JPH07105448B2 - Ｍｏｓ型集積回路 - Google Patents

Ｍｏｓ型集積回路

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JPH07105448B2
JPH07105448B2 JP63060858A JP6085888A JPH07105448B2 JP H07105448 B2 JPH07105448 B2 JP H07105448B2 JP 63060858 A JP63060858 A JP 63060858A JP 6085888 A JP6085888 A JP 6085888A JP H07105448 B2 JPH07105448 B2 JP H07105448B2
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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MOS型集積回路に関する。
〔従来の技術〕
従来MOS型集積回路は、１種類のゲート酸化膜により構
成されている。
このゲート酸化膜厚で決るゲート酸化膜の永久的な破壊
を引き起す電源電圧以上の多種類の電圧で使用したパワ
ーMOS型集積回路の場合は、一般に第３図のごとき回路
構成をとる。
第３図は高低２種の電源電圧１及び２で動作し、低電圧
の信号S1を高電圧の信号S3にレベル変換する例である。
さらに電源の種類が増加しても回路の基本構成は全く同
様である。
この回路の動作を簡単に説明すると、低電圧電源１と接
続して動作している回路３よりの信号S1によりレベルシ
フト動作をするＮチャネルMOSトランジスタQn1がオンし
電流が抵抗Ｒを通って流れ、抵抗Ｒに電圧降下を発生す
る。
この電圧降下によりトランジスタQPがオンし、出力７は
高電圧電源２の電圧まで引き上げられ信号S1を伝える。
この時CMOS出力部の高圧側のＰチャネルMOSトランジス
タQpのゲート酸化膜に印加されるゲート・ソース間電圧
をクランプ制御して電圧破壊を防ぐためにツェナーダイ
オードZDを付加する。
この時レベルシフト部のＮチャネルMOSトランジスタQn2
のゲートには、オフさせるために低電圧の信号S1の逆相
信号S2を与えておく。
次に、トランジスタQn1にオフする信号S1が与えられる
と、抵抗Ｒには電流が流れず、従って抵抗Ｒの電圧降下
の発生はなく、トランジスタQPはオフする。
この時トランジスタQn2をオンさせる信号S2を与える
と、出力端子７は接地電圧になり０信号が伝わる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のMOS型集積回路は、CMOS出力部の高圧側
トランジスタQPをオンさせる期間においては、初段の低
圧トランジスタQn1をオンさせ電流を流し続けなければ
ならないので、消費電力が大きく、またこの消費電力を
減らし、電流を小さくするためには電流を制限抵抗Ｒの
値を大きくせねばならない。
こうすると、高圧側トランジスタQPゲート容量の充電し
トランジスタQPがオンするための時間が長くなり、動作
可能なスピードが遅くなるなどの欠点を有していた。
本発明の目的は、消費電力の少いかつスイッチング速度
の速いレベルシフト回路を有するMOS型集積回路を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のMOS型集積回路は、多種の異る電源電圧で動作
するMOS型集積回路において、ソースが共に高圧電源に
接続されドレインがそれぞれ第１および第２節点に接続
され共に互いのゲートに交差して接続された第１および
第２のＰチャネルMOSトランジスタと、ゲートがそれぞ
れ低電圧信号の正相または逆相信号を対応して受け、ド
レインがそれぞれ前記第１および第２の節点に対応して
接続されソースが共に接地電位に接続された第１および
第２のＮチャネルMOSトランジスタとを有するレベルシ
フト部、 ゲートが前記低電圧の信号を受けドレインが出力端に接
続されソースが前記接地電位に接続された第３のＮチャ
ネルMOSトランジスタと、ソースが前記高圧電源に接続
されゲートが前記第１または第２の節点に接続されドレ
インが前記出力端に接続された第３のＰチャネルMOSト
ランジスタとを有するCMOS出力部、 を含み前記第１および第２のＰチャネルMOSトランジス
タのゲート酸化膜の膜厚が前記第１および第２のＮチャ
ネルMOSトランジスタのゲート酸化膜の膜厚よりも厚く
形成されている。
〔実施例〕
第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は第１図の
レベルシフト部の回路図である。
次に、回路の動作を説明する。
レベルシフト部４は、４ケのMOS型トランジスタを使用
している。
Ｎチャネルトランジスタ9,10のゲート酸化膜厚は、低電
圧電源１の下で動作するのに適する薄い厚さに設計され
ている。
Ｐチャネルトランジスタ11,12のゲート酸化膜厚は、高
電圧電源２でも破壊せず動作するのに適するために、ト
ランジスタ9,10よりも厚くなっており、トランジスタ記
号のゲート・基板間隔を膜厚に対応させている。
まず、トランジスタ９がオンし、かつトランジスタ10が
オフする互いに逆相関係にある信号のS1及びS2が低電圧
で動作している低電圧回路部３から与えられるとする
と、節点14の電位は接地電位となり、この電位がトラン
ジスタ12のゲートに与えられるためのトランジスタ12は
オンし節点13の電位は高電圧電源電圧２の電位となり信
号S1を伝える。
この時トランジスタ10,11はオフする。
トランジスタ9,10に与えられる信号S1,S2が逆転すると
電位関係は全く逆となり、節点13の電位は接地電位とな
り信号０を伝える。
この動作においては、各トランジスタのオンオフの瞬間
にのみ電流が流れ、信号の切換が終了すると電流が流れ
ないいわゆるコンプリメンタリMOS動作を行っている。
第１図で節点13の電位がCMOS出力部のＰチャネルトラン
ジスタ６のゲートに伝えられ、Ｐチャネルトランジスタ
のオンオフを行う。
この時Ｎチャネルトランジスタ５には第２図のトランジ
スタ９と同一の信号S1を与えることにより、Ｐチャネル
トランジスタ６のオン時にＮチャネルトランジスタ５が
オフし、Ｐチャネルトランジスタ６のオフ時にＮチャネ
ルトランジスタ５がオンするというレベルシフト動作に
よりいわゆるコンプリメンタリMOS動作を行わせること
ができる。
従って、消費電力は激減し、スイッチング速度は早くな
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、多種類の電源電圧で動作
する半導体集積回路において、各電源電圧に適した多種
類ゲート酸化膜厚を持つトランジスタを集積したレベル
シフト部を設けることにより、コンプリメンタリMOS回
路を容易に構成できるので、高電圧でかつコンプリメン
タリMOS回路で知られている低消費電力かつ高速な回路
動作を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例の回路図、第２図は第１
図のレベルシフト回路の回路図、第３図は従来のMOS型
集積回路の一例の回路図である。 １……低電圧電源、２……高電圧電源、３……低電圧回
路部、４……レベルシフト部、5,9,10……Ｎチャネルト
ランジスタ、6,11,12……厚いゲート酸化膜厚のＰチャ
ネルトランジスタ、７……出力端子、13……レベルシフ
ト部出力節点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ソースが共に高圧電源に接続されドレイン
    がそれぞれ第１および第２節点に接続され共に互いのゲ
    ートに交差して接続された第１および第２のＰチャネル
    MOSトランジスタと、ゲートがそれぞれ低電圧信号の正
    相または逆相信号を対応して受け、ドレインがそれぞれ
    前記第１および第２の節点に対応して接続されソースが
    共に接地電位に接続された第１および第２のＮチャネル
    MOSトランジスタとを有するレベルシフト部、 ゲートが前記低電圧の信号を受けドレインが出力端に接
    続されソースが前記接地電位に接続された第３のＮチャ
    ネルMOSトランジスタと、ソースが前記高圧電源に接続
    されゲートが前記第１または第２の節点に接続されドレ
    インが前記出力端に接続された第３のＰチャネルMOSト
    ランジスタとを有するCMOS出力部、 を含み前記第１および第２のＰチャネルMOSトランジス
    タのゲート酸化膜の膜厚が前記第１から第２のＮチャネ
    ルMOSトランジスタのゲート酸化膜の膜厚よりも厚いこ
    とを特徴とするMOS型集積回路。
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