JPH10339746A - 高耐圧レベル検出回路 - Google Patents

高耐圧レベル検出回路

Info

Publication number
JPH10339746A
JPH10339746A JP15111297A JP15111297A JPH10339746A JP H10339746 A JPH10339746 A JP H10339746A JP 15111297 A JP15111297 A JP 15111297A JP 15111297 A JP15111297 A JP 15111297A JP H10339746 A JPH10339746 A JP H10339746A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
level
mos transistor
level detection
detection circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15111297A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3233069B2 (ja
Inventor
Takahiro Kitamura
隆弘 喜多村
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP15111297A priority Critical patent/JP3233069B2/ja
Publication of JPH10339746A publication Critical patent/JPH10339746A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3233069B2 publication Critical patent/JP3233069B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】低消費電力の高耐圧レベル検出回路を提供す
る。 【解決手段】入力した高電圧入力信号を分圧するアッテ
ネート抵抗1と、入力する高耐圧信号をアッテネート抵
抗1に与えるか否かを切り換える高耐圧スイッチ2と、
第2の電源電位VDD2が供給され、制御信号に応答し
て高耐圧信号に対応するようにレベルシフトした信号に
より入力スイッチ1の導通を制御するレベルシフト回路
部3と、第1の電源電位VDD1が供給され、アッテネ
ート抵抗1で分圧された信号の有効レベルを入力段のト
ランジスタのしきい値によって検出し出力端子OUT1
2へ出力するレベル検出回路部4とを有し、レベル検出
の必要な時間のみ高耐圧スイッチをオンし、高電圧入力
信号をアッテネート抵抗に接続することにより、低消費
電力を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高耐圧レベル検出回
路に係わり、特に高速で低消費電力の高耐圧レベル検出
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の高耐圧レベル検出回路の
アッテネート抵抗は、例えば半導体装置用のテスターに
おいて供給信号のレベル調整手段として用いられてい
る。上述した従来の高耐圧レベル検出回路の一例の回路
図を示した図6を参照すると、この回路は、入力端子1
1に供給される高電圧入力信号を分圧するアッテネート
抵抗1と、この分圧された信号を検出して出力端子に出
力するレベル検出回路部4とを有し、アッテネート抵抗
1は一端を入力端子11に接続する可変抵抗素子R1お
よび一端を接地電位GNDの端子15に接続する可変抵
抗素子R2それぞれの他端を互いに接続するとともに、
この他端の接続点から分圧電圧を取り出す。
【0003】レベル検出回路部4は、電源電圧VDD1
が供給される電源端子14に一端を接続する抵抗素子R
3の他端と接地端子15にソース電極を接続するNチャ
ネル型MOSトランジスタN1のドレイン電極とを互い
に接続し、このNチャネル型MOSトランジスタN1の
ドレイン電極を、電源端子14と接地端子15との間に
直列接続したPチャネル型MOSトランジスタP1およ
びNチャネル型MOSトランジスタN2からなる波形整
形用のCMOSインバータのゲート電極に接続するとと
もに、Nチャネル型MOSトランジスタN2のドレイン
電極を出力端子に接続して構成されている。
【0004】この従来の回路では、電源端子14には例
えば3.3Vまたは5.0Vが与えられ、入力端子IN
11に入力信号として高電圧入力信号を例えば振幅電圧
500Vで与え、アッテネート抵抗1の可変抵抗素子R
1およびR2で例えば5Vに分圧して取り出す。この分
圧した電圧5Vをレベル検出回路部4に与えると、レベ
ル検出回路部4の低耐圧Nチャネル型MOSトランジス
タN1はそのしきい値Vtによって入力レベルの検出を
行っていた。
【0005】そのため、検出レベルの調整は、アッテネ
ート抵抗1の可変抵抗素子R1,R2の抵抗比を調整す
ることと、しきい値Vtの異なるNチャネル型MOSト
ランジスタを低耐圧Nチャネル型MOSトランジスタN
1に用いること、のいずれかの方法が行われていた。
【0006】他の従来例の回路図を示した図7を参照す
ると、この回路は、アッテネート抵抗1と、レベル検出
回路部4とを有し、アッテネート抵抗1は一端を電源電
位VDD1の電源端子14に接続する可変抵抗素子R1
および一端を入力端子11に接続する可変抵抗素子R2
のそれぞれの他端を互いに接続するとともに、この他端
の接続点から分圧した電圧を取り出す。
【0007】レベル検出回路部4は、電源電圧VDD1
が供給される電源端子14に一端を接続する抵抗素子R
3の他端と接地端子15にソース電極を接続するNチャ
ネル型MOSトランジスタN1のドレイン電極とを互い
に接続し、このNチャネル型MOSトランジスタN1の
ドレイン電極を、電源端子14と接地端子15との間に
直列接続したPチャネル型MOSトランジスタP1およ
びNチャネル型MOSトランジスタN2からなる波形整
形用のCMOSインバータのゲート電極に接続するとと
もに、Nチャネル型MOSトランジスタN2のドレイン
電極を出力端子に接続して構成されている。
【0008】上述した構成の従来の回路を参照すると、
この従来の回路は負電源の場合であり、電源端子11に
は前述の例同様に例えば3.3Vまたは5.0Vが与え
られ、入力端子IN11に入力信号として高電圧入力信
号を例えば振幅電圧500Vの負電圧を端子11に与
え、アッテネート抵抗R1およびR2で例えば5Vに分
圧して取り出す。この電源電圧VDDとの間で分圧した
電圧5Vをレベル検出回路部4に与えると、レベル検出
回路部4の低耐圧Nチャネル型MOSトランジスタN1
はそのしきい値Vtによって入力レベルの検出を行って
いた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の高耐圧
レベル検出回路は、一端を接地電位GND端子15に接
続するアッテネート抵抗1の可変抵抗素子R2および一
端を入力端子11に接続する可変抵抗素子R1のそれぞ
れの他端を互いに接続するとともに、この他端の接続点
から分圧した電圧を取り出す場合と、一端を電源電位V
DD1の電源端子14に接続するアッテネート抵抗1の
可変抵抗素子R1および一端を入力端子11に接続する
可変抵抗素子R2のそれぞれの他端を互いに接続すると
ともに、この他端の接続点から分圧電圧を取り出す場合
とも、高電圧入力信号を常にアッテネート抵抗に接続し
ているため、電流が常に流れる状態にあり、消費電流が
大きいという問題がある。
【0010】この消費電流を抑えるためにアッテネート
抵抗の抵抗値を大きくする方法もあるが、抵抗値および
この抵抗素子とこの抵抗素子が接続されるNチャネル型
MOSトランジスタのゲート電極容量とこれらを接続す
る配線容量とを含めた寄生容量の時定数が増大し、高耐
圧レベル検出回路の出力する信号遅延が増大するという
欠点も有している。
【0011】本発明の目的は、上述の欠点に鑑みなされ
たものであり、消費電力を低減し、かつ信号遅延の少な
い高耐圧レベル検出回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の高耐圧レベル検
出回路の特徴は、入力端子に供給される高電圧入力信号
を分圧するアッテネート抵抗と、この分圧された信号を
検出して出力端子に出力するレベル検出手段とを有する
高耐圧レベル検出回路において、前記アッテネート抵抗
の前段に高耐圧スイッチを接続し、レベル検出の必要な
時間のみ前記高耐圧スイッチを導通状態にして、前記高
電圧入力信号を前記アッテネート抵抗に供給することに
ある。
【0013】また、前記高耐圧スイッチの導通非導通制
御は、外部から入力する論理レベルの制御信号に応答し
て、前記レベル検出手段に供給される第1の電源電圧よ
りも高い第2の電源電圧レベルへレベルシフトした正負
2出力信号を用いて行うことができる。
【0014】さらに、前記高耐圧スイッチの導通非導通
制御は、接地電位よりも低い第3の電源電圧レベルへレ
ベルシフトした正負2出力信号を用いて行うこともでき
る。
【0015】さらにまた、前記レベル検出手段として、
電圧可変手段により設定した基準電圧と前記アッテネー
ト抵抗による分圧電圧とを比較するコンパレータを用い
て前記高電圧入力信号の電圧反転タイミングを検出する
こともできる。
【0016】さらにまた、前記高耐圧スイッチの出力に
接続される前記アッテネート抵抗を構成する抵抗素子
は、固定抵抗素子を用い、かつ前記第1の電源電圧レベ
ルの耐圧を有することもできる。
【0017】
【発明の実施の形態】まず、本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図1は本発明の高耐圧レベ
ル検出回路の回路図であり、図2はこの回路動作説明用
の波形図である。図1を参照すると、この高耐圧レベル
検出回路の電源電圧として第1の電源電位VDD1およ
びこの電位よりも高い第2の電源電位VDD2が供給さ
れるものとする。この回路は、入力した高電圧入力信号
を分圧するアッテネート抵抗1と、入力する高耐圧信号
をアッテネート抵抗1に与えるか否かを切り換える高耐
圧スイッチ2と、第2の電源電位VDD2が供給され、
制御信号に応答して高耐圧信号に対応するようにレベル
シフトした信号により入力スイッチ1の導通を制御する
レベルシフト回路部3と、第1の電源電位VDD1が供
給され、アッテネート抵抗1で分圧された信号の有効レ
ベルを入力段のトランジスタのしきい値によって検出し
出力端子OUT12へ出力するレベル検出回路部4とを
有する。
【0018】アッテネート抵抗1は一端を高耐圧スイッ
チ2に接続する可変抵抗素子R1および他端を接地電位
GNDの端子15に接続する可変抵抗素子R2それぞれ
の他端を互いに接続するとともに、この他端の接続点か
ら分圧した電圧を取り出すように構成する。
【0019】高耐圧スイッチ2は、高耐圧のPチャネル
型MOSトランジスタおよび高耐圧のNチャネル型MO
Sトランジスタからなるトランスファーゲートで構成さ
れる。
【0020】レベルシフト回路部3は、第1の電源電圧
VDD1よりも高い第2の電源電圧VDD2の電源端子
16にドレイン電極をそれぞれ接続するPチャネル型M
OSトランジスタP2,P3のゲート電極を互いに他方
のドレイン電極に接続し、このPチャネル型MOSトラ
ンジスタP2のドレイン電極をソース電極がGNDに接
続されたNチャネル型MOSトランジスタN3のドレイ
ン電極に接続し、Pチャネル型MOSトランジスタP3
のドレイン電極をソース電極がGNDに接続されたNチ
ャネル型MOSトランジスタN4のドレイン電極に接続
し、このNチャネル型MOSトランジスタN4のゲート
電極をインバータ6の出力端に接続しその入力端はNチ
ャネル型MOSトランジスタN3のゲート電極およびロ
ジック信号入力端子13に共通接続し、Pチャネル型M
OSトランジスタP2,P3のドレイン電極からそれぞ
れ高耐圧スイッチのPチャネル側,Nチャネル側の制御
電圧を取り出すように構成されている。
【0021】レベル検出回路部4は、電源電圧VDD1
が供給される電源端子14に一端を接続する抵抗素子R
3の他端と接地端子15にソース電極を接続するNチャ
ネル型MOSトランジスタN1のドレイン電極とを互い
に接続し、このNチャネル型MOSトランジスタN1の
ドレイン電極を、電源端子14と接地端子15との間に
直列接続したPチャネル型MOSトランジスタP1およ
びNチャネル型MOSトランジスタN2からなる波形整
形用のCMOSインバータのゲート電極に接続するとと
もに、Nチャネル型MOSトランジスタN2のドレイン
電極を出力端子OUT12に接続して構成されている。
【0022】上述した構成を備える高耐圧レベル検出回
路の動作を図1および図2を参照しながら説明する。
【0023】電源端子14には例えばVDD1=5.0
Vおよび電源端子16にはVDD2=500Vを与え、
入力端子IN11に入力信号として高電圧入力信号を例
えば振幅電圧500Vでデューティ50%で与える。ア
ッテネート抵抗1の可変抵抗素子R1は450KΩ、可
変抵抗素子R2は50KΩにそれぞれ設定し、抵抗素子
R3は10KΩとする。なお、図2においては理解を容
易にするためそれぞれの電圧軸は簡略化してある。
【0024】まず、入力端子11に上述した高電圧入力
信号500Vが与えられた状態でロジック信号入力端子
13にはまだ制御パルスが与えられずロウレベルの状態
にあるときは、レベルシフト回路部3のNチャネル型M
OSトランジスタN3のゲート電極はロウレベル、Nチ
ャネル型MOSトランジスタN4のゲート電極はハイレ
ベル状態になるのでNチャネル型MOSトランジスタN
4が導通状態になり、そのドレイン電極がロウレベルに
なる。
【0025】このロウレベレルによってPチャネル型M
OSトランジスタP2のゲート電極の電位が引き下げら
れPチャネル型MOSトランジスタP2は導通状態にな
り、そのドレイン電極は電源電圧VDD2レベルに引き
上げられる。
【0026】したがって、Pチャネル型MOSトランジ
スタP2のドレイン電極のハイレベルが供給される高耐
圧スイッチ2のPチャネル型MOSトランジスタは非導
通状態に、Pチャネル型MOSトランジスタP3のドレ
イン電極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2の
Nチャネル型MOSトランジスタも非導通状態になるの
で、この高耐圧スイッチ2によって高電圧入力信号の5
00V入力は遮断され、アッテネート抵抗1には高電圧
が供給されず分圧電圧も0Vである。
【0027】レベル検出回路部4は検出すべき入力電圧
が0Vであるからレベル検出用のNチャネル型MOSト
ランジスタ1は非導通状態にあり、ドレイン電極の電源
電圧VDD1レベルが次段の波形整形インバータに与え
られ、反転されてロウレベルが出力端子OUT12に出
力される。
【0028】次に、入力端子11に高電圧入力信号50
0Vが与えられた状態で、この電圧が0Vから500V
へ遷移する過程のタイミングにあわせてロジック信号入
力端子13に制御パルスが5Vで与えられる。なおここ
では、高電圧入力信号が0Vから500Vへ遷移する過
程のタイミングで説明するが、これに限定されるもので
はなく、逆に500Vから0Vへ遷移する過程で制御パ
ルスを与えてもよい。
【0029】ロジック信号入力端子13がハイレベル状
態にあるときは、レベルシフト回路部3のNチャネル型
MOSトランジスタN3のゲート電極はハイレベル、N
チャネル型MOSトランジスタN4のゲート電極はロウ
レベル状態になるのでNチャネル型MOSトランジスタ
N3が非導通状態から導通状態に変化し、そのドレイン
電極がVDD2レベルからロウレベルになる。
【0030】このロウレベレルによってPチャネル型M
OSトランジスタP3のゲート電極の電位が引き下げら
れPチャネル型MOSトランジスタP3は非導通状態か
ら導通状態になり、そのドレイン電極は電源電圧VDD
2レベルに引き上げられる。
【0031】このレベルシフト回路部3の状態遷移によ
り、Pチャネル型MOSトランジスタP2のドレイン電
極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2のPチャ
ネル型MOSトランジスタは非導通状態から導通状態
に、Pチャネル型MOSトランジスタP3のドレイン電
極のハイレベルが供給される高耐圧スイッチ2のNチャ
ネル型MOSトランジスタも非導通状態から導通状態に
なるので、この高耐圧スイッチ2は導通状態になる。
【0032】よって、高電圧入力信号の500Vは高耐
圧スイッチ2の導通期間だけアッテネート抵抗1に与え
られ、この期間は高電圧入力信号が500Vから0Vへ
遷移する期間であるから、この遷移期間内で上昇してき
た所定の電圧を可変抵抗R1およびR2の抵抗値の比率
により分圧した(電圧この分圧レベルは次段のNチャネ
ル型MOSトランジスタ1のしきい値電圧付近に調整す
る)が次段のレベル検出回路部4に出力される。
【0033】レベル検出回路部4は、検出すべき高電圧
入力信号を分圧して得られた電圧レベルを、レベル検出
用のNチャネル型MOSトランジスタ1は、そのあらか
じめ高めに設定されたしきい値Vtで読みとり、導通状
態となってドレイン電極がロウレベルになり、このロウ
レベルを次段の波形整形インバータで整形し、反転させ
たハイレベルのパルスが出力端子OUT12に出力され
る。
【0034】すなわち、外部からロジック制御信号を入
力してレベル検出の必要な時間のみ高耐圧スイッチを導
通させアッテネート抵抗1に高電圧入力信号を接続する
ことにより、必要な時間のみアッテネート抵抗に高電圧
を供給するものであり、この抵抗に流れる電流も短時間
しか流れないから消費電流も減少する。
【0035】次に、第1の実施の形態の変形例であっ
て、電源電圧として第1の電源電圧VDD1と負極性の
高電圧である第3の電源電圧VSSが供給され、高電圧
入力信号として負極性の高電圧が与えられる高耐圧レベ
ル検出回路の回路図を示した図3を参照すると、この高
耐圧レベル検出回路は、アッテネート抵抗1と、高耐圧
スイッチ2と、第1の電源電位VDD1および第3の電
源電位VSS間で動作するレベルシフト回路部3と、第
1の電源電位VDD1および接地電位GND間で動作す
るレベル検出回路部4とを有する。
【0036】アッテネート抵抗1は、一端をVDD1に
接続する可変抵抗素子R1および一端を高耐圧スイッチ
4の出力端に接続する可変抵抗素子R2それぞれの他端
を互いに接続するとともに、この他端の接続点から分圧
した電圧を取り出すように構成する。
【0037】高耐圧スイッチ2は、前述同様に高耐圧の
Pチャネル型MOSトランジスタおよび高耐圧のNチャ
ネル型MOSトランジスタからなるトランスファーゲー
トで構成される。
【0038】レベルシフト回路部3は、VSSにソース
電源をそれぞれ接続するNチャネル型MOSトランジス
タN3,N4のゲート電極を互いに他方のドレイン電極
に接続し、このPチャネル型MOSトランジスタN3の
ドレイン電極をソース電極が第1の電源電圧VDD1に
接続されたPチャネル型MOSトランジスタP2のドレ
イン電極に接続し、Nチャネル型MOSトランジスタN
4のドレイン電極をソース電極が第1の電源電圧VDD
1に接続されたPチャネル型MOSトランジスタP3の
ドレイン電極に接続し、このPチャネル型MOSトラン
ジスタP3のゲート電極をインバータ6の出力端に接続
しその入力端はPチャネル型MOSトランジスタP2の
ゲート電極およびロジック信号入力端子13に共通接続
し、Nチャネル型MOSトランジスタN3,N4のドレ
イン電極からそれぞれ高耐圧スイッチ2のNチャネル
側,Pチャネル側の制御電圧を取り出すように構成され
ている。
【0039】レベル検出回路部4は、前述した第1の実
施例と同じ構成をとるのでここでの構成の説明は省略す
る。
【0040】上述した変形例の回路動作は、基本的には
第1の実施の形態に準じた動作をする。すなわち、電源
端子14には例えばVDD1=5.0Vおよび電源端子
17にはVSS=−500Vを与え、入力端子11に負
極性の高電圧入力信号を例えば振幅電圧500Vでデュ
ーティ50%で与える。アッテネート抵抗1の可変抵抗
素子R1は50KΩ、可変抵抗素子R2は450KΩに
それぞれ設定し、抵抗素子R3は10KΩとする。
【0041】まず、入力端子11に上述した負極性の高
電圧入力信号−500Vが与えられた状態で負極性のロ
ジック信号入力端子13にはまだ制御パルスが与えられ
ずハイレベルの状態にあるときは、レベルシフト回路部
3のPチャネル型MOSトランジスタP3のゲート電極
はロジック信号のハイレベルがインバータ6で反転され
ロウレベル状態であるから導通状態になってそのドレイ
ン電極はVDD1レベルに引き上げられる。
【0042】このハイレベルが与えられるNチャネル型
MOSトランジスタN3は導通状態になり、そのドレイ
ン電極は接地電位GNDに引き下げられる。一方、Pチ
ャネル型MOSトランジスタP2のゲート電極は、ロジ
ック制御信号のハイレベルがそのまま与えられるのでP
チャネル型MOSトランジスタP2は非導通状態にあ
る。
【0043】したがって、Nチャネル型MOSトランジ
スタN4のドレイン電極のハイレベルが供給される高耐
圧スイッチ2のPチャネル型MOSトランジスタは非導
通状態に、Nチャネル型MOSトランジスタN3のドレ
イン電極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2の
Nチャネル型MOSトランジスタも非導通状態になるの
で、この高耐圧スイッチ2によって高電圧入力信号の−
500Vは遮断され、アッテネート抵抗1には負極性の
高電圧が供給されず分圧電圧の出力はない。
【0044】そのため次段のレベル検出回路部4の入力
端は可変抵抗R1によってVDD1にプルアップされた
状態になり、波形整形インバータはロウレベルを出力端
子OUT12に出力する。
【0045】次に、入力端子11に高電圧入力信号−5
00Vが与えられた状態でロジック信号入力端子13に
与えられる制御パルスがオン状態でロウレベルのパルス
が与えられた状態にあるときは、レベルシフト回路部3
のPチャネル型MOSトランジスタP2のゲート電極は
ロウレベルであるから導通状態になってそのドレイン電
極はロウレベルからVDD1のハイレベルに引き上げら
れる。
【0046】このハイレベルがゲート電極に与えられる
Nチャネル型MOSトランジスタN4は導通状態にな
り、そのドレイン電極はハイレベルから接地電位GND
に引き下げられる。一方、Pチャネル型MOSトランジ
スタP3のゲート電極は、ロジック信号のロウレベルが
インバータ6で反転されハイレベル状態になるのでPチ
ャネル型MOSトランジスタP3は非導通状態になる。
【0047】したがって、Nチャネル型MOSトランジ
スタN3のドレイン電極のハイレベルが供給される高耐
圧スイッチ2のNチャネル型MOSトランジスタは導通
状態に、Nチャネル型MOSトランジスタN4のドレイ
ン電極のロウレベルが供給される高耐圧スイッチ2のP
チャネル型MOSトランジスタも導通状態になるので、
この高耐圧スイッチ2によって高電圧入力信号の−50
0Vは、高耐圧スイッチ2の導通期間だけアッテネート
抵抗1に与えられる。
【0048】この期間は高電圧入力信号の−500Vが
0Vへ遷移する期間であるとすると、この遷移期間内で
上昇してきた所定の電圧を可変抵抗R1およびR2の抵
抗値の比率により分圧した電圧(前述した実施例同様
に、この分圧レベルは次段のNチャネル型MOSトラン
ジスタ1のしきい値電圧付近に調整する)が次段のレベ
ル検出回路部4に出力される。
【0049】レベル検出回路部4は、検出すべき高電圧
入力信号を分圧して得られた電圧レベルを、レベル検出
用のNチャネル型MOSトランジスタ1は、あらかじめ
高めに設定されたしきい値Vtで読みとり、導通状態と
なってドレイン電極がロウレベルになり、このロウレベ
ルを次段の波形整形インバータで整形し、反転させたハ
イレベルのパルスが出力端子OUT12に出力される。
【0050】この実施の形態の場合も、外部からロジッ
ク信号を入力してレベル検出の必要な時間のみ高耐圧ス
イッチを導通させアッテネート抵抗1に高電圧入力信号
を接続することにより、必要な時間のみアッテネート抵
抗に高電圧を供給するものであり、この抵抗に流れる電
流も短時間しか流れないから消費電流も減少する。
【0051】第2の実施の形態の回路図を示した図4を
参照すると、この高耐圧レベル変換回路は、アッテネー
ト抵抗1と、高耐圧スイッチ2と、レベルシフト回路部
3と、コンパレータを用いて検出レベルの調整するため
にコンパレータの基準電圧を基準電圧用可変抵抗で調整
するレベル検出回路部5と、インバータ6とを備えてい
る。
【0052】アッテネート抵抗1と高耐圧スイッチ2と
レベルシフト回路部3とは前述した第1の実施の形態の
構成と同様であるから、ここでの構成の説明は省略す
る。
【0053】レベル検出回路部5は、第1の電源電圧V
DD1にソース電極を接続するPチャネル型MOSトラ
ンジスタP6のドレイン電極にPチャネル型MOSトラ
ンジスタP7,P8のソース電極を接続し、これらのP
チャネル型MOSトランジスタP7,P8のドレイン電
極にはそれぞれNチャネル型MOSトランジスタN5,
N6のソース電極を接続するとともにそれぞれのゲート
電極をNチャネル型MOSトランジスタN5のドレイン
電極に共通接続し、かつソース電極は接地電位GNDに
共通接続し、Pチャネル型MOSトランジスタP8のゲ
ート電極を可変抵抗R6およびR7を電源電圧VDD1
と接地電位GND間に直列接続した基準電圧発生部に接
続し、Pチャネル型MOSトランジスタP7のゲート電
極をアッテネータ抵抗1の分圧電圧出力端に接続するコ
ンパレータと、ゲート電極をドレイン電極に接続するP
チャネル型MOSトランジスタP4,P5の2組を電源
電圧VDD1および接地電位GND間に直列接続しPチ
ャネル型MOSトランジスタP4のドレイン電極をコン
パレータのPチャネル型MOSトランジスタP6のゲー
ト電極に接続する定電流源と、Nチャネル型MOSトラ
ンジスタN6のドレイン電極を入力端に接続し出力端を
出力端子OUT13に接続するPチャネル型MOSトラ
ンジスタP9およびNチャネル型MOSトランジスタN
7からなるインバータとから構成される。
【0054】上述した構成からなる高耐圧レベル検出回
路の動作を説明する。再び図4を参照すると、この回路
は、第1の実施例と同様に、電源端子14には例えばV
DD1=5.0Vおよび電源端子16にはVDD2=5
00Vを与え、入力端子11に入力信号INとして高電
圧入力信号を例えば振幅電圧500Vでデューティ50
%で与える。アッテネート抵抗1の抵抗素子R4は45
0KΩ、可変抵抗素子R6は100KΩ、可変抵抗素子
R7は150KΩに設定するものとする。
【0055】まず、入力端子11に上述した高電圧入力
信号500Vが与えられた状態でロジック信号入力端子
13にはまだ制御パルスが与えられずロウレベルの状態
にあるときは、前述したようにレベルシフタ3のNチャ
ネル型MOSトランジスタN3のドレイン電極はハイレ
ベル、Nチャネル型MOSトランジスタN4のドレイン
電極はロウレベルの状態にあるから、高耐圧スイッチ2
は遮断状態にあり、アッテネート抵抗1には高電圧入力
信号が与えられず抵抗素子R5によりレベル検出回路部
5のPチャネル型MOSトランジスタP7のゲート電
極、つまり比較電圧入力端の電位は接地電位にプルダウ
ンされる。
【0056】比較電圧入力端の電位が低下したことによ
り、Pチャネル型MOSトランジスタP7およびNチャ
ネル型MOSトランジスタN5を流れる電流が増加する
ので、ミラー関係にあるPチャネル型MOSトランジス
タP8およびNチャネル型MOSトランジスタN6を流
れる電流は、Pチャネル型MOSトランジスタP6を流
れる電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネル型MO
SトランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R6および
R7で決まる基準電圧値に固定されていることから、逆
に電流が減少することになり、Nチャネル型MOSトラ
ンジスタN6のドレイン電極の電位はハイレベルに上昇
する。このハイレベルを次段のインバータを介して出力
端子OUT12へロウレベルとして出力する。
【0057】つぎに、入力端子11には引き続き高電圧
入力信号500Vが与えられた状態でロジック信号入力
端子13にハイレベル(例えば5V)の制御パルスが与
えられるときは、レベルシフト回路部3のNチャネル型
MOSトランジスタN4のドレイン電極はロウレベルか
らハイレベルへ、Nチャネル型MOSトランジスタN3
のドレイン電極はハイレベルからロウレベルの状態にそ
れぞれ遷移するから、高耐圧スイッチ2は遮断状態から
導通状態になる。
【0058】よって、高電圧入力信号の500Vは高耐
圧スイッチ2の導通期間だけアッテネート抵抗1に与え
られ、この期間は高電圧入力信号が0Vから500Vへ
遷移する期間であるから、この遷移期間内で上昇してき
た所定の電圧を抵抗素子R1およびR2の抵抗値の比率
により分圧した電圧(この分圧レベルは次段のコンパレ
ータの可変抵抗R6およびR7の分圧比で決まる基準電
圧付近に調整する)が次段のレベル検出回路部5に出力
される。
【0059】レベル検出回路部5では、コンパレータの
Pチャネル型MOSトランジスタP7のゲート電極(比
較電圧入力端)に与えられる。
【0060】比較電圧入力端の電位がプルダウン状態か
ら分圧電圧のハイレベルへ上昇したことにより、Pチャ
ネル型MOSトランジスタP7およびNチャネル型MO
SトランジスタN5を流れる電流が増加から減少に転
じ、ミラー関係にあるPチャネル型MOSトランジスタ
P8およびNチャネル型MOSトランジスタN6を流れ
る電流も、Pチャネル型MOSトランジスタP6を流れ
る電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネル型MOS
トランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R6およびR
7で決まる基準電圧値に固定されていることから、逆に
電流が減少から増加に転じることになり、Nチャネル型
MOSトランジスタN6のドレイン電極の電位はハイレ
ベルからロウレベルへ低下する。このロウレベルを次段
のインバータを介して出力端子OUT12へハイレベル
として出力する。
【0061】つまり、この第2の実施の形態の場合も外
部からロジック信号を入力してレベル検出の必要な時間
のみ高耐圧スイッチを導通させアッテネート抵抗1に高
電圧入力信号を接続することにより、必要な時間のみア
ッテネート抵抗に高電圧を供給するものであり、この抵
抗に流れる電流も短時間しか流れないから消費電流も減
少する。
【0062】次に、上述した第2の実施例の変形例であ
って、電源電圧として第1の電源電圧VDD1と負極性
の高電圧である第3の電源電圧VSSが供給され、高電
圧入力信号として負極性の高電圧が与えられる高耐圧レ
ベル検出回路の回路図を示した図5を参照すると、この
変形例の高耐圧レベル変換回路は、アッテネート抵抗1
と、高耐圧スイッチ2と、第1の電源電位VDD1およ
び第3の電源電位VSS間で動作するレベルシフト回路
部3と、第1の電源電位VDD1および接地電位GND
間で動作するコンパレータを用いたレベル検出回路部5
と、インバータ6とを備えている。
【0063】上述した各構成要素のうちアッテネート抵
抗1と高耐圧スイッチ2とレベルシフト回路部3とは前
述した第1の実施の形態の変形例の構成と同様であり、
コンパレータを用いたレベル検出回路部5は前述した第
2の実施の形態の構成と同様であるから、ここでの構成
の説明は省略する。
【0064】上述した構成からなる高耐圧レベル検出回
路の動作を説明する。再び図5を参照すると、この回路
は、第1の実施の形態の変形例と同様に、電源端子11
には例えばVDD1=5.0VおよびVDD2=−50
0Vを与え、入力端子11に入力信号INとして高電圧
入力信号を例えば振幅電圧−500Vでデューティ50
%で与える。アッテネート抵抗1の抵抗素子R4は50
KΩ、抵抗素子R5は450KΩ、可変抵抗素子R6は
例えば150KΩ,R7は100KΩに設定するものと
する。
【0065】まず、入力端子11に上述した高電圧入力
信号−500Vが与えられた状態でロジック信号入力端
子13にはまだ制御パルスが与えられずハイレベルの状
態にあるときは、前述したようにレベルシフト回路部3
のNチャネル型MOSトランジスタN4のドレイン電極
はハイレベル、Nチャネル型MOSトランジスタN3の
ドレイン電極はロウレベルの状態にあるから、高耐圧ス
イッチ2は遮断状態にあり、アッテネート抵抗1には高
電圧入力信号が与えられず抵抗素子R4によりレベル検
出回路部5の比較電圧入力端の電位はVDD1にプルア
ップされる。
【0066】比較電圧入力端の電位がプルアップされた
ことにより、Pチャネル型MOSトランジスタP7およ
びNチャネル型MOSトランジスタN5を流れる電流が
減少するので、ミラー関係にあるPチャネル型MOSト
ランジスタP8およびNチャネル型MOSトランジスタ
N6を流れる電流は、Pチャネル型MOSトランジスタ
P6を流れる電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネ
ル型MOSトランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R
6およびR7で決まる基準電圧値に固定されていること
から、逆に電流が増加することになり、Nチャネル型M
OSトランジスタN6のドレイン電極の電位はロウレベ
ルに低下する。このロウレベルを次段のインバータを介
して出力端子OUT12へハイレベルとして出力する。
【0067】つぎに、入力端子11には引き続き高電圧
入力信号−500Vが与えられた状態でロジック信号入
力端子13にロウレベルの制御パルスが与えられるとき
は、レベルシフト回路部3のNチャネル型MOSトラン
ジスタN3のドレイン電極はロウレベルからハイレベル
へ、Nチャネル型MOSトランジスタN4のドレイン電
極はハイレベルからロウレベルの状態にそれぞれ遷移す
るから、高耐圧スイッチ2は遮断状態から導通状態にな
り、よって、高電圧入力信号の−500Vは高耐圧スイ
ッチ2の導通期間だけアッテネート抵抗1に与えられ、
この期間は高電圧入力信号の−500Vが0Vへ遷移す
る期間であるから、この遷移期間内で上昇してきた所定
の電圧を抵抗素子R4およびR5の抵抗値の比率により
分圧した電圧(この場合もこの分圧レベルは次段のコン
パレータの可変抵抗R6およびR7の分圧比で決まる基
準電圧付近に調整する)が次段のレベル検出回路部5に
出力される。
【0068】レベル検出回路部5では、分圧電圧はコン
パレータのPチャネル型MOSトランジスタP7のゲー
ト電極(比較電圧入力端)に与えられる。
【0069】比較電圧入力端の電位がプルアップ状態か
ら分圧電圧のロウレベルへ低下したことにより、Pチャ
ネル型MOSトランジスタP7およびNチャネル型MO
SトランジスタN5を流れる電流が減少から増加に転
じ、ミラー関係にあるPチャネル型MOSトランジスタ
P8およびNチャネル型MOSトランジスタN6を流れ
る電流も、Pチャネル型MOSトランジスタP6を流れ
る電流が一定電流に抑えられ、かつPチャネル型MOS
トランジスタP8のゲート電極が可変抵抗R6およびR
7で決まる基準電圧値に固定されていることから、逆に
電流が増加から減少に転じることになり、Nチャネル型
MOSトランジスタN6のドレイン電極の電位はロウレ
ベルからハイレベルへ上昇する。このハイレベルを次段
のインバータを介して出力端子OUT12へロウレベル
として出力する。
【0070】つまり、この変形例の場合も外部からロジ
ック信号を入力してレベル検出の必要な時間のみ高耐圧
スイッチを導通させアッテネート抵抗1に高電圧入力信
号を接続することにより、必要な時間のみアッテネート
抵抗に高電圧を供給するものであり、この抵抗に流れる
電流も短時間しか流れないから消費電流も減少する。
【0071】特に、第2の実施の形態およびその変形例
ではアッテネート抵抗1を可変せず固定抵抗素子とした
ので、さらに抵抗素子を小さく形成でき、寄生容量も小
さく抑えることができる。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高耐圧レ
ベル検出回路は、アッテネート抵抗の前段に高耐圧スイ
ッチを構成し、レベル検出の必要な時間のみ高耐圧スイ
ッチをオンし、高電圧入力信号をアッテネート抵抗に接
続することにより、遅延時間を犠牲にすることなく低消
費電力の高耐圧レベル検出回路を実現できる。
【0073】スパイスシミュレーションで確認した結
果、高電圧入力信号の電圧振幅500V、デューティ5
0%のパルス波形において、従来の回路との比較では遅
延時間は変わらず消費電力は1/2に低減されることが
確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における高耐圧レベ
ル検出回路の回路図である。
【図2】図1の高耐圧レベル検出回路の回路動作説明用
の波形図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の変形例の回路図で
ある。
【図4】本発明の第2の実施の形態における高耐圧レベ
ル検出回路の回路図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の変形例の回路図で
ある。
【図6】従来の高耐圧レベル検出回路の回路図である。
【図7】従来の高耐圧レベル検出回路の他の例の回路図
である。
【符号の説明】
1 アッテネート抵抗 2 高耐圧スイッチ 3 レベルシフト回路部 4,5 レベル検出回路部 6 インバータ R1,R2,R6,R7 可変抵抗素子 R3,R4,R5 抵抗素子 P1〜9 Pチャネル型MOSトランジスタ N1〜7 Nチャネル型MOSトランジスタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子に供給される高電圧入力信号を
    分圧するアッテネート抵抗と、この分圧された信号を検
    出して出力端子に出力するレベル検出手段とを有する高
    耐圧レベル検出回路において、前記アッテネート抵抗の
    前段に高耐圧スイッチを接続し、レベル検出の必要な時
    間のみ前記高耐圧スイッチを導通状態にして、前記高電
    圧入力信号を前記アッテネート抵抗に供給することを特
    徴とする高耐圧レベル検出回路。
  2. 【請求項2】 前記高耐圧スイッチの導通非導通制御
    は、外部から入力する論理レベルの制御信号に応答し
    て、前記レベル検出手段に供給される第1の電源電圧よ
    りも高い第2の電源電圧レベルへレベルシフトした2出
    力信号を用いて行う請求項2記載の高耐圧レベル検出回
    路。
  3. 【請求項3】 前記高耐圧スイッチの導通非導通制御
    は、接地電位よりも低い第3の電源電圧レベルへレベル
    シフトした前記2出力信号を用いて行う請求項2記載の
    高耐圧レベル検出回路。
  4. 【請求項4】 前記レベル検出手段として、電圧可変手
    段により設定した基準電圧と前記アッテネート抵抗によ
    る分圧電圧とを比較するコンパレータを用いて前記高電
    圧入力信号の電圧反転タイミングを検出する請求項1記
    載の高耐圧レベル検出回路。
  5. 【請求項5】 前記高耐圧スイッチの出力に接続される
    前記アッテネート抵抗を構成する抵抗素子は、固定抵抗
    素子を用い、かつ前記第1の電源電圧レベルの耐圧を有
    する請求項4記載の高耐圧レベル検出回路。
JP15111297A 1997-06-09 1997-06-09 高耐圧レベル検出回路 Expired - Fee Related JP3233069B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15111297A JP3233069B2 (ja) 1997-06-09 1997-06-09 高耐圧レベル検出回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15111297A JP3233069B2 (ja) 1997-06-09 1997-06-09 高耐圧レベル検出回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10339746A true JPH10339746A (ja) 1998-12-22
JP3233069B2 JP3233069B2 (ja) 2001-11-26

Family

ID=15511625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15111297A Expired - Fee Related JP3233069B2 (ja) 1997-06-09 1997-06-09 高耐圧レベル検出回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3233069B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861684A (zh) * 2019-01-25 2019-06-07 广州全盛威信息技术有限公司 跨电位的电平移位电路
CN116298481A (zh) * 2023-05-18 2023-06-23 无锡力芯微电子股份有限公司 一种超低功耗过压检测电路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861684A (zh) * 2019-01-25 2019-06-07 广州全盛威信息技术有限公司 跨电位的电平移位电路
CN116298481A (zh) * 2023-05-18 2023-06-23 无锡力芯微电子股份有限公司 一种超低功耗过压检测电路
CN116298481B (zh) * 2023-05-18 2023-08-15 无锡力芯微电子股份有限公司 一种超低功耗过压检测电路

Also Published As

Publication number Publication date
JP3233069B2 (ja) 2001-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0303341B1 (en) Output buffer circuits
US6225844B1 (en) Output buffer circuit that can be stably operated at low slew rate
EP0550216A1 (en) CMOS digital-controlled delay gate
KR920010819B1 (ko) 레벨 변환 기능을 갖는 출력버퍼회로
US5698994A (en) Data output circuit, intermediate potential setting circuit, and semiconductor integrated circuit
US7812660B2 (en) Level shift circuit
KR20120016594A (ko) 레벨 이동 회로 및 디스플레이 드라이버회로
KR20010049227A (ko) 레벨조정회로 및 이를 포함하는 데이터 출력회로
US6992511B2 (en) Output buffer circuit
US7816969B2 (en) Level shifter circuit
US5986463A (en) Differential signal generating circuit having current spike suppressing circuit
KR20040002722A (ko) 레벨 시프터, 반도체 집적 회로 및 정보 처리 시스템
US7199638B2 (en) High speed voltage level translator
JP3233069B2 (ja) 高耐圧レベル検出回路
JP4419965B2 (ja) レベルシフト回路
JP4774287B2 (ja) 出力回路
KR20000074289A (ko) 레벨 쉬프터 회로
US7242222B2 (en) Output circuit with reduced gate voltage swings
US6556048B1 (en) High speed low skew LVTTL output buffer with invert capability
JP3225903B2 (ja) 出力回路
JPH06132806A (ja) Cmos出力バッファ回路
JP2025095441A (ja) 遅延回路、制御装置及び駆動システム
JP3665560B2 (ja) 半導体集積回路
KR100365425B1 (ko) 정적 전류를 줄이고 고속 동작이 가능한 레퍼런스 신호 발생 회로
KR100186345B1 (ko) 레벨시프트 회로

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010821

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees