JPH1065516A - ドライバicおよびこれを用いた電子装置 - Google Patents

ドライバicおよびこれを用いた電子装置

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JPH1065516A
JPH1065516A JP8220993A JP22099396A JPH1065516A JP H1065516 A JPH1065516 A JP H1065516A JP 8220993 A JP8220993 A JP 8220993A JP 22099396 A JP22099396 A JP 22099396A JP H1065516 A JPH1065516 A JP H1065516A
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voltage
transistor
power supply
driver
gate
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JP8220993A
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Noboru Akiyama
秋山  登
Kunihiro Nunomura
邦弘 布村
Minehiro Nemoto
峰弘 根本
Masahiro Iwamura
将弘 岩村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ハイレベル電圧出力時に、高圧電源側から低圧
電源側へ貫通電流の流れることのないレベル変換回路及
びそれを用いた低消費電力の高圧パワーICを提供する
こと。 【解決手段】低電圧から高電圧にレベル変換を行う回路
において、高圧電源側に設けられ、互いにゲートが他方
のドレインに接続された第1,第2のP型MOSトラン
ジスタのドレイン側に、各々直列に第1,第2のクラン
プ用P型MOSトランジスタを設け、そのゲートには高
圧電源の電圧より幾分(例えば、5V〜20V位)低い
電圧を印加する。また、第1又は第2のP型MOSトラ
ンジスタのゲート電圧で次段の出力ドライバ回路内のP
型MOSトランジスタを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は低電圧を高電圧にレ
ベル変換する回路及びそれにより駆動されるドライブ回
路を有する集積回路に係わり、特に高圧ドライバIC、
更にはそれを用いた電子装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の高圧ドライバICのレベル変換回
路としては、2つの高耐圧NMOSと2つの高耐圧PM
OSからなり、PMOSのドレインが互いに他方のゲー
トに接続された回路が知られている。このドライバIC
の回路構成を図14に示す。レベル変換回路100と出
力ドライバ回路200はドライバICの出力数(例え
ば、64出力または128出力)だけ有る。
【0003】また、他の従来高圧ドライバICのレベル
変換回路としては、抵抗とNMOSスイッチから構成さ
れた定電流源を用いた回路が知られており、このドライ
バICの回路構成を図15に示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術では、
高圧のドライバIC(例えば、高圧電源HVの電圧が数
十V以上)の場合、レベル変換用のPMOS P1,P
2及び出力ドライバ部のPMOS P3のゲート,ソー
ス間に高圧電源HVの電圧がそのまま印加される。従っ
て、PMOS P1〜P3のゲート酸化膜厚は、高圧電
源HVの電圧が印加されても電流リークや絶縁破壊を起
こさないよう十分な膜厚が必要であり、チャネル構造も
複雑になるのでMOSトランジスタを作るのが難しいと
いう問題がある。更に、高圧電源HVが150V以上の
場合、信頼性を考慮するとゲート酸化膜厚は0.6μm
以上必要であり、酸化膜分離として用いるLOCOS(L
ocalOxidation of Silicon)酸化膜の膜厚と同程度以上
となるので素子間の分離も難しくなると言う問題があ
る。
【0005】後者の従来技術では、MOSトランジスタ
のゲート,ソース間に高圧電源HVの電圧が印加される
ことはないが、出力電圧がハイレベルの場合、抵抗R1
と直列に設けたNMOSスイッチN1がオン状態なの
で、高圧電源HVから低圧電源VSSへ、抵抗R1とN
MOSスイッチN1を介して貫通電流が流れる。従っ
て、全出力がハイレベルの際は貫通電流が大きくなるの
で、これを防ぐために抵抗の値を大きくする必要があ
る。しかし、この値が大き過ぎるとレベル変換回路の動
作スピードが遅くなると共に、レイアウト面積も増大す
ると言う問題がある。本発明の目的は、ハイレベル電圧
出力時に、高圧電源側から低圧電源側へ貫通電流の流れ
ることのないレベル変換回路及びそれを用いた低消費電
力の高圧パワーICを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のドライバICの
特徴は、低電圧信号を高電圧信号に変換するレベル変換
回路と、前記レベル変換回路の出力によって駆動される
ドライバ回路を有するドライバICにおいて、レベル変
換回路の高圧電源側に設けたP型MOSトランジスタの
ゲート,ソース間電圧を、高圧電源の電圧より十分に低
い電圧に抑えると共に、高圧電源から低圧電源へ流れる
貫通電流を阻止する手段を有することにある。
【0007】また、本発明の他の特徴は、前記レベル変
換回路において、電源側に第1,第2のMOSトランジ
スタを設け、第1,第2のMOSトランジスタのゲート
は互いに他のドレインに接続し、第1,第2のMOSト
ランジスタの電源側とは反対側に各々直列に第1,第2
のクランプ用MOSトランジスタを設け、第1,第2の
クランプ用MOSトランジスタは各々これと直列関係に
ない前記第2,第1のMOSトランジスタのゲート電圧
と自らのゲート電圧の差が所定の電圧以下になった時オ
フするように構成し、レベル変換回路の出力が前記第1
又は第2のMOSトランジスタのゲートから取るようにし
たことにある。
【0008】更に、本発明の他の特徴は、レベル変換回
路を、一方の導電型チャネルを有する第1,第2のMO
Sトランジスタと、他方の導電型チャネルを有する第
3,第4のMOSトランジスタと、第1,第2のスイッ
チ手段から構成し、第1のMOSトランジスタと第1のス
イッチ手段、及び第3のMOSトランジスタを直列に接
続し、第2のMOSトランジスタと第2のスイッチ手
段、及び第4のMOSトランジスタを直列に接続し、第
1のMOSトランジスタのゲートは、第2のMOSトラ
ンジスタと第2のスイッチ手段の共通接続点に接続し、
第2のMOSトランジスタのゲートは、第1のMOSト
ランジスタと第1のスイッチ手段の共通接続点に接続
し、第1,第2のMOSトランジスタのゲート以外の端
子で、第1,第2のスイッチ手段と共通接続点を有しな
い方の端子は高圧電源に接続し、第3,第4のMOSト
ランジスタのゲート以外の端子で、第1,第2のスイッ
チ手段と共通接続点を有しない方の端子は第1の低圧電
源に接続し、第1,第2のスイッチ手段の端子で、第
1,第2,第3,第4のMOSトランジスタの内の何れ
のMOSトランジスタとも共通接続点を有しない端子は
基準電圧源に接続し、前記基準電圧源の電圧は、高圧電
源よりも所定の電圧だけ低い電圧とし、第3,第4のM
OSトランジスタのゲートは、第2の低圧電源を電源に
用いた論理回路の出力に各々接続させ、第3,第4のM
OSトランジスタは互いに相補的に動作するようにし、
前記第1又は第2のMOSトランジスタのゲートを前記
レベル変換回路の出力端子として用い、前記レベル変換
回路の出力信号にて次段のトランジスタを駆動したこと
にある。
【0009】本発明では、第1(第2)のP型MOSト
ランジスタのゲート電圧、即ち第2(第1)のP型MO
Sトランジスタのドレイン電圧が、低圧電源VSSの電
圧まで下げられようとした際に、その電圧が高圧電源H
Vの電圧より幾分(例えば、5V〜20V位)低い所定
の電圧まで下がると、第2(第1)のP型MOSトラン
ジスタと直列に設けた第2(第1)のクランプ用P型M
OSトランジスタがオフする。
【0010】これは、第1及び第2のクランプ用P型M
OSトランジスタのゲート電圧が、高圧電源HVの電圧
より所定の電圧(例えば、5V〜20V位)だけ低く設
定されているので、第2(第1)のP型MOSトランジ
スタのドレイン電圧、即ち第2(第1)のクランプ用P
型MOSトランジスタのソース電圧が高圧電源HVの電
圧より所定の電圧だけ下がると、第2(第1)のクラン
プ用P型MOSトランジスタのゲート・ソース間電圧が
しきい値電圧(約1〜2V)以下となるためである。
【0011】従って、第1(第2)のP型MOSトラン
ジスタ、及び第2(第1)のクランプ用P型MOSトラ
ンジスタのゲート・ソース電圧は所定の電圧(例えば、
5V〜20V位)より高い電圧になる事はない。また、
第2(第1)のクランプ用P型MOSトランジスタがオ
フするので貫通電流が流れる事もない。
【0012】更に、第1又は第2のP型MOSトランジ
スタのゲート電圧で次段の出力ドライバ回路を駆動する
ので、出力ドライバ回路に用いるP型MOSトランジス
タのゲート・ソース間電圧も所定の電圧値を越える事は
ない。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に本発明の第1の実施例を示
す。100はレベル変換回路、200は出力ドライバ回
路である。HVは高圧電源の電圧、VSSは第1の低圧
電源の電圧、VCCは第2の低圧電源の電圧を示す。V
SSは最低電圧レベルの電圧であり、通常はグランド電
位である。
【0014】レベル変換回路100及び出力ドライバ回
路200は、ドライバICの出力ビットの数(例えば6
4ヶ)だけ存在する。レベル変換回路100は、4つの
P型MOSトランジスタP1,P2,MP1,MP2と
2つのN型MOSトランジスタN1,N2からなる。
【0015】P型MOSトランジスタP1,P2のソー
スは、高圧電源HVに接続されており、P1,P2のゲ
ートは互いに他のP型MOSトランジスタのドレインと
接続されている。P型MOSトランジスMP1,MP2
は、各々P1,P2と直列に設けられ、そのゲートは基
準電圧(VG)発生回路300に接続され、高圧電源の
電圧HVより所定の電圧だけ低い電圧VGが印加されて
いる。
【0016】N型MOSトランジスタN1,N2は各々
MP1,MP2と直列に設けられ、N1,N2のソース
は第1の低圧電源VSSに接続され、ゲートにはシフト
レジスタ400の出力信号が入力されている。そして、
N2のゲートにはN1のゲートに入力される信号の反転
信号が入力されている。
【0017】出力ドライバ回路200はP型MOSトラ
ンジスタP3,N型MOSトランジスタN3からなる。
トランジスタP3のソースは高圧電源HVに接続されて
おり、P3のゲートはトランジスタP2のドレイン及び
トランジスタP1のゲートに、P3のドレインは出力端
子に接続されている。また、トランジスタN3のソース
は第1の低圧電源VSSに接続されており、N3のゲー
トはシフトレジスタ400及びトランジスタN1のゲー
ト、N3のドレインは出力端子に接続されている。シフ
トレジスタ400にはクロック信号CLKとデータ信号
DINが入力され、データ信号DINはクロック信号の
1サイクル毎にシフトレジスタ400内を転送される。
【0018】次に、本発明回路の動作を、電圧出力がロ
ウレベルからハイレベルに切換る場合を例にとって説明
する。切換り時、トランジスタN2のゲートには第2の
低圧電源の電圧VCCに相当する電圧信号が、トランジ
スタN1及びN3のゲートには第1の低圧電源の電圧V
SSに相当する電圧信号がシフトレジスタ400より入
力される。従って、トランジスタN1及びN3はオフ状
態、N2はオン状態になる。
【0019】ここで、HV=160V,VG=140
V,VCC=5V,VSS=0V,トランジスタMP2
のしきい値電圧Vthを−1Vとする。出力電圧が最初
ロウレベルにあることからトランジスタP3はオフ状態
にあるので、トランジスタMP2のソース電圧V2は1
60Vである。従って、トランジスタMP2のゲート・
ソース間電圧はVG−V2=140−160=−20V
と、しきい値電圧Vtの−1Vを越えているのでトラン
ジスタMP2はオン状態にある。よって、トランジスタ
N2がオン状態になるに伴って、トランジスタMP2の
ソース電圧V2が低下する。そして、V2の電圧がVG
−Vth=140−(−1)=141Vまで下がると、
トランジスタMP2はオフする。V2の電圧低下に伴っ
てトランジスタP1がオン状態となり、電圧V1が高圧
電源の電圧HVに近づくとトランジスタP2がオフする
ので、トランジスタMP2のソース電圧V2は141V
に保たれる。この時、トランジスタP1,P3のゲート
・ソース間電圧は共にV2−HV=141−160=−
19Vとなり、高圧電源の電圧HVの電圧より十分に小
さくできる。更に、トランジスタP2及びMP2がオフ
されているので、トランジスタN2を介して高圧電源か
ら低圧電源に貫通電流が流れることもない。
【0020】ハイレベルの電圧出力からロウレベルの電
圧出力に切り換わる場合も同様である。この場合、トラ
ンジスタMP1がオフ状態となり、トランジスタMP1
のソース電圧V1は141Vに保たれる。よって、トラ
ンジスタP2のゲート・ソース間電圧は−19Vとな
り、高圧電源の電圧HVの電圧より十分に小さくでき
る。更に、トランジスタP1及びMP1がオフされてい
るので、トランジスタN1を介して高圧電源から低圧電
源に貫通電流が流れることもない。
【0021】尚、トランジスタP1,P2,P3,MP
1、及びMP2のゲート・ソース間には約20Vの電圧
が印加されるので、これらの素子のゲート酸化膜厚は、
ゲート・ソース間に5Vが印加されるトランジスタN
1,N2、及びN3のゲート酸化膜厚よりも厚く(約3
〜4倍)している。
【0022】ここで、ダイオード500の役割について
説明する。このダイオード500は、負荷駆動時にドラ
イバICの高圧電源の電圧HVをある期間だけ下げて使
う場合に機能する。例えば、HVを160Vから60V
に下げる場合、電圧を急速に下げるとVG発生回路30
0の動作が間に合わず、HVがVGより一時的にかなり
低くなる場合が生じる。その結果、ドライバICの高速
動作を妨げる事がある。この時、ダイオード500が有
ると、HVはVGより約0.8V 以上低くなる事はな
い。このため、HVを60Vに急速に下げても、VGの
所定の値(実施例では40V)に短時間で回復するので
ドライバICの動作遅延は殆ど生じない。図2は本発明
の第2の実施例である。図1の第1,第2のクランプ用
MOSトランジスタMP1,MP2の代りに第1,第2
のクランプ用バイポーラトランジスタBP1,BP2を
用いた場合である。BP1,BP2は共にPNP型バイ
ポーラトランジスタであり、そのベースは共にVG発生
回路300に接続される。また、BP1のエミッタはP
型MOSトランジスタP1のドレインとP型MOSトラ
ンジスタP2のゲートに接続され、BP1のコレクタは
N型MOSトランジスタN1のドレインに接続される。
また、BP2のエミッタはP型MOSトランジスタP2
のドレインとP型MOSトランジスタP1のゲートに接
続され、BP2のコレクタはN型MOSトランジスタのN
2のドレインに接続される。
【0023】本発明回路の動作を、電圧出力がロウレベ
ルからハイレベルに切換る場合を例にとって説明する。
切換り時、トランジスタN2のゲートには第2の低圧電
源の電圧VCCに相当する電圧信号が、トランジスタN
1及びN3のゲートには第1の低圧電源の電圧VSSに
相当する電圧信号がシフトレジスタ400より入力され
る。従って、トランジスタN1及びN3はオフ状態、N
2はオン状態になる。ここで、HV=160V,VG=
140V,VCC=5V,VSS=0V,トランジスタB
P2のベース・エミッタ間順方向電圧VBEを0.8V
とする。出力電圧が最初ロウレベルにあることからトラ
ンジスタP3はオフ状態にあるので、トランジスタBP
2のエミッタ電圧V2は160Vである。従って、トラ
ンジスタBP2はオン状態にある。よって、トランジス
タN2がオン状態になるに伴って、トランジスタBP2
のエミッタ電圧V2が低下する。そして、V2の電圧が
VG+VBE=140+0.8=140.8Vまで下がる
と、トランジスタBP2はオフする。V2の電圧低下に
伴ってトランジスタP1がオン状態となり、電圧V1が
高圧電源の電圧HVに近づくとトランジスタP2がオフ
するので、トランジスタBP2のエミッタ電圧V2は1
40.8V に保たれる。この時、トランジスタP1,P
3のゲート・ソース間電圧は共にV2−HV=140.
8−160=−19.2V となり、高圧電源の電圧HV
の電圧より十分に小さくできる。更に、トランジスタP
2及びBP2がオフされているので、トランジスタN2
を介して高圧電源から低圧電源に貫通電流が流れること
もない。
【0024】ハイレベルの電圧出力からロウレベルの電
圧出力に切り換わる場合も同様である。この場合、トラ
ンジスタMP1がオフ状態となり、トランジスタBP1
のエミッタ電圧V1は140.8V に保たれる。よっ
て、トランジスタP2のゲート・ソース間電圧は−1
9.2V となり、高圧電源の電圧HVの電圧より十分に
小さくできる。更に、トランジスタP1及びMP1がオ
フされているので、トランジスタN1を介して高圧電源
から低圧電源に貫通電流が流れることもない。
【0025】尚、トランジスタP1,P2及びP3のゲ
ート・ソース間には約20Vの電圧が印加されるので、
これらの素子のゲート酸化膜厚は、ゲート・ソース間に
5Vが印加されるトランジスタN1,N2、及びN3の
ゲート酸化膜厚よりも厚く(約3〜4倍)している。
【0026】図3は本発明の第3の実施例である。基本
的な回路構成は第1の実施例の場合とほぼ同じである。
レベル変換回路100は、4つのN型MOSトランジス
タN1,N2,MN1,MN2と2つのP型MOSトラ
ンジスタP1,P2からなる。
【0027】N型MOSトランジスタN1,N2のソー
スは、第1の低圧電源VSSに接続されており、N1,
N2のゲートは互いに他のN型MOSトランジスタのド
レインと接続されている。N型MOSトランジスタMN
1,MN2は、各々N1,N2と直列に設けられ、その
ゲートは基準電圧(VG)発生回路300に接続され、
第1の低圧電源の電圧VSSより所定の電圧だけ高い電
圧VGが印加されている。
【0028】P型MOSトランジスタP1,P2は各々
MN1,MN2と直列に設けられ、P1,P2のソース
は高圧電源HVに接続され、ゲートにはシフトレジスタ
400の出力信号が入力されている。そして、P2のゲー
トにはP1のゲートに入力される信号の反転信号が入力
されている。
【0029】出力ドライバ回路200は、N型MOSト
ランジスタN3,P型MOSトランジスタP3からな
る。トランジスタN3のソースは第1の低圧電源VSS
に接続されており、N3のゲートはトランジスタN2の
ドレイン及びトランジスタN1のゲートに、N3のドレ
インは出力端子に接続されている。また、トランジスタ
P3のソースは高圧電源VHに接続されており、P3の
ゲートはシフトレジスタ400及びトランジスタP1の
ゲート、P3のドレインは出力端子に接続されいる。シ
フトレジスタ400にはクロック信号CLKとデータ信
号DINが入力され、データ信号DINはクロック信号
の1サイクル毎にシフトレジスタ400内を転送され
る。
【0030】本発明回路の動作を、電圧出力がハイレベ
ルからロウレベルに切換る場合を例にとって説明する。
ここで、HV=0V,VG=−140V,VCC=−5
V,VSS=−160V,トランジスタMN2のしきい
値電圧Vthを1Vとする。切換り時、トランジスタP
2のゲートには第2の低圧電源の電圧VCCに相当する
電圧信号が、トランジスタP1及びP3のゲートには高
圧電源の電圧VHに相当する電圧信号がシフトレジスタ
400より入力される。従って、トランジスタP1及び
P3はオフ状態、P2はオン状態になる。
【0031】出力電圧が最初ハイレベルにあることから
トランジスタN3はオフ状態にあるので、トランジスタ
MN2のソース電圧V2は−160Vである。従って、
トランジスタMN2のゲート・ソース間電圧はVG−V
2=−140−(−160)=20Vと、しきい値電圧
Vthの1Vを越えているのでトランジスタMN2はオ
ン状態にある。よって、トランジスタP2がオン状態に
なるに伴って、トランジスタMN2のソース電圧V2が
上昇する。そして、V2の電圧がVG−Vth=−14
0−1=−141Vまで上がると、トランジスタMN2
はオフする。V2の電圧上昇に伴ってトランジスタN1
がオン状態となり、電圧V1が第1の低圧電源の電圧V
SSに近づくとトランジスタN2がオフするので、トラ
ンジスタMN2のソース電圧V2は141Vに保たれ
る。この時、トランジスタN1,N3のゲート・ソース
間電圧は共にV2−HV=−141−(−160)=19
Vとなり、電源電圧の絶対値160Vより十分に小さく
できる。更に、トランジスタN2及びMN2がオフされ
ているので、トランジスタP2を介して高圧電源から低
圧電源に貫通電流が流れることもない。ロウレベルの電
圧出力からハイレベルの電圧出力に切り換わる場合も同
様である。
【0032】尚、トランジスタN1,N2,N3,MN
1、及びMN2のゲート・ソース間には約20Vの電圧
が印加されるので、これらの素子のゲート酸化膜厚は、
ゲート・ソース間に5Vが印加されるトランジスタP
1,P2、及びP3のゲート酸化膜厚よりも厚く(約3
〜4倍)している。
【0033】図4〜図6に、本発明のドライバICに用
いるVG電圧発生手段の実施例を示す。
【0034】図4にバイポーラトランジスタ310と抵
抗R10,R20及び定電流源320によりVG電圧を形
成した例を示す。定電流源320により抵抗R10,R
20に電流が流れ、抵抗R10の電圧がバイポーラトラ
ンジスタ310のベース・エミッタ間のビルトイン電圧
VBE(約0.7V)を越えると、バイポーラトランジス
タ310がオンし、抵抗R10の電圧はVBEにクラン
プされる。従って、抵抗R10と抵抗R20の抵抗比を
適当に選ぶことにより、VGを所定の電圧に設定でき
る。例えば、VBE=0.7V,R10=1 キロオーム
とすると、R20=29キロオームとすることにより、
HVより21V低い電圧がVGとして発生する。
【0035】図5にP型MOSトランジスタ311と抵
抗R10,R20及び定電流源320によりVG電圧を形
成した例を示す。トランジスタ311のしきい値電圧V
thを−1Vとすると、R10の電圧は約1Vに決ま
る。従って、図4の場合と同様にR20の値を適当に選
ぶことにより、VGを所定の電圧に設定できる。
【0036】図6にツェナーダイオード312と抵抗R
10,R20及び定電流源320によりVG電圧を形成
した例を示す。ツェナー電圧を7Vとして3個直列接続
することにより、HVより21V低い電圧がVGとして
発生する。
【0037】尚、定電流源320は、例えばN型トラン
ジスタとそのソース側に設けた抵抗で形成し、その抵抗
値を適当な値に選んでゲート・ソース間電圧を調整する
ことにより得られる。
【0038】図7は本発明の第4の実施例である。第1
の実施例における第1,第2のMOSトランジスタP1,
P2が、第1,第2のバイポーラトランジスタB1,B
2に置き換えられたものである。回路の動作は基本的に
第1の実施例の場合と同じである。
【0039】図8は本発明の第1の実施例における出力
ドライバ回路の変形例である。出力ドライバの最終段を
プルアップ,プルダウン共にN型MOSトランジスタN
4,N3とした場合である。トランジスタN4のゲート
・ソース間にはツェナーダイオード40が設けられ、ゲ
ート・ソース間に所定の電圧(例えば6V)以上は印加
されない。トランジスタP30,N40はプルアップ側
のN型MOSトランジスタN4のゲート容量の充放電を
行い、N4のオン,オフを決定する。
【0040】図9は本発明の第1の実施例における出力
ドライバ回路の別の変形例で、出力ドライバの最終段に
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタIGB1,IGB
2を用いている。MOSトランジスタより負荷駆動能力
の高い絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いるこ
とにより、同じ電流を流す場合にMOSトランジスタよ
りも素子サイズを小さくすることができる。
【0041】図10は本発明のレベル変換回路を用いた
ドライバICのブロック構成図である。1000はドラ
イバIC、Q1〜Q64は負荷を駆動するための出力信
号、CLKはクロック信号、DINは入力データ信号、
DOUTは次のドライバICにデータ信号を伝えるため
の出力信号である。レベルシフト及びデータラッチ回路
400,レベル変換回路100,出力ドライバ回路20
0は、出力信号Q1〜Q64に対応して各々1回路ずつ
計64組の回路があるが、VG電圧発生手段はドライバ
IC当たり1回路で良い。
【0042】尚、これまで述べた実施例では、VG発生
回路300をチップ内に設けているが、VG電圧は外部
電源から供給しても良い。この場合、チップ内にVG発
生回路300を設ける必要はない。
【0043】図11は本発明のドライバICを、EL(E
lectro Luminescence),LED(Light Emitting Diod
e)、プラズマあるいは液晶等のディスプレイパネルを
駆動するICとして用いた場合の構成図である。200
0は480X640(X3)画素のVGAカラーディスプレイパ
ネルであり、1100はデータ(アドレス)ドライバI
C、1200はスキャンドライバIC、1110はアド
レス電極配線、1210は表示電極配線である。尚、簡単化
のために図ではパネルの外周部のみ配線を示し、セルも
図示していない。データドライバIC1100,スキャンドラ
イバIC1200の回路ブロック構成は、図10に示したドラ
イバIC1000の構成と同じである。データ及びスキャンド
ライバICの出力ビット数を64とすると、データドラ
イバICは30個、スキャンドライバICは8個使われ
る。このドライバICを用いてパネル内の負荷、即ちセ
ル(図示せず)に寄生する容量及び電極配線容量を充放
電する。ディスプレイパネルに使われるドライバICの
数は多く、今後の高精細化により更にその数は増加する
ので、ドライバICの消費電力を下げることによりパネ
ルの低消費電力化も実現できる。
【0044】図12は本発明のドライバICをインクジ
ェットプリンタ装置に用いた場合のヘッド部分周辺の構
成図である。
【0045】3000はインクジェットプリンタのヘッ
ド部、3100はノズル、3200は共通電極、330
0は個別電極、3400はヒータ、3500はインク
溝、3600は各ノズルを分離する隔壁、3700はオ
リフィスプレート、3800はシリコン基板、1300
は本発明のドライバICであり、本発明の実施例で示し
たレベル変換回路100,出力ドライバ回路200,V
G発生回路300を少なくとも有する。そして、ドライ
バIC1300の信号出力用ボンディングパッド1310とヘッド
部の個別電極3300は、ボンディングワイヤー331
0で接続されている。本実施例では、ヒータ3400が
ドライバICの駆動する主な負荷である。
【0046】ドライバIC1300の出力電圧がハイレベルに
なると個別電極3300に電圧が印加される。そして、
共通電極3200と個別電極3300の間に設けられた
ヒータ3400に電流が流れてヒータが加熱されること
により、ノズル3100内に満たされたインクが熱膨張
してノズルより噴出される。
【0047】本発明のドライバICを用いることによ
り、インクジェットプリンタ装置の消費電力を低減でき
る。
【0048】図13は本発明のドライバICをモータ装
置に用いた場合の構成図である。
【0049】4000はDCブラシレスモータ、410
0はホールIC、5000は交流電源、5100は整流
装置である。1400は本発明のドライバICであり、
高圧パワー素子を用いた駆動回路部である出力ドライバ
回路200,レベル変換回路100、及びVG発生回路
300と、低圧素子を用いた論理制御部を1チップに集
積化したものである。1410,1430はコンパレー
タ、1420はオシレータ、1440は3相ディストリ
ビュータである。本ドライバICは、モータ装置の内部
に組み込んで使うことができる。
【0050】図に示したブラシレスモータ制御では、下
側アームのトランジスタN3やIGB2を20kHz程度、
下側アームのトランジスタP3やN4,IGB1をモー
タの回転数に応じた100kHz以下の低周波数で駆動
する。モータ速度の可変速化は、下側アームをパルス幅
変調(PWM)制御して行う。即ち、ホールICによっ
て検出されたモータの磁極位置を示す信号をドライバIC
1400が受け取り、U,V,Wの相切換えを行うと共に、
モータ制御用マイコン(図示せず)がホールICの出力
信号からモータの回転数を検出し、これと速度指令を比
較した信号VSPをドライバIC1400に伝える。ドライバ
IC1400ではVSPとPWM制御のキャリア信号を比較し
て下側アームのパルス幅を決めている。
【0051】以上、本発明をディスプレイ装置,インク
ジェットプリンタ装置,モータ装置を駆動するドライバ
ICに適用した場合を説明したが、本発明はこれらの電
子装置以外に、ファクシミリ装置やLED,液晶プリン
タ、或いはインバータ照明装置等インバータ制御を用い
る電子装置の駆動用ICとして適用可能である。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、レベル変換回路及び出
力ドライバ回路を構成するMOSトランジスタのゲート
・ソース間に所定(例えば5V〜20V)の電圧以上の
電圧が印加されることがないので、高耐圧のゲート酸化
膜が不要となりMOSトランジスタの作製が容易にな
る。また、ハイレベル電圧出力時に定常的に貫通電流が
流れることがないので、多ビット出力の高圧パワーIC
の低消費電力化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すレベル変換及び出
力ドライバ部の回路構成図。
【図2】本発明の第2の実施例を示すレベル変換及び出
力ドライバ部の回路構成図。
【図3】本発明の第3の実施例を示すレベル変換及び出
力ドライバ部の回路構成図。
【図4】本発明のドライバICに用いる基準電圧発生手
段の一実施例を示す回路図。
【図5】本発明のドライバICに用いる基準電圧発生手
段の別の実施例を示す回路図。
【図6】本発明のドライバICに用いる基準電圧発生手
段の更に別の実施例を示す回路図。
【図7】本発明の第4の実施例を示すレベル変換及び出
力ドライバ部の回路構成図。
【図8】本発明の第1の実施例に於いて、出力ドライバ
部の変形例を示す回路構成図。
【図9】本発明の第1の実施例に於いて、出力ドライバ
部の他の変形例を示す回路構成図。
【図10】本発明のドライバICのブロック構成図。
【図11】本発明のドライバICを用いたディスプレイ
装置のブロック構成図。
【図12】本発明のドライバICを用いたプリンタ装置
のブロック構成図。
【図13】本発明のドライバICを用いたモータ装置の
ブロック構成図。
【図14】従来のドライバICに用いられているレベル
変換及び出力ドライバ部の回路構成図。
【図15】従来のドライバICに用いられているレベル
変換及び出力ドライバ部の他の回路構成図。
【符号の説明】
100…レベル変換回路、200…出力ドライバ回路、
300…VG発生回路、320…定電流源、400…シ
フトレジスタ及びラッチ回路、1000,1100,120
0,1300,1400…ドライバIC、2000…デ
ィスプレイパネル、3000…インクジェットプリンタ
のヘッド部、3100…ノズル、3200…共通電極、33
00…個別電極、3400…ヒータ、4000…ブラシ
レスモータ、4100…ホールIC、HV…高圧電源の
電圧、VSS…第1の低圧電源の電圧、VCC…第2の
低圧電源の電圧。
フロントページの続き (72)発明者 岩村 将弘 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低電圧信号を高電圧信号に変換するレベル
    変換回路と、前記レベル変換回路の出力によって駆動さ
    れるドライバ回路を有し、 前記レベル変換回路は、レベル変換の際に定常的に貫通
    電流が流れる事のない様、ドライバ回路の出力電圧の最
    高電圧と最低電圧の中間電圧である所定の電圧を検知し
    てオフするスイッチ手段を有し、 前記レベル変換回路の出力として前記中間電圧を用い、
    出力段のトランジスタのうち少なくとも一つのトランジ
    スタを駆動する事を特徴とするドライバIC。
  2. 【請求項2】低電圧信号を高電圧信号に変換するレベル
    変換回路と、前記レベル変換回路の出力によって駆動さ
    れるドライバ回路を有し、 前記レベル変換回路は、電源側に設けた第1,第2のM
    OSトランジスタを有し、第1,第2のMOSトランジ
    スタのゲートは互いに他のドレインに接続され、前記レ
    ベル変換回路は、第1,第2のMOSトランジスタの電
    源側とは反対側に各々直列に設けた第1,第2のクラン
    プ用MOSトランジスタを有し、第1,第2のクランプ
    用MOSトランジスタは各々これと直列関係にない前記
    第2,第1のMOSトランジスタのゲート電圧と自らの
    ゲート電圧の差が所定の電圧以下になった時オフするよ
    う動作し、 前期レベル変換回路の出力が前記第1のMOSトランジ
    スタのゲートから取られている事を特徴とするドライバ
    IC。
  3. 【請求項3】低電圧信号を高電圧信号に変換するレベル
    変換回路と、前記レベル変換回路の出力によって駆動さ
    れるドライバ回路を有し、 前記レベル変換回路は、電源側に設けた第1,第2のM
    OSトランジスタを有し、第1,第2のMOSトランジ
    スタのゲートは互いに他のドレインに接続され、 前記レベル変換回路は、第1,第2のMOSトランジス
    タの電源側とは反対側に各々直列に設けた第1,第2の
    クランプ用バイポーラトランジスタを有し、第1,第2
    のクランプ用バイポーラトランジスタは各々これと直列
    関係にない前記第2,第1のMOSトランジスタのゲー
    ト電圧と自らのベース電圧の差が所定の電圧以下になっ
    た時オフするよう動作し、 前期レベル変換回路の出力が前記第1のMOSトランジ
    スタのゲートから取られている事を特徴とするドライバ
    IC。
  4. 【請求項4】一方の導電型チャネルを有する第1,第2
    のMOSトランジスタと、他方の導電型チャネルを有す
    る第3,第4のMOSトランジスタと、第1,第2のス
    イッチ手段からなるレベル変換回路を有し、 第1のMOSトランジスタと第1のスイッチ手段、及び
    第3のMOSトランジスタが直列に接続され、 第2のMOSトランジスタと第2のスイッチ手段、及び
    第4のMOSトランジスタが直列に接続され、 第1のMOSトランジスタのゲートは、第2のMOSト
    ランジスタと第2のスイッチ手段の共通接続点に接続さ
    れ、 第2のMOSトランジスタのゲートは、第1のMOSト
    ランジスタと第1のスイッチ手段の共通接続点に接続さ
    れ、 第1,第2のMOSトランジスタのゲート以外の端子
    で、第1,第2のスイッチ手段と通接続点を有しない方
    の端子は高圧電源に接続され、 第3,第4のMOSトランジスタのゲート以外の端子
    で、第1,第2のスイッチ手段と共通接続点を有しない
    方の端子は第1の低圧電源に接続され、 第1,第2のスイッチ手段の端子で、第1,第2,第
    3,第4のMOSトランジスタの内の何れのMOSトラ
    ンジスタとも共通接続点を有しない端子は基準電圧源に
    接続され、 前記基準電圧源の電圧は、高圧電源よりも所定の電圧だ
    け低い電圧であり、 第3,第4のMOSトランジスタのゲートは、第2の低
    圧電源を電源に用いた論理回路の出力に各々接続され、
    第3,第4のMOSトランジスタは互いに相補的に動作
    し、 前記第1又は第2のMOSトランジスタのゲートを前記
    レベル変換回路の出力端子として、前記レベル変換回路
    の出力信号にて次段のトランジスタを駆動する事を特徴
    とするドライバIC。
  5. 【請求項5】一方の導電型チャネルを有する第1,第2
    のMOSトランジスタと、他方の導電型チャネルを有す
    る第3,第4のMOSトランジスタと、第1,第2のス
    イッチ手段からなるレベル変換回路を有し、 第1のMOSトランジスタと第1のスイッチ手段、及び
    第3のMOSトランジスタが直列に接続され、 第2のMOSトランジスタと第2のスイッチ手段、及び
    第4のMOSトランジスタが直列に接続され、 第1のMOSトランジスタのゲートは、第2のMOSト
    ランジスタと第2のスイッチ手段の共通接続点に接続さ
    れ、 第2のMOSトランジスタのゲートは、第1のMOSト
    ランジスタと第1のスイッチ手段の共通接続点に接続さ
    れ、 第1,第2のMOSトランジスタのゲート以外の端子
    で、第1,第2のスイッチ手段と共通接続点を有しない
    方の端子は第1の低圧電源に接続され、 第3,第4のMOSトランジスタのゲート以外の端子
    で、第1,第2のスイッチ手段と共通接続点を有しない
    方の端子は高圧電源に接続され、 第1,第2のスイッチ手段の端子で、第1,第2,第
    3,第4のMOSトランジスタの内の何れのMOSトラ
    ンジスタとも共通接続点を有しない端子は基準電圧源に
    接続され、 前記基準電圧源の電圧は、第1の低圧電源よりも所定の
    電圧だけ高い電圧であり、 第3,第4のMOSトランジスタのゲートは、第2の低
    圧電源を電源に用いた論理回路の出力に各々接続され、
    第3,第4のMOSトランジスタは互いに相補的に動作
    し、 前記第1又は第2のMOSトランジスタのゲートを前記
    レベル変換回路の出力端子として、前記レベル変換回路
    の出力信号にて次段のトランジスタを駆動する事を特徴
    とするドライバIC。
  6. 【請求項6】請求項4または請求項5記載のドライバI
    Cにおいて、前記第1,第2のスイッチ手段がMOSト
    ランジスタであり、そのゲート端子が前記基準電圧源に
    接続されている事を特徴とするドライバIC。
  7. 【請求項7】請求項4または請求項5記載のドライバI
    Cにおいて、前記第1,第2のスイッチ手段がバイポー
    ラトランジスタであり、そのベース端子が前記基準電圧
    源に接続されている事を特徴とするドライバIC。
  8. 【請求項8】請求項2乃至請求項5記載のドライバIC
    において、前記第1,第2のMOSトランジスタ、及び
    前記第1,第2のクランプ用MOSトランジスタのゲー
    ト酸化膜厚が、外のMOSトランジスタのゲート酸化膜
    厚より厚い事を特徴とするドライバIC。
  9. 【請求項9】請求項2乃至請求項5記載のドライバIC
    において、前記第1,第2のクランプ用MOSトランジ
    スタのゲート電圧、前記第1,第2のクランプ用バイポ
    ーラトランジスタのベース電圧、及び前記基準電圧源の
    電圧が印加されている電源線と、前記高圧電源の電線又
    は前記低圧電源の電源線間に、ダイオードを逆バイアス
    される様に接続した事を特徴とするドライバIC。
  10. 【請求項10】複数個の負荷を内部に有し、その負荷を
    充放電或いは通電する事により機能する電子装置であ
    り、前記複数個の負荷を請求項1から請求項9記載のド
    ライバICの内の何れかを用いて前記負荷を駆動する事
    を特徴とする電子装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420936B1 (en) 2000-08-29 2002-07-16 Nec Corporation Power controller and power controlling method
JP2006058770A (ja) * 2004-08-23 2006-03-02 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置の駆動回路
KR100698239B1 (ko) * 2000-08-30 2007-03-21 엘지.필립스 엘시디 주식회사 쉬프트 레지스터 회로
KR100753365B1 (ko) * 2001-10-16 2007-08-30 삼성전자주식회사 쉬프트 레지스터 및 이를 갖는 액정표시장치
CN100392693C (zh) * 2003-12-25 2008-06-04 三洋电机株式会社 显示装置
JP2009265682A (ja) * 2009-06-29 2009-11-12 Hitachi Ltd 表示装置、pdp表示装置及びその駆動回路
JP2010092056A (ja) * 2009-10-14 2010-04-22 Hitachi Ltd Pdp表示装置
JP2017163215A (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 出力回路
CN109194126A (zh) * 2018-10-23 2019-01-11 珠海市微半导体有限公司 一种电源切换电路

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420936B1 (en) 2000-08-29 2002-07-16 Nec Corporation Power controller and power controlling method
EP1187294A3 (en) * 2000-08-29 2004-07-28 NEC Electronics Corporation Power controller and power controlling method
KR100698239B1 (ko) * 2000-08-30 2007-03-21 엘지.필립스 엘시디 주식회사 쉬프트 레지스터 회로
KR100753365B1 (ko) * 2001-10-16 2007-08-30 삼성전자주식회사 쉬프트 레지스터 및 이를 갖는 액정표시장치
CN100392693C (zh) * 2003-12-25 2008-06-04 三洋电机株式会社 显示装置
JP2006058770A (ja) * 2004-08-23 2006-03-02 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置の駆動回路
JP2009265682A (ja) * 2009-06-29 2009-11-12 Hitachi Ltd 表示装置、pdp表示装置及びその駆動回路
JP2010092056A (ja) * 2009-10-14 2010-04-22 Hitachi Ltd Pdp表示装置
JP2017163215A (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 出力回路
KR20170104394A (ko) * 2016-03-07 2017-09-15 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 출력 회로
TWI702797B (zh) * 2016-03-07 2020-08-21 日商艾普凌科有限公司 輸出電路
CN109194126A (zh) * 2018-10-23 2019-01-11 珠海市微半导体有限公司 一种电源切换电路
CN109194126B (zh) * 2018-10-23 2024-05-03 珠海一微半导体股份有限公司 一种电源切换电路

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