JPH0951263A - バッファ回路 - Google Patents

バッファ回路

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Publication number
JPH0951263A
JPH0951263A JP7203645A JP20364595A JPH0951263A JP H0951263 A JPH0951263 A JP H0951263A JP 7203645 A JP7203645 A JP 7203645A JP 20364595 A JP20364595 A JP 20364595A JP H0951263 A JPH0951263 A JP H0951263A
Authority
JP
Japan
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voltage
transistor
input
output
buffer circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7203645A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Suzuki
正博 鈴木
Kazuyuki Tamura
和之 田村
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0951263A publication Critical patent/JPH0951263A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力用トランジスタおよび出力用トランジス
タを電圧耐量の低いものとすることができ、電圧耐量の
高いトランジスタを少なくすることができるとととも
に、レベルシフタを設ける必要がなく、入出力回路を簡
潔な回路構成で的確に動作させることができるバッファ
回路を得る。 【解決手段】 入出力端子1と入力用トランジスタ8a
・8bおよび出力用トランジスタ7a・7bとの間に降
圧効果を持たせた入力電圧に耐え得る降圧用トランジス
タ9を設けて、前記入力用トランジスタ8a・8bおよ
び出力用トランジスタ7a・7bを入力電圧より低い電
圧耐量のトランジスタで構成するとともに、前記降圧用
トランジスタ9は、前記出力用トランジスタ7a・7b
の動作による出力時においても所定電圧を入出力端子1
側に出力できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
装置に係わり、特に、複数の入力電圧に対応することを
目的としたバッファ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この回路は、パソコン等の情報機器で、
同一システム内に3.3V系と5V系が混在している場
合などに使用されている。
【0003】図4は、従来の複数の入力電圧に対応する
入出力バッファの電気回路を示す図である。
【0004】図4において、1はパッド、2a・2bは
保護ダイオードを兼ねた5V耐量トランジスタ、3a・
3bは出力用5V耐量トランジスタ、4a・4bは入力
用5V耐量トランジスタ、5は出力用トランジスタ3a
・3bのゲートに5Vを印加するためのレベルシフタで
ある。
【0005】次に、動作について説明する。5.0Vも
しくは3.3Vの入力電圧は、パッド1から入力用5V
耐量トランジスタ4a・4bに至る。トランジスタ4a
・4bでは、ソース電圧を3.3Vにすることで出力電
圧は3.3Vとなり、次段以降は3.3V対応のトラン
ジスタを使用することができる。一方、3.3Vの出力
電圧は、出力用トランジスタにおけるリーク電流を防ぐ
ため、レベルシフタ5で5Vに昇圧される。そして、出
力用5V耐量トランジスタ3a、3bで再び3.3Vと
なり、パッド1より出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の複数入力電圧対
応入出力バッファ回路は、上記のように高電圧対応トラ
ンジスタを多く必要とする。低電圧用プロセスで作成さ
れたもので高電圧耐量のトランジスタを作成する場合は
高電圧用プロセスの場合よりトランジスタの面積が大き
くなる。例えば3.3V用プロセスでは通常ゲート長は
0.5μmであるが、5V耐量では1μmになる。これ
に対し、5V用プロセスのゲート長は0.8μmであ
る。一方、低電圧用プロセスは高電圧用プロセスより速
度が速いため、パソコンのように高速を必要とする機器
では、低電圧用プロセスで作製する必要がある。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、高電圧の入力電圧を降圧する
回路を挿入し、従来のものに比べて、簡易的に高電圧入
力対応入出力バッファを構成することにより、バッファ
の面積を小さくすることを目的とするものである。
【0008】第1の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路を簡潔な回路構成で的確に動作させる
ことができるバッファ回路を得ようとするものである。
【0009】第2の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路をより簡潔な回路構成で的確に動作さ
せることができるバッファ回路を得ようとするものであ
る。
【0010】第3の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路を一層簡潔な回路構成で的確に動作さ
せることができるバッファ回路を得ようとするものであ
る。
【0011】第4の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路を更に簡潔な回路構成で的確に動作さ
せることができるバッファ回路を得ようとするものであ
る。
【0012】第5の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路をより一層簡潔な回路構成で的確に動
作させることができるバッファ回路を得ようとするもの
である。
【0013】第6の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路をなお一層簡潔な回路構成で的確に動
作させることができるバッファ回路を得ようとするもの
である。
【0014】第7の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路を簡潔な回路構成でより的確に動作さ
せることができるバッファ回路を得ようとするものであ
る。
【0015】第8の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路を簡潔な回路構成で更に的確に動作さ
せることができるバッファ回路を得ようとするものであ
る。
【0016】第9の発明は、入出力端子に対し互いに並
列に接続された入力用トランジスタおよび出力用トラン
ジスタを備えたものにおいて、前記入力用トランジスタ
および出力用トランジスタを電圧耐量の低いものとする
ことができ、電圧耐量の高いトランジスタを少なくする
ことができるととともに、レベルシフタを設ける必要が
なく、入出力回路を更に簡潔な回路構成で一層的確に動
作させることができるバッファ回路を得ようとするもの
である。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明では、入出力端
子と入力用および出力用トランジスタの間に入力電圧を
降圧する回路を挿入したものである。
【0018】第1の発明においては、入出力端子に対し
互いに並列に接続された入力用トランジスタおよび出力
用トランジスタを備え、入力電圧レベルの比較的高い電
圧を有する第1の電圧系とこの第1の電圧系よりも低い
所定電圧を有する第2の電圧系とを含むものにおいて、
前記入出力端子と入力用トランジスタおよび出力用トラ
ンジスタとの間に入力電圧を前記第2の電圧系の所定電
圧に降圧する降圧効果を持たせた入力電圧に耐え得る降
圧用トランジスタを設けて、前記入力用トランジスタお
よび出力用トランジスタを入力電圧より低い電圧耐量の
トランジスタで構成するとともに、前記降圧用トランジ
スタは、前記出力用トランジスタの動作による出力時に
おいても前記第2の電圧系の所定電圧を出力することが
できるようにしたものである。
【0019】第2の発明においては、降圧用トランジス
タを、所定のゲート電圧を印加するよう構成され降圧効
果を持たせた入力電圧に耐え得るトランジスタにより構
成したものである。
【0020】第3の発明においては、降圧用トランジス
タを、ドレイン電圧が第2の電圧系の所定電圧に降圧さ
れるようゲート電圧を調整したトランジスタにより構成
したものである。
【0021】第4の発明においては、降圧用トランジス
タは、第2の電圧系の所定電圧を出力できるように前記
所定電圧よりも高いゲート電圧を印加するようにしたも
のである。
【0022】第5の発明においては、降圧用トランジス
タのゲート電圧を第1の電圧系から降圧して印加する手
段を設けたものである。
【0023】第6の発明においては、降圧用トランジス
タのゲート電圧を第1の電圧系から抵抗およびダイオー
ドにより降圧して印加する手段を設けたものである。
【0024】第7の発明においては、降圧用トランジス
タよりも入出力端子側に保護ダイオードを接続したもの
である。
【0025】第8の発明においては、保護ダイオード
は、入力電圧に耐え得るトランジスタにより構成したも
のである。
【0026】第9の発明においては、降圧用トランジス
タのゲート電圧を、保護ダイオードを構成するトランジ
スタのゲートに印加される第1の電圧系の所定電圧を降
圧して印加するものである。
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1は、この発明の実施の一形態を示す
ものである。図1において、1は入出力端子を構成する
パッド、2a・2bは保護ダイオードを兼ねた5V耐量
トランジスタ、7a・7bは出力用3.3V耐量トラン
ジスタ、8a・8bは入力用3.3V耐量トランジス
タ、9は入力電圧を降圧する5V耐量トランジスタであ
る。
【0027】図1に示す回路では、図示の通り、入力電
圧レベルの5.0V電圧系と、これよりも低い所定電圧
の3.3V電圧系が混在する。
【0028】次に、動作について説明する。入出力端子
を構成するパッド1から入力された5.0Vの入力電圧
は、しきい値電圧によりドレイン電圧が3.3Vになる
ようにゲート電圧を調整した5V耐量トランジスタ9に
伝達される。ソースに5.0Vの入力電圧を受けたトラ
ンジスタ9は、ゲート電圧として4Vが印加され、ドレ
イン電圧として3.3Vを出力し、入力用トランジスタ
8a・8bに印加する。このように、5.0Vの入力電
圧は、1段のトランジスタ9によりA点で3.3Vまで
降圧される。
【0029】そして、出力用トランジスタ7a・7bの
動作による出力時にも、降圧用トランジスタ9はゲート
電圧の調整により出力側すなわち入出力端子1側に3.
3Vを出力する。
【0030】このように、この発明では、入力時のみな
らず、出力時においても、第2の電圧系の所定電圧3.
3Vを出力できるよう的確に動作するものである。
【0031】なお、トランジスタ9に印加するゲート電
圧は4Vに限らず、また目的とするドレイン電圧によっ
ても変化する。
【0032】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
一形態を示すものである。図2において、1は入出力端
子を構成するパッド、2a・2bは保護ダイオードを兼
ねた5V耐量トランジスタ、7a・7bは出力用3.3
V耐量トランジスタ、8a・8bは入力用3.3V耐量
トランジスタ、9は入力電圧を降圧する5V耐量トラン
ジスタ、10・11は抵抗である。
【0033】ソースに5.0Vの入力電圧を受けたトラ
ンジスタ9は、ゲート電圧として、保護ダイオードを兼
ねた5V耐量トランジスタ2aのゲート電圧を印加する
5.0V電圧系から抵抗10および抵抗11によって分
圧された4Vが印加され、ドレイン電圧として3.3V
を出力し、入力用トランジスタ8a・8bに印加する。
このように、5.0Vの入力電圧は、1段のトランジス
タ9によりA点で3.3Vまで降圧される。
【0034】そして、出力用トランジスタ7a・7bの
動作による出力時にも、降圧用トランジスタ9はゲート
電圧の調整により出力側すなわち入出力端子1側に3.
3Vを出力する。
【0035】なお、トランジスタ9に印加するゲート電
圧は4Vに限らず、また目的とするドレイン電圧によっ
ても変化する。
【0036】実施の形態3.図3は、この発明の更に他
の実施の一形態を示すものである。図3において、1は
入出力端子を構成するパッド、2a・2bは保護ダイオ
ードを兼ねた5V耐量トランジスタ、7a・7bは出力
用3.3V耐量トランジスタ、8a・8bは入力用3.
3V耐量トランジスタ、9は入力電圧を降圧する5V耐
量トランジスタ、10は抵抗、12はダイオードであ
る。
【0037】ソースに5.0Vの入力電圧を受けたトラ
ンジスタ9は、ゲート電圧として、保護ダイオードを兼
ねた5V耐量トランジスタ2aのゲート電圧を印加する
5.0V電圧系から抵抗10およびダイオード12によ
って分圧された4Vが印加され、ドレイン電圧として
3.3Vを出力し、入力用トランジスタ8a・8bに印
加する。このように、5.0Vの入力電圧は、1段のト
ランジスタ9によりA点で3.3Vまで降圧される。
【0038】そして、出力用トランジスタ7a・7bの
動作による出力時にも、降圧用トランジスタ9はゲート
電圧の調整により出力側すなわち入出力端子1側に3.
3Vを出力する。
【0039】なお、トランジスタ9に印加するゲート電
圧は4Vに限らず、また目的とするドレイン電圧によっ
ても変化する。
【0040】なお、この発明は、実施例1ないし実施例
3において入力電圧が5.0Vと3.3V以外および出
力電圧が3.3V以外のものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の一形態による複数電圧対応
入出力バッファ回路を示す図である。
【図2】 この発明の他の実施の形態を示す複数電圧対
応入出力バッファ回路を示す図である。
【図3】 この発明の更に他の実施の形態を示す複数電
圧対応入出力バッファ回路を示す図である。
【図4】 従来の複数電圧対応入出力バッファ回路を示
す図である。
【符号の説明】
1 パッド、2a・2b 保護ダイオード代用5V耐量
トランジスタ、3a・3b 出力用5V耐量トランジス
タ、4a・4b 入力用5V耐量トランジスタ、5 レ
ベルシフタ、6a・6b 降圧用5V耐量トランジス
タ、7a・7b出力用3.3V耐量トランジスタ、8a
・8b 入力用3.3V耐量トランジスタ、9 降圧用
5V耐量トランジスタ、10 抵抗、11 抵抗、12
ダイオード。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入出力端子に対し互いに並列に接続され
    た入力用トランジスタおよび出力用トランジスタを備
    え、これら入力用トランジスタおよび出力用トランジス
    タを含む入出力回路を作動させるための電圧系として、
    入力電圧レベルの比較的高い電圧を有する第1の電圧系
    とこの第1の電圧系よりも低い所定電圧を有する第2の
    電圧系とを併存させるものにおいて、前記入出力端子と
    入力用トランジスタおよび出力用トランジスタとの間に
    入力電圧を前記第2の電圧系の所定電圧に降圧する降圧
    効果を持たせた入力電圧に耐え得る降圧用トランジスタ
    を設けて、前記入力用トランジスタおよび出力用トラン
    ジスタを入力電圧より低い電圧耐量のトランジスタで構
    成するとともに、前記降圧用トランジスタは、前記出力
    用トランジスタの動作による出力時においても前記第2
    の電圧系の所定電圧を出力することができるようにした
    ことを特徴とするバッファ回路。
  2. 【請求項2】 降圧用トランジスタを、所定のゲート電
    圧を印加するよう構成され降圧効果を持たせた入力電圧
    に耐え得るトランジスタにより構成したことを特徴とす
    る請求項1に記載のバッファ回路。
  3. 【請求項3】 降圧用トランジスタを、ドレイン電圧が
    第2の電圧系の所定電圧に降圧されるようゲート電圧を
    調整したトランジスタにより構成したことを特徴とする
    請求項2に記載のバッファ回路。
  4. 【請求項4】 降圧用トランジスタは、第2の電圧系の
    所定電圧を出力できるように前記所定電圧よりも高いゲ
    ート電圧を印加するようにしたことを特徴とする請求項
    1に記載のバッファ回路。
  5. 【請求項5】 降圧用トランジスタのゲート電圧を第1
    の電圧系から降圧して印加する手段を設けたことを特徴
    とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のバッ
    ファ回路。
  6. 【請求項6】 降圧用トランジスタのゲート電圧を第1
    の電圧系から抵抗およびダイオードにより降圧して印加
    する手段を設けたことを特徴とする請求項5に記載のバ
    ッファ回路。
  7. 【請求項7】 降圧用トランジスタよりも入出力端子側
    に保護ダイオードを接続したことを特徴とする請求項1
    ないし請求項6のいずれかに記載のバッファ回路。
  8. 【請求項8】 保護ダイオードは、入力電圧に耐え得る
    トランジスタにより構成したことを特徴とする請求項7
    に記載のバッファ回路。
  9. 【請求項9】 降圧用トランジスタのゲート電圧を、保
    護ダイオードを構成するトランジスタのゲートに印加さ
    れる第1の電圧系の所定電圧を降圧して印加することを
    特徴とする請求項8に記載のバッファ回路。
JP7203645A 1995-08-09 1995-08-09 バッファ回路 Pending JPH0951263A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7203645A JPH0951263A (ja) 1995-08-09 1995-08-09 バッファ回路

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JP7203645A JPH0951263A (ja) 1995-08-09 1995-08-09 バッファ回路

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ID=16477481

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JP (1) JPH0951263A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006222273A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Seiko Epson Corp 半導体集積回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006222273A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Seiko Epson Corp 半導体集積回路

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