JP2017168525A - 半導体集積回路 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1電源ノードおよび前記第2電源ノードに印加される電圧にて駆動され、前記出力回路を制御する制御回路と、を備え、
前記出力回路は、前記第1電源ノードと前記第2電源ノードとの間に前記出力回路内の複数の素子の耐圧よりも高い所定の電源電圧が印加されている状態では、前記第1電源ノードの電圧をハイレベル、前記第2電源ノードの電圧をロウレベルとするデジタル信号を出力する外部接続端子を有し、
前記制御回路は、前記第1電源ノード、前記第2電源ノードおよび前記外部接続端子の電圧レベルによらず、前記出力回路および前記制御回路内の全素子の各端子間に耐圧以上の電圧が印加されないように、前記全素子の各端子間の電圧を制御するとともに、前記第1電源ノードがハイインピーダンスの状態では、前記外部接続端子の電圧レベルによらず、前記外部接続端子から前記出力回路への電流を遮断する半導体集積回路が提供される。
Claims (9)
- 第1電源ノードおよび第2電源ノードに印加される電圧にて駆動される出力回路と、
前記第1電源ノードおよび前記第2電源ノードに印加される電圧にて駆動され、前記出力回路を制御する制御回路と、を備え、
前記出力回路は、前記第1電源ノードと前記第2電源ノードとの間に前記出力回路内の複数の素子の耐圧よりも高い所定の電源電圧が印加されている状態では、前記第1電源ノードの電圧をハイレベル、前記第2電源ノードの電圧をロウレベルとするデジタル信号を出力する外部接続端子を有し、
前記制御回路は、前記第1電源ノード、前記第2電源ノードおよび前記外部接続端子の電圧レベルによらず、前記出力回路および前記制御回路内の全素子の各端子間に耐圧以上の電圧が印加されないように、前記全素子の各端子間の電圧を制御するとともに、前記第1電源ノードがハイインピーダンスの状態では、前記外部接続端子の電圧レベルによらず、前記外部接続端子から前記出力回路への電流を遮断する半導体集積回路。 - 前記制御回路は、
電圧入力ノードと、前記第2電源ノードとの間に印加される電圧を分圧する電圧分圧回路と、
前記第1電源ノードを前記電圧入力ノードに導通させるか、前記外部接続端子を前記電圧入力ノードに導通させるかを切り替える切替器と、を有し、
前記切替器は、前記第1電源ノードに前記電源電圧が印加される第1の場合には、前記第1電源ノードを前記電圧入力ノードに導通させるとともに、前記外部接続端子と前記電圧入力ノードとの接続を遮断し、前記第1電源ノードがハイインピーダンス状態かつ前記外部接続端子に前記電源電圧の前記デジタル信号が印加される第2の場合には、前記外部接続端子を前記電圧入力ノードに導通させるとともに、前記第1電源ノードと前記電圧入力ノードとの接続を遮断し、
前記出力回路は、前記電圧分圧回路にて分圧された電圧信号に基づいて、前記出力回路内の前記複数の素子に耐圧を超えない電圧を印加する請求項1に記載の半導体集積回路。 - 前記第1の場合に、第1信号および第2信号を前記出力回路に供給するプリドライバ回路を備え、
前記外部接続端子は、前記第1の場合には、前記第1信号および前記第2信号に応じた出力信号を出力し、
前記出力回路は、
ソースが前記第1電源ノードに接続され、ゲートに前記第1信号が入力される第1PMOSトランジスタと、
前記第1PMOSトランジスタのドレインと前記外部接続端子との間にカスコード接続される第2POSトランジスタおよび第3PMOSトランジスタと、
ソースが第2電源ノードに接続され、ゲートに前記第2信号が入力される第1NMOSトランジスタと、
前記外部接続端子と前記第2電源ノードとの間で、前記第1NMOSトランジスタにカスコード接続される第2NMOSトランジスタと、を有し、
前記制御回路は、
前記第1の場合には、前記第2PMOSトランジスタの基板領域と前記第3PMOSトランジスタの基板領域とを前記第1電源ノードに導通させ、前記第2の場合には、前記第2PMOSトランジスタの基板領域と前記第3PMOSトランジスタの基板領域とを前記外部接続端子に導通させる第1制御部と、
前記第1の場合には、第1電圧を前記第2PMOSトランジスタのゲートに印加するとともに、第2電圧を前記第2NMOSトランジスタのゲートに印加し、第2の場合には、前記第1電圧を前記第2PMOSトランジスタのゲートおよびドレインに印加するとともに、前記第2電圧を前記第2NMOSトランジスタのゲートに印加する第2制御回路と、
前記第1の場合には、前記第1電圧を前記第3PMOSトランジスタのゲートに印加し、前記第2の場合には、前記第3PMOSトランジスタのゲートを前記外部接続端子に導通させる第3制御部と、
前記第2の場合には、前記第2PMOSトランジスタのドレインと前記第3PMOSトランジスタのソースとの接続ノードを前記第2PMOSトランジスタのゲートに導通し、前記第2の場合以外では、前記接続ノードをハイインピーダンス状態にする第4制御部と、を有し、
前記第1電圧は、前記第2電源ノードの電圧以上で、かつ前記電源電圧以下であり、
前記第1電圧と、前記電源電圧および前記第1電圧の差電圧と、の大きい方の電圧が前記出力回路および前記制御回路内の全トランジスタの耐圧を下回っており、
前記第1電圧から前記電源電圧を減じた電圧が前記出力回路および前記制御回路内の全PMOSトランジスタの閾値電圧より低く、かつ前記電源電圧から前記第1電圧を減じた電圧が前記出力回路内の全NMOSトランジスタの閾値電圧より高く、
前記第2電圧は、前記第2電源ノードの電圧以上で、かつ前記電源電圧以下であり、
前記第2電圧と、前記電源電圧および前記第2電圧の差電圧と、の大きい方の電圧は前記出力回路および前記制御回路内の全トランジスタの耐圧を下回っており、
前記第2電圧は、前記出力回路および前記制御回路内の全NMOSトランジスタの閾値電圧より高い請求項1または2に記載の半導体集積回路。 - 前記第1PMOSトランジスタのドレインと前記第2PMOSトランジスタのソースとは直接接続されるか、または前記第1PMOSトランジスタと前記第2PMOSトランジスタとの間に1つ以上のPMOSトランジスタがカスコード接続されており、
前記第1NMOSトランジスタのドレインと前記第2NMOSトランジスタのソースとは直接接続されるか、または前記第1NMOSトランジスタと前記第2NMOSトランジスタとの間に1つ以上のNMOSトランジスタがカスコード接続されており、
前記制御回路は、前記第1PMOSトランジスタと前記第2PMOSトランジスタとの間にカスコード接続される前記PMOSトランジスタの各端子間の電圧を耐圧未満の電圧に設定するとともに、前記第1NMOSトランジスタと前記第2NMOSトランジスタとの間にカスコード接続される前記NMOSトランジスタの各端子間の電圧を耐圧未満の電圧に設定する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体集積回路。 - 前記第1信号は、ロウレベルが前記第1電圧で、ハイレベルが前記電源電圧であり、
前記第2信号は、ロウレベルが前記第2電源ノードに印加される接地電位で、ハイレベルが前記第2電圧であり、
前記プリドライバ回路は、前記第1信号がロウレベルのときには前記第2信号をロウレベルにし、前記第1信号がハイレベルのときには前記第2信号をハイレベルにする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体集積回路。 - 前記第1制御部は、
前記第1の場合または前記第2の場合に前記第1電圧が印加される第1電圧ノードにソースが接続され、ゲートが前記第1電源ノードに接続される第4PMOSトランジスタと、
ソースが前記第1電源ノードに接続され、ドレインが前記第4PMOSトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第1電圧ノードに接続される第5PMOSトランジスタと、
ソースが前記外部接続端子に接続され、ゲートが前記第1電圧ノードに接続される第6PMOSトランジスタと、
ソースが前記第6PMOSトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第4PMOSトランジスタおよび前記第5PMOSトランジスタの両ドレインに接続される第7PMOSトランジスタと、
ドレインが前記第7MOSトランジスタのドレインに接続され、ソースが前記第1電圧ノードに接続され、ゲートが前記第7PMOSトランジスタのゲートに接続される第3NMOSトランジスタと、
ソースが前記第1電圧ノードに接続され、ドレインが前記第7PMOSトランジスタのソースに接続され、ゲートが前記外部接続端子に接続される第8PMOSトランジスタと、
前記第1電源ノードにソースが接続され、前記第1電圧ノードにゲートが接続される第9PMOSトランジスタと、
ソースが前記第9PMOSトランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第1制御部の出力ノードに接続され、ゲートが前記第7PMOSトランジスタのドレインに接続される第10PMOSトランジスタと、
ソースが前記第1電圧ノードに接続され、ドレインが前記第10PMOSトランジスタのソースに接続され、ゲートが前記第1電源ノードに接続される第11PMOSトランジスタと、
ソースが前記外部接続端子に接続され、ゲートが前記第1電圧ノードに接続される第12PMOSトランジスタと、
ソースが前記第12PMOSトランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第1制御部の出力ノードに接続され、ゲートが前記第4PMOSトランジスタのドレインに接続される第13PMOSトランジスタと、
ソースが前記第1電圧ノードに接続され、ドレインが前記第13PMOSトランジスタのソースに接続され、ゲートが前記外部接続端子に接続される第14PMOSトランジスタと、を有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体集積回路。 - 前記第2制御部は、
前記第1制御部と同じ回路で構成され、前記第1の場合には前記電源電圧を出力し、前記第2の場合には前記外部接続端子に印加された前記電源電圧を出力する第5制御部と、
前記第5制御部の出力電圧から前記第1電圧を生成する第1抵抗分圧器と、
前記第5制御部の出力電圧から前記第2電圧を生成する第2抵抗分圧器と、を有する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体集積回路。 - 前記第3制御部は、
前記第1の場合または前記第2の場合に前記第1電圧が印加される第1電圧ノードにソースが接続され、ゲートが前記第1電源ノードに接続される第15PMOSトランジスタと、
ソースが前記第1電源ノードに接続され、ドレインが前記第15PMOSトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第1電圧ノードに接続される第16PMOSトランジスタと、
ソースが前記外部接続端子に接続され、ゲートが前記第1電圧ノードに接続される第17PMOSトランジスタと、
ソースが前記第17PMOSトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第15PMOSトランジスタのドレインに接続される第18PMOSトランジスタと、
ドレインが前記第18PMOSトランジスタのドレインおよび前記第3制御部の出力ノードに接続され、ソースが第1電圧ノードに接続され、ゲートが前記第18PMOSトランジスタのゲートに接続される第4NMOSトランジスタと、
ソースが前記第1電圧ノードに接続され、ドレインが前記第17PMOSトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記外部接続端子に接続される第19PMOSトランジスタと、を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体集積回路。 - 前記第4制御部は、ソースが前記第1電圧ノードに接続され、ドレインが前記第2PMOSトランジスタのドレインおよび前記第3PMOSトランジスタのソースに接続され、ゲートが前記第1電源ノードに接続される第20PMOSトランジスタを有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体集積回路。
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