR31 is "H" and the digital output signal DOUT32 is "L", and no digital signal is output.
[0019]
The analog output circuit CR33 includes a transfer gate including a pMOS transistor M37 and an nMOS transistor M38, and an inverter INV3. The drain of the pMOS transistor M37 and the source of the nMOS transistor M38 are connected to the digital / analog shared terminal P3. The analog output signal AOUT3 is input to the source of the pMOS transistor M37 and the drain of the nMOS transistor M38. The inverted signal of the analog signal output control signal ACNT3 input to the gate of the pMOS transistor M37 is input to the gate of M38.
[0020]
When the analog signal output control signal ACNT3 is "H", the pMOS transistor M37 is turned off, the nMOS transistor M38 is turned off, and the digital / analog dual-purpose terminal P3 enters a high impedance state. When the analog signal output control signal ACNT3 becomes "L", the pMOS transistor M37 is turned on, the nMOS transistor M38 is turned on, and the analog output signal AOUT3 is output to the digital / analog shared terminal P3.
[0021]
At this time, since the digital output signal DOUT31 of the digital output circuit CR31 is "H" and the digital output signal DOUT32 is "L", and the pMOS transistor M31 and the nMOS transistor M32 are turned off, no digital signal is output. Further, the digital input control signal DCNT3 of the digital input circuit CR32 is "L", the nMOS transistor M35 is turned off, the pMOS transistor M36 is turned on, and the digital input signal DIN3 is not input.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
The power supply of the digital output circuit, the digital input circuit, and the analog output circuit is common, and the interface power supply VDD-IF is used. The VDD-IF is also used as a power supply for an interface section of another digital circuit in the LSI, and takes in a power supply external to the LSI in order to match a signal level with an external circuit.
[0023]
Since the analog signal is in the range of 0 to 3 V, it is preferable to use a transistor with a withstand voltage of 3 V for the transfer gate that handles the analog signal and to set the power supply voltage supplied to the transistor to 3.3 V. However, when the power supply of the external circuit is a 5 V system, 5 V is commonly supplied to the power supply VDD-IF, so that the power supply of the analog output circuit also becomes 5 V. For this reason, it is necessary to use a transistor having a withstand voltage of 5 V for the transfer gate that handles the analog signal. The thickness of the gate oxide film of the 5V withstand voltage transistor is increased so that the transistor structure can withstand a higher voltage than the 3.3V withstand voltage transistor.
[0024]
As shown in FIG. 6, the characteristics of the transistor having the increased gate oxide film have a high threshold value (Vth), and when the gate is controlled by a 3.3 V signal, the transistor is used particularly as a transfer gate circuit that handles an analog signal. In such a case, the impedance becomes very high, which is not practical.
[0025]
That is, since a transistor having a withstand voltage of 5 V cannot be used as a transfer gate for handling an analog signal in the range of 0 to 3 V, the present LSI can be used only in a system with an external voltage of 3.3 V.
[0026]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an LSI having a digital / analog input / output circuit capable of supporting a 5 V or 3.3 V digital power supply system outside the LSI.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned object is to insert a transfer gate M9 for withstand voltage protection between a common connection point between the digital / analog shared terminal P1 and the digital output circuit CR1 and the analog output circuit, and further to connect a power supply of the digital input / output circuit section. This is achieved by dividing the power supply system of the analog output circuit section. As a result, a digital / analog input / output circuit can be realized that can handle either a 5 V system or a 3.3 V system outside the LSI.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First embodiment]
A circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows source-drain voltage characteristics of an nMOS transistor M9.
[0030]
As shown in FIG. 1, the digital / analog input / output circuit of this embodiment includes a digital output circuit CR1, a digital input circuit CR2, an analog output circuit CR3, and a digital / analog shared terminal P1.
[0031]
When the digital / analog input / output circuit is used in a digital system, the digital output circuit CR1 and the digital input circuit CR2 operate, and the analog output circuit CR3 does not operate at this time. When the digital / analog input / output circuit is used in an analog system, the analog output circuit CR3 operates, and at this time, the digital output circuit CR1 and the digital input circuit CR2 do not operate.
[0032]
The digital output circuit CR1 includes a pMOS transistor M1, an nMOS transistor M2, and level converters LC1 and LC2. The drains of the pMOS transistor M1 and the nMOS transistor M2 are commonly connected to the digital / analog shared terminal P1.
[0033]
In the digital output mode, when the digital output signals DOUT1 and DOUT2 both become "H", the pMOS transistor M1 turns off and the nMOS transistor M2 turns on, so that "L" is output to the digital / analog shared terminal P1. . When the digital output signal DOUT1 becomes "H" and DOUT2 becomes "L", both the pMOS transistor M1 and the nMOS transistor M2 are turned off, so that the digital / analog shared terminal P1 is in a high impedance state. When the digital output signals DOUT1 and DOUT2 both become "L", the pMOS transistor M1 is turned on and the nMOS transistor M2 is turned off, so that "H" is output to the digital / analog shared terminal P1.
[0034]
At this time, the voltage level of "H" output to the digital / analog shared terminal P1 is determined by the voltage level of the digital power supply VDD-D connected to the source of the pMOS transistor M1. The digital power supply VDD-D is supplied from a digital circuit outside the LSI. Therefore, the voltage level of “H” output to the digital / analog dual-purpose terminal P1 is 5 V when the digital circuit outside the LSI is operating in the 5 V system, and the digital circuit outside the LSI is in the 3.3 V system. When operating, the voltage is 3.3 V, and the signal level can be adjusted to an external circuit.
[0035]
As the pMOS transistor M1 and the nMOS transistor M2, those having a withstand voltage of 5 V are used according to the case where the voltage outside the LSI is high. Since the digital output signals DOUT1 and DOUT2 from the logic portion inside the LSI are at 3.3V level, the level converters LC1 and LC2 perform level conversion to 5V by driving the gates of the pMOS transistor M1 and the nMOS transistor M2. .
[0036]
In this digital output mode, the analog signal output control signal ACNT1 of the analog output circuit CR3 remains at "H", the pMOS transistor M7 is turned off, the nMOS transistor M8 is turned off, and the analog / digital combined terminal P1 receives the analog signal. No signal is output.
[0037]
The digital input circuit CR2 includes a complementary MOS inverter including a pMOS transistor M3 and an nMOS transistor M4, an nMOS transistor M5, a pMOS transistor M6, and a level converter LC3. The gates of the pMOS transistor M3 and the nMOS transistor M4 are commonly connected as a digital / analog shared terminal P1, and the drain is commonly connected to the level converter LC3.
[0038]
For the digital input circuit CR2 to operate, the condition is that the digital input control signal DCNT1 becomes "H", the nMOS transistor M5 is turned on, and the pMOS transistor M6 is turned off. In the digital output mode, the digital input control signal DCNT1 is set to "L" so that the digital input circuit CR2 does not operate.
[0039]
Next, in the digital input mode, the digital input control signal DCNT1 of the digital input circuit CR2 is set to “H” to operate the digital input circuit CR2. When the digital / analog shared terminal P1 becomes "H", the pMOS transistor M3 is turned off, the nMOS transistor M4 is turned on, and the drains of the pMOS transistor M3 and the nMOS transistor M4 become "L". When the digital / analog shared terminal P1 becomes "L", the pMOS transistor M3 is turned on, the nMOS transistor M4 is turned off, and the drains of the pMOS transistor M3 and the nMOS transistor M4 become "H".
[0040]
At this time, the voltage level of the drains of the pMOS transistor M3 and the nMOS transistor M4 is determined by the voltage level of the digital power supply VDD-D connected to the source of the pMOS transistor M3.
[0041]
As the pMOS transistor M3 and the nMOS transistor M4, those having a withstand voltage of 5 V are used according to the case where the voltage outside the LSI is high.
[0042]
The level converter LC3 converts the voltage of the drain of the pMOS transistor M3 and the drain of the nMOS transistor M4 to 3.3V when the voltage level is 5V, and propagates the digital input signal DIN1 at the same level when the voltage level is 3.3V.
[0043]
The analog signal output control signal ACNT1 of the analog output circuit CR3 remains at "H", and no analog signal is output to the digital / analog shared terminal P1. The digital output signal DOUT1 of the digital output circuit CR1 is "H" and DOUT2 is "L", and no digital signal is output.
[0044]
The analog output circuit CR3 includes a transfer gate including a pMOS transistor M7 and an nMOS transistor M8, a transfer gate M9 for withstand voltage protection, and an inverter INV1. The analog output signal AOUT1 is input to the source of the pMOS transistor M7 and the drain of the nMOS transistor M8, and the drain of the pMOS transistor M7 and the source of the nMOS transistor M8 are connected to the drain of the transfer gate M9. The source of the transfer gate M9 is connected to the digital / analog shared terminal P1, and the gate is connected to the analog power supply VDD-A. A 3.3 V power supply is supplied to the analog power supply VDD-A from outside the LSI.
[0045]
The inverted signal of the analog signal output control signal ACNT1 input to the gate of the pMOS transistor M7 is input to the gate of the nMOS transistor M8.
[0046]
When the analog signal output control signal ACNT1 is "H", the pMOS transistor M7 is turned off, the nMOS transistor M8 is turned off, and the digital / analog shared terminal P1 enters a high impedance state. When the analog signal output control signal ACNT1 becomes "L", the pMOS transistor M7 is turned on, the nMOS transistor M8 is turned on, and the analog output signal AOUT1 is output to the digital / analog shared terminal P1.
[0047]
At this time, since the digital output signal DOUT1 of the digital output circuit CR1 is "H" and DOUT2 is "L", and the pMOS transistor M1 and the nMOS transistor M2 are turned off, no digital signal is output. Further, the digital input control signal DCNT1 of the digital input circuit CR2 is "L", the nMOS transistor M5 is turned off, the pMOS transistor M6 is turned on, and the digital input signal DIN1 is not input.
[0048]
In this embodiment, the power supply for the analog output circuit and the power supply for the digital input / output circuit are separated. As a result, since a 5V power supply is not used for the transfer gate for analog signals including the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8, a transistor having a 3V breakdown voltage can be used. Therefore, the problem of impedance when a transistor having a withstand voltage of 5 V is used for the transfer gate for analog signals can be avoided.
[0049]
The transfer gate M9 provided between the transfer gate composed of the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8 and the digital / analog dual-purpose terminal P1 is used when the digital / analog input / output circuit is used in a digital system. It functions to protect the output circuit CR3.
[0050]
As the transfer gate M9, an nMOS transistor with a withstand voltage of 3V is used, and the gate is connected to a 3.3V power supply.
[0051]
According to FIG. 2A, when the source voltage of the transfer gate M9 rises to around 3.3 V, the voltage on the drain side of M9 is changed from the gate voltage of M9 of 3.3 V to M9 due to the characteristics of the nMOS transistor. Is applied only up to the voltage reduced by the threshold voltage. For example, assuming that the threshold value of M9 is 0.5 V, even if an amplitude signal of 5 V is input to the digital / analog shared terminal P1, the analog transfer gate composed of the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8 is 3.3V-0. Since only 5V = 2.8V is applied, the destruction of the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8 can be prevented.
[0052]
FIG. 2B shows the source-drain voltage characteristics of the depletion type nMOS transistor. The depletion type nMOS transistor has a smaller threshold value than the enhancement type nMOS transistor. When this depletion type nMOS transistor is used for the transfer gate M9, when an amplitude signal of 5 V is input to the digital / analog dual-purpose terminal P1, the analog transfer gate including the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8 has the enhancement type nMOS transistor. Although a higher voltage is applied than at the time, the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8 can be prevented from being destroyed. FIG. 2B shows a case where the threshold value is 0V.
[0053]
Naturally, even when an amplitude signal of 3.3 V is input to the digital / analog dual-purpose terminal P1, the pMOS transistor M7 and the nMOS transistor M8 can be prevented from being destroyed for the above-described reason.
[0054]
As described above, according to the present embodiment, the transfer gate for withstand voltage protection is inserted between the analog output circuit and the common connection point between the digital / analog dual-purpose terminal and the digital output circuit, and the digital input / output circuit By separating the power supply system of the unit and the power supply system of the analog output circuit unit, it is not necessary to use a transistor having a withstand voltage of 5 V as a transistor of the transfer gate unit that handles an analog signal of 0 to 3 V. This makes it possible to use one terminal for both the input and output of the digital signal and the output of the analog signal.
[0055]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0056]
The analog output circuit included in the digital / analog input / output circuit of the second embodiment is a circuit for controlling the gradation of the liquid crystal display panel. The digital output circuit and the digital input circuit are equivalent to those in the first embodiment, and in this embodiment, only the operation as an analog circuit will be described.
[0057]
FIG. 3 is a connection diagram between the LSI of this embodiment and a liquid crystal display panel. In the figure, terminals I / O-0 to I / 0-3 are digital / analog dual-purpose terminals. FIG. 4 is a circuit diagram of the I / 0-1 terminal, which is one of the digital / analog shared terminals I / 0-0 to I / 0-3 in FIG.
[0058]
The display on the liquid crystal panel is normally controlled by four gradation voltages of 3V, 2V, 1V and 0V. 3V generated by dividing the voltage applied to both ends of the liquid crystal panel resistor ladder R1 is connected to the pMOS transistor M11 and the nMOS transistor M12 through a voltage dividing circuit VD. Similarly, voltages 2V, 1V and 0V divided by the gradation voltage resistance ladder R1 are connected to three pairs of pMOS transistors and nMOS transistors through a voltage dividing circuit VD. The gates of the pMOS transistor M11 and the nMOS transistor M12 are controlled by a liquid crystal panel voltage selection signal SEL3 from the voltage selector -VSEL. When the liquid crystal panel voltage selection signal SEL3 becomes "H", the gates of the pMOS transistor M11 and the nMOS transistor M12 are changed. The gate opens, and a 3 V signal is output to the digital / analog dual-purpose terminal I / O-1 through the transfer gate M19. As the transfer gate M19, an nMOS transistor with a withstand voltage of 3 V is used.
[0059]
Similarly, the gates of the pMOS transistor and the nMOS transistor are opened by the SEL2, 1, 0 signals from the voltage selector, and the 2V, 1V, 0V signals are applied to the digital / analog shared terminal I / O-1 through the transfer gate M19. Is output.
[0060]
In this embodiment, the digital / analog dual-purpose terminals I / O-0 to I / O-3 are used for controlling the liquid crystal panel, and thus are used for analog signal output. However, in another system, they function as digital input / output terminals. I do.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an LSI having a digital / analog input / output circuit that can handle either a 5 V system or a 3.3 system digital power supply system outside the LSI. This eliminates the need to develop two types of LSIs in accordance with the external power supply voltage, thereby shortening the development period and reducing development costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a source / drain voltage of an nMOS transistor.
FIG. 3 is a connection diagram when a liquid crystal panel is controlled in a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conventional input / output circuit.
FIG. 6 is a diagram showing a resistance value of an analog transfer gate.
[Explanation of symbols]
CR1 ... Digital output circuit
CR2: Digital input circuit
CR3: Analog output circuit
M1, M3, M6, M7, M11, M17 ... pMOS transistors
M2, M4, M5, M8, M12, M18 ... nMOS transistors
M9, M19 ... Transfer gate
LC1, LC2, LC3, LC10, LC11 ... Level converter
P1, I / O-0, I / 0-1, I / O-2, I / O-3 ... Digital / analog shared terminal
TG11, TG12 ... Digital transfer gate
INV1, INV11, INV14 ... Inverter
DOUT1, DOUT2, DOUT11 ... Digital output signal
DIN1, DIN11 ... Digital input signal
DCNT1, DCNT11 ... Digital input control signal
AOUT1 ... Analog output signal
ACNT1 ... analog signal output control signal
SEL1, SEL2, SEL3, SEL4 ... Liquid crystal panel voltage selection signal
VDD-A: Analog power supply
VDD-D: Digital power supply
R1 ... Resistance ladder for liquid crystal panel
VD: voltage dividing circuit
VSEL: Voltage selector
CR31 ... Digital output circuit
CR32: Digital input circuit
CR33: Analog output circuit
M31, M33, M36, M37 ... pMOS transistors
M32, M34, M35, M38 ... nMOS transistors
LC31, LC32, LC33 ... Level converter
P3: Digital / analog shared terminal
INV3… Inverter
DOUT31, DOUT32 ... Digital output signal
DIN3: Digital input signal
DCNT3: Digital input control signal
AOUT3: Analog output signal
ACNT3: Analog signal output control signal
VDD-IF: Interface section power supply

Claims (5)

デジタル出力とアナログ出力とを兼用するデジタル・アナログ兼用端子をもつ半導体装置において、
第1の電源電圧に接続されたデジタル出力回路と、
第2の電源電圧に接続されたアナログ出力回路と、
該デジタル・アナログ兼用端子と該デジタル出力回路との接続点と該アナログ出力回路との間に接続され、ゲートを前記第2の電源電圧に接続されたnチャネル型MOSトランジスタと
を有することを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a digital / analog dual-purpose terminal for both digital output and analog output,
A digital output circuit connected to the first power supply voltage;
An analog output circuit connected to the second power supply voltage;
An n-channel MOS transistor connected between the connection point between the digital / analog shared terminal and the digital output circuit and the analog output circuit and having a gate connected to the second power supply voltage; Semiconductor device.
該デジタル出力回路のトランジスタの耐圧よりも、該アナログ出力回路のトランジスタ及び該nチャネル型MOSトランジスタの耐圧が低いことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the breakdown voltage of the transistor of the analog output circuit and the breakdown voltage of the n-channel MOS transistor are lower than the breakdown voltage of the transistor of the digital output circuit. 前記第1の電源電圧が前記第2の電源電圧よりも高いことを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first power supply voltage is higher than the second power supply voltage. 4. 該nチャネル型MOSトランジスタがデプレッション型であることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said n-channel MOS transistor is a depression type. 前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧が同一電圧であることを特徴とする請求項1、2、4のいずれかに記載の半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first power supply voltage and the second power supply voltage are the same voltage.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014136532A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Rohm Co Ltd Semiconductor device
JP2015509335A (en) * 2012-01-18 2015-03-26 マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated Analog signal compatible CMOS as a peripheral device integrated in a standard microcontroller
JP2017523582A (en) * 2014-08-15 2017-08-17 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Module driver and driving method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015509335A (en) * 2012-01-18 2015-03-26 マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated Analog signal compatible CMOS as a peripheral device integrated in a standard microcontroller
JP2014136532A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Rohm Co Ltd Semiconductor device
JP2017523582A (en) * 2014-08-15 2017-08-17 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Module driver and driving method

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