JPH0818433A - レベルシフト回路 - Google Patents

レベルシフト回路

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Publication number
JPH0818433A
JPH0818433A JP6147882A JP14788294A JPH0818433A JP H0818433 A JPH0818433 A JP H0818433A JP 6147882 A JP6147882 A JP 6147882A JP 14788294 A JP14788294 A JP 14788294A JP H0818433 A JPH0818433 A JP H0818433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mos
channel transistor
type
source
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP6147882A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Watanabe
誠司 渡辺
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6147882A priority Critical patent/JPH0818433A/ja
Publication of JPH0818433A publication Critical patent/JPH0818433A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意のレベルシフト量を設定できるレベルシ
フト回路を提供する。 【構成】 第1の比率型インバータI1 と、この第1の
比率型インバータI1 と同構成の第2の比率型インバー
タI2 とを備え、第1の比率型インバータI1 の出力端
を第2の比率型インバータI2 の入力端に接続してい
る。各比率型インバータI1 ,I2 は、ドレインとゲー
トを接続して負荷抵抗を構成するMOS型Pチャネルト
ランジスタ1,3と、ゲートを入力端としドレインを出
力端として駆動用トランジスタを構成するMOS型Nチ
ャネルトランジスタ2,4とからなり、トランジスタ
1,2のドレイン同士を接続するとともにトランジスタ
3,4のドレイン同士を接続し、トランジスタ1,3の
ソースを電源に接続し、トランジスタ2,4のソースを
接地している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、MOS型トランジス
タで構成したレベルシフト回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のレベルシフト回路を図3に示す。
図3において、MOS型Nチャネルトランジスタ5は、
ドレインを電源に接続し、ゲートを入力端としている。
MOS型Nチャネルトランジスタ6は、ドレインをMO
S型Nチャネルトランジスタ5のソースと接続するとと
もに出力端としており、ゲートを電源に接続し、ソース
を接地している。
【0003】このように構成されたレベルシフト回路に
ついて、以下その動作を説明する。まず、入力電圧が0
Vから徐々に上昇すると、MOS型Nチャネルトランジ
スタ5のしきい電圧(以後VTnと記す)以下では出力は
0Vのままである。さらに入力電圧を上昇させると、出
力は入力との電位差VTnを保ったまま上昇する。入力電
圧をVi 、出力電圧をVo とすると近似的に、Vo =V
i −VTnが成立し、レベルシフト量は−VTnとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、レベルシフト量が−VTnのように固定値で
あるので、レベルシフト量を任意の値に設定することが
できないという欠点を有していた。この発明は上記従来
の問題点を解決するもので、任意のレベルシフト量を設
定できるレベルシフト回路を提供することを目的とす
る。
【0005】
【問題点を解決するための手段】請求項1記載のレベル
シフト回路は、第1の比率型インバータと、この第1の
比率型インバータの出力端を入力端に接続した第2の比
率型インバータとからなる。第1の比率型インバータ
は、ドレインとゲートを接続して負荷抵抗を構成する第
1のMOS型Pチャネルトランジスタと、ゲートを入力
端としドレインを出力端として駆動用トランジスタを構
成する第1のMOS型Nチャネルトランジスタとからな
り、各トランジスタのドレイン同士を接続し、第1のM
OS型Pチャネルトランジスタのソースを電源に接続
し、第1のMOS型Nチャネルトランジスタのソースを
接地している。
【0006】第2の比率型インバータは、ドレインとゲ
ートを接続して負荷抵抗を構成する第2のMOS型Pチ
ャネルトランジスタと、ゲートを入力端としドレインを
出力端として駆動用トランジスタを構成する第2のMO
S型Nチャネルトランジスタとからなり、各トランジス
タのドレイン同士を接続し、第2のMOS型Pチャネル
トランジスタのソースを電源に接続し、第2のMOS型
Nチャネルトランジスタのソースを接地している。
【0007】請求項2記載のレベルシフト回路は、第1
の比率型インバータと、この第1の比率型インバータの
出力端を入力端に接続した第2の比率型インバータとか
らなる。第1の比率型インバータは、ゲートを入力端と
しドレインを出力端として駆動用トランジスタを構成す
る第1のMOS型Pチャネルトランジスタと、ドレイン
とゲートを接続して負荷抵抗を構成する第1のMOS型
Nチャネルトランジスタとからなり、各トランジスタの
ドレイン同士を接続し、前記第1のMOS型Pチャネル
トランジスタのソースを電源に接続し、前記第1のMO
S型Nチャネルトランジスタのソースを接地している。
【0008】第2の比率型インバータは、ゲートを入力
端としドレインを出力端として駆動用トランジスタを構
成する第2のMOS型Pチャネルトランジスタと、ドレ
インとゲートを接続して負荷抵抗を構成する第2のMO
S型Nチャネルトランジスタとからなり、各トランジス
タのドレイン同士を接続し、前記第2のMOS型Pチャ
ネルトランジスタのソースを電源に接続し、前記第2の
MOS型Nチャネルトランジスタのソースを接地してい
る。
【0009】
【作用】この構成により、個々のトランジスタのサイズ
を自由に組合わせることができるため、任意のレベルシ
フト量を設定することができる。比率型インバータを複
数段組み合わせると、レベルシフト量はトランジスタ利
得係数βに依存する。このトランジスタ利得係数βは、
トランジスタのチャネル幅やチャネル長により決まるの
で、結局比率型インバータを2段以上縦続接続すればト
ランジスタサイズを変えることで、レベルシフト量を変
えることができる。ただし、奇数段の場合は、論理が反
転するので、偶数段に限られる。
【0010】
【実施例】この発明の一実施例について、図1を参照し
ながら説明する。図1はこの発明のレベルシフト回路の
一実施例の回路図である。このレベルシフト回路は、第
1の比率型インバータI1 と、この第1の比率型インバ
ータI1 の出力端を入力端に接続した第2の比率型イン
バータI2 とからなる。
【0011】第1の比率型インバータI1 は、ドレイン
とゲートを接続して負荷抵抗を構成する第1のMOS型
Pチャネルトランジスタ1と、ゲートを入力端としドレ
インを出力端として駆動用トランジスタを構成する第1
のMOS型Nチャネルトランジスタ2とからなり、各ト
ランジスタ1,2のドレイン同士を接続し、第1のMO
S型Pチャネルトランジスタ1のソースを電源に接続
し、第1のMOS型Nチャネルトランジスタ2のソース
を接地している。
【0012】第2の比率型インバータI2 は、ドレイン
とゲートを接続して負荷抵抗を構成する第2のMOS型
Pチャネルトランジスタ3と、ゲートを入力端としドレ
インを出力端として駆動用トランジスタを構成する第2
のMOS型Nチャネルトランジスタ4とからなり、各ト
ランジスタ3,4のドレイン同士を接続し、第2のMO
S型Pチャネルトランジスタ3のソースを電源に接続
し、第2のMOS型Nチャネルトランジスタ4のソース
を接地している。
【0013】このように構成されたレベルシフト回路に
ついて、以下その動作を説明する。まず、入力電圧が印
加されると、MOS型Pチャネルトランジスタ1とMO
S型Nチャネルトランジスタ2とで構成される第1の比
率型インバータI1 により波形整形が行なわれた後、M
OS型Pチャネルトランジスタ3とMOS型Nチャネル
トランジスタ4とで構成される第2の比率型インバータ
2 により再び波形整形が行なわれ、出力電圧が出力さ
れる。
【0014】レベルシフト回路の出力電圧Vo と入力電
圧Vi との関係式は次式で表現される。 Vo ={√(βn1βn2/βp1βp2)}・Vi+{1−√
(βn2/βp2)}・(VDD+VTp)−{√(βn1βn2
βp1βp2)−√(βn2/βp2)}・VTn ここで、Vi の係数を1にするために、 (βp2/βn2)=(βn1/βp1) とおくと、 Vo =Vi +{1−√(βp1/βn1)}×(VDD+VTp
−VTn) となる。 ただし、βp1:MOS型Pチャネルトランジスタ1のト
ランジスタ利得係数β βn1:MOS型Nチャネルトランジスタ2のトランジス
タ利得係数β βp2:MOS型Pチャネルトランジスタ3のトランジス
タ利得係数β βn2:MOS型Nチャネルトランジスタ4のトランジス
タ利得係数β VDD:電源電圧 VTp:MOS型Pチャネルトランジスタのしきい電圧 VTn:MOS型Nチャネルトランジスタのしきい電圧 である。右辺第2項がレベルシフト量を表わす。
【0015】なお、上記のトランジスタ利得係数βは、 β=2K′・(W/L) で表される。ただし、K′はプロセスの利得係数、Wは
トランジスタのチャネル幅、Lはトランジスタのチャネ
ル長である。ここで、トランジスタサイズの組合せを変
えると、上記の電圧Vo の式中の右辺第2項中のβp1
βn1が変化することになる。例えば、VDD=5V、VTn
=0.7V、VTp=−0.7Vのとき、 Vo =Vi +{1−√(βp1/βn1)}×3.6 となる。ここで、βp1/βn1=0.026に設定する
と、 Vo =Vi +3(シフト量:3V) となり、βp1/βn1=0.052に設定すると、 Vo =Vi +1(シフト量:1V) となる。
【0016】以上のように、この実施例によれば、前述
の比率型インバータI1 ,I2 を2段接続して出力をと
り出すようにしたので、トランジスタサイズの組合せを
選択することによりレベルシフト量を任意に設定するこ
とができる。つぎに、この発明の他の実施例について、
図2を参照しながら説明する。図2はこの発明のレベル
シフト回路の他の実施例の回路図である。
【0017】このレベルシフト回路は、第1の比率型イ
ンバータI3 と、この第1の比率型インバータI3 の出
力端を入力端に接続した第2の比率型インバータI4
からなる。第1の比率型インバータI3 は、ゲートを入
力端としドレインを出力端として駆動用トランジスタを
構成する第1のMOS型Pチャネルトランジスタ7と、
ドレインとゲートを接続して負荷抵抗を構成する第1の
MOS型Nチャネルトランジスタ8とからなり、各トラ
ンジスタ7,8のドレイン同士を接続し、第1のMOS
型Pチャネルトランジスタ7のソースを電源に接続し、
第1のMOS型Nチャネルトランジスタ8のソースを接
地している。
【0018】第2の比率型インバータI4 は、ゲートを
入力端としドレインを出力端として駆動用トランジスタ
を構成する第2のMOS型Pチャネルトランジスタ9
と、ドレインとゲートを接続して負荷抵抗を構成する第
2のMOS型Nチャネルトランジスタ10とからなり、
各トランジスタ9,10のドレイン同士を接続し、第2
のMOS型Pチャネルトランジスタ9のソースを電源に
接続し、第2のMOS型Nチャネルトランジスタ10の
ソースを接地している。
【0019】この実施例も、図1の実施例と同様にし
て、前述の比率型インバータI3 ,I 4 を2段接続して
出力をとり出すようにしたので、トランジスタサイズの
組合せを選ぶことによりレベルシフト量を任意に設定す
ることができる。なお、上記実施例では、比率型インバ
ータは2段の縦続接続構成であったが、これに限らず、
4段以上の偶数段の縦続接続構成でもよい。
【0020】
【発明の効果】この発明のレベルシフト回路は、比率型
インバータを2段接続して出力を取り出す構成としたた
め、比率型インバータを構成するトランジスタのサイズ
の組み合わせを選択することによりレベルシフト量を任
意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のレベルシフト回路の一実施例の回路
図である。
【図2】この発明のレベルシフト回路の他の実施例の回
路図である。
【図3】従来のレベルシフト回路の回路図である。
【符号の説明】
1 第1の比率型インバータ I2 第2の比率型インバータ 1 第1のMOS型Pチャネルトランジスタ 2 第1のMOS型Nチャネルトランジスタ 3 第2のMOS型Pチャネルトランジスタ 4 第2のMOS型Nチャネルトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドレインとゲートを接続して負荷抵抗を
    構成する第1のMOS型Pチャネルトランジスタと、ゲ
    ートを入力端としドレインを出力端として駆動用トラン
    ジスタを構成する第1のMOS型Nチャネルトランジス
    タとからなり、各トランジスタのドレイン同士を接続
    し、前記第1のMOS型Pチャネルトランジスタのソー
    スを電源に接続し、前記第1のMOS型Nチャネルトラ
    ンジスタのソースを接地した第1の比率型インバータ
    と、 ドレインとゲートを接続して負荷抵抗を構成する第2の
    MOS型Pチャネルトランジスタと、ゲートを入力端と
    しドレインを出力端として駆動用トランジスタを構成す
    る第2のMOS型Nチャネルトランジスタとからなり、
    各トランジスタのドレイン同士を接続し、前記第2のM
    OS型Pチャネルトランジスタのソースを電源に接続
    し、前記第2のMOS型Nチャネルトランジスタのソー
    スを接地した第2の比率型インバータとを備え、 前記第1の比率型インバータの出力端を前記第2の比率
    型インバータの入力端に接続したレベルシフト回路。
  2. 【請求項2】 ゲートを入力端としドレインを出力端と
    して駆動用トランジスタを構成する第1のMOS型Pチ
    ャネルトランジスタと、ドレインとゲートを接続して負
    荷抵抗を構成する第1のMOS型Nチャネルトランジス
    タとからなり、各トランジスタのドレイン同士を接続
    し、前記第1のMOS型Pチャネルトランジスタのソー
    スを電源に接続し、前記第1のMOS型Nチャネルトラ
    ンジスタのソースを接地した第1の比率型インバータ
    と、 ゲートを入力端としドレインを出力端として駆動用トラ
    ンジスタを構成する第2のMOS型Pチャネルトランジ
    スタと、ドレインとゲートを接続して負荷抵抗を構成す
    る第2のMOS型Nチャネルトランジスタとからなり、
    各トランジスタのドレイン同士を接続し、前記第2のM
    OS型Pチャネルトランジスタのソースを電源に接続
    し、前記第2のMOS型Nチャネルトランジスタのソー
    スを接地した第2の比率型インバータとを備え、 前記第1の比率型インバータの出力端を前記第2の比率
    型インバータの入力端に接続したレベルシフト回路。
JP6147882A 1994-06-29 1994-06-29 レベルシフト回路 Pending JPH0818433A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6147882A JPH0818433A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 レベルシフト回路

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JP6147882A JPH0818433A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 レベルシフト回路

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JPH0818433A true JPH0818433A (ja) 1996-01-19

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ID=15440349

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JP6147882A Pending JPH0818433A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 レベルシフト回路

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JP (1) JPH0818433A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034549A (en) * 1996-10-30 2000-03-07 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Level shift circuit
KR100354672B1 (ko) * 1998-12-15 2002-10-04 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤 레벨 시프트 회로와, 그 회로를 이용한 입력 회로 및 출력회로

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034549A (en) * 1996-10-30 2000-03-07 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Level shift circuit
KR100354672B1 (ko) * 1998-12-15 2002-10-04 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤 레벨 시프트 회로와, 그 회로를 이용한 입력 회로 및 출력회로

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