JP2009171084A - Level shifter circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レベルシフタ回路に関する。 The present invention relates to a level shifter circuit.
従来のレベルシフタ回路について説明する。図2は、従来のレベルシフタ回路を示す図である。 A conventional level shifter circuit will be described. FIG. 2 is a diagram showing a conventional level shifter circuit.
レベルシフタ回路の入力端子がローになると、PMOSM5及びNMOSM2のゲートがハイになり、PMOSM5がオフし、NMOSM2がオンし、ノードP1がローになる。すると、PMOSM3がオンする。また、PMOSM6のゲートがローになり、PMOSM6がオンする。よって、ノードP2がハイになり、レベルシフタ回路の出力端子がローになる。この信号経路を、経路Bする。 When the input terminal of the level shifter circuit goes low, the gates of PMOS M5 and NMOS M2 go high, PMOS M5 turns off, NMOS M2 turns on, and node P1 goes low. Then, the PMOS M3 is turned on. Further, the gate of the PMOS M6 becomes low, and the PMOS M6 is turned on. Therefore, the node P2 becomes high and the output terminal of the level shifter circuit becomes low. This signal path is defined as path B.
また、レベルシフタ回路の入力端子がローになると、PMOSM5及びNMOSM2のゲートがハイになり、PMOSM5がオフし、NMOSM2がオンし、ノードP1がローになる。すると、ノードP3がハイになり、レベルシフタ回路の出力端子がローになる。この信号経路を、経路Aとする。 When the input terminal of the level shifter circuit goes low, the gates of PMOS M5 and NMOS M2 go high, PMOS M5 turns off, NMOS M2 turns on, and node P1 goes low. Then, the node P3 becomes high, and the output terminal of the level shifter circuit becomes low. This signal path is referred to as path A.
上記のように経路A〜Bが存在し、経路Aは経路Bよりも速い。この経路Aにより、レベルシフタ回路の動作が速くなる(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1によって開示された技術では、インバータI1〜I5が必要になり、素子数が多くなってしまう。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, inverters I1 to I5 are necessary, and the number of elements increases.
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、素子数が少なくても動作が速いレベルシフタ回路を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a level shifter circuit that operates quickly even when the number of elements is small.
本発明は、上記課題を解決するため、レベルシフタ回路において、入力された電圧を所定電圧にレベルシフトするレベルシフタ部と、ソースが前記レベルシフタ部の出力端子に設けられ、ドレインに電源電圧を供給され、前記レベルシフタ部の入力端子がハイになるとオンするNMOSと、を備えることを特徴とするレベルシフタ回路を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a level shifter unit that level-shifts an input voltage to a predetermined voltage in a level shifter circuit, a source is provided at an output terminal of the level shifter unit, and a power supply voltage is supplied to a drain. There is provided a level shifter circuit comprising an NMOS that is turned on when an input terminal of the level shifter portion becomes high.
本発明では、レベルシフタ部の入力端子がハイになると、NMOSがオンすることにより、レベルシフタ部の出力端子がハイになりやすくなる。つまり、レベルシフタ回路の動作が速くなる。 In the present invention, when the input terminal of the level shifter unit becomes high, the NMOS is turned on, so that the output terminal of the level shifter unit easily becomes high. That is, the operation of the level shifter circuit becomes faster.
また、従来のレベルシフタ回路と比較し、インバータの数が少なくなるので、素子数が少なくなる。 Further, since the number of inverters is reduced as compared with the conventional level shifter circuit, the number of elements is reduced.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、レベルシフタ回路の構成について説明する。図1は、レベルシフタ回路を示す図である。 First, the configuration of the level shifter circuit will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a level shifter circuit.
レベルシフタ回路は、インバータ11〜13、NMOS21〜23及びPMOS31〜34を備えている。
The level shifter circuit includes
インバータ11は、電源電圧Vdd及び接地電圧Vssを供給され、入力端子がレベルシフタ回路の入力端子に接続され、出力端子がNMOS21とPMOS31とNMOS23のゲートに接続されている。インバータ12は、電源電圧Vdd及び接地電圧Vssを供給され、入力端子がインバータ11の出力端子に接続され、出力端子がNMOS22及びPMOS33のゲートに接続されている。インバータ13は、電源電圧Vpp及び接地電圧Vssを供給され、入力端子がPMOS32のゲートとPMOS33のドレインとNMOS22のドレインとNMOS23のソースとに接続され、出力端子がレベルシフタ回路の出力端子に接続されている。PMOS32は、ソースに電源電圧Vppを供給され、ドレインがPMOS31のソースに接続されている。PMOS31は、ドレインがNMOS21のドレイン及びPMOS34のゲートに接続されている。NMOS21は、ソースに接地電圧Vssを供給されている。PMOS34は、ソースに電源電圧Vppを供給され、ドレインがPMOS33のソースに接続されている。NMOS22は、ソースに接地電圧Vssを供給されている。NMOS23は、ドレインに電源電圧Vppを供給されている。PMOS31〜34は、バックゲートに電源端子Vppを供給されている。NMOS21〜23は、バックゲートに接地端子Vssを供給されている。
The
ここで、NMOS23の閾値電圧はNMOS21〜22の閾値電圧よりも低いので、NMOS23はNMOS21〜22よりもオンしやすい。また、電源電圧Vppは電源電圧Vddよりも高い。
Here, since the threshold voltage of the
また、インバータ12とNMOS21〜22とPMOS31〜34とは、レベルシフト部を構成する。レベルシフト部は、電圧をPMOS31及びNMOS21のゲート(レベルシフタ部の入力端子)に入力され、その入力された電圧を所定電圧にレベルシフトし、その所定電圧をPMOS33及びNMOS22のドレイン(レベルシフタ部の出力端子)から出力する。
The
次に、レベルシフタ回路の動作について説明する。 Next, the operation of the level shifter circuit will be described.
入力電圧Vinが接地電圧Vssになると、インバータ11により、PMOS31及びNMOS21のゲート電圧(レベルシフタ部の入力端子の電圧)が電源電圧Vddになり、PMOS31がオフし、NMOS21がオンする。すると、NMOS21のドレイン電圧は接地電圧Vssになり、PMOS34がオンする。また、インバータ12により、PMOS33及びNMOS22のゲート電圧は接地電圧Vssになり、PMOS33はオンし、NMOS22はオフする。よって、PMOS33及びNMOS22のドレイン電圧(レベルシフタ部の出力端子の電圧)が電源電圧Vppになり、インバータ13により、出力電圧Voutが接地電圧Vssになる。
When the input voltage Vin becomes the ground voltage Vss, the
また、入力電圧Vinが接地電圧Vssになると、インバータ11により、PMOS31及びNMOS21のゲート電圧(レベルシフタ部の入力端子の電圧)が電源電圧Vddになり、また、NMOS23のゲート電圧が電源電圧Vddになり、NMOS23がオンする。すると、PMOS33及びNMOS22のドレインと電源電圧Vppが印加される電源端子との間に、PMOS33〜34を介する経路及びNMOS23を介する経路の2つの経路が存在するようになる。
When the input voltage Vin becomes the ground voltage Vss, the
スタンバイ時において、レベルシフタ回路は、PMOS33〜34及びNMOS23がオンし、NMOS23のソース電圧及びドレイン電圧が電源電圧Vppになるよう制御されている。すると、NMOS23は、リーク電流を流しにくくなる。
During standby, the level shifter circuit is controlled so that the
このようにすると、入力電圧Vinが接地電圧VssになってPMOS31及びNMOS21のゲート電圧(レベルシフタ部の入力端子の電圧)が電源電圧Vddになると、NMOS23がオンすることにより、PMOS33及びNMOS22のドレインと電源電圧Vppが印加される電源端子との間に、PMOS33〜34を介する経路及びNMOS23を介する経路の2つの経路が存在し、PMOS33及びNMOS22のドレインと接地電圧Vssが印加される接地端子との間に、NMOS22を介する経路の1つの経路が存在する。よって、PMOS33及びNMOS22のドレイン電圧(レベルシフタ部の出力端子の電圧)が電源電圧Vppになりやすくなり、出力電圧Voutが接地電圧Vssになりやすくなる。つまり、レベルシフタ回路の動作が速くなる。
In this way, when the input voltage Vin becomes the ground voltage Vss and the gate voltage of the
また、従来のレベルシフタ回路と比較し、インバータの数が少なくなるので、素子数が少なくなる。よって、レベルシフタ回路の消費電力が少なくなる。また、レベルシフタ回路の面積が小さくなり、コストが安くなる。 Further, since the number of inverters is reduced as compared with the conventional level shifter circuit, the number of elements is reduced. Therefore, the power consumption of the level shifter circuit is reduced. Further, the area of the level shifter circuit is reduced, and the cost is reduced.
11〜13……インバータ 21〜23……NMOS 31〜34……PMOS 11-13 …… Inverters 21-23 …… NMOS 31-34 …… PMOS
Claims (3)
入力された電圧を所定電圧にレベルシフトするレベルシフタ部と、
ソースが前記レベルシフタ部の出力端子に設けられ、ドレインに電源電圧を供給され、前記レベルシフタ部の入力端子がハイになるとオンするNMOSと、
を備えることを特徴とするレベルシフタ回路。 In the level shifter circuit,
A level shifter for level shifting the input voltage to a predetermined voltage;
A source provided at the output terminal of the level shifter unit, a power supply voltage is supplied to the drain, and an NMOS that is turned on when the input terminal of the level shifter unit is high;
A level shifter circuit comprising:
Priority Applications (1)
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2008
- 2008-01-15 JP JP2008005288A patent/JP2009171084A/en not_active Withdrawn
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