JP4384008B2 - Level shift circuit - Google Patents
Level shift circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP4384008B2 JP4384008B2 JP2004317600A JP2004317600A JP4384008B2 JP 4384008 B2 JP4384008 B2 JP 4384008B2 JP 2004317600 A JP2004317600 A JP 2004317600A JP 2004317600 A JP2004317600 A JP 2004317600A JP 4384008 B2 JP4384008 B2 JP 4384008B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- level shift
- constant current
- power supply
- diode
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 102100039435 C-X-C motif chemokine 17 Human genes 0.000 description 20
- 101000889048 Homo sapiens C-X-C motif chemokine 17 Proteins 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Description
本発明は、所定の第1正側電源電圧と所定の負側電源電圧との振幅を有する2値の入力信号に対して、ハイレベルのみの電圧を該第1正側電源電圧よりも大きい電圧にレベルシフトさせて出力する、高耐圧スイッチング素子を使用したレベルシフト回路に関する。 According to the present invention, for a binary input signal having an amplitude between a predetermined first positive power supply voltage and a predetermined negative power supply voltage, a voltage of only a high level is larger than the first positive power supply voltage. The present invention relates to a level shift circuit using a high-breakdown-voltage switching element that outputs a level-shifted signal.
図14は、従来のレベルシフト回路の例を示した回路図である。
図14において、入力信号Sinに応じてPMOSトランジスタPa及びNMOSトランジスタMaがオン又はオフしてDMOSトランジスタDMaのゲート電圧を制御すると共に、NMOSトランジスタMb及びMcのカレントミラー回路及び抵抗Raによって、DMOSトランジスタDMaに流れる電流を制限している。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of a conventional level shift circuit.
In FIG. 14, the PMOS transistor Pa and the NMOS transistor Ma are turned on or off according to the input signal Sin to control the gate voltage of the DMOS transistor DMa, and the DMOS transistor is controlled by the current mirror circuit and the resistor Ra of the NMOS transistors Mb and Mc. The current flowing through DMa is limited.
なお、本発明とは異なるが、MOSトランジスタのゲートに、電源電圧VCCに接続された定電流源を接続し、制御信号に応じて該ゲートと接地電圧との接続制御を行うNMOSトランジスタを有する構成の回路があった(例えば、特許文献1参照)。また、MOSトランジスタのゲートに定電流源を介して電圧源VGを接続する構成の回路があった(例えば、特許文献2参照。)が、これらは、本発明とは異なるものである。
しかし、図14のような回路では、DMOSトランジスタDMaに流れる電流の電流値設定を行うためには、PMOSトランジスタPaのオン抵抗、抵抗Rbの抵抗値、DMOSトランジスタDMaのしきい値電圧及びNMOSトランジスタMcのゲート・ソース間電圧Vgsを設定する必要があり、該設定が複雑であるという問題があった。 However, in the circuit as shown in FIG. 14, in order to set the current value of the current flowing through the DMOS transistor DMa, the on-resistance of the PMOS transistor Pa, the resistance value of the resistor Rb, the threshold voltage of the DMOS transistor DMa, and the NMOS transistor There is a problem that the Mc gate-source voltage Vgs needs to be set, and the setting is complicated.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、入力された低電圧側の制御信号に応じて定電流の供給を行う定電流回路を用いて高耐圧スイッチング素子に流れる電流の供給制御を行い高耐圧スイッチング素子のスイッチング制御を行うようにして、高耐圧スイッチング素子に流れる電流値の設定を容易に行うことができるレベルシフト回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and flows to a high voltage switching element using a constant current circuit that supplies a constant current according to an input control signal on the low voltage side. An object of the present invention is to obtain a level shift circuit capable of easily setting the value of a current flowing through a high voltage switching element by performing current supply control and switching control of the high voltage switching element.
この発明に係るレベルシフト回路は、所定の第1正側電源電圧と所定の負側電源電圧との振幅を有する2値の入力信号に対して、ハイレベルのみの電圧をレベルシフトさせて出力するレベルシフト回路において、
制御電極が所定の電圧でバイアスされ、オンすると前記第1正側電源電圧よりも大きい所定の第2正側電源電圧を電源とする電流を出力するスイッチング素子と、
前記入力信号に応じて該スイッチング素子に対する所定の第1定電流の供給制御を行う、前記第1正側電源電圧を電源として作動する定電流回路部と、
を備え、
前記スイッチング素子は、前記定電流回路部からの電流供給の有無に応じてオン又はオフし、前記入力信号のハイレベルのみの電圧をレベルシフトさせて出力するようにした。
The level shift circuit according to the present invention shifts and outputs only a high level voltage with respect to a binary input signal having an amplitude of a predetermined first positive power supply voltage and a predetermined negative power supply voltage. In the level shift circuit,
A switching element that outputs a current having a predetermined second positive power supply voltage higher than the first positive power supply voltage when the control electrode is biased with a predetermined voltage and is turned on;
A constant current circuit section that controls supply of a predetermined first constant current to the switching element according to the input signal, and that operates using the first positive power supply voltage as a power source;
With
The switching element is turned on or off depending on whether or not a current is supplied from the constant current circuit unit, and the high-level voltage of the input signal is level-shifted and output.
本発明のレベルシフト回路によれば、低電圧側の第1正側電源電圧と負側電源電圧との振幅を有する2値の入力信号の信号レベルに応じて第1定電流の供給を行う定電流回路部を用いて、スイッチング素子に流れる電流の供給制御を行って該スイッチング素子のスイッチング制御を行うと共に、定電流回路部から供給される定電流値を設定するだけで、スイッチング素子に流れる電流値の設定を容易に行うことができ、設計の効率化を図ることができる。 According to the level shift circuit of the present invention, the first constant current is supplied according to the signal level of the binary input signal having the amplitude of the first positive power supply voltage and the negative power supply voltage on the low voltage side. The current flowing through the switching element is controlled only by setting the constant current value supplied from the constant current circuit section while performing the switching control of the switching element by controlling the supply of the current flowing through the switching element using the current circuit section. The value can be easily set, and the design can be made more efficient.
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるレベルシフト回路の回路例を示した図である。
図1のレベルシフト回路1は、負側電源電圧である接地電圧から所定の第1正側電源電圧(以下、第1電源電圧と呼ぶ)VCC1の振幅を有する2値の入力信号Sinに対して、ハイレベルのみの電圧を第1電源電圧VCC1よりも大きい電圧にレベルシフトさせて出力信号Soutとして出力する。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit example of a level shift circuit according to the first embodiment of the present invention.
The
図1において、レベルシフト回路1は、入力信号Sinの信号レベルに応じて所定の定電流i1の供給を行う定電流回路2と、高耐圧のスイッチング素子をなすDMOS(double-diffused metal oxide semiconductor)トランジスタDM1と、DMOSトランジスタDM1の負荷をなす抵抗R1とで構成されている。定電流回路2は、第1電源電圧VCC1を電源として作動し、DMOSトランジスタDM1は、抵抗R1を介して、第1電源電圧VCC1よりも大きい所定の第2正側電源電圧(以下、第2電源電圧と呼ぶ)VCC2を電源とする電流の出力制御を行う。例えば、第1電源電圧VCC1が15Vであるのに対して、第2電源電圧VCC2は600〜1200Vである。
第2電源電圧VCC2とDMOSトランジスタDM1のドレインとの間には抵抗R1が接続され、DMOSトランジスタDM1のソースと接地電圧との間に定電流回路2が接続され、DMOSトランジスタDM1のゲートには第1電源電圧VCC1が入力されている。なお、定電流回路2は定電流回路部を、DMOSトランジスタDM1はスイッチング素子をそれぞれなし、定電流i1は第1定電流をなす。
In FIG. 1, a
The resistor R1 is connected between the second power supply voltage VCC2 and the drain of the DMOS transistor DM1, the constant current circuit 2 is connected between the source of the DMOS transistor DM1 and the ground voltage, and the gate of the DMOS transistor DM1 is connected to the first gate. One power supply voltage VCC1 is input. The constant current circuit 2 is a constant current circuit section, the DMOS transistor DM1 is a switching element, and the constant current i1 is a first constant current.
定電流回路2は、例えば入力信号Sinがハイ(High)レベルのときに定電流i1の供給を停止し、入力信号Sinがロー(Low)レベルのときに定電流i1の供給を行う。定電流回路2からの電流供給が停止するとDMOSトランジスタDM1はオフし、定電流回路2からの電流供給が行われるとDMOSトランジスタDM1はオンする。このようにして、第1電源電圧VCC1の振幅を有する入力信号Sinは、ハイレベルの電圧のみレベルシフトされて出力信号Soutとして出力される。
ここで、定電流回路2は、所定の定電流i2を供給する定電流源5と、NMOSトランジスタM1〜M3とで構成されており、NMOSトランジスタM2及びM3はカレントミラー回路を形成している。なお、定電流源5は第1定電流源を、NMOSトランジスタM1は制御回路をそれぞれなす。
For example, the constant current circuit 2 stops the supply of the constant current i1 when the input signal Sin is at a high level, and supplies the constant current i1 when the input signal Sin is at a low level. When the current supply from the constant current circuit 2 is stopped, the DMOS transistor DM1 is turned off. When the current supply from the constant current circuit 2 is performed, the DMOS transistor DM1 is turned on. In this way, the input signal Sin having the amplitude of the first power supply voltage VCC1 is level-shifted only by the high level voltage and output as the output signal Sout.
The constant current circuit 2 includes a constant
第1電源電圧VCC1と接地電圧との間には、定電流源5とNMOSトランジスタM1が直列に接続され、NMOSトランジスタM1のゲートに入力信号Sinが入力されている。また、NMOSトランジスタM1と並列にNMOSトランジスタM2が接続され、DMOSトランジスタDM1のソースと接地電圧との間にNMOSトランジスタM3が接続されている。NMOSトランジスタM2及びM3の各ゲートは接続され、該接続部はNMOSトランジスタM2のドレインに接続されている。
A constant
このような構成において、ハイレベルの入力信号Sinが入力されるとNMOSトランジスタM1がオンする。このため、定電流源5からの定電流i2はNMOSトランジスタM1を介して接地電圧に流れることから、NMOSトランジスタM2及びM3はそれぞれオフし、DMOSトランジスタDM1はオフする。このため、第2電源電圧VCC2からの電流が抵抗R1を介して出力され、第1電源電圧VCC1よりも大きい電圧にレベルシフトさせたハイレベルの信号が出力信号Soutとして出力される。
これに対して、ローレベルの入力信号Sinが入力されるとNMOSトランジスタM1がオフする。このため、NMOSトランジスタM2及びM3がそれぞれオンし、定電流源5からの定電流i2に対してNMOSトランジスタM2とM3のトランジスタ比に応じた電流がNMOSトランジスタM3から供給される。このため、DMOSトランジスタDM1はオンし、ローレベルの信号が出力信号Soutとして出力される。
In such a configuration, when the high-level input signal Sin is input, the NMOS transistor M1 is turned on. Therefore, the constant current i2 from the constant
On the other hand, when the low level input signal Sin is input, the NMOS transistor M1 is turned off. Therefore, the NMOS transistors M2 and M3 are turned on, and a current corresponding to the transistor ratio of the NMOS transistors M2 and M3 is supplied from the NMOS transistor M3 with respect to the constant current i2 from the constant
DMOSトランジスタDM1に流れる電流は、定電流回路2から供給される定電流i1によって決まり、定電流回路2から供給される定電流値は、定電流源5から供給される定電流i2の値及びNMOSトランジスタM2とM3のトランジスタサイズの比を設定することによって決まる。
なお、図1の定電流源5を、図2で示すように定電流源7とPMOSトランジスタP1及びP2で形成されたカレントミラー回路で形成するようにしてもよい。
The current flowing through the DMOS transistor DM1 is determined by the constant current i1 supplied from the constant current circuit 2, and the constant current value supplied from the constant current circuit 2 is the value of the constant current i2 supplied from the constant
The constant
このように、低電圧側である第1電源電圧VCC1の振幅を有する2値の入力信号Sinの信号レベルに応じて定電流の供給を行う定電流回路2を用いて、高耐圧スイッチング素子であるDMOSトランジスタDM1に流れる電流の供給制御を行ってDMOSトランジスタDM1のスイッチング制御を行うと共に、定電流回路2の定電流値を設定するだけで、DMOSトランジスタDM1に流れる電流値の設定を容易に行うことができる。 In this way, the constant current circuit 2 that supplies a constant current according to the signal level of the binary input signal Sin having the amplitude of the first power supply voltage VCC1 on the low voltage side is a high breakdown voltage switching element. The switching control of the DMOS transistor DM1 is performed by controlling the supply of the current flowing through the DMOS transistor DM1, and the current value flowing through the DMOS transistor DM1 can be easily set only by setting the constant current value of the constant current circuit 2. Can do.
実施の形態2.
前記実施の形態1における図1では、第1電源電圧VCC1は定電圧化されていなかったが、図3で示すように、定電流回路2が、第1電源電圧VCC1を定電圧化した内部電源電圧VREGを電源として作動するようにしてもよく、この場合、DMOSトランジスタDM1のゲートには内部電源電圧VREGが入力される。このようにすると、入力信号Sinが内部電源電圧VREGの振幅、例えば0〜5Vの振幅を有する信号である場合、図1では、入力信号Sinを内部電源電圧VREGの振幅を有する信号から第1電源電圧VCC1の振幅を有する信号にレベルシフトさせる必要があった。しかし、図3のようにすると、このようなレベルシフトをさせる回路が不要になると共に、定電流回路2を構成するMOSトランジスタの耐圧を小さくすることができ、小型化を図ることができる。なお、内部電源電圧VREGは第1定電圧をなす。
Embodiment 2. FIG.
In FIG. 1 in the first embodiment, the first power supply voltage VCC1 is not constant. However, as shown in FIG. 3, the constant current circuit 2 uses the internal power supply in which the first power supply voltage VCC1 is constant. The voltage VREG may be operated as a power source. In this case, the internal power source voltage VREG is input to the gate of the DMOS transistor DM1. In this case, when the input signal Sin is a signal having an amplitude of the internal power supply voltage VREG, for example, an amplitude of 0 to 5V, in FIG. It was necessary to shift the level to a signal having the amplitude of the voltage VCC1. However, if it is made like FIG. 3, the circuit which makes such a level shift becomes unnecessary, and also the proof pressure of the MOS transistor which comprises the constant current circuit 2 can be made small, and size reduction can be achieved. The internal power supply voltage VREG forms a first constant voltage.
実施の形態3.
前記実施の形態1及び実施の形態2では、DMOSトランジスタDM1のゲートには第1電源電圧VCC1又は内部電源電圧VREGが入力されるようにしたが、DMOSトランジスタDM1のゲートに入力される電圧を設定できるようにしてもよい。
図4は、このようにした場合におけるレベルシフト回路の回路例を示した図である。なお、図4では、図1と同じもの又は同様のものは図1と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図1との相違点のみ説明する。
図4における図1との相違点は、第1電源電圧VCC1を分圧する抵抗R2及びR3の直列回路を追加し、該分圧電圧をDMOSトランジスタDM1のゲートに入力するようにしたことにある。なお、抵抗R2及びR3は電圧生成回路部をなす。
このようにすることにより、任意の電圧でDMOSトランジスタDM1のゲートをバイアスすることができると共に、抵抗R2及びR3は温度係数が等しく抵抗R2及びR3の抵抗値の比が温度変化によって変化しないため、抵抗R2及びR3で生成された分圧電圧の温度特性をなくすことができる。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the first power supply voltage VCC1 or the internal power supply voltage VREG is input to the gate of the DMOS transistor DM1, but the voltage input to the gate of the DMOS transistor DM1 is set. You may be able to do it.
FIG. 4 is a diagram showing a circuit example of the level shift circuit in such a case. In FIG. 4, the same or similar elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted here, and only differences from FIG. 1 are described.
4 is different from FIG. 1 in that a series circuit of resistors R2 and R3 for dividing the first power supply voltage VCC1 is added and the divided voltage is input to the gate of the DMOS transistor DM1. The resistors R2 and R3 form a voltage generation circuit unit.
In this way, the gate of the DMOS transistor DM1 can be biased with an arbitrary voltage, and the resistors R2 and R3 have the same temperature coefficient, and the ratio of the resistance values of the resistors R2 and R3 does not change with temperature change. The temperature characteristic of the divided voltage generated by the resistors R2 and R3 can be eliminated.
実施の形態4.
前記実施の形態3における図4の抵抗R3の代わりに1つ又は複数のダイオードD1〜Dn(nは、n>0の整数)を直列に接続するようにしてもよく、このようにしたレベルシフト回路を図5に示す。なお、図5では、図4と同じもの又は同様のものは図4と同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図4との相違点のみ説明する。
図5における図4との相違点は、図4の抵抗R3を、ダイオードD1〜Dnを直列に接続した直列回路に置き換えたことにある。なお、抵抗R2及びダイオードD1〜Dnは電圧生成回路部をなし、ダイオードD1〜Dnはダイオード回路をなす。
Embodiment 4 FIG.
Instead of the resistor R3 in FIG. 4 in the third embodiment, one or a plurality of diodes D1 to Dn (n is an integer of n> 0) may be connected in series. The circuit is shown in FIG. In FIG. 5, the same or similar elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4, and description thereof is omitted here, and only differences from FIG. 4 are described.
5 is different from FIG. 4 in that the resistor R3 in FIG. 4 is replaced with a series circuit in which diodes D1 to Dn are connected in series. The resistor R2 and the diodes D1 to Dn form a voltage generation circuit unit, and the diodes D1 to Dn form a diode circuit.
図5において、抵抗R2とDMOSトランジスタDM1のゲートとの接続部と、接地電圧との間に、ダイオードD1〜Dnが順方向に直列に接続されており、該ダイオードの数nを変えることによってDMOSトランジスタDM1のゲート電圧を設定することができる。ダイオードD1〜Dnの各順方向電圧がそれぞれ0.7Vであるとすると、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧は、(0.7×n)Vになる。
このようにすることにより、DMOSトランジスタDM1のゲートと接地電圧との間に直列に接続するダイオードの数nを変えることによって、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧を容易に設定することができる。また、抵抗R2は負の温度特性を有しているのに対して、ダイオードD1〜Dnは正の温度特性を有している。このため、抵抗R2とダイオードD1〜Dnの各温度特性を相殺することができ、温度特性の補正を行うことができる。
In FIG. 5, diodes D1 to Dn are connected in series in the forward direction between the connection portion of the resistor R2 and the gate of the DMOS transistor DM1 and the ground voltage, and the DMOS is changed by changing the number n of the diodes. The gate voltage of the transistor DM1 can be set. Assuming that the forward voltages of the diodes D1 to Dn are 0.7V, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 is (0.7 × n) V.
Thus, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be easily set by changing the number n of diodes connected in series between the gate of the DMOS transistor DM1 and the ground voltage. The resistor R2 has a negative temperature characteristic, whereas the diodes D1 to Dn have a positive temperature characteristic. For this reason, each temperature characteristic of resistance R2 and diode D1-Dn can be canceled, and temperature characteristic can be corrected.
実施の形態5.
前記実施の形態4における図5のダイオードD1〜DnをMOSトランジスタで形成するようにしてもよく、このようにした場合、図5は図6のようになる。なお、図6では、図5と同じもの又は同様のものは図5と同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図5との相違点のみ説明する。
図6における図5との相違点は、図5のダイオードD1〜Dnを、ゲートとドレインをそれぞれ接続したNMOSトランジスタMD1〜MDnに置き換えたことにある。
このようにすることにより、図5の場合と同様の効果を得ることができると共に、ダイオードD1〜Dnを形成する際のバイポーラプロセスをなくすことができ、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
The diodes D1 to Dn in FIG. 5 in the fourth embodiment may be formed by MOS transistors, and in this case, FIG. 5 becomes as shown in FIG. 6 that are the same as or similar to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5, and description thereof will be omitted here, and only differences from FIG. 5 will be described.
6 is different from FIG. 5 in that the diodes D1 to Dn in FIG. 5 are replaced with NMOS transistors MD1 to MDn each having a gate and a drain connected to each other.
By doing so, the same effect as in the case of FIG. 5 can be obtained, and the bipolar process for forming the diodes D1 to Dn can be eliminated, and the manufacturing process can be simplified.
実施の形態6.
前記実施の形態3から実施の形態5における図4から図6において、DMOSトランジスタDM1のゲートに所定の定電圧を入力するようにしてもよく、このようにした場合、図4から図6は図7のようになる。なお、図7では、図4と同じもの又は同様のものは図4と同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図4との相違点のみ説明する。
図7における図4との相違点は、図4の抵抗R3を、ツェナーダイオードZD1に置き換えたことにある。なお、抵抗R2及びツェナーダイオードZD1は定電圧生成回路部をなし、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧は第2定電圧をなす。
図7において、抵抗R2とDMOSトランジスタDM1のゲートとの接続部にツェナーダイオードZD1のカソードが接続され、ツェナーダイオードZD1のアノードは接地電圧に接続されている。
このようにすることにより、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧の設定を設計上において簡単に行うことができると共に、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧のばらつきを小さくすることができ、DMOSトランジスタDM1の動作を安定させることができる。
Embodiment 6 FIG.
In FIGS. 4 to 6 in the third to fifth embodiments, a predetermined constant voltage may be input to the gate of the DMOS transistor DM1, and in this case, FIGS. It becomes like 7. 7, the same or similar parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4, and the description thereof will be omitted here and only the differences from FIG. 4 will be described.
7 differs from FIG. 4 in that the resistor R3 in FIG. 4 is replaced with a Zener diode ZD1. The resistor R2 and the Zener diode ZD1 form a constant voltage generation circuit unit, and the Zener voltage of the Zener diode ZD1 forms a second constant voltage.
In FIG. 7, the cathode of the Zener diode ZD1 is connected to the connection between the resistor R2 and the gate of the DMOS transistor DM1, and the anode of the Zener diode ZD1 is connected to the ground voltage.
By doing so, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be easily set in design, and variations in the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be reduced, and the operation of the DMOS transistor DM1 is stabilized. be able to.
実施の形態7.
前記実施の形態3における図4の抵抗R2を、所定の定電流i3を供給する定電流源11に置き換えてもよく、このようにした場合、図4は図8のようになる。図8では、図4と同じもの又は同様のものは図4と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に相違点のみ説明する。
図8において、第1電源電圧VCC1とDMOSトランジスタDM1のゲートとの間には定電流源11が接続されている。なお、定電流源11は第2定電流源をなし、定電流源11及び抵抗R3は電圧生成回路部をなす。
このようにすることにより、抵抗R3の抵抗値を設定することによってDMOSトランジスタDM1のゲート電圧を容易に設定することができると共に、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧に正の温度特性を持たせることができ、出力信号Soutが入力される回路が負の温度特性を有している場合に有効である。
The resistor R2 of FIG. 4 in the third embodiment may be replaced with a constant
In FIG. 8, a constant
Thus, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be easily set by setting the resistance value of the resistor R3, and the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can have a positive temperature characteristic. This is effective when the circuit to which the output signal Sout is input has negative temperature characteristics.
実施の形態8.
前記実施の形態4における図5の抵抗R2を、所定の定電流i3を供給する定電流源11に置き換えてもよく、このようにした場合、図5は図9のようになる。図9では、図5と同じもの又は同様のものは図5と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に相違点のみ説明する。
図9において、第1電源電圧VCC1とDMOSトランジスタDM1のゲートとの間には定電流源11が接続されている。なお、定電流源11及びダイオードD1〜Dnは電圧生成回路部をなす。
このようにすることにより、DMOSトランジスタDM1のゲートと接地電圧との間に直列に接続するダイオードの数nを変えることによってDMOSトランジスタDM1のゲート電圧を容易に設定することができる。また、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧に負の温度特性を持たせることができ、出力信号Soutが入力される回路が正の温度特性を有している場合に有効である。
Embodiment 8 FIG.
The resistor R2 in FIG. 5 in the fourth embodiment may be replaced with a constant
In FIG. 9, a constant
Thus, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be easily set by changing the number n of diodes connected in series between the gate of the DMOS transistor DM1 and the ground voltage. Further, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can have a negative temperature characteristic, which is effective when the circuit to which the output signal Sout is input has a positive temperature characteristic.
実施の形態9.
前記実施の形態5における図6の抵抗R2を、所定の定電流i3を供給する定電流源11に置き換えてもよく、このようにした場合、図6は図10のようになる。図10では、図6と同じもの又は同様のものは図6と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に相違点のみ説明する。
図10において、第1電源電圧VCC1とDMOSトランジスタDM1のゲートとの間には定電流源11が接続されている。なお、定電流源11及びNMOSトランジスタMD1〜MDnは電圧生成回路部をなす。
このようにすることにより、DMOSトランジスタDM1のゲートと接地電圧との間に直列に接続するダイオード接続されたNMOSトランジスタの数nを変えることによってDMOSトランジスタDM1のゲート電圧を容易に設定することができる。また、ダイオードを形成する際のバイポーラプロセスをなくすことができ、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
Embodiment 9 FIG.
The resistor R2 of FIG. 6 in the fifth embodiment may be replaced with a constant
In FIG. 10, a constant
Thus, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be easily set by changing the number n of diode-connected NMOS transistors connected in series between the gate of the DMOS transistor DM1 and the ground voltage. . Further, the bipolar process for forming the diode can be eliminated, and the manufacturing process can be simplified.
実施の形態10.
前記実施の形態6における図7の抵抗R2を、所定の定電流i3を供給する定電流源11に置き換えてもよく、このようにした場合、図7は図11のようになる。図11では、図7と同じもの又は同様のものは図7と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に相違点のみ説明する。
図11において、第1電源電圧VCC1とDMOSトランジスタDM1のゲートとの間には定電流源11が接続されている。なお、定電流源11及びツェナーダイオードZD1は定電圧生成回路部をなす。
このようにすることにより、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧の設定が設計上において簡単に行うことができると共に、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧のばらつきを小さくすることができ、DMOSトランジスタDM1の動作を安定させることができる。また、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧に正の温度特性を持たせることができ、出力信号Soutが入力される回路が負の温度特性を有している場合に有効である。
Embodiment 10 FIG.
The resistor R2 in FIG. 7 in the sixth embodiment may be replaced with a constant
In FIG. 11, a constant
By doing so, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be easily set in design, and variations in the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can be reduced, and the operation of the DMOS transistor DM1 is stabilized. be able to. Further, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can have a positive temperature characteristic, which is effective when the circuit to which the output signal Sout is input has a negative temperature characteristic.
実施の形態11.
前記実施の形態6及び実施の形態10では、DMOSトランジスタDM1のゲートにツェナーダイオードZD1によってツェナー電圧が入力されるようにしたが、DMOSトランジスタDM1のゲートに入力される電圧を設定できるようにしてもよい。
図12は、このようにした場合におけるレベルシフト回路の回路例を示した図である。なお、図12では、図11の場合を例にして示しており、図11と同じもの又は同様のものは図11と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図11との相違点のみ説明する。
In the sixth and tenth embodiments, the Zener voltage is input to the gate of the DMOS transistor DM1 by the Zener diode ZD1, but the voltage input to the gate of the DMOS transistor DM1 can be set. Good.
FIG. 12 is a diagram showing a circuit example of the level shift circuit in such a case. In FIG. 12, the case of FIG. 11 is shown as an example, and the same or similar parts as in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals as in FIG. Only the differences will be described.
図12における図11との相違点は、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を分圧する抵抗R4及びR5の直列回路を追加し、該分圧電圧をDMOSトランジスタDM1のゲートに入力するようにしたことにある。なお、抵抗R4及びR5は分圧回路をなし、定電流源11、ツェナーダイオードZD1及び抵抗R4,R5は定電圧生成回路部をなす。
このようにすることにより、任意の電圧でDMOSトランジスタDM1のゲートをバイアスすることができ、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧の微調整が容易であり、該ゲート電圧のばらつき小さくすることができDMOSトランジスタDM1の動作を安定させることができる。また、DMOSトランジスタDM1のゲート電圧に正の温度特性を持たせることができ、出力信号Soutが入力される回路が負の温度特性を有している場合に有効である。また、図7の場合も図12と同様であり、同様の効果を得ることができるが、その説明を省略する。
12 is different from FIG. 11 in that a series circuit of resistors R4 and R5 for dividing the Zener voltage of the Zener diode ZD1 is added and the divided voltage is input to the gate of the DMOS transistor DM1. . The resistors R4 and R5 form a voltage dividing circuit, and the constant
In this way, the gate of the DMOS transistor DM1 can be biased at an arbitrary voltage, the fine adjustment of the gate voltage of the DMOS transistor DM1 is easy, and the variation in the gate voltage can be reduced. Can be stabilized. Further, the gate voltage of the DMOS transistor DM1 can have a positive temperature characteristic, which is effective when the circuit to which the output signal Sout is input has a negative temperature characteristic. Further, the case of FIG. 7 is the same as that of FIG. 12 and the same effect can be obtained, but the description thereof is omitted.
なお、図8から図12において、図2で示したように、定電流源5を、定電流源7とPMOSトランジスタP1及びP2で形成されたカレントミラー回路で形成するようにした場合、定電流源11は、図13で示すように、PMOSトランジスタP3で構成するようにしてもよい。
図13において、PMOSトランジスタP3は、第1電源電圧VCC1とDMOSトランジスタDM1のゲートとの間に接続され、ゲートがPMOSトランジスタP1及びP2の各ゲートの接続部に接続されている。なお、図13では、図8の場合を例にして示しているが、図9〜図12の場合においても同様であるのでその説明を省略する。
また、図4から図12において、定電流源5を、定電流源7とPMOSトランジスタP1及びP2で形成されたカレントミラー回路で形成するようにした場合は、図2の場合と同様であるのでその説明を省略する。
8 to 12, when the constant
In FIG. 13, the PMOS transistor P3 is connected between the first power supply voltage VCC1 and the gate of the DMOS transistor DM1, and the gate is connected to the connection portion of each gate of the PMOS transistors P1 and P2. FIG. 13 shows the case of FIG. 8 as an example, but the same applies to the cases of FIGS.
4 to 12, when the constant
1 レベルシフト回路、 2 定電流回路、 5,7,11 定電流源、 DM1 DMOSトランジスタ、 M1〜M3,MD1〜MDn NMOSトランジスタ、 P1〜P3 PMOSトランジスタ、 R1〜R5 抵抗、 D1〜Dn ダイオード、 ZD1 ツェナーダイオード
1 level shift circuit, 2 constant current circuit, 5, 7, 11 constant current source, DM1 DMOS transistor, M1 to M3, MD1 to MDn NMOS transistor, P1 to P3 PMOS transistor, R1 to R5 resistor, D1 to Dn diode, ZD1 Zener diode
Claims (15)
制御電極が所定の電圧でバイアスされ、オンすると前記第1正側電源電圧よりも大きい所定の第2正側電源電圧を電源とする電流を出力するスイッチング素子と、
前記入力信号に応じて該スイッチング素子に対する所定の第1定電流の供給制御を行う、前記第1正側電源電圧を電源として作動する定電流回路部と、
を備え、
前記スイッチング素子は、前記定電流回路部からの電流供給の有無に応じてオン又はオフし、前記入力信号のハイレベルのみの電圧をレベルシフトさせて出力することを特徴とするレベルシフト回路。 In a level shift circuit that outputs a level-shifted voltage of only a high level with respect to a binary input signal having an amplitude between a predetermined first positive power supply voltage and a predetermined negative power supply voltage.
A switching element that outputs a current having a predetermined second positive power supply voltage higher than the first positive power supply voltage when the control electrode is biased with a predetermined voltage and is turned on;
A constant current circuit section that controls supply of a predetermined first constant current to the switching element according to the input signal, and that operates using the first positive power supply voltage as a power source;
With
The level shift circuit according to claim 1, wherein the switching element is turned on or off depending on whether or not a current is supplied from the constant current circuit unit, and only a high level voltage of the input signal is level shifted and output.
前記第1正側電源電圧を電源として所定の第2定電流を生成して出力する第1定電流源と、
該第2定電流に比例した前記第1定電流を生成して前記スイッチング素子に供給するカレントミラー回路と、
前記入力信号に応じて該カレントミラー回路への前記第2定電流の入力制御を行い、該カレントミラー回路に対して電流出力制御を行う制御回路と、
を備えること特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。 The constant current circuit section is
A first constant current source that generates and outputs a predetermined second constant current using the first positive power supply voltage as a power source;
A current mirror circuit that generates the first constant current proportional to the second constant current and supplies the first constant current to the switching element;
A control circuit that performs input control of the second constant current to the current mirror circuit in accordance with the input signal and performs current output control on the current mirror circuit;
The level shift circuit according to claim 1, further comprising:
The constant voltage generation circuit unit includes a voltage dividing circuit that divides and outputs the Zener voltage at a predetermined voltage dividing ratio, and the switching element has a control electrode biased by a divided voltage from the voltage dividing circuit. The level shift circuit according to claim 12 or 13,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004317600A JP4384008B2 (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Level shift circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004317600A JP4384008B2 (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Level shift circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006129331A JP2006129331A (en) | 2006-05-18 |
JP4384008B2 true JP4384008B2 (en) | 2009-12-16 |
Family
ID=36723494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004317600A Expired - Lifetime JP4384008B2 (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Level shift circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4384008B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4957071B2 (en) | 2006-05-08 | 2012-06-20 | 日本精工株式会社 | Control device for electric power steering device |
JP4686589B2 (en) * | 2008-11-17 | 2011-05-25 | 三菱電機株式会社 | Level shift circuit |
JP5333339B2 (en) * | 2010-04-30 | 2013-11-06 | 三菱電機株式会社 | Gate drive circuit |
JP6969991B2 (en) * | 2017-11-30 | 2021-11-24 | 日立Astemo株式会社 | Sensor output circuit and sensor device |
-
2004
- 2004-11-01 JP JP2004317600A patent/JP4384008B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006129331A (en) | 2006-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4878243B2 (en) | Constant current circuit | |
JP2010193431A (en) | Output circuit and motor drive apparatus | |
CN107134991B (en) | Drive circuit for driving power transistor | |
KR101358930B1 (en) | Voltage divider and internal supply voltage generation circuit | |
WO2013042285A1 (en) | Voltage detecting circuit and voltage regulator apparatus provided with same | |
JP5085233B2 (en) | Reference voltage generation circuit and timer circuit | |
TWI818034B (en) | Backflow prevention circuit and power supply circuit | |
JP2017135532A (en) | Voltage detection circuit and charge pump circuit | |
JP2008211707A (en) | Input circuit | |
JP4477373B2 (en) | Constant current circuit | |
JP4384008B2 (en) | Level shift circuit | |
US9798346B2 (en) | Voltage reference circuit with reduced current consumption | |
US7501852B2 (en) | Tolerant input circuit | |
JP7063518B2 (en) | Power-on reset circuit and semiconductor device | |
US8854090B2 (en) | Driver circuit and semiconductor device | |
JP6610223B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP7276749B2 (en) | input circuit | |
US8692589B2 (en) | Semiconductor element driving circuit and semiconductor device | |
JP4887111B2 (en) | Schmidt circuit | |
JP7240075B2 (en) | constant voltage circuit | |
JPWO2016052042A1 (en) | Startup circuit | |
JP2010166359A (en) | Current limiting circuit | |
JP4753663B2 (en) | Output circuit | |
JP5629243B2 (en) | Enable signal generation circuit | |
US10634712B2 (en) | Current sensing circuit for sensing current flowing through load switch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070308 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070308 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090721 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090915 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090924 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4384008 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |