JP2008177755A - Level shift circuit and semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なる電源電圧で動作する回路ブロック間に設けられ、信号レベルを変換するレベルシフト回路に関する。 The present invention relates to a level shift circuit that is provided between circuit blocks that operate with different power supply voltages and converts a signal level.
複数の回路ブロックを備える電子回路において、消費電力の低減のために、回路ブロックごとに、異なる電源電圧が供給される場合がある。たとえば、アナログ回路とデジタル回路が存在する場合、アナログ回路には3V程度の電源電圧が供給され、デジタル回路には、1.5V程度の電源電圧が供給される。 In an electronic circuit including a plurality of circuit blocks, a different power supply voltage may be supplied for each circuit block in order to reduce power consumption. For example, when an analog circuit and a digital circuit exist, a power supply voltage of about 3V is supplied to the analog circuit, and a power supply voltage of about 1.5V is supplied to the digital circuit.
デジタル回路からアナログ回路にハイ、ローの2値をとる論理信号を出力する場合、デジタル回路のハイレベルである1.5Vを出力しても、アナログ回路では、ハイレベルとは認識されない。そこで、2つの回路ブロックの間には、信号レベル(電圧レベル)を変換するためのレベルシフト回路が設けられる。
レベルシフト回路は、入力された論理信号のレベルが不定である場合、出力信号のレベルが不定となるという問題がある。また、レベルシフト回路自体に供給される電源電圧が不足した状態においても、出力信号のレベルが不定となってしまう。 The level shift circuit has a problem that the level of the output signal becomes unstable when the level of the input logic signal is indefinite. Further, even when the power supply voltage supplied to the level shift circuit itself is insufficient, the level of the output signal becomes unstable.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その包括的な目的は、出力信号のレベルが不定となるのを抑制したレベルシフト回路の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and a comprehensive object thereof is to provide a level shift circuit that suppresses an indefinite level of an output signal.
本発明のある態様は、第1電源電圧で動作する第1回路ブロックから出力される論理信号を受け、レベル変換して第1電源電圧より高い第2電源電圧で動作する第2回路ブロックに出力するレベルシフト回路に関する。このレベルシフト回路は、第1端子が接地され、ゲートに前記論理信号が入力された第1トランジスタと、第1端子が接地され、ゲートに前記論理信号の反転信号が入力された第2トランジスタと、入力端子が第1トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、第2電源電圧を受けて動作する第1インバータと、入力端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が第1トランジスタの第2端子に接続され、第2電源電圧を受けて動作する第2インバータと、第1端子に固定電圧が印加され、第2端子が第1、第2トランジスタのいずれかの第2端子に接続され、ゲートにリセット信号が入力されたリセットトランジスタと、を備える。レベルシフト回路は、第1、第2トランジスタのいずれかの第2端子の信号に応じた信号を、第2回路ブロックへと出力する。 According to one aspect of the present invention, a logic signal output from a first circuit block that operates at a first power supply voltage is received, level-converted, and output to a second circuit block that operates at a second power supply voltage higher than the first power supply voltage. The present invention relates to a level shift circuit. The level shift circuit includes a first transistor having a first terminal grounded and the logic signal input to a gate; a second transistor having a first terminal grounded and an inverted signal of the logic signal input to the gate; A first inverter having an input terminal connected to the second terminal of the first transistor, an output terminal connected to the second terminal of the second transistor and receiving a second power supply voltage; and an input terminal of the second transistor The second terminal is connected to the second terminal, the output terminal is connected to the second terminal of the first transistor, the second inverter operates by receiving the second power supply voltage, the fixed voltage is applied to the first terminal, and the second terminal is connected to the second terminal. And a reset transistor connected to a second terminal of any one of the first and second transistors and having a reset signal input to a gate. The level shift circuit outputs a signal corresponding to the signal at the second terminal of either the first or second transistor to the second circuit block.
この態様によると、論理信号が不定であったり、第1、第2電源電圧が不足した状態において、リセット信号の論理レベルを制御することにより、レベルシフト回路の出力信号のレベルを固定することができる。 According to this aspect, the level of the output signal of the level shift circuit can be fixed by controlling the logic level of the reset signal when the logic signal is indefinite or the first and second power supply voltages are insufficient. it can.
リセットトランジスタの第1端子に印加される固定電圧は、第2電源電圧であってもよい。 The fixed voltage applied to the first terminal of the reset transistor may be the second power supply voltage.
レベルシフト回路の出力信号のレベルを固定すべき期間においてローレベルとなる信号であってもよい。リセット信号は、第1電源電圧が不足した状態において、ローレベルとなる信号であってもよい。 The signal may be a low level during a period in which the level of the output signal of the level shift circuit is to be fixed. The reset signal may be a signal that becomes a low level in a state where the first power supply voltage is insufficient.
リセット信号は、第2電源電圧に応じた信号であってもよい。リセット信号は、第2電源電圧に対して遅延して上昇する信号であってもよい。 The reset signal may be a signal corresponding to the second power supply voltage. The reset signal may be a signal that rises with delay with respect to the second power supply voltage.
ある態様のレベルシフト回路は、第1インバータに代えて、第1端子が第2電源電圧の印加される端子に接続され、第2端子が第1トランジスタの第2端子に接続された第3トランジスタを備えてもよい。レベルシフト回路は、第2インバータに代えて、第2端子が第2電源電圧の印加される端子に接続され、第2端子が第2トランジスタの第2端子に接続された第4トランジスタを備えてもよい。第3トランジスタのゲートに第1トランジスタの第2端子を接続し、第4トランジスタのゲートに第2トランジスタの第2端子を接続してもよい。 In a level shift circuit according to an aspect, in place of the first inverter, a third transistor in which a first terminal is connected to a terminal to which a second power supply voltage is applied and a second terminal is connected to a second terminal of the first transistor. May be provided. Instead of the second inverter, the level shift circuit includes a fourth transistor having a second terminal connected to a terminal to which the second power supply voltage is applied and a second terminal connected to the second terminal of the second transistor. Also good. The second terminal of the first transistor may be connected to the gate of the third transistor, and the second terminal of the second transistor may be connected to the gate of the fourth transistor.
レベルシフト回路は、第1、第2回路ブロックとともに、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。 The level shift circuit may be integrated on one semiconductor substrate together with the first and second circuit blocks. “Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate.
本発明の別の態様は、半導体装置である。この半導体装置は、第1電源電圧で動作するデジタル回路と、第1電源電圧より高い第2電源電圧で動作するアナログ回路と、デジタル回路から出力される論理信号を受け、レベル変換してアナログ回路へと出力するレベルシフト回路と、を備える。アナログ回路は、レベルシフト回路から出力される論理信号にもとづいて動作し、かつ第1電源電圧を生成する電源回路を含む。レベルシフト回路は、第1端子が接地され、ゲートに論理信号が入力された第1トランジスタと、第1端子が接地され、ゲートに論理信号の反転信号が入力された第2トランジスタと、入力端子が第1トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、第2電源電圧を受けて動作する第1インバータと、入力端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が第1トランジスタの第2端子に接続され、第2電源電圧を受けて動作する第2インバータと、第1端子が第1、第2インバータのいずれかの入力端子に接続され、第2端子に固定電圧が印加され、ゲートにリセット信号が入力されたリセットトランジスタと、を備え、第1、第2インバータのいずれかの出力信号に応じた信号を、アナログ回路へと出力する。 Another embodiment of the present invention is a semiconductor device. This semiconductor device receives a digital circuit that operates at a first power supply voltage, an analog circuit that operates at a second power supply voltage that is higher than the first power supply voltage, and a logic signal output from the digital circuit, performs level conversion, and an analog circuit And a level shift circuit that outputs to the output. The analog circuit includes a power supply circuit that operates based on a logic signal output from the level shift circuit and generates a first power supply voltage. The level shift circuit includes a first transistor having a first terminal grounded and a logic signal input to a gate; a second transistor having a first terminal grounded and an inverted signal of the logic signal input to a gate; and an input terminal Is connected to the second terminal of the first transistor, the output terminal is connected to the second terminal of the second transistor, receives the second power supply voltage and operates, and the input terminal is the second terminal of the second transistor. Connected to the second terminal of the first transistor, the output terminal is connected to the second inverter that operates in response to the second power supply voltage, and the first terminal is connected to the input terminal of either the first or second inverter. A reset transistor in which a fixed voltage is applied to the second terminal and a reset signal is input to the gate, and a signal corresponding to the output signal of either the first or second inverter is analyzed. And outputs it to the grayed circuit.
この態様によると、アナログ回路に対する第2電源電圧が不足した状態において、電源回路が第1電源電圧を生成不能な状態となる。このとき、デジタル回路は正常動作せず、論理信号は不定となる。このような場合に、リセット信号の論理レベルを適切に設定することにより、レベルシフト回路の出力信号が不定となるのを防止できる。 According to this aspect, in a state where the second power supply voltage for the analog circuit is insufficient, the power supply circuit cannot generate the first power supply voltage. At this time, the digital circuit does not operate normally and the logic signal becomes indefinite. In such a case, it is possible to prevent the output signal of the level shift circuit from becoming unstable by appropriately setting the logic level of the reset signal.
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other between devices, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、レベルシフト回路の出力信号のレベルが不定となるのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the level of the output signal of the level shift circuit from becoming unstable.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
また、本明細書において、「部材Aと部材Bが接続」された状態とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Aと部材Bの間に部材Cが設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state where the member A and the member B are connected” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are electrically connected. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical connection. The case where it is indirectly connected through another member that does not affect the state is also included.
図1は、本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路10の構成を示す回路図である。レベルシフト回路10は、第1電源電圧DVDDで動作する第1回路ブロックCB1から出力される論理信号S1を受け、レベル変換して第1電源電圧DVDDより高い第2電源電圧AVDDで動作する第2回路ブロックCB2に出力する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a
レベルシフト回路10は、第1トランジスタM1、第2トランジスタM2、第1インバータ12、第2インバータ14、第1出力インバータ16、第2出力インバータ18、入力インバータ22、リセットトランジスタM5を備える。
The
入力インバータ22は、第1電源電圧DVDDを受けて動作し、入力端子102に入力された論理信号S1を反転する。
第1トランジスタM1は、NチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であって、第1端子(ソース)が接地される。第1トランジスタM1のゲートには、論理信号S1が入力される。
第2トランジスタM2は、NチャンネルMOSFETであり、第1端子(ソース)が接地され、ゲートに入力インバータ22によって反転された論理信号*S1が入力される。
The
The first transistor M1 is an N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and the first terminal (source) is grounded. The logic signal S1 is input to the gate of the first transistor M1.
The second transistor M2 is an N-channel MOSFET, the first terminal (source) is grounded, and the logic signal * S1 inverted by the
第1インバータ12、第2インバータ14は、第2電源電圧AVDDを受けて動作する。第1インバータ12の入力端子は、第1トランジスタM1の第2端子(ドレイン)に接続され、その出力端子は、第2トランジスタM2の第2端子(ドレイン)に接続される。
また、第2インバータ14の入力端子は、第2トランジスタM2の第2端子(ドレイン)に接続され、その出力端子は第1トランジスタM1の第2端子(ドレイン)に接続される。
The
The input terminal of the
第1インバータ12、第2インバータ14を構成するトランジスタのサイズ(W/L、Wはゲート幅、Lはゲート長を表す)は、第1トランジスタM1、第2トランジスタM2のトランジスタサイズより小さくすることが望ましい。
The size of the transistors constituting the
リセットトランジスタM5は、PチャンネルMOSFETであり、第1端子(ソース)が第1インバータ12、第2インバータ14のいずれかの入力端子に接続される。本実施の形態では、リセットトランジスタM5の第2端子(ドレイン)は、第1インバータ12の入力端子と接続される。リセットトランジスタM5の第1端子(ソース)には、固定電圧が印加される。本実施の形態において固定電圧は第2電源電圧AVDDである。リセットトランジスタM5のゲートには、リセット信号RSTが入力される。
The reset transistor M5 is a P-channel MOSFET, and the first terminal (source) is connected to the input terminal of either the
リセット信号RSTは、第2回路ブロックCB2に対する出力信号S2の論理レベルを固定すべき期間において、リセットトランジスタM5をオンさせる論理値をとる信号である。図1の回路では、出力信号S2の論理レベルを固定すべき期間において、リセット信号RSTはローレベルとなる。たとえば、第1電源電圧DVDDが不足した状態において、ローレベルとなる。 The reset signal RST is a signal that takes a logical value for turning on the reset transistor M5 in a period in which the logical level of the output signal S2 for the second circuit block CB2 is to be fixed. In the circuit of FIG. 1, the reset signal RST is at a low level during a period in which the logic level of the output signal S2 is to be fixed. For example, in a state where the first power supply voltage DVDD is insufficient, the level is low.
レベルシフト回路10は、第1インバータ12、第2インバータ14のいずれかの出力信号に応じた信号を、第2回路ブロックCB2へと出力する。図1のレベルシフト回路10は、第1インバータ12の出力信号に応じた信号を出力する。
第1出力インバータ16、第2出力インバータ18は、カスケード接続されており、第2電源電圧AVDDを受けて動作する。第1出力インバータ16は、第1インバータ12の出力信号を反転し、第2出力インバータ18は第1出力インバータ16の出力信号を反転する。第2出力インバータ18の出力信号は、レベルシフト回路10の出力として、出力端子104から第2回路ブロックCB2へと出力される。
The
The
以上のように構成されたレベルシフト回路10の動作を説明する。
第1電源電圧DVDD、第2電源電圧AVDDが通常の値をとる場合、リセット信号RSTをハイレベル(すなわちAVDD)に設定する。このとき、リセットトランジスタM5はオフとなる。また、第1回路ブロックCB1から出力される論理信号S1は、ローレベル(0V)またはハイレベル(DVDD)のいずれかの値をとる。
The operation of the
When the first power supply voltage DVDD and the second power supply voltage AVDD have normal values, the reset signal RST is set to a high level (that is, AVDD). At this time, the reset transistor M5 is turned off. The logic signal S1 output from the first circuit block CB1 takes either a low level (0V) or a high level (DVDD).
論理信号S1がローレベルのとき、第1トランジスタM1がオフ、第2トランジスタM2がオンとなる。第2トランジスタM2がオンすると、第2インバータ14の入力レベルがローレベルとなり、その出力レベルはハイレベルとなる。第1インバータ12、第2インバータ14は、第1ノードN1をローレベル(0V)、第2ノードN2をハイレベル(AVDD)に保持する。
第1ノードN1がローレベル(0V)のとき、レベルシフト回路10の出力信号S2はローレベルとなる。
When the logic signal S1 is at a low level, the first transistor M1 is turned off and the second transistor M2 is turned on. When the second transistor M2 is turned on, the input level of the
When the first node N1 is at a low level (0 V), the output signal S2 of the
反対に、論理信号S1がハイレベルのとき、第1トランジスタM1がオン、第2トランジスタM2がオフとなる。第1トランジスタM1がオンすると、第1インバータ12の入力レベルがローレベルとなり、その出力レベルはハイレベルとなる。第1インバータ12、第2インバータ14は、第1ノードN1をハイレベル、第2ノードN2をローレベルに保持する。
第1ノードN1がハイレベル(AVDD)のとき、レベルシフト回路10の出力信号S2はハイレベルとなる。
Conversely, when the logic signal S1 is at a high level, the first transistor M1 is turned on and the second transistor M2 is turned off. When the first transistor M1 is turned on, the input level of the
When the first node N1 is at the high level (AVDD), the output signal S2 of the
つぎに、レベルシフト回路10に入力される論理信号S1が不定となる場合の動作について説明する。かかる状況は、第2電源電圧AVDDのみが安定に供給され、第1電源電圧DVDDが不足した場合に発生しうる。
Next, an operation when the logic signal S1 input to the
このとき、リセット信号RSTは、ローレベルに設定される。その結果、リセットトランジスタM5がオンし、第2ノードN2がハイレベル(AVDD)に固定される。このときの第1ノードN1は、第1インバータ12、第2インバータ14によってローレベルに固定される。したがって、レベルシフト回路10の出力信号S2は、ローレベルに固定される。
At this time, the reset signal RST is set to a low level. As a result, the reset transistor M5 is turned on, and the second node N2 is fixed to the high level (AVDD). The first node N1 at this time is fixed at a low level by the
このように、本実施の形態に係るレベルシフト回路10によれば、論理信号S1が不定の状況において、出力信号S2の論理レベルが不定となるのを防止することができる。結果として、第2回路ブロックCB2の動作が不安定となるのを防止できる。
Thus, according to the
図2は、図1のレベルシフト回路10を利用した半導体装置200の構成を示したブロック図である。半導体装置200は、レベルシフタ100、デジタル回路20、アナログ回路30を備える。図2のブロック図において、アナログ回路30は図1の第2回路ブロックCB2に、デジタル回路20の第1回路ブロックCB1に対応する。
レベルシフト回路10は、デジタル回路20から出力されるいくつかの制御信号Scをレベルシフトし、アナログ回路30に対して出力する。すなわち、図2のレベルシフタ100は、制御信号Scを入力信号S1とする複数のレベルシフト回路10を含む。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a
The
レベルシフト回路10、デジタル回路20、アナログ回路30は、ひとつの半導体基板上に一体集積化される。
デジタル回路20は、第1電源電圧DVDDで動作する。アナログ回路30は、第1電源電圧DVDDより高い第2電源電圧AVDDで動作する。アナログ回路30は、デジタル回路20に供給すべき第1電源電圧DVDDを生成する電源回路32と、その他のアナログ回路34を含む。デジタル回路20は、アナログ回路30を制御するための制御信号Scを生成する。レベルシフト回路10は、デジタル回路20から出力される制御信号Scを受け、レベル変換してアナログ回路30へと出力する。アナログ回路30は、レベルシフタ100から出力される制御信号Sc2にもとづいて動作する。
The
The
端子204は、電源回路32を停止した状態において、第1電源電圧DVDDを供給するための端子である。リセット端子206には、リセット信号RSTが供給される。図2において、リセット信号RSTは、キャパシタC1によって第2電源電圧AVDDの立ち上がりを遅延させた信号である。
The terminal 204 is a terminal for supplying the first power supply voltage DVDD when the
図2の回路動作について説明する。半導体装置200の起動に際し、第2電源電圧AVDDが立ち上がると、電源回路32、アナログ回路34、レベルシフタ100に供給される。電源回路32が第1電源電圧DVDDを生成するまでには遅延が発生するため、起動直後に第1電源電圧DVDDが不足する。その結果、デジタル回路20から出力される制御信号Sc1が不定となる。
The circuit operation of FIG. 2 will be described. When the
一方、第2電源電圧AVDDが立ち上がると、キャパシタC1によって定まる時定数にしたがい、リセット信号RSTがローレベル(0V)からハイレベル(AVDD)に向かって上昇する。すなわち、起動直後に、リセット信号RSTがローレベル付近である状態では、図1のリセットトランジスタM5がオン状態となり、アナログ回路30への制御信号Sc2の論理レベルが固定される。
On the other hand, when the second power supply voltage AVDD rises, the reset signal RST rises from the low level (0 V) to the high level (AVDD) according to the time constant determined by the capacitor C1. That is, immediately after startup, in a state where the reset signal RST is near the low level, the reset transistor M5 in FIG. 1 is turned on, and the logic level of the control signal Sc2 to the
その後、電源回路32によって十分な第1電源電圧DVDDが生成されると、デジタル回路20が正常動作し、制御信号Sc1の論理レベルが確定する。このとき、リセット信号RSTはハイレベル(AVDD)となっているため、制御信号Sc2は、制御信号Sc1に応じて定まるレベルをとる。
Thereafter, when a sufficient first power supply voltage DVDD is generated by the
このように、図1のレベルシフト回路10を利用することにより、異なる電源電圧で動作する回路ブロックが混載される半導体装置200において、制御信号のレベルが不定となるのを防止することができる。
As described above, by using the
また、リセット信号RSTを第2電源電圧AVDDを遅延させて生成することにより、遅延時間に応じた期間だけ、リセットトランジスタM5をオンさせることができ、制御信号Sc2の論理レベルを固定することができる。キャパシタC1を利用して遅延させる場合、キャパシタC1の容量値によって時定数が規定されるため、リセットトランジスタM5のオンする時間を好適に制御できる。 Further, by generating the reset signal RST by delaying the second power supply voltage AVDD, the reset transistor M5 can be turned on only during the period corresponding to the delay time, and the logic level of the control signal Sc2 can be fixed. . When the delay is performed using the capacitor C1, the time constant is defined by the capacitance value of the capacitor C1, and therefore, the time for which the reset transistor M5 is turned on can be suitably controlled.
実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .
図3は、変形例に係るレベルシフト回路の構成を示す回路図である。図3のレベルシフト回路10aでは、図1の第1インバータ12、第2インバータ14が、PチャンネルMOSFETである第3トランジスタM3、第4トランジスタM4と置換される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a level shift circuit according to a modification. In the
第3トランジスタM3のソースは、第2電源電圧AVDDが供給される電源端子106と接続される。第3トランジスタM3のドレインは、第1トランジスタM1のドレインと接続される。第4トランジスタM4のソースには第2電源電圧AVDDが供給され、そのドレインは第2トランジスタM2のドレインと接続される。第3トランジスタM3のゲートは、第4トランジスタM4のドレインと、第4トランジスタM4のゲートは、第3トランジスタM3のドレインと、互いにたすきがけして接続される。
The source of the third transistor M3 is connected to the
図3のレベルシフト回路10aにおいても、第3トランジスタM3、第4トランジスタM4が第1ノードN1、第2ノードN2の電位を保持する。図3のレベルシフト回路10aにおいても、図1のレベルシフト回路10と同様に、リセットトランジスタM5をオンすることにより、出力信号S2の論理レベルを固定することができる。
Also in the
図1、図3のレベルシフト回路において、第1出力インバータ16、第2出力インバータ18の個数は任意であり、第2出力インバータ18を設けない構成としてもよい。
In the level shift circuit of FIGS. 1 and 3, the number of the
ある実施の形態において、リセットトランジスタM5のドレインを、第1ノードN1に接続してもよい。また、リセットトランジスタM5を接地端子と、第2ノードN2(もしくは第1ノードN1)との間に設けてもよい。この場合、リセットトランジスタM5をNチャンネルMOSFETで構成してもよい。 In an embodiment, the drain of the reset transistor M5 may be connected to the first node N1. Further, the reset transistor M5 may be provided between the ground terminal and the second node N2 (or the first node N1). In this case, the reset transistor M5 may be composed of an N channel MOSFET.
この他、図1の回路のNチャンネルMOSFETとPチャンネルMOSFETの置換、MOSFETとバイポーラトランジスタの置換、あるいは電源端子と接地端子の天地反転なども、本発明の範囲に属する。 In addition, the replacement of the N-channel MOSFET and the P-channel MOSFET in the circuit of FIG. 1, the replacement of the MOSFET and the bipolar transistor, or the inversion of the power supply terminal and the ground terminal also belongs to the scope of the present invention.
10 レベルシフト回路、 12 第1インバータ、 14 第2インバータ、 M1 第1トランジスタ、 M2 第2トランジスタ、 M3 第3トランジスタ、 M4 第4トランジスタ、 M5 リセットトランジスタ、 CB1 第1回路ブロック、 CB2 第2回路ブロック、 20 デジタル回路、 30 アナログ回路、 32 電源回路、 34 アナログ回路、 102 入力端子、 104 出力端子、 200 半導体装置。 10 level shift circuit, 12 first inverter, 14 second inverter, M1 first transistor, M2 second transistor, M3 third transistor, M4 fourth transistor, M5 reset transistor, CB1 first circuit block, CB2 second circuit block , 20 digital circuit, 30 analog circuit, 32 power supply circuit, 34 analog circuit, 102 input terminal, 104 output terminal, 200 semiconductor device.
Claims (7)
第1端子が接地され、ゲートに前記論理信号が入力された第1トランジスタと、
第1端子が接地され、ゲートに前記論理信号の反転信号が入力された第2トランジスタと、
入力端子が前記第1トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、前記第2電源電圧を受けて動作する第1インバータと、
入力端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が前記第1トランジスタの第2端子に接続され、前記第2電源電圧を受けて動作する第2インバータと、
第1端子に固定電圧が印加され、第2端子が前記第1、第2トランジスタのいずれかの第2端子に接続され、ゲートにリセット信号が入力されたリセットトランジスタと、
を備え、前記第1、第2トランジスタのいずれかの第2端子の信号に応じた信号を、前記第2回路ブロックへと出力することを特徴とするレベルシフト回路。 A level shift circuit that receives a logic signal output from a first circuit block that operates at a first power supply voltage, converts the level, and outputs the logical signal to a second circuit block that operates at a second power supply voltage higher than the first power supply voltage. And
A first transistor having a first terminal grounded and a gate receiving the logic signal;
A second transistor having a first terminal grounded and an inverted signal of the logic signal input to the gate;
A first inverter having an input terminal connected to the second terminal of the first transistor, an output terminal connected to the second terminal of the second transistor, and operating in response to the second power supply voltage;
A second inverter having an input terminal connected to the second terminal of the second transistor, an output terminal connected to the second terminal of the first transistor, and operating in response to the second power supply voltage;
A reset transistor in which a fixed voltage is applied to the first terminal, a second terminal is connected to the second terminal of the first or second transistor, and a reset signal is input to the gate;
A level shift circuit that outputs a signal corresponding to the signal at the second terminal of either the first or second transistor to the second circuit block.
前記第2インバータに代えて、第2端子が前記第2電源電圧の印加される端子に接続され、第2端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続された第4トランジスタを、
備え、
前記第3トランジスタのゲートに前記第1トランジスタの第2端子を接続し、前記第4トランジスタのゲートに前記第2トランジスタの第2端子を接続したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のレベルシフト回路。 In place of the first inverter, a third transistor having a first terminal connected to a terminal to which the second power supply voltage is applied and a second terminal connected to a second terminal of the first transistor,
Instead of the second inverter, a fourth transistor having a second terminal connected to a terminal to which the second power supply voltage is applied and a second terminal connected to a second terminal of the second transistor,
Prepared,
5. The device according to claim 1, wherein a second terminal of the first transistor is connected to a gate of the third transistor, and a second terminal of the second transistor is connected to a gate of the fourth transistor. The level shift circuit described in 1.
前記第1電源電圧より高い第2電源電圧で動作するアナログ回路と、
前記デジタル回路から出力される論理信号を受け、レベル変換して前記アナログ回路へと出力するレベルシフト回路と、
を備え、
前記アナログ回路は、前記レベルシフト回路から出力される前記論理信号にもとづいて動作し、かつ前記第1電源電圧を生成する電源回路を含み、
前記レベルシフト回路は、
第1端子が接地され、ゲートに前記論理信号が入力された第1トランジスタと、
第1端子が接地され、ゲートに前記論理信号の反転信号が入力された第2トランジスタと、
入力端子が前記第1トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、前記第2電源電圧を受けて動作する第1インバータと、
入力端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、出力端子が前記第1トランジスタの第2端子に接続され、前記第2電源電圧を受けて動作する第2インバータと、
第1端子に固定電圧が印加され、第2端子が前記第1、第2インバータのいずれかの入力端子に接続され、ゲートにリセット信号が入力されたリセットトランジスタと、
を備え、前記第1、第2トランジスタのいずれかの第2端子の信号に応じた信号を、前記アナログ回路へと出力することを特徴とする半導体装置。 A digital circuit operating at a first power supply voltage;
An analog circuit operating at a second power supply voltage higher than the first power supply voltage;
A level shift circuit that receives a logic signal output from the digital circuit, converts the level and outputs the logic signal to the analog circuit;
With
The analog circuit includes a power supply circuit that operates based on the logic signal output from the level shift circuit and generates the first power supply voltage,
The level shift circuit includes:
A first transistor having a first terminal grounded and a gate receiving the logic signal;
A second transistor having a first terminal grounded and an inverted signal of the logic signal input to the gate;
A first inverter having an input terminal connected to a second terminal of the first transistor, an output terminal connected to a second terminal of the second transistor, and operating in response to the second power supply voltage;
A second inverter having an input terminal connected to the second terminal of the second transistor, an output terminal connected to the second terminal of the first transistor, and receiving the second power supply voltage;
A reset transistor in which a fixed voltage is applied to the first terminal, a second terminal is connected to an input terminal of the first or second inverter, and a reset signal is input to the gate;
And a signal corresponding to the signal at the second terminal of either the first transistor or the second transistor is output to the analog circuit.
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