JPH0683055B2 - Level shifter circuit - Google Patents
Level shifter circuitInfo
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- JPH0683055B2 JPH0683055B2 JP61043105A JP4310586A JPH0683055B2 JP H0683055 B2 JPH0683055 B2 JP H0683055B2 JP 61043105 A JP61043105 A JP 61043105A JP 4310586 A JP4310586 A JP 4310586A JP H0683055 B2 JPH0683055 B2 JP H0683055B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路上に形成されるレベル・シフター回
路に関し、特に、RAM等のセンスアンプとして用いる相
補型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下CMOSと称す
る)の差動増幅器の出力を入力とするレベル・シフター
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level shifter circuit formed on an integrated circuit, and more particularly to a complementary insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as CMOS) used as a sense amplifier for RAM or the like. (Referred to below) as an input to the output of the differential amplifier.
従来、この種のレベル・シフター回路は、CMOS構成の差
動増幅器の出力を受けるレベル・シフター回路として用
いられる。従来の回路を第3図に示し、第4図にその動
作波形を示す。第3図中のNチャンネル絶縁ゲート電界
効果トランジスタ(以下MOSトランジスタと称する)M15
のゲート信号を、PチャンネルMOSトランジスタM14とN
チャンネルMOSトランジスタM13との間で電流を流す事に
よって定まるM13のゲート電位として、トランジスタM15
を定電源に近い負荷トランジスタとしている。Pチャン
ネルMOSトランジスタM16を駆動用トランジスタとして、
そのゲートに入力信号Dを与えて、レシオ型反転回路を
つくっている。このとき、入力信号Dのロウレベルに対
して、出力Fが充分なハイレベルになるようにトランジ
スタM15,M16のgm比を設定している。入力信号Dのロウ
レベルは接地電位に達している。Conventionally, this type of level shifter circuit is used as a level shifter circuit that receives the output of a differential amplifier having a CMOS structure. A conventional circuit is shown in FIG. 3 and its operation waveform is shown in FIG. N-channel insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOS transistor) M15 in FIG.
Gate signal of P channel MOS transistor M14 and N
Transistor M15 is used as the gate potential of M13, which is determined by passing current between channel MOS transistor M13.
Is a load transistor close to a constant power source. Using the P-channel MOS transistor M16 as a driving transistor,
The input signal D is given to the gate to form a ratio type inverting circuit. At this time, the gm ratio of the transistors M15 and M16 is set so that the output F becomes a sufficiently high level with respect to the low level of the input signal D. The low level of the input signal D has reached the ground potential.
上述したレベル・シフター回路は、第4図に示した動作
波形に示す如く、MOSトランジスタM15,M16によって構成
される反転回路がレシオ型である為、NチャンネルMOS
トランジスタM15の電流能力に比してPチャンネルMOSト
ランジスタM16の電流能力が数倍上としているので、入
力信号Dがハイレベルからロウレベルとなり反転回路の
出力Fがロウレベルからハイレベルとなるときは、電流
能力の大きなトランジスタM16がオンする為、その変化
は速いが、逆に入力がロウレベルからハイレベルとなり
出力Fがハイレベルからロウレベルとなるときは、負荷
電流の小さなトランジスタM15の電流によるので、その
変化は、前者に比して数倍遅くなってしまうという欠点
を有していた。The level shifter circuit described above is an N-channel MOS transistor because the inverting circuit composed of the MOS transistors M15 and M16 is a ratio type as shown in the operation waveform of FIG.
Since the current capacity of the P-channel MOS transistor M16 is several times higher than the current capacity of the transistor M15, when the input signal D changes from high level to low level and the output F of the inverting circuit changes from low level to high level, Since the transistor M16 having a large capacity turns on, the change is fast, but conversely, when the input changes from low level to high level and the output F changes from high level to low level, the change is due to the current of the transistor M15 having a small load current. Had the drawback of being several times slower than the former.
本発明は、ソースを第1の電源に接続した第1導電型の
第1の絶縁ゲート電界効果トランジスタを負荷トランジ
スタとし、前記第1導電型とは逆導電型である第2層電
型でソースを第2の電源に接続した第2の絶縁ゲート電
界効果トランジスタを駆動トランジスタとし、前記駆動
用トランジスタのゲートに入力信号を入力する第1の反
転回路と、前記第1の反転回路と同様の構成で、前記入
力信号とは逆相の入力信号を入力する第2の反転回路と
を具備するレベル・シフター回路において、前記第1の
反転回路の出力を入力とする第3の反転回路と、前記第
3の反転回路の出力を入力とする第4の反転回路とを具
備し、前記第4の反転回路の出力をゲート入力する前記
第1導電型の第3の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
と、前記第2の反転回路の出力をゲート入力とする前記
第1導電型の第4の絶縁ゲート電界効果トランジスタを
直列接続した直列接続回路の一端を前記第1の反転回路
の出力端に接続し前記直列接続回路の他端を前記第1の
電位に接続したことを特徴とするものである。According to the present invention, a first insulated gate field effect transistor of a first conductivity type having a source connected to a first power source is used as a load transistor, and a source of a second layer conductivity type opposite to the first conductivity type is used as a source. A second insulated gate field effect transistor connected to a second power supply as a drive transistor, and a first inverting circuit for inputting an input signal to the gate of the driving transistor; and a configuration similar to the first inverting circuit. In a level shifter circuit including a second inverting circuit that receives an input signal having a phase opposite to that of the input signal, a third inverting circuit that receives the output of the first inverting circuit, and A fourth inverting circuit having an output of the third inverting circuit as an input; and a third insulated gate field effect transistor of the first conductivity type having a gate input of the output of the fourth inverting circuit; Second inversion A series connected circuit in which the first conductivity type fourth insulated gate field effect transistor is connected in series, the output of which is used as a gate input, and one end of the series connected circuit is connected to the output end of the first inverting circuit. The end is connected to the first potential.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
この回路は特に差動増幅器の出力を受けるレベル・シフ
ター回路であり、入力信号Dをゲート入力とする駆動用
PチャンネルMOSトランジスタM6と、NチャンネルMOSト
ランジスタM1,PチャンネルMOSトランジスタM2による所
定のゲート電位を与えられた負荷トランジスタM5とよる
レシオ型反転回路(以下、反転回路と記す)と、同様に
NチャンネルMOSトランジスタM3,PチャンネルMOSトラン
ジスタM4で構成され、前述した入力信号Dとは逆相であ
るもう一方の差動増幅器から出力される入力信号を入
力とする反転回路を用いている。トランジスタM5,M6の
反転回路の出力を入力とするNチャンネルMOSトランジ
スタM9,PチャンネルMOSトランジスタM10による通常CMOS
構成の反転回路と、その出力を入力とし、同様にM11,M1
2による通常CMOS構成反転回路を用い、後者の出力をゲ
ート入力とするNチャンネルMOSトランジスタM8と、ト
ランジスタM3,M4の反転回路の出力をゲート入力とする
NチャンネルMOSトランジスタM7とを直列接続し、トラ
ンジスタM7のソースを接地電位とし、トランジスタM8の
ドレインを節点Bに接続する。This circuit is a level shifter circuit which receives the output of a differential amplifier, and a predetermined gate formed by a driving P-channel MOS transistor M6 having a gate input of an input signal D and N-channel MOS transistor M1 and P-channel MOS transistor M2. It is composed of a ratio-type inverting circuit (hereinafter referred to as an inverting circuit) including a load transistor M5 to which a potential is applied, and an N-channel MOS transistor M3 and a P-channel MOS transistor M4, which are opposite in phase to the input signal D described above. The inverting circuit that receives the input signal output from the other differential amplifier is used. Normal CMOS with N-channel MOS transistor M9 and P-channel MOS transistor M10 with the output of the inverting circuit of transistors M5 and M6 as input
The inverting circuit of the configuration and its output are input, and M11 and M1
Using the normal CMOS configuration inverting circuit by 2, the latter is connected in series with an N-channel MOS transistor M8 whose gate input is the output and an N-channel MOS transistor M7 whose gate input is the output of the inverting circuit of the transistors M3 and M4. The source of the transistor M7 is set to the ground potential, and the drain of the transistor M8 is connected to the node B.
この回路の動作を第2図を用いて説明する。入力信号D
がロウレベルでがハイレベルであるとき、節点Bはハ
イレベル、節点Cはロウレベル、節点Aはロウレベル、
節点Eはハイレベルである。従って、M7,M8の直列接続
部は、M7のゲート入力がロウレベルでオフしているの
で、節点Bからの接地電位(以下GNDと記す)への導通
経路は負荷トランジスタM5のみである。The operation of this circuit will be described with reference to FIG. Input signal D
Is low level and is high level, node B is high level, node C is low level, node A is low level,
The node E is at a high level. Therefore, in the series connection portion of M7 and M8, the gate input of M7 is turned off at the low level, so that the conduction path from the node B to the ground potential (hereinafter referred to as GND) is only the load transistor M5.
次に入力信号Dがロウレベルからハイレベルへ、信号
がハイレベルからロウレベルへ変化すると、節点Bのロ
ウレベルへの変化は初期的にはM5のみにより変化する
為、遅いが、節点Aが、ロウレベルからハイレベルへと
変化するのが速い為、これをゲート入力をするNチャン
ネルMOSトランジスタM7がオンし、そのとき、節点Eは
まだハイレベルである為M8もオンしており、M7,M8によ
るGNDへの導通経路がつくられ、節点Bの位置をロウレ
ベルにするのを助けられるので、従来の回路の動作波形
第4図のFの波形と比して速くなる。Next, when the input signal D changes from the low level to the high level and the signal changes from the high level to the low level, the change of the node B to the low level initially changes only by M5. Therefore, the node A changes from the low level to the low level. Since it changes quickly to high level, the N-channel MOS transistor M7 that inputs it to the gate is turned on. At that time, since node E is still at high level, M8 is also turned on. Since a conduction path to the circuit is created and it is possible to help bring the position of the node B to the low level, the operation waveform of the conventional circuit becomes faster than the waveform of F in FIG.
また、M9、M10による反転回路の入力である節点Bの電
位をロウレベルと感知すると、その出力が変化し、それ
に従って、M11,M12の反転回路の出力Eもロウレベルと
なる為、M7はオフして、GNDの導通経路がなくなり、M5
の負荷トランジスタのみが接地電位への導通経路となる
ので、M7,M8により、M5,M6の反転回路の入力論理閾値が
低くなりすぎる事はない。Further, when the potential of the node B, which is the input of the inverting circuit by M9 and M10, is detected as low level, the output changes, and accordingly, the output E of the inverting circuit of M11 and M12 also becomes low level, so M7 is turned off. , The GND conduction path disappears, and M5
Since only the load transistor of is a conduction path to the ground potential, the input logic threshold of the inverting circuit of M5 and M6 does not become too low due to M7 and M8.
次に、入力信号Dがハイレベルからロウレベルへ、信号
がロウレベルからハイレベルへ変化するときは、節点
Eがロウレベルで、これをゲート入力とするNチャンネ
ルMOSトランジスタM8はオフしており、負荷トランジス
タM5と、駆動用トランジスタM6との間のレシオで節点B
の電位は決定されるので、節点Bのロウレベルからハイ
レベルへの変化は従来と同じく速い。Next, when the input signal D changes from the high level to the low level and the signal changes from the low level to the high level, the node E is at the low level, the N-channel MOS transistor M8 having this as a gate input is off, and the load transistor Node B is the ratio between M5 and the driving transistor M6.
Since the potential of the node B is determined, the change from the low level to the high level of the node B is as fast as the conventional one.
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、入力信号がロウレベルか
らハイレベルへと変化するときに一時的にGNDへの導通
経路を一時的に設け、出力がハイレベルからロウレベル
へと変化するのを速くする事ができる効果がある。As described above, according to the present invention, when the input signal changes from the low level to the high level, the conduction path to the GND is temporarily provided, and the output changes from the high level to the low level. There is an effect that it can be done faster.
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は第1図の
レベル・シフター回路の動作を示す波形図、第3図は従
来のレベル・シフター回路の回路図、第4図は第3図の
レベル・シフター回路の動作を示す波形図である。 M1,M3,M5,M7,M8,M9,M11……NャンネルMOSトランジス
タ、M2,M4,M6,M10,M12……PチャンネルMOSトランジス
タ、D……入力信号。1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the level shifter circuit of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional level shifter circuit, and FIG. FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the level shifter circuit of FIG. M1, M3, M5, M7, M8, M9, M11 …… N channel MOS transistor, M2, M4, M6, M10, M12 …… P channel MOS transistor, D …… Input signal.
Claims (1)
の第1の絶縁ゲート電界効果トランジスタを負荷トラン
ジスタとし、前記第1導電型とは逆導電型である第2導
電型でソースを第2の電源に接続した第2の絶縁ゲート
電界効果トランジスタを駆動トランジスタとし、前記駆
動用トランジスタのゲートに入力信号を入力する第1の
反転回路と、前記第1の反転回路と同様の構成で、前記
入力信号とは逆相の入力信号を入力する第2の反転回路
とを具備するレベル・シフター回路において、前記第1
の反転回路の出力を入力とする第3の反転回路と、前記
第3の反転回路の出力を入力とする第4の反転回路とを
具備し、前記第4の反転回路の出力をゲート入力する前
記第1の導電型の第3の絶縁ゲート電界効果トランジス
タと、前記第2の反転回路の出力をゲート入力とする前
記第1導電型の第4の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
を直列接続した直列接続回路の一端を前記第1の反転回
路の出力端に接続し前記直列接続回路の他端を前記第1
の電位に接続したことを特徴とするレベル・シフター回
路。1. A first conductivity type first insulated gate field effect transistor having a source connected to a first power source as a load transistor, and a source of a second conductivity type which is a conductivity type opposite to the first conductivity type. A second insulated gate field effect transistor connected to a second power supply as a drive transistor, and a first inverting circuit for inputting an input signal to the gate of the driving transistor; and a configuration similar to the first inverting circuit. And a second inverting circuit for receiving an input signal having a phase opposite to that of the input signal, the level shifter circuit comprising:
A third inverting circuit having the output of the inverting circuit as an input, and a fourth inverting circuit having the output of the third inverting circuit as an input, and the gate of the output of the fourth inverting circuit is provided. A series connection in which the first conductivity type third insulated gate field effect transistor and the first conductivity type fourth insulated gate field effect transistor whose gate input is the output of the second inverting circuit are connected in series. One end of the circuit is connected to the output end of the first inverting circuit, and the other end of the series connection circuit is connected to the first
Level shifter circuit characterized by being connected to the electric potential of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61043105A JPH0683055B2 (en) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | Level shifter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61043105A JPH0683055B2 (en) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | Level shifter circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62200816A JPS62200816A (en) | 1987-09-04 |
| JPH0683055B2 true JPH0683055B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=12654555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61043105A Expired - Lifetime JPH0683055B2 (en) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | Level shifter circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683055B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648725A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-02 | Seiko Epson Corp | Mosfet circuit |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP61043105A patent/JPH0683055B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62200816A (en) | 1987-09-04 |
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