JP2000278112A - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

Info

Publication number
JP2000278112A
JP2000278112A JP11084716A JP8471699A JP2000278112A JP 2000278112 A JP2000278112 A JP 2000278112A JP 11084716 A JP11084716 A JP 11084716A JP 8471699 A JP8471699 A JP 8471699A JP 2000278112 A JP2000278112 A JP 2000278112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
circuit
transistor
supply voltage
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP11084716A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4145410B2 (ja
Inventor
Akira Oizumi
晶 大泉
Taku Komura
卓 小村
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP08471699A priority Critical patent/JP4145410B2/ja
Publication of JP2000278112A publication Critical patent/JP2000278112A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4145410B2 publication Critical patent/JP4145410B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部電源電圧がICチップの内部電源電圧よ
り高い場合、前記ICチップのトランジスタに、前記外
部電源電圧よりも耐圧の低いトランジスタの使用を可能
にする。 【解決手段】 ICチップ内部の内部電源電圧VCC1
より外部電源電圧VCCEが高い場合に、前記外部電源
電圧VCCEよりも耐圧の低いトランジスタにかかる電
圧がその耐圧を超えることなく、内部電源電圧VCC1
で動作する前記ICチップと外部電源電圧VCCEで動
作する回路間とで信号の入出力を可能にする回路構成の
簡略化された出力バッファ回路を前記ICチップ内部に
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロプロセ
ッサや半導体記憶装置などのICチップの出力バッファ
回路に関し、特に外部電源電圧がトランジスタの耐圧よ
り高い場合に用いて好適な出力バッファ回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、ICチップの外部電源電圧がIC
チップを駆動する内部電源電圧と異なることが多い。外
部電源電圧がIC内部のトランジスタの耐圧より低い場
合には容易に前記IC内部に前記外部電源電圧に対応可
能な出力回路を用意することができる。一方、外部電源
電圧がIC内部のトランジスタの耐圧より高い場合には
外付けで昇圧回路ICを用いたり、前記外部電源電圧に
耐えられるようなトランジスタを使用する必要があっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の出力バッファ回
路は以上のように構成されていたので、外部電源電圧が
IC内部のトランジスタの耐圧より高い場合、外付けI
Cなどを用いることによりコストが増大する課題があっ
た。
【0004】また、基板上のICなどの実装面積が、外
付けのICを用いることにより制約される課題があっ
た。
【0005】また、外付けICによるI/F部の信号遅
延量が増加する課題があった。
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、外部電源電圧よりも耐圧の
低いトランジスタの使用を可能にし、前記外部電源電圧
がICチップの内部電源電圧より高い場合に必要であっ
た外付けICを不要にし、また回路構成を簡略化するこ
とでコストの増大を抑制し、また基板上の面積が制約さ
れるのを回避し、さらに前記外付けICを用いた場合や
耐圧の高いトランジスタを用いた場合の特性の劣化やI
/F部の信号遅延量の増加などを回避できる前記ICチ
ップ内に構成された出力バッファ回路を得ることを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る出力バッ
ファ回路は、出力端子、および、バックゲートの電位に
より端子間に印加される電圧が調整され、外部電源電圧
の中間電圧が印加されるゲートが共通接続され、前記外
部電源電圧とグランドとの間に接続された相補型のトラ
ンジスタを有した出力回路と、前記中間電圧と前記外部
電源電圧とが供給され、ICチップの内部電源電圧レベ
ルの入力信号を、前記中間電圧と前記外部電源電圧との
間の信号レベルへ変換するレベルシフト回路と、前記中
間電圧を生成する電圧発生回路と、前記中間電圧と前記
外部電源電圧との間で動作し、前記レベルシフト回路で
レベル変換された前記入力信号を、前記出力回路の前記
出力端子と前記外部電源電圧との間に接続されているト
ランジスタを制御可能な、前記中間電圧と前記外部電源
電圧との間で振れる信号レベルへ変換する第1のドライ
ブ回路と、前記中間電圧と前記グランドとの間で動作
し、前記ICチップの内部電源電圧レベルの前記入力信
号を、前記出力回路の前記出力端子と前記グランドとの
間に接続されているトランジスタを制御可能な、前記中
間電圧と前記グランドとの間で振れる信号レベルへ変換
する第2のドライブ回路とを備えるようにしたものであ
る。
【0008】この発明に係る出力バッファ回路は、出力
端子、および、バックゲートの電位により端子間に印加
される電圧が調整され、外部電源電圧の中間電圧が印加
されるゲートが共通接続され、前記外部電源電圧とグラ
ンドとの間に接続された相補型のトランジスタを有した
出力回路と、前記中間電圧と前記外部電源電圧とが供給
され、ICチップの内部電源電圧レベルの入力信号を、
前記出力回路の前記出力端子と前記外部電源電圧との間
に接続されているトランジスタを制御する前記中間電圧
と前記外部電源電圧との間の信号レベルへ変換するレベ
ルシフト回路と、前記中間電圧を生成する電圧発生回路
と、前記ICチップの内部電源電圧と前記グランドとの
間で動作し、前記ICチップの内部電源電圧レベルの前
記入力信号を、前記出力回路の前記出力端子と前記グラ
ンドとの間に接続されているトランジスタを制御可能
な、前記ICチップの内部電源電圧と前記グランドとの
間で振れる信号レベルへ変換する第3のドライブ回路と
を備えるようにしたものである。
【0009】この発明に係る出力バッファ回路は、出力
回路の出力端子に接続された相補型のトランジスタのバ
ックゲートをソース側と接続するようにしたものであ
る。
【0010】この発明に係る出力バッファ回路は、出力
回路の出力端子に接続された相補型のトランジスタのバ
ックゲートへ電圧を印加し、前記トランジスタに印加さ
れる電圧を当該トランジスタの耐圧以内に制御可能にす
る印加電圧制御回路を備えるようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態1.図1は、この実施の形態1による出力バ
ッファ回路を備えた半導体装置を示す全体構成図であ
る。図1において、100はマイクロプロセッサ(IC
チップ)、102はマイクロプロセッサ100のI/
O、103はCPU、104はRAMなどの内部記憶装
置である。マイクロプロセッサ100は、外部ICや外
部基板との間でI/O102を用いてデータや信号など
の入出力を行う。
【0012】なお、以下の説明では、一例として内部電
源電圧VCC1が1.8V、外部電源電圧が5V、トラ
ンジスタの耐圧は3.3Vと2.5Vの2種類であり、
Pchトランジスタ閾値をPchVth、Nchトラン
ジスタ閾値をNchVthで表わし、PchVthおよ
びNchVthを0.7V、電圧発生装置により出力さ
れる電圧VCC2を2.5Vとする。
【0013】図2および図3は、図1に示すI/O10
2における出力バッファ回路の具体的な回路構成を示す
回路図である。図2において、VCCEは外部電源電
圧、VSSEは外部のグランドである。VCC2は外部
電源電圧VCCE以下の電圧であり、例えば外部電源電
圧VCCEの半分の電圧VCCE/2である。また、図
2および図3における各グランドは共通接続されてい
る。
【0014】1はPchトランジスタ(トランジスタ,
出力回路)、2はPchトランジスタ(相補型のトラン
ジスタ,出力回路)、3はNchトランジスタ(相補型
のトランジスタ,出力回路)、4はNchトランジスタ
(トランジスタ,出力回路)、15,16,19,20
はPchトランジスタ、17,18,21,22はNc
hトランジスタである。
【0015】6はレベルシフト回路である。23はグラ
ンドを基準電位、外部電源電圧VCCEを電源電圧とし
て動作し、前記外部電源電圧VCCEの1/2の中間電
圧VCC2を発生する電圧発生回路である。なお、電圧
発生回路23の回路構成を図4に示す。
【0016】24はグランドを基準電位、中間電圧VC
C2を電源電圧として動作するインバータ、C1はレベ
ルシフト回路6でレベル変換された入力信号を前記中間
電圧VCC2を基準電位とする前記外部電源電圧VCC
Eのレベルの信号へ変換し、Pchトランジスタ1のゲ
ート端子へ供給する回路(第1のドライブ回路)、C2
はICチップの内部電源電圧レベルの入力信号をグラン
ドを基準電位とする前記中間電圧VCC2のレベルの信
号へ変換し、Nchトランジスタ4のゲート端子へ供給
する回路(第2のドライブ回路)である。
【0017】なお、前記Pchトランジスタ1,2,1
5,16,19,20およびインバータ24を構成する
トランジスタと、前記Nchトランジスタ3,4,1
7,18,21,22は3.3Vの耐圧を有した構成と
なっている。また、インバータ24は高速化を図るた
め、ノーマル(2.5V)の耐圧を有した構成になって
いる。
【0018】また、回路C1は、ノードN1の電位をV
CC2とVCCEとの間で振れるようにしてPchトラ
ンジスタ1がプロセスの変動によりオン/オフされにく
くなる状況を回避し、確実にオン/オフされるようにす
る機能を有している。
【0019】また、Pchトランジスタ2のバックゲー
トをPchトランジスタ2のソース側へ接続し、また、
Nchトランジスタ3のバックゲートをNchトランジ
スタ3のソース側へ接続することで、Pchトランジス
タ2とNchトランジスタ3のゲート電圧を共通化した
回路構成となっている。
【0020】図3は、レベルシフト回路6の構成を示す
回路図である。このレベルシフト回路6は外部電源電圧
VCCEと外部のグランドVSSEとにより動作する回
路である。図において60,67,68,69はPch
トランジスタ、61,62,63,64はNchトラン
ジスタである。65はグランドレベルを基準電位、内部
電源電圧VCC1を電源電圧として動作するインバータ
である。
【0021】次に、動作について説明する。まず、図3
に示すレベルシフト回路6の動作について説明する。 (入力INに0Vが入力された場合)図3の入力INに
0Vが入力されるとNchトランジスタ63はオフとな
り、またNchトランジスタ64のゲートには内部電源
電圧VCC1が印加されるので、Nchトランジスタ6
4はオンとなり、ノードN9の電位は0Vとなる。
【0022】次に、Nchトランジスタ62は、ノード
N9の電位が0Vとなり、またゲートにはVCC2が印
加されているのでオンとなり、この結果、ノードN7の
電位も0Vとなる。
【0023】Pchトランジスタ60はゲートにVCC
2が印加されており、かつPchトランジスタ60の駆
動能力がPchトランジスタ68より十分大きければ、
Pchトランジスタ68の状態に関係なくノードN5の
電位はVCC2+PchVth程度で落ち着く。
【0024】この結果、Pchトランジスタ67のゲー
トにVCC2+PchVthの電圧がかかることにより
オンされ、出力OUT1の電位がVCCEとなる。この
時、ゲートに外部電源電圧VCCEが印加されるPch
トランジスタ68はオフの状態を維持する。
【0025】また、Pchトランジスタ69は出力OU
T1の電位が外部電源電圧VCCEとなったことにより
オンされノードN6もVCCEとなる。そして、Nch
トランジスタ63はドライブされておらずNchトラン
ジスタ61のゲートにVCC2がかかっているので、ノ
ードN8はVCC2−NchVth程度となる。
【0026】つまり、入力INに0Vが印加されること
により出力OUT1の電位がVCCEになったことがわ
かる。また、このレベルシフト回路6でも、Pchトラ
ンジスタ69,60、Nchトランジスタ61,62の
バックゲートに印加される電圧を工夫することにより、
この状態においてどのトランジスタにも耐圧以上の電圧
が印加されないように調整することができる。
【0027】(入力INにVCC1が入力された場合)
入力INに内部電源電圧VCC1が印加されるとNch
トランジスタ64はオフされ、またNchトランジスタ
63のゲートには内部電源電圧VCC1が印加されるの
でオンされ、ノードN8は0Vとなる。次に、Nchト
ランジスタ61はノードN8が0Vとなり、そのゲート
にはVCC2が印加されているので同じくオンされ、ノ
ードN6は0Vとなる。これを受けPchトランジスタ
69のゲートにはVCC2が印加されており、かつPc
hトランジスタ69の駆動能力がPchトランジスタ6
7より十分大きければ、Pchトランジスタ67の状態
に関係なく出力OUT1はVCC2+PchVth程度
で落ち着く。
【0028】この結果、Pchトランジスタ68のゲー
トにVCC2+PchVthの電圧がかかることにより
オンされノードN5の電位が外部電源電圧VCCEとな
る。この時、ゲートに外部電源電圧VCCEの印加され
るPchトランジスタ67はオフされることとなる。ま
た、Pchトランジスタ60はノードN5の電位がVC
CEとなったことによりオンされノードN7もVCCE
となる。Nchトランジスタ64はドライブされておら
ずNchトランジスタ62のゲートにVCC2がかかっ
ているため、ノードN9はVCC2−NchVth程度
となる。
【0029】つまり入力INにVCC1が印加されるこ
とにより出力OUT1がVCC2(VCCEの半分)+
PchVthになったことがわかる。またPchトラン
ジスタ69,60、Nchトランジスタ61,62のバ
ックゲートに印加される電圧を工夫することにより、こ
の状態においてどのトランジスタにも耐圧以上の電圧が
印加されていないように調整することができる。
【0030】次に、図2に示すI/O102の出力バッ
ファ回路の動作について説明する。 (入力INに0Vが入力された場合)まず、入力INに
0Vが入力されると回路C2のNchトランジスタ21
がオフになるとともに、インバータ24の出力はVCC
2となり、このインバータ24の出力によりNchトラ
ンジスタ22はオンとなる。この結果、Nchトランジ
スタ22のドレーン側は外部のグランドVSSE(他の
グランドと共通)の電位レベルとなり、このNchトラ
ンジスタ22のドレーン側とゲートが接続されているP
chトランジスタ19はオンし、ノードN4はVCC2
の電位レベルとなってNchトランジスタ4のゲートに
はVCC2が印加され、オンされる。
【0031】一方、レベルシフト回路6の入力INにも
0Vが印加されるので、前記説明のようにレベルシフト
回路6の出力がVCCE、5Vとなり、さらに回路C1
のPchトランジスタ16がオンし、この結果、ノード
N1には外部電源電圧VCCE、5Vが印加される。こ
れによりPchトランジスタ1はオフ、Nchトランジ
スタ4はオンであり、ノードN3が0Vとなる。これを
受けNchトランジスタ3はゲートにVCC2が印加さ
れているのでオンされ出力OUT2は0Vとなる。ま
た、Pchトランジスタ1がオフとなっているのでノー
ドN2の電位はVCC2+PchVth程度となる。
【0032】(入力INにVCC1が入力された場合)
入力INにVCC1が入力されると回路C2のNchト
ランジスタ21がオンし、この結果、Nchトランジス
タ4のゲートには0Vが印加されオフされる。一方、レ
ベルシフト回路6の入力INにもVCC1が印加される
ので前記説明のようにレベルシフト回路6の出力がVC
C2+PchVthとなり、この電圧が回路C1のPc
hトランジスタ15のゲートにかかりオンされ、Nch
トランジスタ18のゲートにVCCEの電圧がかかりオ
ンとなり、インバータ23の出力はVCCE、従って、
Pchトランジスタ16はオフし、これによりノード1
にはVCC2が印加される。
【0033】この結果、Pchトランジスタ1はオンさ
れ、Nchトランジスタ4はオフであり、ノード2がV
CCEとなる。これを受けPchトランジスタ2はゲー
トにVCC2が印加されているのでPchトランジスタ
2はオン、出力OUT2はVCCEとなる。また、Nc
hトランジスタ4がオフとなっているのでノードN3は
VCC2−NchVth程度となる。
【0034】以上の説明において、どちらの状態でもト
ランジスタに印加される電圧は耐圧以内におさまってい
る。
【0035】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、ICチップ内部の内部電源電圧VCC1より外部電
源電圧VCCEが高い場合に、前記外部電源電圧VCC
Eよりも耐圧の低いトランジスタにかかる電圧がその耐
圧を超えることなく、内部電源電圧VCC1で動作する
前記ICチップと外部電源電圧VCCEで動作する回路
間とで信号の入出力を可能にする出力バッファ回路を前
記ICチップ内部に構成でき、この結果、従来、必要で
あった外付けICを不要にでき、コストの増大を招来せ
ず、また基板上の面積が制約されず、また耐圧の高いト
ランジスタを用いた場合の特性の劣化やI/F部の信号
遅延量の増加も発生しないI/O102を備えた半導体
装置が得られる効果がある。
【0036】また、Pchトランジスタ1がプロセスの
変動によるVthの違いからオンされにくくなった場合
でも、回路C1によりノードN1の電位はVCC2とV
CCEとの間で振れることから、Pchトランジスタ1
を確実にオンするようにでき、また、Pchトランジス
タ2のバックゲートをPchトランジスタ2のソース側
へ接続し、また、Nchトランジスタ3のバックゲート
をNchトランジスタ3のソース側へ接続することで、
Pchトランジスタ2とNchトランジスタ3のゲート
電圧を共通化でき、回路構成を簡略化できる出力バッフ
ァ回路が得られる効果がある。
【0037】実施の形態2.この実施の形態2の出力バ
ッファ回路は、前記実施の形態1の図2に示す回路C
1、C2を省いた構成である。図5は、この実施の形態
2の出力バッファ回路の構成を示す回路図である。図5
において図2と同一または相当の部分については同一の
符号を付し説明を省略する。図5において、5は内部電
源電圧VCC1を電源電圧、グランドを基準電位として
動作するインバータ(第3のドライブ回路)であり、内
部電源電圧VCC1に対応した耐圧を有した構成となっ
ている。
【0038】次に、動作について説明する。 (入力INに0Vが入力された場合)まず、入力INに
0Vが入力されると、インバータ5の出力はVCC1と
なり、このインバータ5の出力によりNchトランジス
タ4はオンとなる。このとき、レベルシフト回路6の入
力INにも0Vが印加されるので、前記実施の形態1で
説明したようにレベルシフト回路6の出力がVCCEと
なり、ノードN1には外部電源電圧VCCEが印加され
る。これによりPchトランジスタ1はオフ、トランジ
スタ4はオンでありノードN3が0Vとなる。これを受
けNchトランジスタ3はゲートにVCC2が印加され
ているのでオン、従って、出力OUT2は0Vとなる。
また、Pchトランジスタ1がオフとなっているのでノ
ードN2の電位はVCC2+PchVth程度となる。
【0039】(入力INにVCC1が入力された場合)
入力INにVCC1が入力されるとインバータ5の出力
は0Vとなり、Nchトランジスタ4のゲートには0V
が印加されオフされる。一方、レベルシフト回路6の入
力INにもVCC1が印加されるので前記実施の形態1
で説明したようにレベルシフト回路6の出力がVCC2
+PchVthとなり、ノード1にはVCC2+Pch
Vthが印加される。この結果、Pchトランジスタ1
はオンされ、Nchトランジスタ4はオフであり、ノー
ド2がVCCEとなる。これを受けPchトランジスタ
2はゲートにVCC2が印加されているのでPchトラ
ンジスタ2はオン、出力OUT2はVCCEとなる。ま
た、Nchトランジスタ4がオフとなっているのでノー
ドN3はVCC2−NchVth程度となる。どちらの
状態でもトランジスタにかかる電圧は耐圧以内におさま
っている。
【0040】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、ICチップ内部の内部電源電圧VCC1より外部電
源電圧VCCEが高い場合でも、トランジスタにかかる
電圧がその耐圧を超えることなく、内部電源電圧VCC
1で動作するICチップと外部電源電圧VCCEで動作
する回路との間で信号の入出力を可能にする出力バッフ
ァ回路を簡単な回路構成により前記ICチップ内部に構
成でき、この結果、従来、必要であった外付けICを不
要にでき、コストの増大を招来せず、また基板上の面積
が制約されず、またトランジスタの段数が少ないことか
らI/F部の信号遅延量の増加も発生しないI/O10
2を備えた半導体装置が得られる効果がある。
【0041】また、図1に比べてトランジスタ数が少な
いため実装面積的にも有利であるし、VCC2で駆動す
るトランジスタが図2の回路構成に比べ少なくなるので
電圧発生装置23のVCC2供給能力が小さくて済むI
/O102を備えた半導体装置が得られる効果がある。
【0042】実施の形態3.前記実施の形態1および前
記実施の形態2では、内部電圧が1.8V、外部電圧が
5V、トランジスタの耐圧が3.3Vおよび2.5V、
PchVthおよびNchVthを0.7V、VCC2
を2.5Vとしたが、各値を変えてもそれぞれのトラン
ジスタにかかる電圧が耐圧を満たしていればこれらの値
に限定されるものではない。
【0043】実施の形態4.この実施の形態4では、前
記実施の形態1の図2に示す出力バッファ回路の回路構
成を変形し、Pchトランジスタ2,Nchトランジス
タ3のバックゲートに異なる電圧(VCC3,VCC
4)を供給する。
【0044】図6(a)はPchトランジスタ2,Nc
hトランジスタ3のバックゲートに異なる電圧(VCC
3,VCC4)を供給する電圧発生回路を示すブロック
図、同図(b)は前記実施の形態1の図2に示す出力バ
ッファ回路を変形したこの実施の形態4の出力バッファ
回路の構成を示す回路図である。図6において図2と同
一または相当の部分については同一の符号を付し説明を
省略する。図において、31はPchトランジスタ2の
バックゲートへ電圧VCC3を印加する電圧発生回路
(印加電圧制御回路)、32はNchトランジスタ3の
バックゲートへ電圧VCC4を印加する電圧発生回路
(印加電圧制御回路)である。
【0045】次に、動作について説明する。この実施の
形態4の出力バッファ回路では、トランジスタのソース
電位を変えてトランジスタの耐圧を満足させる必要があ
る場合、Pchトランジスタ2のバックゲートへ電圧発
生回路31から電圧VCC3を印加することで、Pch
トランジスタ2の閾値PchVthを変え、または調整
し、出力が0VのときのPchトランジスタ2のソース
電位をVCC2+PchVth’にしてPchトランジ
スタ2の耐圧を満足させ、また、Nchトランジスタ3
のバックゲートへ電圧発生回路32から電圧VCC4を
印加することで、Nchトランジスタ3の閾値NchV
thを変え、または調整し、出力がVCCEであるとき
のNchトランジスタ3のソース電位をVCC2−Nc
hVth’にして、Nchトランジスタ3の耐圧を満足
させることができる。
【0046】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、チップ内部の内部電源電圧VCC1より外部電源電
圧VCCEが高い場合に、トランジスタのバックゲート
に印加する電圧VCC3,VCC4を調整し、そのトラ
ンジスタの閾値を変え、または調整することができ、ト
ランジスタにかかる電圧がトランジスタの耐圧を超える
ことのないようにして、内部電源電圧VCC1で動作す
るICチップと外部電源電圧VCCEで動作する回路間
とで信号の入出力を可能にする出力バッファ回路を前記
ICチップ内部に構成できる。この結果、従来、必要で
あった外付けICが不要になり、コストの増大を招来せ
ず、また基板上の面積が制約されず、また耐圧の高いト
ランジスタを用いた場合の特性の劣化やI/F部の信号
遅延量の増加も発生しないI/O102を備えた半導体
装置が得られる効果がある。
【0047】なお、前記トランジスタのバックゲートに
印加する電圧を変え、または調整する構成は、レベルシ
フト回路6や回路C1,C2の構成に適用しても有効で
ある。
【0048】実施の形態5.図7の(b)は、前記実施
の形態2の図5に示す出力バッファ回路を変形したこの
実施の形態5の出力バッファ回路の構成を示す回路図、
図7(a)はPchトランジスタ2,Nchトランジス
タ3のバックゲートに異なる電圧(VCC3,VCC
4)を供給する電圧発生回路を示すブロック図である。
図7において図5および図6と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。
【0049】次に、動作について説明する。この実施の
形態5の出力バッファ回路でも、Pchトランジスタ2
のバックゲートへ電圧発生回路31から電圧VCC3を
印加することでPchトランジスタ2の閾値PchVt
hを変え、出力OUT2が0VのときのPchトランジ
スタ2のソース電位をVCC2+PchVth’にして
トランジスタ2の耐圧を満足させ、また、Nchトラン
ジスタ3のバックゲートへ電圧発生回路32から電圧V
CC4を印加することでNchトランジスタ3の閾値N
chVthを変え、出力OUT2が外部電源電圧VCC
EであるときのNchトランジスタ3のソース電位をV
CC2−NchVth’にして、Nchトランジスタ3
の耐圧を満足させる。
【0050】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、チップ内部の内部電圧VCC1より外部電圧VCC
Eが高い場合に、トランジスタのバックゲートに印加す
る電圧を調整し、そのトランジスタの閾値を変え、トラ
ンジスタにかかる電圧がトランジスタの耐圧を超えるこ
とのないようにして、電源内部電圧VCC1で動作する
ICチップと、電源内部電圧VCC1より高い外部電源
電圧VCCEで動作する回路との間で信号の入出力を可
能にする出力バッファ回路を簡単な回路構成により前記
ICチップ内部に構成できる。この結果、従来、必要で
あった外付けICが不要になり、コストの増大を招来せ
ず、また基板上の面積が制約されず、またトランジスタ
の段数が少ないことからI/F部の信号遅延量の増加も
発生しないI/O102を備えた半導体装置が得られる
効果がある。
【0051】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、出力
端子、および、バックゲートの電位により端子間に印加
される電圧が調整され、外部電源電圧の中間電圧が印加
されるゲートが共通接続され、前記外部電源電圧とグラ
ンドとの間に接続された相補型のトランジスタを有した
出力回路と、前記中間電圧と前記外部電源電圧とが供給
され、ICチップの内部電源電圧レベルの入力信号を、
前記中間電圧と前記外部電源電圧との間の信号レベルへ
変換するレベルシフト回路と、前記中間電圧を生成する
電圧発生回路と、前記中間電圧と前記外部電源電圧との
間で動作し、前記レベルシフト回路でレベル変換された
前記入力信号を、前記出力回路の前記出力端子と前記外
部電源電圧との間に接続されているトランジスタを制御
可能な、前記中間電圧と前記外部電源電圧との間で振れ
る信号レベルへ変換する第1のドライブ回路と、前記中
間電圧と前記グランドとの間で動作し、前記ICチップ
の内部電源電圧レベルの前記入力信号を、前記出力回路
の前記出力端子と前記グランドとの間に接続されている
トランジスタを制御可能な、前記中間電圧と前記グラン
ドとの間で振れる信号レベルへ変換する第2のドライブ
回路とを備えるように構成したので、外部電源電圧より
耐圧の低いトランジスタを使用することができ、前記出
力回路のトランジスタに印加される電圧がトランジスタ
の耐圧を超えないようにそのトランジスタのバックゲー
トの電位により容易に調整でき、前記出力回路の相補型
のトランジスタの中間電圧が印加されるゲートを共通接
続した構成にして回路構成を簡略化でき、外付けICが
不要になり、コストの増大が抑制され、また基板上の面
積が制約されることがなくなり、耐圧の高いトランジス
タを用いた場合の特性の劣化やI/F部の信号遅延量の
増加なども回避できる効果がある。
【0052】この発明によれば、出力端子、および、バ
ックゲートの電位により端子間に印加される電圧が調整
され、外部電源電圧の中間電圧が印加されるゲートが共
通接続され、前記外部電源電圧とグランドとの間に接続
された相補型のトランジスタを有した出力回路と、前記
中間電圧と前記外部電源電圧とが供給され、ICチップ
の内部電源電圧レベルの入力信号を、前記出力回路の前
記出力端子と前記外部電源電圧との間に接続されている
トランジスタを制御する前記中間電圧と前記外部電源電
圧との間の信号レベルへ変換するレベルシフト回路と、
前記中間電圧を生成する電圧発生回路と、前記ICチッ
プの内部電源電圧と前記グランドとの間で動作し、前記
ICチップの内部電源電圧レベルの前記入力信号を、前
記出力回路の前記出力端子と前記グランドとの間に接続
されているトランジスタを制御可能な、前記ICチップ
の内部電源電圧と前記グランドとの間で振れる信号レベ
ルへ変換する第3のドライブ回路とを備えるように構成
したので、外部電源電圧より耐圧の低いトランジスタを
使用することができ、前記出力回路のトランジスタに印
加される電圧がトランジスタの耐圧を超えないようにそ
のトランジスタのバックゲートの電位により容易に調整
でき、前記出力回路の相補型のトランジスタの中間電圧
が印加されるゲートを共通接続した構成にして回路構成
を簡略化でき、また第1のドライブ回路および第2のド
ライブ回路に代えて第3のドライブ回路を設ける構成に
したことでさらに回路構成の簡略化を図ることができ、
外付けICが不要になり、コストの増大が抑制され、ま
た基板上の面積が制約されることがなくなり、耐圧の高
いトランジスタを用いた場合の特性の劣化やI/F部の
信号遅延量の増加なども回避できる効果がある。
【0053】この発明によれば、出力回路の出力端子に
接続された相補型のトランジスタのバックゲートがソー
ス側と接続されている構成を備えるようにしたので、外
部電源電圧より耐圧の低いトランジスタを使用すること
ができ、前記出力回路のトランジスタに印加される電圧
がトランジスタの耐圧を超えないようにそのトランジス
タのバックゲートの電位により容易に調整でき、前記出
力回路の相補型のトランジスタの中間電圧が印加される
ゲートを共通接続した構成にして回路構成を簡略化で
き、外付けICが不要になり、コストの増大が抑制さ
れ、また基板上の面積が制約されることがなくなり、ま
た耐圧の高いトランジスタを用いた場合の特性の劣化や
I/F部の信号遅延量の増加なども回避できる効果があ
る。
【0054】この発明によれば、出力回路の出力端子に
接続された相補型のトランジスタのバックゲートへ電圧
を印加し、前記トランジスタに印加される電圧を当該ト
ランジスタの耐圧以内に制御可能にする印加電圧制御回
路を備えるように構成したので、外部電源電圧より耐圧
の低いトランジスタを使用することができ、前記出力回
路のトランジスタに印加される電圧がトランジスタの耐
圧を超えないようにそのトランジスタのバックゲートの
電位を前記印加電圧制御回路により容易に調整でき、前
記出力回路の相補型のトランジスタの中間電圧が印加さ
れるゲートを共通接続した構成にして回路構成を簡略化
でき、外付けICが不要になり、コストの増大が抑制さ
れ、また基板上の面積が制約されることがなくなり、耐
圧の高いトランジスタを用いた場合の特性の劣化やI/
F部の信号遅延量の増加なども回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による出力バッファ
回路を備えた半導体装置を示す全体構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1の出力バッファ回路
の具体的な回路構成を示す回路図である。
【図3】 この発明の実施の形態1の出力バッファ回路
のレベルシフト回路の具体的な回路構成を示す回路図で
ある。
【図4】 この発明の実施の形態1の出力バッファ回路
の電圧発生回路の具体的な回路構成を示す回路図であ
る。
【図5】 この発明の実施の形態2の出力バッファ回路
の具体的な回路構成を示す回路図である。
【図6】 この発明の実施の形態4の出力バッファ回路
の具体的な回路構成を示す回路図である。
【図7】 この発明の実施の形態5の出力バッファ回路
の具体的な回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】 1 Pchトランジスタ(トランジスタ,出力回路)、
2 Pchトランジスタ(相補型のトランジスタ,出力
回路)、3 Nchトランジスタ(相補型のトランジス
タ,出力回路)、4 Nchトランジスタ(トランジス
タ,出力回路)、5 インバータ(第3のドライブ回
路)、6 レベルシフト回路、23 電圧発生回路、C
1 回路(第1のドライブ回路)、C2 回路(第2の
ドライブ回路)、31,32 電圧発生回路(印加電圧
制御回路)、OUT2 出力端子、100 マイクロプ
ロセッサ(ICチップ)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力端子、および、バックゲートの電位
    により端子間に印加される電圧が調整され、外部電源電
    圧の中間電圧が印加されるゲートが共通接続され、前記
    外部電源電圧とグランドとの間に接続された相補型のト
    ランジスタを有した出力回路と、 前記中間電圧と前記外部電源電圧とが供給され、ICチ
    ップの内部電源電圧レベルの入力信号を、前記中間電圧
    と前記外部電源電圧との間の信号レベルへ変換するレベ
    ルシフト回路と、 前記中間電圧を生成する電圧発生回路と、 前記中間電圧と前記外部電源電圧との間で動作し、前記
    レベルシフト回路でレベル変換された前記入力信号を、
    前記出力回路の前記出力端子と前記外部電源電圧との間
    に接続されているトランジスタを制御可能な、前記中間
    電圧と前記外部電源電圧との間で振れる信号レベルへ変
    換する第1のドライブ回路と、 前記中間電圧と前記グランドとの間で動作し、前記IC
    チップの内部電源電圧レベルの前記入力信号を、前記出
    力回路の前記出力端子と前記グランドとの間に接続され
    ているトランジスタを制御可能な、前記中間電圧と前記
    グランドとの間で振れる信号レベルへ変換する第2のド
    ライブ回路と、を備えた出力バッファ回路。
  2. 【請求項2】 出力端子、および、バックゲートの電位
    により端子間に印加される電圧が調整され、外部電源電
    圧の中間電圧が印加されるゲートが共通接続され、前記
    外部電源電圧とグランドとの間に接続された相補型のト
    ランジスタを有した出力回路と、 前記中間電圧と前記外部電源電圧とが供給され、ICチ
    ップの内部電源電圧レベルの入力信号を、前記出力回路
    の前記出力端子と前記外部電源電圧との間に接続されて
    いるトランジスタを制御する前記中間電圧と前記外部電
    源電圧との間の信号レベルへ変換するレベルシフト回路
    と、 前記中間電圧を生成する電圧発生回路と、 前記ICチップの内部電源電圧と前記グランドとの間で
    動作し、前記ICチップの内部電源電圧レベルの前記入
    力信号を、前記出力回路の前記出力端子と前記グランド
    との間に接続されているトランジスタを制御可能な、前
    記ICチップの内部電源電圧と前記グランドとの間で振
    れる信号レベルへ変換する第3のドライブ回路と、 を備えた出力バッファ回路。
  3. 【請求項3】 出力回路の出力端子に接続された相補型
    のトランジスタは、バックゲートがソース側と接続され
    ていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    出力バッファ回路。
  4. 【請求項4】 出力回路の出力端子に接続された相補型
    のトランジスタのバックゲートへ電圧を印加し、前記ト
    ランジスタに印加される電圧を当該トランジスタの耐圧
    以内に制御可能にする印加電圧制御回路を備えているこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2記載の出力バッ
    ファ回路。
JP08471699A 1999-03-26 1999-03-26 出力バッファ回路 Expired - Fee Related JP4145410B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08471699A JP4145410B2 (ja) 1999-03-26 1999-03-26 出力バッファ回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08471699A JP4145410B2 (ja) 1999-03-26 1999-03-26 出力バッファ回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000278112A true JP2000278112A (ja) 2000-10-06
JP4145410B2 JP4145410B2 (ja) 2008-09-03

Family

ID=13838413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08471699A Expired - Fee Related JP4145410B2 (ja) 1999-03-26 1999-03-26 出力バッファ回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4145410B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005184656A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd レベルシフト回路
JP2007013748A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 入出力回路装置
CN1303761C (zh) * 2002-12-11 2007-03-07 智慧第一公司 数字电压转换器及其集成电路
JP2007235815A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Oki Electric Ind Co Ltd レベル変換回路
US7880501B2 (en) 2008-06-24 2011-02-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit devices having level shifting circuits therein
JP2013500633A (ja) * 2009-07-22 2013-01-07 クゥアルコム・インコーポレイテッド レベルシフタおよび高電圧論理回路
JP2013219669A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路装置、レベルシフト回路
WO2020080304A1 (ja) * 2018-10-17 2020-04-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子回路およびセンサシステム

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1303761C (zh) * 2002-12-11 2007-03-07 智慧第一公司 数字电压转换器及其集成电路
JP2005184656A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd レベルシフト回路
JP2007013748A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 入出力回路装置
JP2007235815A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Oki Electric Ind Co Ltd レベル変換回路
US7880501B2 (en) 2008-06-24 2011-02-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit devices having level shifting circuits therein
JP2013500633A (ja) * 2009-07-22 2013-01-07 クゥアルコム・インコーポレイテッド レベルシフタおよび高電圧論理回路
JP2013219669A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路装置、レベルシフト回路
WO2020080304A1 (ja) * 2018-10-17 2020-04-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子回路およびセンサシステム
US12013421B2 (en) 2018-10-17 2024-06-18 Hitachi Astemo, Ltd. Electronic circuit and sensor system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4145410B2 (ja) 2008-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960003374B1 (ko) 반도체 집적 회로 장치
JP3245062B2 (ja) オフ‐チップ・ドライバ回路
US5828262A (en) Ultra low power pumped n-channel output buffer with self-bootstrap
US7173472B2 (en) Input buffer structure with single gate oxide
KR20010049227A (ko) 레벨조정회로 및 이를 포함하는 데이터 출력회로
JP2000312136A (ja) フリップフロップ回路
JPH10276081A (ja) 入力回路および出力回路ならびに入出力回路
JPH04330822A (ja) Cmos出力バッファ回路
JPH10322192A (ja) レベル変換回路
JPH09502589A (ja) 改良されたデータ出力バッファ
US6580291B1 (en) High voltage output buffer using low voltage transistors
CN117813767A (zh) 用于电源电压高于内核电源电压的输出缓冲器的自适应栅极偏置调节器
JP2000278112A (ja) 出力バッファ回路
JPH04120817A (ja) Lsi回路の出力バッファ回路
JP3400294B2 (ja) プル・アップ回路及び半導体装置
KR100259070B1 (ko) 데이터 출력 버퍼 회로
US5764082A (en) Circuits, systems and methods for transferring data across a conductive line
US5483179A (en) Data output drivers with pull-up devices
JPH10215166A (ja) 高出力電圧生成用半導体回路
EP0533332A1 (en) CMOS self-boost circuit
JP4608063B2 (ja) 出力インターフェース回路
JPH10135818A (ja) 入力回路
JP2654275B2 (ja) 双方向バッファ
KR100502677B1 (ko) 반도체 메모리 소자의 출력 버퍼
JPH10154391A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060123

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060206

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20071101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080229

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080318

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080610

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080618

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees