JPH0220916A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH0220916A
JPH0220916A JP63170686A JP17068688A JPH0220916A JP H0220916 A JPH0220916 A JP H0220916A JP 63170686 A JP63170686 A JP 63170686A JP 17068688 A JP17068688 A JP 17068688A JP H0220916 A JPH0220916 A JP H0220916A
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上野 昭司
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/021Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of more than one type of element or means, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6877Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the control circuit comprising active elements different from those used in the output circuit

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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は低電圧出力信号をレベルシフトして高電圧出
力信号として出力する高耐圧の出力回路に関する。
(従来の技術) 一般にエレクトロ・ルミネッセンス(E L)・デイス
プレィやプラズマ・デイスプレィ・パネル(F D P
)等の発光型デイスプレィの駆動用ICは、高い駆動電
圧を必要とするため、高耐圧の駆動用ICが使用されて
いる。この駆動用ICにおける出力回路では、高耐圧に
加えてスイッチング時間の短縮、消費電流の低減化が要
求されている。このため、入力信号をCMO8回路で受
け、低電圧信号を出力し、これをレベルシフトした高電
圧信号をプッシュプル型の出力段から出力するようにし
ている。この出力段には通常DMO5(Double 
 d#’fused  MOS)トランジスタが用いら
れている。
第4図は上記したような駆動用ICに使用される従来の
出力回路を示す回路図である。低電圧電源Vt)D、接
地電圧VS2間には、PチャネルMO3)ランデスタ2
1SNチヤネルMO8トランジスタ22それぞれのゲー
ト及びドレインが共通接続されて構成されるCMOSイ
ンバータ回路23が挿入されている。また、高電圧電源
VCCには高耐圧用のPNP トランジスタ24のエミ
ッタが接続されている。このトランジスタ24はマルチ
コレクタ構造になっており、一方のコレクタはこのトラ
ンジスタ24のベースに接続されている。PNPトラン
ジスタ24のベースは、ゲートが上記CMOSインバー
タ回路23の共通ドレインに接続され、ソースが接地電
圧vssに接続されたNチャネルDMOSトランジスタ
25のドレインに接続されている。PNP トランジス
タ24の他方のコレクタは、ゲートが上記CMOSイン
バータ回路23の共通ゲートに接続され、ソースが接地
電圧VSSに接続された出力プルダウン用NチャネルD
MO5)ランスタ2Bのドレインに接続されている。さ
らに、上記トランジスタ24の他方のコレクタは、出カ
ブルアツブ用のNチャネルDMO3)ランスタ27のゲ
ートが接続されている。このトランジスタ27のドレイ
ンは高電圧電源VCCに接続され、ソース・ゲート間に
ツェナ・ダイオード28のアノード・カソード間が接続
されている。そして、上記CMOSインバータ回路23
の共通ゲートから入力信号Inが供給され、上記Nチャ
ネルDMOSトランスタ27のドレインから出力Out
が取出されるようになっている。
上記構成の回路は入力信号Inが“L”レベルのとき、
CMOSインバータ回路23内のトランジスタ21がオ
ンし、トランジスタ22はオフする。
よって、vDDレベルの出力信号でNチャネルDMOS
トランジスタ25がオンする。これにより、マルチコレ
クタ構造のPNPトランジスタ24がオンし、このオン
電流によりツェナ・ダイオード28に電圧降下が発生し
、NチャネルDMO8トランジスタ27がオンする。こ
の結果、出力端の寄生容量が充電され、出力Outは“
H”すなわちVCCレベルとなる。
入力信号Inが“H0レベルのとき、CMOSインバー
タ回路23内のトランジスタ21がオフし、トランジス
タ22はオンする。これにより、トランジスタ25はオ
フする。また、この入力信号Inの“H”レベルにより
、トランジスタ2Bがオンする。
この結果、トランジスタ27のゲート及び出力端の寄生
容量がツェナ・ダイオード28を介して放電され、出力
Outは“L”すなわちVSSレベルとなる。
ところで、上記第4図の回路において出力Outに“H
”レベルが出力されるとき、プルアップ用のトランジス
タ27をオンさせるために、トランジスタ25をオンさ
せてレベルシフタであるPNPトランジスタ24によっ
て電流を常に流す必要がある。このため、トランジスタ
24では出力Outの“H” レベル時には常にトラン
ジスタ25を介して電流が流れる。例えば、この電流を
150uA、高電圧電源VCCを200vと仮定するな
らば、その消費電力P″は、 P−200X150XlO−5=30mW   −(1
)となる。さらに、この構成の出力回路が組み込まれる
デイスプレィ駆動用ICの出力ピッドが32ビツトとす
れば、その消費電力は約IWになる。
従って、第4図のような構成の回路では、出力ビツト数
の増加に伴って消費電力が増大してしまう欠点がある。
(発明が解決しようとする課題) このように従来の出力回路では消費電流が大きいため、
デイスプレィ駆動用IC等に用いるとその出力ビツト数
の増加に伴って消費電力が増大してしまう欠点がある。
この発明は上記事情を考慮してなされたものであり、そ
の目的は、消費電力の少ない出力回路を提供することに
ある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明の出力回路は、ドレイン・ソース間が第1の電
位と出力端子との間に挿入された第1のMOSトランジ
スタと、この第1のMOSトランジスタのゲート・ソー
ス間に挿入された定電圧素子と、ドレイン・ソース間が
上記定電圧素子を介して、もしくは直接に上記出力端子
と第2の電位との間に挿入され、ゲートに第1の制御信
号が供給される第2のMOSトランジスタと、上記第1
の電位と上記第1のMOSトランジスタのゲートとの間
に挿入されたレベルシフト用のトランジスタと、一端が
上記第1の電位に接続され他端が上記レベルシフト用の
トランジスタの制御端子に接続された負荷素子と、ドレ
イン・ソース間が上記レベルシフト用のトランジスタの
制御端子と上記出力端子との間に挿入され、ゲートが上
記第1のMOSトランジスタのゲートに接続された第3
のMOSトランジスタと、ドレイン・ソース間が上記負
荷素子の他端と上記第2の電位との間に挿入され、ゲー
トに第2の制御信号が供給される第4のMOSトランジ
スタとから構成される。
(作用) “H“レベル出力時、第2の制御信号により第4のMO
Sトランジスタを介して、入力信号に応じたトリガ信号
がレベルシフト用のトランジスタに与えられる。これに
より、レベルシフト用のトランジスタがトリガ駆動し、
その後は第3のMOSトランジスタが自己バイアス的に
レベルシフト用のトランジスタを駆動させる。これによ
り、出カブルアツブ用の第1のMOSトランジスタをオ
ンさせ、出力が完全に“H#レベルになるとレベルシフ
ト用のトランジスタの動作は停止する。
これにより消費電力を少なくする。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明を実施例により説明する
第1図はこの発明の出力回路の一実施例の構成を示す回
路図である。高電源電圧VCCと出力Outを得る端子
との間には出カブルアツブ用NチャネルDMOSトラン
ジスタlの両端が接続されている。接地電圧VSSと上
記DMOSトランジスタ1のゲートとの間には出力プル
ダウン用のNチャネルDMOSトランジスタ2のドレイ
ン。
ソースが接続されている。上記DMOSトランジスタ1
のゲート・ソース・間にはツェナ・ダイオード3のカソ
ード、アノードが接続されている。また、DMOSトラ
ンジスタ1のゲートにはレベルシフト用の高耐圧PNP
トランジスタ4のコレクタが接続され、そのエミッタは
電源電圧VCCに接続されている。このトランジスタ4
のベースφエミッタ間には抵抗5が接続されている。ま
た、このトランジスタ4のベースと出力Outを得る端
子との間にはNチャネルDMOSトランジスタ6のドレ
イン、ソースが接続されている。このDMOSトランジ
スタ6のゲートはトランジスタ4のコレクタに接続され
ており、トランジスタ4が自己バイアスされるようにな
っている。また、トランジスタ4のベースと接地電圧v
ssとの間にはNチャネルDMO8トランジスタフのド
レイン、ソースが接続されている。そして、上記DMO
Sトランジスタ2のゲートには入力信号Inが供給され
る。上記DMO8トランジスタフのゲートにはNORゲ
ート回路8の出力信号V。
が供給される。このNORゲート回路8には上記入力信
号Inとトリガ信号φが供給される。
第2図は上記実施例回路内のNORゲート回路8の各端
子における電圧波形を示す図であり、以下、この波形図
を用いて上記実施例回路の動作を説明する。
入力信号Inが′H“レベルのとき、出力プルダウン用
のトランジスタ2がオンする。これにより、トランジス
タ1,6の共通ゲートのノードが“L゛レベル放電され
、ツェナ・ダイオード3を介して出力端子Outも“L
#レベルに放電される。
入力信号Inが“H#レベルから“L“レベルに切替わ
ると、この期間にトランジスタ2はオフする。このIn
の切替わりの際に s L IT レベルのトリガ信号
φを供給することにより、NORゲート回路8からの出
力信号vqは“Hルベルとなる。このvGがa Hs 
レベルの時トランジスタ7がオンし、トランジスタ4が
オンする。NORゲート回路8からの出力信号vGが“
Lルベルになればトランジスタ7はオフするが、トラン
ジスタ4がオンすることによって、トランジスタ6がオ
ンし、これによって自己バイアス的にトランジスタ4が
オンし続ける。この結果、ツェナ・ダイオード3に電圧
降下が発生することによってプルアップ用のトランジス
タ1がオンし、出力OutはVCCレベルにレベルシフ
トされて″Hルベルになる。このとき、トランジスタ6
のオン電流は出力Outに与えられる。そして、出力O
utが完全に“H゛レベルなるとトランジスタ4に流れ
ていた電流は停止する。
このような回路構成にすることによって、出カブルアツ
ブ時、従来ではそのプルアップ期間中電流が流されてい
たのに対し、トリガ信号φのパルス幅で設定された期間
だけ電流が流されるだけとなり、消費電力を大幅に削減
することができる。
なお、この発明の回路は種々の変形が可能である。例え
ば、この実施例回路ではレベルシフト回路として高耐圧
用のバイポーラトランジスタを使用したが、高耐圧用の
MO8型電界効果トランジスタを使用してもよい。また
、プルダウン用トランジスタ2のドレインはプルアップ
用トランジスタ1のゲートに接続しないで直接出力端子
Outに接続することもできる。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、消費電力の少な
い出力回路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による構成の回路図、第2
図は第1図回路の一部の波形図、第3図は従来の出力回
路の構成を示す回路図である。 1.2,6.7・・・NチャネルDMOSトランジスタ
、3・・・ツェナ・ダイオード、4・・・PNP トラ
ンジスタ、5・・・抵抗、8・・・NORゲート回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ψ 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ドレイン・ソース間が第1の電位と出力端子との間に挿
    入された第1のMOSトランジスタと、上記第1のMO
    Sトランジスタのゲート・ソース間に挿入された定電圧
    素子と、 ドレイン・ソース間が上記定電圧素子を介して、もしく
    は直接に上記出力端子と第2の電位との間に挿入され、
    ゲートに第1の制御信号が供給される第2のMOSトラ
    ンジスタと、 上記第1の電位と上記第1のMOSトランジスタのゲー
    トとの間に挿入されたレベルシフト用のトランジスタと
    、 一端が上記第1の電位に接続され他端が上記レベルシフ
    ト用のトランジスタの制御端子に接続された負荷素子と
    、 ドレイン・ソース間が上記レベルシフト用のトランジス
    タの制御端子と上記出力端子との間に挿入され、ゲート
    が上記第1のMOSトランジスタのゲートに接続された
    第3のMOSトランジスタと、 ドレイン・ソース間が上記負荷素子の他端と上記第2の
    電位との間に挿入され、ゲートに第2の制御信号が供給
    される第4のMOSトランジスタと を具備したことを特徴とする出力回路。
JP63170686A 1988-07-08 1988-07-08 出力回路 Expired - Fee Related JPH0626308B2 (ja)

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