JPH02104125A - 高耐圧出力回路 - Google Patents

高耐圧出力回路

Info

Publication number
JPH02104125A
JPH02104125A JP25773188A JP25773188A JPH02104125A JP H02104125 A JPH02104125 A JP H02104125A JP 25773188 A JP25773188 A JP 25773188A JP 25773188 A JP25773188 A JP 25773188A JP H02104125 A JPH02104125 A JP H02104125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
high voltage
circuit
power supply
transistors
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.)
Pending
Application number
JP25773188A
Other languages
English (en)
Inventor
Takumi Miyashita
工 宮下
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 JP25773188A priority Critical patent/JPH02104125A/ja
Publication of JPH02104125A publication Critical patent/JPH02104125A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高耐圧出力回路に係り、特にバイポーラトランジスタと
CMOS)ランジスタとを共存させた、いわゆるBi−
CMOS)ランジスタにより構成される高耐圧出力回路
に関し、 ・MOS)ランジスタはある程度高耐圧化することが容
易であるという点を利用し、高耐圧MOSトランジスタ
を用いて通常電源電圧の論理回路出力により高電圧駆動
を可能とする高耐圧出力回路を提1共することを目的と
し、 高電圧電源に複数のバイポーラ駆動トランジスタを縦列
接続し、前記各バイポーラ駆動トランジスタに分圧回路
を介して前記高電圧電源の電圧を所定分圧比の分圧電圧
を印加し、低電圧電源によって駆動される論理回路の出
力信号に基づいて前記分圧回路を制御することにより負
荷回路を高電圧駆動するよう構成された高耐圧出力回路
において、前記分圧回路は前記高電圧電源に縦列接続さ
れた複数の分圧素子からなり、これらの分圧素子のうち
少なくとも前記高電圧の最大電圧を負担する分圧素子は
高耐圧MO3)ンジスタで構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は高耐圧出力回路に係り、特にバイポーラトラン
ジスタとCMOSトランジスタとを共存させた、いわゆ
るB1−CMOSトランジスタにより構成される高耐圧
出力回路に関する。
通常論理レベルの電圧(以下、通常電圧レベルという。
)に基づいて負荷を高電圧レベルで駆動することが必要
となる場合がある。そのような場合に用いられるのが高
耐圧出力回路であり、例えばモータドライブ回路、電源
回路、プラズマデイスプレィパネル等の駆動回路などに
用いられる。
〔従来の技術〕
従来用いられている分圧型の高耐圧出力回路は、複数通
常耐圧バイポーラトランジスタを電源電圧vccとGN
D間に縦続接続した、いわゆるスタックを構成し、駆動
すべき高電圧を各バイポーラトランジスタのそれぞれに
分圧させることによりバイポーラトランジスタ全体で負
担するという構成を採っていた。この場合、分圧素子と
しては抵抗器をバイポーラトランジスタと同数直列接続
して用い、各抵抗に跨ってバイポーラトランジスタのコ
レクタとベースを接続することにより分圧駆動させるも
のであった。
なお、その他の高耐圧化の方法として、MOSトランジ
スタをプッシュプル動作あるいはトーテムボール動作さ
せるものがあるが、本発明とは直接関係しないので説明
を省略する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術の問題点は、分圧素子に抵抗を用いている
ためバイポーラトランジスタの分圧電圧を正確に調整で
きない点、バイポーラトランジスタでは高駆動力(高耐
圧)、高速性、高集積性の全てを満たす高耐圧出力回路
を実現するのは困難であり、また、高機能、高速の論理
デバイスと高耐圧出力回路とを同一チップ上にIC化す
ることが困難であるという点である。
すなわち、前者の分圧素子として抵抗を用いた場合、バ
イポーラトランジスタのベースやエミッタ間電圧vB6
を制御することができず、OFFすべき期間に何らかの
原因により電圧が加わるとvBEが加わってONL、て
しまうことが起こる。
後者の場合、バイポーラトランジスタの特性として高駆
動力、高速性が挙げられるが、しかし、高集積化の点で
はMOS)ランジスタに劣るという特性を有する。した
がって、高耐圧、高速性、高集積性の全てを満足するこ
とは困難である。
また、高耐圧出力回路のIC化を考える場合、通常電源
電圧(例えば、5V)で動作する論理回路系と、その論
理回路出力により負荷を高電圧(例えば、18v)で駆
動する出力回路とを同一チップ上に並存させてIC化す
ることが望ましい。
この場合に互の長所を共存させるものとして前述のB1
−CMOSデバイスの応用が考えられる。
ところが、複数のバイポーラトランジスタをスタックと
した高耐圧出力回路を考えた場合製造プロセスはバイポ
ーラトランジスタ1個の特性で決まり、したがって耐圧
特性にバリエーションをもたせる場合には個々のバイポ
ーラトランジスタの製造プロセスをその都度手直しする
必要がある。
このことをB1−CMOSデバイスを用いた場合につい
て考えると、プロセスの手直しはバイポーラトランジス
タに限らずMOS)ランジスタにも及ぶことになる。製
造プロスセの手直しは煩雑であり、なるべく一定の製造
プロセスで耐圧のバリエ、−ジョンをもたせることが可
能な高耐圧出力回路の(n成があれば好都合である。
そこで、本発明は、MOSトランジスタはある程度高耐
圧化することが容易であるという点を利用し、高耐圧M
OSトランジスタを用いて通常型?R電圧の論理回路出
力により高電圧駆動を可能とする高耐圧出力回路を堤供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記、課題を解決するため、本発明は、第1図に示すよ
うに、高電圧電源ΦvDDに複数のバイポーラ駆動トラ
ンジスタQ−Q、Q−Q  をpl   pn   a
ll   lln縦列接続し、前記各バイポーラ駆動ト
ランジスタに分圧回路を介して前記高電圧電源の電圧を
所定分圧比の分圧電圧を印加し、通常電圧電源evo。
によって駆動される論理回路の出力信号に基づいて前記
分圧回路を制御することにより負荷回路を1α電圧駆動
するよう構成された高耐圧出力回路において、前記分圧
回路は前記高電圧電源ΦvDDに縦列接続された複数の
分圧素子D 〜D  、Dpi   pn   ml 〜D からなり、これらの分圧素子のうち少なfl11 くとも電源電圧の最大電圧をevDDまたは最小電圧e
v 負担する分圧素子DD  は高耐圧DD     
     pi’  llnMOSトンジスタを用いて
構成する。
〔作用〕
本発明によれば、分圧素子DD  に高耐圧pi’  
mn MOSトランジスタを用いてバイポーラトランジスタQ
−Q、Q−Q  を駆動するため、バpi   pn 
  ml   IInイボーラトランジスタを正しく制
御することができ、また耐圧特性をMOS)ランジスタ
D、1゜D に依存させることができるため、当該MO
3n トランジスタDD  の耐圧特性に関する製造pi’ 
 mn プロセスを変更することで耐圧性に幅のある高耐圧出力
回路を堤供することができる。
〔実施例〕
次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。
第2図に本発明の実施例を示す。回路構成を大別すると
、相互にGND電位を基準として対称的に構成されたプ
ラス側回路とマイナス側回路とに分けられる。
・プラス側回路は入力端子INに人力される人力信号S
Inの論理レベル“H#に応じてプラス制御信号を出力
するプラス制御回路100 と、前記プラス制御信号を
受けて高電圧ΦVDDを分圧する分圧回路200pと、
分圧された各分圧電圧を負担して負荷(図示せず)に高
電圧” vDDを出力端子OUTから供給する駆動回路
300 と、を備えて構成される。
プラス制御回路100 は負荷トランジスタ(PMO8
)TP8と、高耐圧トランジスタ(8MO3)TN9と
からなる。高耐圧トランジスタT N taのゲートは
入力端子INに接続されている。
分圧回路200 は高電圧のVDDの最高電圧段に設け
られた高耐圧トランジスタ(PMO3)T P Tおよ
び分圧トランジスタ(NMO8)TN4〜TN6の直列
回路と、分圧トランジスタT N 4〜高耐圧トランジ
スタT P 7の各接続点にゲートが接続されたベース
制御トランジスタ(NOMS)TN  −TN3とを備
える。高耐圧トランジスタTP7のゲートが負荷トラン
ジスタTP8と高耐圧トランジスタT N 9との接続
点に接続され、プラス制御回路100  からの制御信
号を受けている。
駆動回路300 は高電圧のvDDとGND間に縦続接
続されてスタックに構成された駆動トランジスタ(np
nバイポーラトランジスタ)Q4〜Q6よりなる。駆動
トランジスタQ4のベースとコレクタ間にはベース制御
トランジスタTN■のソースとドレインがまたがって接
続され、これと同様にベース制御トランジスタTN、T
N3がそれぞれ接続されている。
マイナス側回路もプラス側回路と同様であり入力端子I
Nに入力される入力信号S1nの論理レベル“L”に応
じてマイナス制御信号を出力するマイナス制御回路10
0 と、マイナス制御信号を受けて低電圧evDDを分
圧する分圧回路200゜と、分圧された各分圧電圧を負
担して負荷に低電圧evDDを出力端子OUTから供給
する駆動回路30011と、を備えて構成される。
マイナス制御回路100 は負荷トランジスタ(NMO
S)TN8と、高耐圧トランジスタ(PMOS)TP9
とからなり、高耐圧トランジスタT P 9のゲートが
入力端子INに接続されている。
分圧回路2001は低電圧evDDの最低電圧段に設け
られた高耐圧トランジスタ(NMOS)T N 7およ
び分圧トランジスタ(PMOS)TP  −TP6の直
列回路と、分圧トランジスタTP  〜高耐圧トランジ
スタT N 7の各接続点にゲートが接続されたベース
制御トランジスタ(PMOS)TP  −TP3とを備
える。高耐圧トランジスタTN7のゲートが負荷トラン
ジスタTN  と高耐圧トランジスタTP9との接続点
に接続され、マイナス制御回路1001.lからの制御
信号を受けている。
駆動回路300.は、低電圧e vDDとGND間に縦
続接続されてスタックに構成された駆動トランジスタ(
npnバイポーラトランジスタ)Ql〜Q3よりなる。
駆動トランジスタQ1のベースとコレクタ間にはベース
制御トランジスタT P tのソースとドレインがまた
がって接続され、これと同様にベース制御トランジスタ
TP、TP3がそれぞれ接続されている。
以上のプラス側回路とマイナス側回路に用いられている
各MO8)ランジスタはプラス側とマイナス側で相互に
0MO8)ランジスタを使用して構成されている。各C
MO5の対応関係は各トランジスタの参照番号で一致し
て示しである。
高耐圧トランジスタTP  、TN  、TP7゜T 
N yは池のMOS)ランジスタに比べて高耐圧に構成
されている。高耐圧MO8)ランジスタとする方法には
、第1にチャネル長を長くする方法、第2にドレイン側
の拡散濃度を低くする方法、第3にドレイン端にオフセ
ットゲートを設ける方法、等がある。−例として第3の
方法により高耐圧化する場合のICの断面構造を第3図
に示す。
第3図に示すように、高耐圧トランジスタTP、TP9
の場合にはドレイン領域りのP+領域を通常より狭め、
その狭めた領域に低層拡散領域P″″を拡散させてオフ
セットゲート部を形成する。高耐圧トランジスタTN、
TN9の場合にはドレイン領域りのN 領域を通常より
狭め、その挟めた領域に低濃度拡散領域N−を拡散させ
てオフセットゲート部を形成する。このように、低濃度
領域P−,N−を形成することにより耐圧を増加させる
ことができる。
次に、動作を説明する(第4図参照)。
入力信号S1nが論理レベル“H”のとき高耐圧トラン
ジスタT P 9はOFFであり、マイナス制御回路1
00  は動作しない。このとき、高耐圧■ トランジスタTN9がONとなっているのでプラス制御
信号AはL”レベルであり、高耐圧トランジスタTP 
 がON、分圧トランジスタTN4〜TN、がONでO
N、ベース制御トランジスタTN  −TN3がONで
あり、したがって駆動トランジスタQ  −QBがON
であるから出力端子0UTからS  は高電圧” vD
Dレベルで出力さouす れている。
いま、入力信号S1nが′L”に転じたとする。
すると、高耐圧トランジスタTN9がOFFとなってプ
ラス制御回路100 は動作せず、高耐圧トランジスタ
TP9がONとなるため、マイナス制御信号Bが“H″
レベルなる。すると、高耐圧トランジスタT N 7が
ON、分圧トランジスタTP  −TP6がON、ベー
ス制御トランジスりTP  −TP3がONとなり、し
たがって駆動■ トランジスタQ −Q3がONとなり、出力端子■ OUTからev レベルのS  が出力される。
DD      00 t したがって、人力信号”Inの“H”→“L”への変化
に伴なって、■vDD−4evDDまで変化することと
なる。このように、通常電圧電源vccレベルの入力信
号S により±vDDレベルの電圧を出力n することができる。必要な場合にはGNDレベルとΦV
 かevoDを取出すことにより各半分の出D 力場圧をそれぞれ得ることができる。
ここで、分圧回路200 .200  に分圧素p  
         m 子としてMOSトランジスタTP4〜TP6゜T N 
4〜T N eを用いたことにより各駆動トランジスタ
Q  −Q、に与えるベース電圧を確実にON、OFF
させることができるため誤動作を防止でき、また分圧配
分として分圧回路200 。
p 200 に印加される高電圧$v   evD、の多m
                     DD’く
を高耐圧トランジスタTP、TN7に員環させることが
できるため、他の分圧トランジスタTP  −TP  
、TN  −TN6の員環電圧を少なくして上記ベース
電圧の0NSOFFを一層確実にすることができる。高
耐圧化するのは、高耐圧トランジスタT P yと高耐
圧トランジスタT N 7のみでよいから、MOSトラ
ンジスタの製造プロセスの変更の容易性とあいまって比
較的簡単に耐圧の変更が可能であり、変更に手間のかか
るバイポーラプロセスはそのまま温存できる。
〔発明の効果〕
以上述べた通り本発明によれば、高速B1−CMOSプ
ロセスを若干変更するだけで種々の高耐圧出力回路を作
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の第1実施例を示す回路図、第3図は高
耐圧MOSトランジスタの断面図、第4図は動作説明図
である。 100 ・・・プラス制御回路 100 ・・・マイナス制御回路 ■ 200 ・・・分圧回路 200 ・・・分圧回路 ■ 300 ・・・駆動回路 300 ・・・駆動回路 ■ IN・・・入力端子 01JT・・・出力端子 Q、1〜Q、n・・・バイポーラ駆動トランジスタQm
l−Qan・・・バイポーラ駆動トランジスタD、1〜
Dpm・・・分圧素子 DI11〜D、n・・・分圧素子 D  TP7・・・高耐圧トランジスタp1″ D、TN7・・・高耐圧トランジスタ 1n ”DD・・・高電圧 eV DD・・・低電圧 vCC・・・通常電圧 本発明の原理説明図 第  1  図 本発明の第1実施例を示す回路図 第  2  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高電圧電源(■V_D_D)に複数のバイポーラ駆
    動トランジスタ(Q_p_l〜Q_p_n、Q_m_l
    〜Q_m_n)を縦列接続し、前記各バイポーラ駆動ト
    ランジスタに分圧回路を介して前記高電圧電源の電圧を
    所定分圧比の分圧電圧を印加し、通常電圧電源(■V_
    C_C)によって駆動される論理回路の出力信号に基づ
    いて前記分圧回路を制御することにより負荷回路を高電
    圧駆動するよう構成された高耐圧出力回路において、 前記分圧回路は前記高電圧電源(■V_D_D)に縦列
    接続された複数の分圧素子(D_p_l〜D_p_n、
    D_m_l〜D_m_n)からなり、これらの分圧素子
    のうち少なくとも電源電圧の最大電圧を(■V_D_D
    )または最小電圧(■V_D_D)負担する分圧素子(
    D_p_l、D_m_n)は高耐圧MOSトンジスタで
    あることを特徴とする高耐圧出力回路。 2、請求項1記載の高耐圧出力回路において、前記複数
    のバイポーラ駆動トランジスタおよび分圧回路は0電位
    を基準とする正側高電圧駆動群(Q_p_l〜Q_p_
    n、D_p_l〜D_p_n)と負側高電圧駆動群(Q
    _m_l〜Q_m_n、D_m_l〜D_m_n)とか
    らなり、前記高耐圧MOSトランジスタ(D_p_l、
    D_m_n)は前記正側高電圧群の最高電圧(■V_D
    _D)負坦部および負側高電圧群の最低電圧(■V_D
    _D)負坦部にそれぞれ設けられていることを特徴とす
    る高耐圧出力回路。
JP25773188A 1988-10-13 1988-10-13 高耐圧出力回路 Pending JPH02104125A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25773188A JPH02104125A (ja) 1988-10-13 1988-10-13 高耐圧出力回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25773188A JPH02104125A (ja) 1988-10-13 1988-10-13 高耐圧出力回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02104125A true JPH02104125A (ja) 1990-04-17

Family

ID=17310313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25773188A Pending JPH02104125A (ja) 1988-10-13 1988-10-13 高耐圧出力回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02104125A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019097165A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 ティー ウィリアムズ ブルース リニアまたはd級トポロジーを用いた、高速、高電圧の増幅器出力ステージ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019097165A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 ティー ウィリアムズ ブルース リニアまたはd級トポロジーを用いた、高速、高電圧の増幅器出力ステージ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH04277920A (ja) レベルシフト回路
JP2623934B2 (ja) 電流検出回路
EP0651511A2 (en) Semiconductor device having CMOS circuit and bipolar circuit mixed
US20030222701A1 (en) Level shifter having plurality of outputs
JPH03132115A (ja) 半導体集積回路
JPS62208715A (ja) 半導体集積回路
JPH0355912A (ja) ヒステリシス回路
JP2599396B2 (ja) 排他的論理回路
JPH02161817A (ja) インバーター回路
JPH0335497A (ja) 出力バッファ回路
JP2527199Y2 (ja) Icのテストモード設定回路
JPS6231217A (ja) 複合型論理回路
JP2845436B2 (ja) 半導体装置
KR0147455B1 (ko) 반도체 논리회로
JPH04158626A (ja) セレクタ回路
JPS6276814A (ja) 相補性絶縁ゲ−ト型トランスファゲ−ト
JPS62125713A (ja) 半導体集積回路
JPH01286617A (ja) BiCMOS論理回路
JPH04248713A (ja) 出力回路
JPH02122724A (ja) レベル変換回路
JPH0730391A (ja) ドライブ回路
JPH025616A (ja) 出力レベル回路
JPH0282716A (ja) 相補型misfet集積回路
JPH01295527A (ja) 選択回路
JPH01246861A (ja) 半導体装置