JPH0626308B2 - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH0626308B2
JPH0626308B2 JP63170686A JP17068688A JPH0626308B2 JP H0626308 B2 JPH0626308 B2 JP H0626308B2 JP 63170686 A JP63170686 A JP 63170686A JP 17068688 A JP17068688 A JP 17068688A JP H0626308 B2 JPH0626308 B2 JP H0626308B2
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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
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    • 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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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(EL)・ディスプ
レイやプラズマ・ディスプレイ・パネル(PDP)等の
発光型ディスプレイの駆動用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CMOS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DMOS(Double di
fused MOS)トランジスタが用いられている。
第3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VDD,接地
電圧VSS間には、PチャネルMOSトランジスタ21、
NチャネルMOSトランジスタ22が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DMOSトランジスタ26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、出力プルアップ用のNチャネルD
MOSトランジスタ27のゲートに接続されている。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CMO
S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トランジスタ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DMOS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“H”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26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150μ
A、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=200×150×10-5=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
ィスプレイ駆動用ICの出力ビッドが32ビットとすれ
ば、その消費電力は約1Wになる。従って、第4図のよ
うな構成の回路では、出力ビッ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、
ディスプレイ駆動用IC等に用いるとその出力ビット数
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接続された出力プルアップ用の第
1のMOSトランジスタと、上記第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、ゲ
ートに入力信号が供給され、ソースが第2の電位に接続
され、ドレインが出力端子を放電しうる経路に接続され
た出力プルダウン用の第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
との間に電流通路として接続され制御端子が負荷抵抗を
介して上記第1の電位に接続された高耐圧用のトランジ
スタと、ドレイン・ソース間が上記高耐圧用のトランジ
スタの制御端子と上記出力端子との間に接続され、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
た上記高耐圧用のトランジスタ自己バイアス用の第3の
MOSトランジスタと、ドレイン・ソース間が上記高耐
圧用のトランジスタの制御端子と第2の電位との間に接
続され、ゲートに入力信号の切り替わり時発生する制御
信号が供給されることにより上記高耐圧用のトランジス
タをオン始動させる第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、制御信号により第4のMOSトラ
ンジスタを介して、入力信号に応じたトリガ信号が高耐
圧用のトランジスタに与えられる。これにより、このト
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高耐圧用のトランジスタを
駆動させる。これにより、出力プルアップ用の第1のM
OSトランジスタをオンさせ、出力が完全に“H”レベ
ルになると高耐圧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。高電源高圧VCCと出力Outを得る端子
との間には出力プルアップ用NチャネルDMOSトラン
ジスタ1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
アップ用の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・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VSSとの間に
はNチャネルDMOSトランジスタ7のドレイン,ソー
スが接続されている。そして、上記DMOS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DM
OSトランジスタ7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”レベルに放電さ
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、“L”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V
は“H”レベルとなる。このVが“H”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Vが“L”レベル
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”レベルになる。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Outが
完全に“H”レベルに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、出力プルアッ
プ時、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
MOS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設定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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ドレイン・ソース間が第1の電位と出力端
    子との間に接続された出力プルアップ用の第1のMOS
    トランジスタと、 上記第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、 ゲートに入力信号が供給され、ソースが第2の電位に接
    続され、ドレインが出力端子を放電しうる経路に接続さ
    れた出力プルダウン用の第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
    トとの間が電流通路として接続され制御端子が負荷抵抗
    を介して上記第1の電位に接続された高耐圧用のトラン
    ジスタと、 ドレイン・ソース間が上記高耐圧用のトランジスタの制
    御端子と上記出力端子との間に接続され、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上記高
    耐圧用のトランジスタ自己バイアス用の第3のMOSト
    ランジスタと、 ドレイン・ソース間が上記高耐圧用のトランジスタの制
    御端子と第2の電位との間に接続され、ゲートに入力信
    号の切り替わり時発生する制御信号が供給されることに
    より上記高耐圧用のトランジスタをオン始動させる第4
    のMOSトランジスタと 具備したことを特徴とする出力回路。
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