JPS614320A - 信号レベル変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野 本発明は、高レベルと低レベルとの２値をとる入力信号
から、そのレベル変換されている出力信号を出力させる
レベル変換回路を有する信号レベル変換回路の改良に関
する。

従来の技術 このようなレベル変換回路として、従来、第２図を伴な
って次に述べる構成を有するものが提案されている。

すなわち、レベル変換回路１を有する。

このレベル変換回路１は、ソース及びドレインの一方例
えばソースが例えばＯＶという高レベルの電位が与えら
れる電源端子Ｅ１に接続されている、例えばＰチャンネ
ル型のスイッチング用電界効果トランジスタ２と、一端
がスイッチング用電界効果トランジスタ２のソース及び
ドレインの他方すなわちドレインに接続され、他端が例
えば−１、、４８Ｖ〜−１，８Ｖという低レベルの電位
が与えられる電源端子Ｅ２に接続されている分圧用抵抗
３とを有する。

しかして、レベル変換回路１のスイッチング用電界効果
トランジスタ２のゲートから、信号入力端子４が直接的
に導出され、その信号入力端子４を介して、スイッチン
グ用電界効果トランジスタ２のゲートに、上述した電源
端子Ｅ１と、例えば−５，２■という低レベルの電位が
与えられる電源端子Ｅ３との間の電源によって動作する
例えばＭＩＳ電界効呆トランジスタを用いて構成された
論理回路５からの、ＯＶの、高レベルと、−５，２Ｖの
低レベルとの２値をとる出力信号ＶＡが、入力信号とし
て供給されるようになされている。

また、レベル変換回路１のスイッチング用電界効果トラ
ンジスタ２と分圧用抵抗３との接続中点から信号出力端
子６が導出され、そして、その信号出力端子６に得られ
る出力信号ＶＢが、例えば上述した電源端子Ｅ１に与え
られていると同じＯＶという高レベルの電位が与えられ
る電源端子Ｅ１’　と、例えば上述した電滅端子Ｅ３に
与えられていると同じ−５，２Ｖという低レベルの電位
が与えられている電源端子Ｅ３’　との間の電源によっ
て例えば−０，８Ｖ〜−１，１■の高レベルと、例えば
−１，４８Ｖ〜−１，８■の低レベルとの２値をとる入
力信号によって動作する例えばバイポーラ型トランジス
タを用いて構成された例えばエミッタ結合型論理回路７
に、出力されるようになされている。

以上が、術来提案されている信号レベル変換回路の構成
である。

このような構成を有する信号レベル変換回路によれば、
論理回路５から、信号入力端子４を介してレベル変換回
路１の信号入力端子４に入力信号として供給される出力
信号ＶＡが低レベル（−５，２Ｖ）であるとき、レベル
変換回路１におけるスイッチング用電界効果トランジス
タ２がオンし、電源端子Ｅ１からスイッチング用電界効
果トランジスタ２及び分圧用抵抗３を通って電源端子Ｅ
２側に向って電流が流れる。従って、分圧用抵抗３の値
を適当に選定しておく（例えば５０Ωの値に）ことによ
り、信号出力端子６に、出力信号ＶＢが、スイッチング
用電界効果トランジスタ２のオン抵抗と分圧用抵抗３と
によって電源端子Ｅ１及びＥ２．間の電圧が分圧された
高レベル（，０，８Ｖ〜−１，１Ｖ）をとって得られる
。

また、入力信号としての出力信号ＶＡが高レベル（ＯＶ
）であるとき、レベル変換回路１におけるスイッチング
用電界効果トランジスタ２はオフ状態を保つ。従って、
信号出力端子６に、出力信号ＶＢが、低レベル（−１゜
４８Ｖ〜−１，８Ｖ）をとって得られ、その出力信号Ｖ
Ｂが論理回路７に供給される。

従って、第２図に示す信号レベル変換回路によれば、信
号レベル変換回路としての機能が得られる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第２図に示す信号レベル変ζ　　　　　
ｍ＠’Ｍ（Ｄ’ｊｌＡ＠・＋（７）　ｖ＜′ｖ＊＊［１
ｌｉｌｊ！ｊｔ　１　ｔＪ）シツチング用電界効果トラ
ンジスタ２がオンしているときの抵抗すなわちオン抵抗
が、信号レベル変換回路の外囲温度が高くなるに応じて
低下するという負極性の温度依存性を有するため、信号
出力端子６に得られる出力信号ＶＢの高レベルが、第３
図に示すように温度が高くなるに応じて低下して予定の
レベル範囲を脱し、このため、信号レベル変換回路の外
囲温度の変化によって、出力信号ＶＢの供給される論理
回路７に、誤動作を生せしめるという欠点を有していた
。

このことは、現在のように、論理回路７が、第３図で斜
線図示の範囲で、温度が高くなるに応じて高レベルが高
くなる入力信号を予定した構成に、規格化されている場
合は、尚更である。

問題点を解決するための手段 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な信号レ
ベル変換回路を提案せんとするものである。

本発明による信号レベル変換回路によれば、第２図で上
述した従来の信号レベル変換回路との場合と同様に、ソ
ース及びドレインの一方が第１の電源端子に接続されて
いるスイッチング用電界効果］−ランジスタと、一端が
スイッチング用電界効果トランジスタのソース及びドレ
インの使方に接続され、細端が第２の電源端子に接続さ
れている分圧用抵抗とを有し、第１及び第２の電源端子
間の第１の電源を用い、スイッチング用電界効果トラン
ジスタのゲートに高レベルと低レベルとの２値をとる入
力信号を入力させることにより、その入力信号のレベル
変換されている出力信号を、スイッチング用電界効果ト
ランジスタと分圧用抵抗との接続中点から導出している
信号出力端子に出力させるレベル変換回路を有している
。

しかしながら、本発明による信号レベル変換回路は、上
述した構成を有する信号レベル変換回路において、一端
が第１の電源端子に接続されている、レベル変換回路の
スイッチング用電界効果トランジスタのオン抵抗と同じ
極性の温度依存性を有する第１の抵抗回路と、一端が第
１の抵抗回路の細端に接続され、細端が第３の電源端子
に接続されている、第１の抵抗回路とは逆極性の温度依
存性を有する第２の抵抗回路とを有し、第１及び第３の
電源端子間の第２の電源を入力として、温度補償されて
いる第３の電源を、第１の電源端子と、第１及び第２の
抵抗回路の接続中点から導出されている第４の電源端子
との間に出力させる湿度補償電源回路を有する。

また、高レベルと低レベルとの２値をとる入力信号が供
給される信号入力端子が導出され、第１及び第４の電源
端子間の第３の電源を用い、信号入力端子に供給される
入力信号を入力として、その入力信号のインバートされ
ている出力信号をレベル変換回路のスイッチング用電界
効果トランジスタのゲートに出力させるインバータを有
する。

さらに、レベル変換回路が、スイッチング用電界効果ト
ランジスタのソース及びドレイン間に接続されている、
スイッチング用電界効果トランジスタのオン抵抗とは逆
の温度依存性を有する第３の抵抗回路を有する。

作　　用 以上が、本発明による信号レベル変換回路の構成である
。

このような構成を有する本発明による信号レベル変換回
路によれば、信号入力端子に供給される入力信号にもと
ずき、インバータから入力信号のインバートされている
出力信号が得られ、その出力信号がレベル変換回路に供
給される。この場合、インバータが、第１の電源端子と
、互に逆極性の温度依存性を有する第１及び第２の抵抗
回路を有する湿度補償電源回路から導出されている第４
の電源端子との間で得られる温度補償された第３の電源
で動作し、しかも、レベル変換回路のスイッチング用電
界効果トランジスタと並列関係−に、そのスイッチング
用電界効果トランジスタと逆極性の温度依存性を有する
第３の抵抗回路が接続されているので、仮え、信号レベ
ル変換回路の外囲温度が比較的大きく変化しても、信号
出力端子から、入力信号のレベル変換された出力信号を
、高レベル及び低レベルの何れについても予定のレベル
範囲で得ることができる。

発明の効果 よって、本発明による信号レベル変換回路によれば、仮
え、信号レベル変換回路の外囲温度が比較的大きく変化
しても、入力信号のレベル変換された出力信号の供給さ
れる論理回路に、誤動作を生せしめない、という特徴を
有する。

実施例 次に、第１図を伴なって、本発明による信号レベル変換
回路の実施例を述べよう。

第１図において、第２図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。

第１図に示す本発明による信号レベル変換回路は、次に
述べる構成を有する。

すなわち、第２図で上述した従来の信号レベル変換回路
の場合と同様に、例えばソースが高レベルの電位が与え
られる電源端子Ｅ１に接続されているスイッチング用電
界効果トランジスタ２と、一端がスイッチング用電界効
果トランジスタ２のドレインに接続され、他端が低レベ
ルの電位が与えられる電源端子Ｅ２に接続されている分
圧、用抵抗３とを有するレベル変換回路１を有する。

しかして、レベル変換回路１のスイッチング用電界効果
トランジスタ２のゲートから、信号入力端子４は直接的
に導出されていないが、スイッチング用電界効果トラン
ジスタ２のゲートに、後述するインバータ１８からの、
後述する信号入力端子４に入力信号として供給される出
力信号ＶＡのインバートされた出力信号ＶＣが供給され
るようになされている。

また、第２図で上述した従来の信号レベル変換回路の場
合と同様に、レベル変換回路１のスイッチング用電界効
果トランジスタ２と分圧用抵抗３との接続中点から信号
出力端子６が導出され、そして、その信号出力端子６に
得られる出力信号ＶＢが、電源端子Ｅ１’及びＥ３’間
の電源によって動作するバイポーラ型トランジスタを用
いて構成されたエミッタ結合型論理回路７に出力される
ようになされている。

また、湿度補償電源回路１０を有する。

この湿度補償電源回路１０は、一端が上述した電源端子
Ｅ１に接続されている抵抗回路１１と、一端が抵抗回路
１１の他端に接続され、他端が上述した電源端子Ｅ３に
接続されている抵抗回路１２とを有し、しかして、抵抗
回路１１及び１２の接続中点からで電源端子Ｅ４が導出
されている。

この場合、抵抗回路１１は、レベル変換回路１のＰチャ
ンネル型のスイッチング用電界効果トランジスタ２のオ
ン抵抗と同じ極性の温度依存性を有し、実際上、ゲート
及びソースが互に接続されているスイッチング用電界効
果トランジスタ２と同様のＰチャンネル型のトランジス
タ１３を含んで構成されている。

また、抵抗回路１２は、抵抗回路１１とは逆の温度依存
性を有し、実際上、必要に応じて抵抗１５を直列に接続
している半導体ダイオード１４を含んで構成されている
。

さらに、上述した論理回路５から出力される出力信号Ｖ
Ａが入力信号として供給される信号入力端子４が導出さ
れ、上述した電源端子Ｅ１と、上述した湿度補償電源回
路１０から導出されている電源端子Ｅ４との間の電源を
用い、信号入力端子４に供給される入力信号としての出
力信号ＶＡを入力として、その出力信号ＶＡのインバー
トされている出力信号ＶＣを、上述したレベル変換回路
１のスイッチング用電界効果トランジスタ２のゲートに
出力させるインバータ１８を有する。

−このインバータ１８は、それ自体公知の種々の構成と
し得、例えば、ゲートを互に接続して信号入力端子６に
接続しているスイッチング用電界効果トランジスタ１９
及び２０を有し、そのスイッチング用電界効果トランジ
スタ１９のソースが電源端子Ｅ１に接続され、スイッチ
ング用電界効果トランジスタ２０のソースがスイッチン
グ用電界効果トランジスタ１９のドレインに、ソースが
上述した湿度補償電源回路１０の電源端子Ｅ４に接続さ
れ、スイッチング用電界効果トランジスタ１９及び２０
の接続中点が上述したレベル変換回路１のスイッチング
用電界効果トランジスタ２のゲートに接続されている構
成を有する。

さらに、上述したレベル変換回路１が、そのスイッチン
グ用電界効果トランジスタ２のソース及びドレイン間に
接続されている、スイッチング用電界効果トランジスタ
２のオン抵抗とは逆の温度依存性を有する抵抗回路を有
する。

この場合、抵抗゛回路１２は、実際上、１つまたは互に
直列に接続され複数の半導体ダイオード２３を含んで構
成されている。

以上が、本発明による信号レベル変換回路の実施例の構
成である。

このような構成を有する信号レベル変換回路によれば、
湿度補償電源回路１０が、互に逆極性の温度依存性を有
している抵抗回路１１及び１２を有して構成されている
ので、電源端子Ｅ１及び１２間の電源を入力として、電
源端子Ｅ１及びＥ４間に温度補償された電源が得られ、
そして、その電源によって、インバータ１８が動作状態
になっている。

このため、信号入力端子４を介してインバータ１８に入
力信号として供給される出力信号ＶＡが高レベル（−５
，２’Ｖ）であるときインバータ１８におけるスイッチ
ング用電界効−果トランジスタ１９及び２０がそれぞれ
オン及びオフし、インバータ１８から得られる出力信号
ＶＣが高レベル（０■）をとって得られる。

しかして、その出力信号ＶＣが、レベル変換回路１のス
イッチング用電界効果トランジスタ２に供給されるが、
そのスイッチング用電界効果トランジスタ２はオフを保
っている。

一方、スイッチング用電界効果トランジスタ２と並列関
係に抵抗回路２２が接続されている。

従って、電源端子Ｅ１から抵抗回路２２及び分圧用抵抗
３を通って電源端子Ｅ２側に向って電流が流れる。よっ
て、分圧用抵抗３の値、抵抗回路２２に用いている半導
体ダイオード２３の数などを予め適当に選定しておくこ
とによって、信号出力端子６に、出力信号−ＶＢが、抵
抗回路２２の抵抗と分圧用抵抗３とによって電源端子Ｅ
１及び１２間の電圧が分圧された低レベルｉ１．４８Ｖ
〜−１゜８Ｖ）をとって得られ、その出力信号ＶＢが論
理回路７に供給される。

また、入力信号としての出力信号ＶＡが高レベル（ＯＶ
）であるとき、インバータ１８におけるスイッチング用
電界効果トランジスタ１９及び２０はそれぞれオフ及び
オンを保ち、このため、インバータ１８から得られる出
力信号ＶＣが、電源端子Ｅ４の電２位である低レベルを
とって得られる。しかして、その出力信号ＶＣによって
、レベル変換回路１のスイッチング用電界効果トランジ
スタ２がオンし、このため、電源端子Ｅ１からスイッチ
ング用電界効果トランジスタ２及び抵抗回路の並列回路
を通り、次で分圧用抵抗３を通って電源端子Ｅ２側に向
う電流が、入力信号としての出力信号ＶＡが低レベルで
ある場合に比し大なる値で流れる。従って、信号出力端
子６に、出力信号ＶＢが、高レベル（−〇。

８Ｖ〜−１，１Ｖ）をとって得られる。

従って、第１図に示す信号レベル変換回路によれば、第
２図に示す従来の信号レベル変換回路の場合と同様に、
信号レベル変換回路としての機能が得られる。

（，７、い８６□１□。□よよ。

信号レベル変換回路によれば、インバータ１８が、電源
端子Ｅ１と、互に逆極性の温度依存性を有する第１及び
第２の抵抗回路を有する湿度補償電源回路１０から導出
されている電源端子Ｅ４との間で得られる温度補償され
た電源で動作し、しかも、レベル変換回路１のスイッチ
ング用電界効果トランジスタ２と並列関係にそのスイッ
チング用電界効果トランジスタ２と逆極性の温度依存性
を有する抵抗回路２２が接続されているので、仮え、信
号レベル変換回路の外囲温度が比較的大きく変化しても
、信号出力端子６から得られる入力信号としての出力信
号ＶＡのレベル変換された出力信号ＶＢを、高レベル及
び低レベルの何れについても、予定のレベル範囲で得る
ことができる。

よって、第１図に示す本発明による信号レベル変換回路
によれば、仮え、信号レベル変換回路の外囲温度が比較
的大きく変化しても、入力信号としての出力信号ＶＡの
レベル変換された出力信号ＶＢの供給される論理回路７
に、誤動作を生ぜしめない、という特徴を有する。

なお、上述においては、本発明の一例を示したに留まり
、電源端子Ｅ１．Ｅ２’、Ｅ３゜Ｅｌ’及びＥ３’の極
性を上述の場合とは逆とし、これに応じて、レベル変換
回路１におけるスイッチング用電界効果トランジスタ２
、及び湿度補償電源回路１０の抵抗回路１３のトランジ
スタ１３のチャンネル型、レベル変換回路１における半
導体ダイオード２８、及び湿度補償電源間Ｍ１０の抵抗
回路１２における半導体ダイオード１４の極性を上述の
場合とは逆として、上述したと同様の作用効果を得るよ
うにすることもでき、その伯、本発明の精神を脱するこ
となしに、種々の変型、変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の信号レベル変換回路を示す接続図であ
る。 第２図は、その出力信号の高レベルの温度依存性を示す
図である。 第３図は、本発明による信号レベル変換回路の一例を示
す接続図である。 １・・・・・・・・・・・・レベル変換回路２・・・・
・・・・・・・・スイッチング用電界効果トランジスタ ３・・・・・・・・・・・・分圧用抵抗４・・・・・・
・・・・・・信号入力端子５・・・・・・・・・・・・
論理回路 ６・・・・・・・・・・・・信号出力端子７・・・・・
・・・・・・・論理回路 Ｅ１．Ｅ２．Ｅ３．Ｅ１’　、Ｅ３’　・・・・・・電
源端子 １０・・・・・・・・・湿度補償電源回路１１．１２・
・・抵抗回路 １３・・・・・・・・・トランジスタ １４・・・・・・・・・半導体ダイオード１５・・・・
・・・・・抵抗 １８・・・・・・・・・インバータ １９．２０・・・・・・スイッチング用電界効果トラン
ジスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ソース及びドレインの一方が第１の電源端子に接続
   されているスイッチング用電界効果トランジスタと、一
   端が上記スイッチング用電界効果トランジスタのソース
   及びドレインの他方に接続され、他端が第２の電源端子
   に接続されている分圧用抵抗とを有し、上記第１及び第
   ２の電源端子間の第１の電源を用い、上記スイッチング
   用電界効果トランジスタのゲートに高レベルと低レベル
   との２値をとる入力信号を入力させることにより、当該
   入力信号のレベル変換されている出力信号を、上記スイ
   ッチング用電界効果トランジスタと上記分圧用抵抗との
   接続中点から導出されている信号出力端子に出力させる
   レベル変換回路を有する信号レベル変換回路において、 一端が上記第１の電源端子に接続されてい る、上記レベル変換回路のスイッチング用電界効果トラ
   ンジスタのオン抵抗と同じ極性の温度依存性を有する第
   １の抵抗回路と、一端が上記第１の抵抗回路の他端に接
   続され、他端が第３の電源端子に接続されている、上記
   第１の抵抗回路とは逆極性の温度依存性を有する第２の
   抵抗回路とを有し、上記第１及び第３の電源端子間の第
   ２の電源を入力として、温度補償されている第３の電源
   を、上記第１の電源端子と、上記第１及び第２の抵抗回
   路の接続中点から導出されている第４の電源端子との間
   に出力させる温度補償電源回路と、高レベルと低レベル
   との２値をとる入力信 号が供給される信号入力端子が導出され、上記第１及び
   第４の電源端子間の第３の電源を用い、上記信号入力端
   子に供給される入力信号を入力として、該入力信号のイ
   ンバートされている出力信号を上記レベル変換回路のス
   イッチング用電界効果トランジスタのゲートに出力させ
   るインバータとを有し、 上記レベル変換回路が、上記スイッチング 用電界効果トランジスタのソース及びドレイン間に接続
   されている、上記スイッチング用電界効果トランジスタ
   のオン抵抗とは逆の温度依存性を有する第３の抵抗回路
   を有することを特徴とする信号レベル変換回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の信号レベル変換回路に
   おいて、 上記湿度補償電源回路の第１の抵抗回路が、ゲート及び
   ソースが互に接続されている電界効果トランジスタを含
   んで構成され、 上記温度補償電源回路の第２の抵抗回路が、半導体ダイ
   オードを含んで構成され、 上記レベル変換回路の第３の抵抗回路が、 他の半導体ダイオードを含んで構成されていることを特
   徴とする信号レベル変換回路。