JP3365310B2 - プラズマスクリーンセルの制御のための電力出力回路 - Google Patents

プラズマスクリーンセルの制御のための電力出力回路

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JP3365310B2 JP17794098A JP17794098A JP3365310B2 JP 3365310 B2 JP3365310 B2 JP 3365310B2 JP 17794098 A JP17794098 A JP 17794098A JP 17794098 A JP17794098 A JP 17794098A JP 3365310 B2 JP3365310 B2 JP 3365310B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマスクリー
ンセルの制御のための電力出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマスクリーンは、複数行及び複数
列の交点に配置されたセルから形成された、アレイ型ス
クリーンである。セルは、希ガスで充填された空洞と、
2つの制御電極と、赤、緑又は青の蛍光デポジションと
を含む。スクリーン上に光スポットを作るために、所与
のセルを用いることによって、電位差がセルの制御電極
間に印加され、そのガスのイオン化を起こす。このイオ
ン化は、紫外線の放出を伴う。放出された光線によっ
て、光スポットの生成が、デポジットされた蛍光体の励
起により得られる。
【0003】映像を生成するために、セル制御は、従
来、制御信号を出力する論理回路によって行われてい
る。これら信号の論理状態は、光スポットを発生するよ
うに制御されるセルと、それを発生しないように制御さ
れるセルとを決定する。これら論理回路は、通常、例え
ば5ボルト以下の供給電圧である低電圧で供給される。
この電圧は、セル電極を直接ドライブするには十分でな
い。従って、論理回路と制御すべきセルとの間に電力出
力回路が用いられ、低電圧制御信号を高電圧制御信号に
変換する。
【0004】空洞内のガスのイオン化は、100ボルト
の大きさのオーダの高電位を制御電極に適用することを
必要とする。他方で、数十ミリアンペアのオーダのかな
りの電流を(相関的に、これら電極から受信するため
に)電極に与えることができることを必要とする。実際
に、100ピコファラッドのオーダの比較的高い等価キ
ャパシタンスによって(相関的に、数十ミリアンペアの
電流源によって)、概略的に電極を表すことができる。
従って、これら電極の制御は、キャパシタの充電又は放
電の制御と等しいものである。現在では、通常、プラズ
マスクリーンにおいて、急なエッジを有する信号を得る
ことが望まれる。これは、例えば100ナノ秒のオーダ
の充電及び放電持続時間と理解されている。高電位に達
し及び高値の容量性負荷であるならば、これは、100
ミリアンペアに達する非常に高い充電及び放電電流を供
給し且つ取り込む能力を必要とする。
【0005】前述したように、プラズマスクリーン電極
の制御は、低電圧論理信号を受信し、且つこれら信号を
高電圧制御信号に変換する電力出力回路によって行われ
る。
【0006】図1は、電極を制御できる出力回路1の実
施形態の従来の例を説明する。回路1は、制御入力部2
及び出力部4を含む。制御入力部2は、論理入力信号I
N1を受信する。この信号は、高電位状態及び低電位状
態の2状態を取ることができる低電圧信号であると考え
る。高電位状態は、例えばVCC=5Vの正電位VCC
を意味する。低電位状態は、グランド電位GND=0V
を意味する。出力部4は、出力制御信号OUT1を供給
する。この出力信号は、出力部4及びグランドの間に取
り付けられた等価キャパシタCoutで表された電極へ
出力される。電極制御は、キャパシタCoutを充電し
て、高電圧電位VPPにし、又は充電されたときにそれ
を放電することからなる。信号IN1が高電位状態であ
るときに充電が命令され、信号IN1が低電位状態であ
るときに放電が命令されると考える。
【0007】回路1は、パワートランジスタ8及び10
の対6を含む。これらトランジスタは、通常、相補形の
VDMOS型Nチャネルパワートランジスタと、厚い酸
化物HVMOS型Pチャネルパワートランジスタとであ
る。VDMOSは、縦形NチャネルMOS型トランジス
タを示し、高ソース−ドレイン電位差に耐え、かなりの
電流を出力し又は取り込むことができる。厚い酸化物H
VMOSは、高ソース−ドレイン及びソース−ゲート電
位差に耐えることができるMOS型Pチャネルトランジ
スタを示す。PチャネルHVMOS型のトランジスタ8
は、そのソースで電位VPPを受信する。そのドレイン
は出力部4に接続され、その制御ゲートは制御信号IN
Pを受信する。このトランジスタは、オンのとき、キャ
パシタCoutを充電することができる。そのとき、ト
ランジスタ10はオフになる。NチャネルVDMOS型
のトランジスタ10は、そのソースで電位GNDを受信
する。そのドレインは出力部4に接続されており、その
制御ゲートは制御信号INNを受信する。このトランジ
スタは、オンのとき、キャパシタCoutを放電するこ
とができる。そのとき、トランジスタ8はオフになる。
放電トランジスタ10の制御は、低電圧で実現可能とな
る。該トランジスタ10は、INN=VCCのときオン
になり、INN=GNDのときオフになる。従って、回
路1において、信号INNは、信号IN1を受信するイ
ンバータ12から出力される。低電圧インバータが用い
られ、電位VCC及びGNDが給電される。このインバ
ータは、信号IN1の極性を反転することができ、従っ
て、充電がIN1=VCCによって制御され、放電がI
N1=GNDによって制御される。充電トランジスタ8
の制御は、高電圧制御を必要とする。実際に、INP=
GNDのとき、トランジスタ8はオンとなるが、それを
オフに切り替えるために、信号INPは、少なくともV
PPに等しい電位に達することができなければならな
い。このために、トランジスタ8の制御は、電位シフト
回路14によって行われ、回路14は入力信号IN1に
よってドライブされる。
【0008】回路14は、2つのMOS型Pチャネルパ
ワートランジスタ16及び18と、2つのMOS型Nチ
ャネルパワートランジスタ20及び22とを含む。例え
ばNチャネルVDMOSトランジスタ及び厚い酸化物P
チャネルHVMOSトランジスタのような、高電圧に耐
えることができるトランジスタが用いられることにな
る。トランジスタ16及び18は、それらのソースで電
位VPPを受信する。トランジスタ20及び22は、そ
れらのソースで電位GNDを受信する。トランジスタ1
6のドレインは、トランジスタ18の制御ゲートと、ト
ランジスタ20のドレインとに接続される。トランジス
タ18のドレインは、トランジスタ16の制御ゲート
と、トランジスタ22のドレインとに接続される。トラ
ンジスタ18及び22のドレインは、制御信号INPを
出力する。トランジスタ20は、その制御ゲートで信号
INNを受信する。従って、トランジスタ22は、その
制御ゲートで制御信号NINを受信する。この信号NI
Nはインバータ24から出力され、該インバータ24
は、低電圧で給電され、入力として信号INNを受信す
る。INN=GNDのとき、トランジスタ20はオフに
なり、トランジスタ22はオンになる。それゆえ、トラ
ンジスタ16はオンになり、トランジスタ18はオフに
なる。そのとき、INP=GNDになる。充電トランジ
スタ8はオンになり、放電トランジスタ10はオフにな
る。従って、INN=VCCのとき、トランジスタ20
はオンになり、トランジスタ22はオフになる。それゆ
え、トランジスタ16はオフになり、トランジスタ18
はオンになる。従って、INP=VPPとなる。充電ト
ランジスタ8はオフを維持し、放電トランジスタ10は
オンになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図1の回路によって生
じる第1の問題は、充電トランジスタ8を実現するため
に必要とされる表面積にある。実際に、一方でPチャネ
ルトランジスタ及びNチャネルトランジスタの導電率の
差と、他方で充電及び放電電流の高値とを与えると、ト
ランジスタ8は、同じ電流の動作に対し、トランジスタ
10で占有される表面積の2、3倍のオーダの表面積を
占有する。
【0010】図1の回路によって起こる第2の問題は、
入力信号IN1が状態を変更するとき、出力トランジス
タ8及び10で同時に導通するリスクである。このよう
な同時の導通は、トランジスタ8及び10の制御信号が
変更されるときに、これらトランジスタに関する与えら
れた電圧及び電流値に対して、高い電力損失を生じる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、
出力回路構造は、充電トランジスタに対して必要とされ
る表面積を減らし、入力信号の状態切換において充電及
び放電トランジスタの同時の導通を避けることを可能に
することを提供する。このために、本発明の一実施形態
は、複合P型トランジスタを形成するように配置された
Nチャネル充電トランジスタにより、Pチャネル充電ト
ランジスタを置換しており、同時の導通を避けるような
大きさにされたインバータを用いてNチャネル充電及び
放電トランジスタを制御する。
【0012】従って、本発明の実施形態は、低電圧論理
入力信号を受信する入力部と、高電圧出力制御信号を出
力する出力部と、ドレインが高電圧電位を受信し且つソ
ースが出力部に接続される充電トランジスタ、及びソー
スが基準電位を受信し且つドレインが出力部に接続され
る放電トランジスタを含む出力回路と、論理入力信号に
従って充電トランジスタ及び放電トランジスタを制御す
る制御信号をこれら該トランジスタへ出力する制御手段
とを含むプラズマスクリーンセルの制御のための電力出
力回路を提供する。充電トランジスタ及び放電トランジ
スタがNチャネルVDMOS型であり、充電トランジス
タが複合P型トランジスタで形成されている。出力回路
は、電位シフト回路によって制御されるPチャネルパワ
ートランジスタと、Nチャネルパワートランジスタとを
含んでおり、該Pチャネルトランジスタは、ソースが高
電圧電位を受信し且つドレインが充電トランジスタの制
御ゲートに接続されており、該Nチャネルパワートラン
ジスタは、ソースが基準電位を受信しており、Pチャネ
ルトランジスタ及びNチャネルトランジスタは、充電ト
ランジスタをオンに切り替えたいときにPチャネルパワ
ートランジスタがオンになり、充電トランジスタをオフ
に切り替えたいときにNチャネルパワートランジスタが
オンになるように制御されている。制御手段は、Nチャ
ネルパワートランジスタ及び放電トランジスタを制御す
るために、単一の制御信号を入力する低電圧インバータ
を含んでおり、該インバータに含まれるトランジスタの
チャネル幅/チャネル長の比は、出力部の放電を命令し
たいときに、Nチャネルパワートランジスタがオンに切
り替えられた後に放電トランジスタがオンに切り替えら
れ、充電トランジスタを介して出力部の充電を命令した
いときに、放電トランジスタがオフとなった後にNチャ
ネルトランジスタがオフになるよう決定され、論理入
力信号が出力部の放電を制御する際に、充電トランジス
タのゲートの電位が出力部の電位よりも急速に降下する
ように構成される。
【0013】本発明の他の実施形態によれば、制御手段
を構成するトランジスタのチャネル幅/チャネル長の比
は、出力回路のPチャネルトランジスタ及びNチャネル
トランジスタの一方がオンに切り替えられたときに、こ
れらトランジスタの他方がオンとなっていることを避け
るように事前にオフに切り替えられているよう決定さ
れる。
【0014】
【0015】本発明の他の実施形態によれば、所定の持
続時間よりも短い持続時間の寄生パルスが論理入力信号
で生じたとき、前記パワートランジスタの制御信号の変
更を避けるために論理入力信号を遅延させる論理遅延回
路を含む。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の前述の内容、他の特徴及
び効果は、添付図面に関連した本発明の一実施形態にお
ける限定されない以下の記載の中で、詳細に説明してい
く。
【0017】図2は、本発明の一実施形態に従って実現
された電力出力回路30を説明する。
【0018】出力回路30は、論理入力信号IN2を受
信する制御入力部32と、高電圧出力信号OUT2を出
力する出力部34とを含む。論理信号IN2は低電圧信
号であり、その電位は所与の論理状態を表す。その論理
状態は、IN2=VCCを高論理状態で、IN2=GN
Dを低論理状態で表す。VCCは低電圧供給電位であ
り、GNDは基準電位(接地電位とも称される)であ
る。例えばVCC=5V及びGND=0Vである。信号
IN2は、通常、図示されていない論理回路から出力さ
れており、その論理回路は、形成すべき映像によってそ
の論理状態を決定することになる。
【0019】出力回路30は、回路30の出力部34を
高電圧供給電位VPP又は接地電位GNDに接続するこ
とができる出力回路36を含む。例えば150ボルトの
高電圧供給電位VPPが選択されることになる。図示さ
れていないプラズマスクリーンセルを制御するために、
この電極は、回路30の出力部34に接続される。この
電極は、図1に表されたように、充電又は放電できるキ
ャパシタとして動作することになる。
【0020】出力回路36は、制御出力部34の電位
を、電位VPPにもたらすことができるパワートランジ
スタ38と、電位GNDにもたらすことができるパワー
トランジスタ40とを含む。充電トランジスタと称され
るトランジスタ38のドレインは、電位VPPを受信す
る。放電トランジスタと称されるトランジスタ40のソ
ースは、電位GNDを受信する。トランジスタ40のド
レインとトランジスタ38のソースとが相互接続され、
出力部34を形成する。充電トランジスタ38は、信号
OUT2の電位を実質的に電位VPPのレベルにもたら
すために、出力部34へ充電電流を出力することができ
る。放電トランジスタ40は、信号OUT2の電位を実
質的に電位GNDのレベルにもたらすために、ソース3
4によって供給された放電電流を取り込むことができ
る。出力部34における100ピコファラッドの容量性
負荷と、100〜200ナノ秒のオーダの充電及び放電
時間とを考慮するならば、充電及び放電電流は80ミリ
アンペアのオーダになる。
【0021】トランジスタ38及び40はNチャネルV
DMOS型トランジスタであり、それは、かなりの電流
を提供し且つ吸収し、かなりのソース−ドレイン電圧に
耐える。例えば、9×10及び5×18の、それぞれ多
数の基本セルを有するトランジスタが選択される。更
に、出力回路36は、充電トランジスタ38に関連した
2つのMOS型パワートランジスタ42及び44を含
む。Pチャネルトランジスタ42及びNチャンネルトラ
ンジスタ44は、トランジスタ38と共に、複合P型ト
ランジスタを形成することができる。
【0022】PチャネルMOS型トランジスタ42は、
そのソースにおいて電位VPPを受信する。そのドレイ
ンは、充電トランジスタ38の制御ゲートに接続され
る。そして、その制御ゲートにおいてS10で示された
制御信号を受信する。NチャネルMOS型トランジスタ
44は、そのソースで電位GNDを受信する。そのドレ
インは、トランジスタ42のドレイン及び充電トランジ
スタ38の制御ゲートに接続される。その制御ゲート
は、S9で示された制御信号を受信する。トランジスタ
42及び44から出力され、充電トランジスタ38の制
御ゲートで受信される信号は、PCDEで示されてい
る。MOS型トランジスタ42は、294/18のW/
L比(W/Lはトランジスタチャネル幅/チャネル長の
比である)を有し、VDMOS型トランジスタ44は6
×2の基本セル数を有するのが好ましい。
【0023】パワートランジスタ42は、充電トランジ
スタ38をオンに切り替えることができる。このため
に、トランジスタ42がオンになるように信号S10を
供給することで十分である。例えばS10=GNDが選
択されることになる。従って、信号S9の電位は、トラ
ンジスタ44がオフになるような値を有する。例えばS
9=GNDが選択されることになる。トランジスタ42
がオンであるとき、信号PCDEの電位は、充電トラン
ジスタ38の等価ゲートキャパシタの充電によって増加
する。一度PCDEが充電トランジスタ38のスレッシ
ョルド電圧Vtに達したならば、充電トランジスタ38
はオンに切り替わり、そのソースの電位は実質的にVP
P−Vtに達する。
【0024】充電トランジスタ38をオフに切り替える
ために、トランジスタ44が用いられる。このため、例
えばS9=VCC及びS10=VPPをかけることで十
分である。トランジスタ44がオンに切り替わり、トラ
ンジスタ38の等価ゲートキャパシタがグランドに放電
される。当然、この放電中に、トランジスタ42がオフ
にされなければならない。従って、Nチャネルトランジ
スタ38は、低電位(S10=GND)でオンに切り替
えられ、高電位(S9=VCC)でオフに切り替えられ
るように制御され、Pチャネルトランジスタの動作に対
応する。図1のトランジスタ8の大きさの2〜3分の1
の充電トランジスタを、同じ充電電流に対して用いるこ
とができる。
【0025】制御信号S9は、2つの相補形MOS型ト
ランジスタ48及び50から形成される低電圧インバー
タ46によって出力される。Pチャネルトランジスタ4
8は、そのソースで電位VCCを受信する。Nチャネル
トランジスタ50は、そのソースで電位GNDを受信す
る。これらトランジスタのドレインは、相互接続され、
信号S9を供給する。これらトランジスタの制御ゲート
は、論理制御信号S5を受信する。例えば、100/5
のW/L比を有するトランジスタ48と、50/3のW
/L比を有するトランジスタ50とが選択されることに
なる。
【0026】制御信号NCDEは、2つの相補形MOS
型トランジスタ54及び56から形成される低電圧イン
バータ52によって出力される。Pチャネルトランジス
タ54は、そのソースで電位VCCを受信する。Nチャ
ネルトランジスタ56は、そのソースで電位GNDを受
信する。これらトランジスタのドレインは、相互接続さ
れ、信号NCDEを供給する。これらトランジスタの制
御ゲートは、相互接続され、論理制御信号S5を受信す
る。例えば、250/5のW/L比を有するトランジス
タ54と、100/3のW/L比を有するトランジスタ
56とが選択されることになる。
【0027】制御信号S10は、図1に記載されている
ものと同様に、電位シフト回路58から出力される。回
路58は、2つのMOS型Pチャネルパワートランジス
タ60及び62と、2つのMOS型Nチャネルパワート
ランジスタ64及び66とを含む。高電圧に耐えること
ができるトランジスタが選択されることになる。例え
ば、50/18のW/L比を有するトランジスタ60
と、100/18のW/L比を有するトランジスタ62
と、6×1の基本セル数を有するVDMOS型トランジ
スタ64及び66とが選択されることになる。
【0028】トランジスタ60及び62は、それらソー
スにおいて電位VPPを受信する。トランジスタ64及
び66は、それらソースにおいて電位GNDを受信す
る。トランジスタ60のドレインは、トランジスタ62
の制御ゲートとトランジスタ64のドレインとに接続さ
れる。トランジスタ62のドレインは、トランジスタ6
0の制御ゲートとトランジスタ66のドレインとに接続
される。トランジスタ62及び66のドレインは、制御
信号S10を供給する。トランジスタ66は、その制御
ゲートにおいて論理制御信号S7を受信する。従って、
トランジスタ64は、その制御ゲートで制御信号S8を
受信する。この信号S8は、低電圧で供給され、入力と
して信号S7を受信するインバータ68から供給され
る。S7=GNDのとき、トランジスタ66はオフにな
り、トランジスタ64はオンになる。従って、トランジ
スタ62はオンになり、トランジスタ60はオフにな
る。そのとき、S10=VPPとなる。S7=VCCの
とき、トランジスタ66はオンになり、トランジスタ6
4はオフになる。従って、トランジスタ60はオンにな
り、トランジスタ62はオフになる。そのとき、S10
=GNDになる。
【0029】更に、出力回路30は、遅延をもたらす論
理回路を含む。これら遅延回路は、1つの入力及び1つ
の出力を有するインバータ70、72、76、78及び
82と、2つの入力及び1つの出力を有するNAND型
の2つの論理ゲート74及び80とを含む。これら回路
は、例えば電位VCC及びGNDである低電圧で供給さ
れると考える。
【0030】インバータ70は、入力として入力信号I
N2を受信しており、信号IN2を反転した論理信号S
1をその出力部に出力する。この信号S1は、ゲート8
0の第1の入力部とインバータ72の入力部とへ供給さ
れる。このインバータ72は、論理信号S2をその出力
部に出力する。この信号は、ゲート74の第1の入力部
とインバータ76の入力部とへ供給される。インバータ
76は、論理信号S3をその出力部に出力する。信号S
3はインバータ78の入力部へ供給され、該インバータ
78の出力部で論理信号S4を出力する。信号S4は、
ゲート74の第2の入力部に供給される。ゲート74
は、インバータ46及び52に供給される論理信号S5
をその出力部に出力する。信号S5は、更に、ゲート8
0の第2の入力部へ供給される。このゲートは、インバ
ータ82の入力部へ供給される論理信号S6をその出力
部に出力する。インバータ82は、電位シフト回路58
へ供給される論理信号S7をその出力部に出力する。
【0031】ゲート74並びにインバータ76及び78
によって形成された組立体は、以下で分かるように、入
力信号IN2の正パルスを遅延させることができる。イ
ンバータ72及びゲート80の組立体は、入力信号IN
2の負パルスを遅延させることができる。
【0032】回路30の動作は、論理入力信号IN2、
信号S1、信号S5、信号S2、信号S4、信号S3、
信号S6、信号S7、信号S8、信号NCDE、信号S
9、信号S10、信号PCDE及び出力制御信号OUT
2をそれぞれ表す図3を参照して、ここで説明されてい
る。
【0033】最初に、S1=S5=S3=S7=VC
C、PCDE=OUT2=VPP及びIN2=S2=S
4=S6=S8=NCDE=S9=S10=GNDを考
える。言い換えれば、充電トランジスタ38はオンであ
り、放電トランジスタ40はオフである。従って、信号
OUT2の電位は、トランジスタ38のスレッショルド
電圧を無視すれば、電位VPPに実質的に等しくなる。
【0034】放電トランジスタ40を介して制御出力部
34の放電を制御することを考える。このため、入力信
号IN2は高電位状態に位置付けられる。そのとき、I
N2=VCCとなる。従って、信号S1は、低電位状態
に切り替えることになる。これは、一方で信号S6を高
電位状態に立ち上げ、他方で信号S2を高電位状態に立
ち上げる。続いて、信号S3は低電位状態に立ち下げら
れ、信号S4は高電位状態に立ち上げられる。信号S4
が高電位状態に立ち上げられると、信号S5は低電位状
態に切り替わる。
【0035】インバータ76及び78は、信号IN2に
現れる正の寄生パルスを遅延させることができる。実
際、信号S2の高電位状態への移行がインバータ76及
び78に伝達されない限り、信号S5は高電位状態に維
持される。最小遅延を増加するために、インバータ72
の出力とゲート74の第2の入力との間に配置されたイ
ンバータの数を増すか、これらインバータを形成するト
ランジスタのサイズを変更することができる。また、キ
ャパシタをインバータ76及び78の間に配置すること
もできる。信号S9及びNCDEに対する信号IN2の
正エッジの遅延は、トランジスタ42及び44と、トラ
ンジスタ38及び40との同時導通を避けることができ
る。信号S7によって制御された電位シフト回路58に
よってトランジスタ42がオフに切り替わるまで、トラ
ンジスタ40及び44のオンへの切り替えが遅延され
る。
【0036】信号S1の低電位状態への切換は、それに
続く信号S5のその後引き起こされた立ち下がりに加え
て、信号S6の高電位状態への切換を生じる。これは、
信号S7の低電位状態への切換えを生じ、その後信号S
8を高電位状態へ立ち上がる。これは、信号S10の電
位VPPへの切換を生じ、トランジスタ42をオフに切
り替える。そのとき、信号S9が低電位状態になると仮
定するならば、電位PCDEは、容量性効果によって充
電トランジスタ38のゲートのレベルに維持される。従
って、トランジスタ42及び44の同時導通が避けられ
る。
【0037】信号S5が低電位状態に切り換えるとき、
トランジスタ50及び56がオフに切り替わり、トラン
ジスタ48及び54がオンに切り替わる。トランジスタ
50からみた容量性負荷はトランジスタ54で耐えるそ
れよりも小さく、信号S9の電位は、信号NCDEの電
位よりも急速に増加する。従って、充電トランジスタ3
8の制御ゲートは、出力部34よりも急速に放電され、
トランジスタ38が出力部34の放電中にオフを維持す
ることを常に保証する。インバータ46及び52の出力
の電荷が分かれば、トランジスタ48及び54のサイズ
は、実際にそれに従って選択される。それらによってト
ランジスタ40がオンに切り替わるとき、トランジスタ
38はオフを維持し、これらトランジスタの同時導通現
象を抑制する。トランジスタ40がオンになると、信号
OUT2の電位が降下して、電位GNDに達する。
【0038】続いて、出力部34の充電を制御すること
が所望されると仮定する。このために、入力信号IN2
は低電位状態に位置付けられる。そのとき、IN2=G
NDになる。
【0039】信号S1は、高電位状態に立ち上げられ
る。これは、信号S2の低電位状態への切り替えを生じ
る。従って、独立して信号S3を高電位状態へ且つ信号
S4を低電位状態へそれぞれ切り替えると同時に、信号
S5は高電位状態に立ち上げられる。従って、トランジ
スタ48及び54がオフに切り替わり、トランジスタ5
0及び56がオンに切り替わる。信号NCDEの電位が
信号S9の電位よりも急激に降下するようなトランジス
タ50及び56の大きさによって、トランジスタ40
は、トランジスタ44をオフに切り替わる前に、オフに
切り替えられる。
【0040】信号S5の立ち上がりは、信号S6の立ち
下がりと同時に生じる。同じ方法で、前述したように、
正パルスがインバータ76及び78で遅延され、負パル
スがインバータ72及びゲート74で遅延される。この
遅延は、トランジスタ40及び44がトランジスタ38
のオンへの切り替わりの前に有効にオフとなることを保
証することができる。前述したように、この遅延は、入
力部に位置付けられた低電圧論理回路内に実現され、パ
ワートランジスタの同時導通現象の発生を避けることが
できる。
【0041】信号S6の高電位状態への切り替わりは、
信号S7の低電位状態への立ち下がりを生じ、従って信
号S8の高電位状態への立ち上がりを生じる。従って、
トランジスタ66がオンに切り替わり、信号S10の電
位がGNDに立ち下がる。そのとき、トランジスタ42
はオンに切り替わる。それがオンであるので、充電トラ
ンジスタ38のゲートの電位が増加する。トランジスタ
42及び44の同時導通を避けるために、当然にトラン
ジスタ44がオフとなる。このため、インバータ82及
び68は、トランジスタ50で耐える負荷が分かれば、
それに従う大きさとなる。従って、トランジスタ38が
オンに切り替わり、信号OUT2の電位が増加する。こ
のとき、トランジスタ40はオフであり、トランジスタ
38及び40の同時導通とならない。
【0042】従って、本発明は、同時導通問題に関して
小型で且つ最適な大きさの出力回路を有することができ
る。
【0043】以上のように、出力部34の放電が制御さ
れるとき、放電トランジスタ40がオンに切り替わる前
に、充電トランジスタ38がオフになるように、回路が
最適化される。このために、信号OUT2の電位降下よ
りも早い信号PCDEの電位降下が保証されなければな
らない。実際に、逆の場合、特に、出力部34に関連す
る容量性負荷が小さいならば、正ゲート−ドレイン電位
差が充電トランジスタ38のレベルで現れるのも好まし
い。この場合、トランジスタ38がNチャネルトランジ
スタであるために、トランジスタ38はオンに戻され、
同時導通現象となる。従って、この現象の発生を避ける
ために、トランジスタ42は、トランジスタ40が出力
部34で放電するよりも早く、充電トランジスタ38の
制御ゲートを放電するように制御される。
【0044】Cgdはトランジスタのゲート−ドレイン
キャパシタンスであり、Csdはそのソース−ドレイン
キャパシタンスであり、Cgはゲートにおける等価キャ
パシタンスであり、Csubはその基板キャパシタンス
であり、Csは出力部34に接続された容量性負荷であ
り、C(34)は出力34の等価キャパシタンスであ
り、VtはNチャネルトランジスタのスレッショルド電
圧である。
【0045】出力の充電から放電への移行において、ト
ランジスタ54及び48によって出力された電流が、ト
ランジスタ40及び44のゲート−ドレインキャパシタ
ンスを充電する。信号OUT2の電位の変化dV/dt
が大きいので、これら電流は大きい。これら電流は、ト
ランジスタ40及び44のゲート−ソース電位差を減少
する。トランジスタ48のオン状態抵抗Ronを減らす
ことによって、高ゲート−ソース電位差がトランジスタ
44に対して印加される。それらによって、充電トラン
ジスタ38のゲート電位の立ち下がりは、そのソースに
対して加速される。
【0046】Cg(38)=Cgd(38)+Csd
(42)+Csub(44)及び C(34)=Cs+Csd(38)+Csub(40)
【0047】更に、 Vgs(44)=VCC−Ron(48)×Cgd(4
4)×dV/dt(PCDE)及び Vgs(40)=VCC−Ron(54)×Cgd(4
0)×dV/dt(OUT2)
【0048】出力部34の放電から充電への移行に関し
て、以下の状態が満足されることが分かる。
【0049】Ron(50)×Cgd(44)×dV/
dt(PCDE)<Vt(44)及び Ron(56)×Cgd(40)×dV/dt(OUT
2)<Vt(40)
【0050】好ましくは、出力部34の放電によって出
力回路30の論理回路が狂わされることを避けるため
に、トランジスタ40のソースは、この出力部34から
供給された放電電流を吸収するためにアナロググランド
に接続されており、他方のグランドは出力回路の他の部
品に対して用いられることになる。
【0051】出力回路30において、トランジスタ38
の出力部34と制御ゲートとの間に接続されたツェナー
ダイオード84によって表されたように、保安装置を備
える。このツェナーダイオードは、トランジスタ38の
制御ゲートとソースとの間に生じる高すぎる電位差を避
ける。このダイオードの存在は、トランジスタ44のソ
ースに向かって、出力部34の起こりうる放電パスを生
成する。これは、トランジスタ44及び40の制御がイ
ンバータ46及び52のように同一タイプの装置によっ
て実現されれば欠点ではない。例えば製造方法又は動作
温度の変化によってこれら装置の特性が変化するなら
ば、これら変化はインバータ46及び52の両方に対し
て同じ特性の変化となる。それゆえ、出力回路の動作に
おけるこれらインバータの特性の変化の影響がかなり限
定されることになる。従って、トランジスタ38の保護
と、回路の本来の動作とを同時に得ることは容易であ
る。これは、出力の放電電流の大部分が、放電トランジ
スタ40によって吸収されるように、インバータ46及
び52の大きさを選択することによる。
【0052】当然に、本発明は、当業者によれば容易に
できるであろう種々の変更、修正及び改良を有するもの
である。従って、論理信号の極性が修正でき、及び/又
はこれら信号が異なる論理ゲートで発生できる。例えば
制御信号の極性を反転し、且つNANDゲートの代わり
にNOR型のゲートを用いるように選択することができ
る。
【0053】このような変更、修正及び改良は、この開
示の部分でしようとするものであり、本発明の技術的思
想及び見地の中でしようとするものである。従って、前
述の記載は、例としてのみであり、限定しようとするも
のではない。本発明は、特許請求の範囲及びその等価物
に規定されるものにのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による出力回路である。
【図2】本発明の実施形態による出力回路である。
【図3】図2に表された本発明の一実施形態による出力
回路によって生成され又は出力された信号及び電位のタ
イミング図である。
【符号の説明】
1、30、36 出力回路 2、32 制御入力部 4、34 出力部 6 パワートランジスタの対 8 PチャネルHVMOS型トランジスタ、充電トラン
ジスタ 10 NチャネルHVMOS型トランジスタ、放電トラ
ンジスタ 14、58 電位シフト回路 16、18、42、48、54、60、62 Pチャネ
ルMOS型パワートランジスタ 20、22、44、50、56 NチャネルMOS型パ
ワートランジスタ 24 インバータ 38 PチャネルVDMOS型トランジスタ、充電トラ
ンジスタ 40、64、66 NチャネルVDMOS型トランジス
タ、放電トランジスタ 52、70、72、76、78、82 インバータ 74、80 NAND型論理ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−119824(JP,A) 特開 平7−66704(JP,A) 特開 平4−181809(JP,A) 特開 平5−313597(JP,A) 特開 平4−301676(JP,A) 特開 平8−106267(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/28 G09G 3/20 621 G09G 3/20 670

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低電圧論理入力信号(IN2)を受信す
    る入力部(32)と、高電圧出力制御信号(OUT2)
    を出力する出力部(34)と、ドレインが高電圧電位
    (VPP)を受信し且つソースが前記出力部(34)に
    接続される充電トランジスタ(38)、及びソースが基
    準電位(GND)を受信し且つドレインが前記出力部
    (34)に接続される放電トランジスタ(40)を含む
    出力回路(36)と、前記論理入力信号に従って前記充
    電トランジスタ及び前記放電トランジスタを制御する制
    御信号(PCDE、NCDE)をこれらトランジスタへ
    出力する制御手段(42、44、46、52、58)と
    を含むプラズマスクリーンセルの制御のための電力出力
    回路(30)において、 前記充電トランジスタ(38)及び放電トランジスタ
    (40)がNチャネルVDMOS型であり、該充電トラ
    ンジスタ(38)が複合P型トランジスタの一部を形成
    しており、 前記出力回路(36)は、電位シフト回路(58)によ
    って制御されるPチャネルパワートランジスタ(42)
    と、Nチャネルパワートランジスタ(44)とを含んで
    おり、該Pチャネルトランジスタは、ソースが高電圧電
    位(VPP)を受信し且つドレインが前記充電トランジ
    スタ(38)の制御ゲートに接続されており、該Nチャ
    ネルパワートランジスタは、ソースが前記基準電位(G
    ND)を受信しており、前記Pチャネルトランジスタ及
    び前記Nチャネルトランジスタは、前記充電トランジス
    タ(38)をオンに切り替えたいときに前記Pチャネル
    パワートランジスタ(42)がオンになり、前記充電ト
    ランジスタ(38)をオフに切り替えたいときに前記N
    チャネルパワートランジスタがオンになるように制御さ
    れており、 前記制御手段は、前記Nチャネルパワートランジスタ及
    び前記放電トランジスタ(40)を制御するために、単
    一の制御信号を入力する低電圧インバータ(46、5
    2)を含んでおり、該インバータに含まれるトランジス
    タのチャネル幅/チャネル長の比は、前記出力部の放電
    を命令したいときに、前記Nチャネルパワートランジス
    タ(44)がオンに切り替えられた後に前記放電トラン
    ジスタ(40)がオンに切り替えられ、前記充電トラン
    ジスタ(38)を介して前記出力部の充電を命令したい
    ときに、前記放電トランジスタ(40)がオフとなった
    後に前記Nチャネルトランジスタ(44)がオフになる
    よう決定され、前記論理入力信号が前記出力部の放電
    を制御する際に、前記充電トランジスタのゲートの電位
    が前記出力部の電位よりも急速に降下するように構成さ
    れることを特徴とする回路。
  2. 【請求項2】 前記制御手段を構成するトランジスタの
    チャネル幅/チャネル長の比は、前記出力回路の前記P
    チャネルトランジスタ(42)及び前記Nチャネルトラ
    ンジスタ(44)の一方がオンに切り替えられたとき
    に、これらトランジスタの他方がオンとなっていること
    を避けるように事前にオフに切り替えられているよう
    決定されることを特徴とする請求項1に記載の回路。
  3. 【請求項3】 所定の持続時間よりも短い持続時間の寄
    生パルスが前記論理入力信号に生じたとき、前記パワー
    トランジスタの制御信号(PCDE、NCDE)の変更
    を避けるために前記論理入力信号(IN2)を遅延させ
    る論理遅延回路(72、74、76、78、80)を含
    むことを特徴とする請求項1又は2に記載の回路。
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