JP3827457B2 - 供給電圧切換え回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
大きさの違う2種類の電圧が入力されるとともに、前記2種類の電圧のうち一方の電圧を出力電圧として選択するような供給電圧切換え回路、及び該供給電圧切換え回路によって供給される電圧を利用して動作時及び非動作時の供給電圧を切り換える電子機器に関する。
【従来の技術】
【0002】
従来、携帯型電話機等の電子機器では、該電子機器に電力供給する2次電池ができる限り長い期間電力供給できるように、電子機器の非動作時に、例えば携帯型電話機においてその表示板であるLCD上に表示する文字やアイコンと呼ばれる記号等のうち使用者が情報として必要なアイコンのみを表示するなどして、前記電子機器に供給される電力を低下させて必要最小限の機能のみを動作させるような省電力モードが設けられている。
【0003】
このように、通常動作をさせるときに供給される電力と省電力モード時に供給される電力とを切り換えるために、図3の回路図で示したような供給電圧切換え回路が使用される。尚、これ以降、該供給電圧切換え回路をセレクタ回路と呼ぶ。
【0004】
セレクタ回路5は、電圧VDD1,VDD2が入力される入力端子1,2と、SELECT信号(以下、SEL信号と呼ぶ。)が入力される入力端子3と、入力端子1とソース及びバックゲートが接続したPチャネルMOSFETトランジスタTr21と、入力端子2とソースが接続するとともに入力端子1とバックゲートが接続したPチャネルMOSFETトランジスタTr22と、入力端子3と接続するとともに他端がトランジスタTr21のゲートと接続したインバータIn21と、このインバータIn21と接続するとともに他端がトランジスタTr22のゲートと接続したインバータIn22と、トランジスタTr21のドレインとトランジスタTr22のドレインが接続した接続部に設けられた出力端子4とから構成されている。又、電圧VDD1,VDD2は、通常VDD1>VDD2の関係にある。
【0005】
このようなセレクタ回路5に、HighのSEL信号が入力端子3に入力されたとき、インバータIn21によってLowに反転した信号がトランジスタTr21のゲート及びインバータIn22に入力されるとともに、前記Lowに反転した信号をインバータIn22によって更にHighに反転した信号がトランジスタTr22のゲートに入力される。よって、トランジスタTr21が動作するとともにトランジスタTr22が停止状態となり、出力端子4は入力端子1と短絡した状態となるのでVDD1の電圧が出力される。
【0006】
入力端子3にLowのSEL信号が入力された場合は、トランジスタTr21,Tr22のそれぞれのゲートに、High,Lowの信号が入力されるため、入力端子3にHighのSEL信号が入力された時とは逆にトランジスタTr22が動作するとともにトランジスタTr21が停止状態となる。よって、出力端子4は入力端子2と短絡した状態となるのでVDD2の電圧が出力される。このように、入力端子3に入力されるSEL信号を切り換えることによって、出力端子4から出力される電圧の値を切り換えることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
セレクタ回路5の入力端子3にLowのSEL信号を入力したときのトランジスタTr21は、図4(a)に示すPチャネルMOSFETトランジスタのように、ソース及びバックゲートに電圧VDD1がかかるとともに、ドレインに電圧VDD2がかかった状態になる。このとき、ドレインからバックゲートへの経路X1がPN接合ダイオードとして働いて、入力端子1から出力端子4の方向に流れる電流を防ぐので、入力端子1及び入力端子2において、VDD1>VDD2の関係を保つことができる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の供給電圧切換え回路は、電圧が供給される第1の入力端子と、第1の入力端子に供給される電圧よりも低い電圧が供給される第2の入力端子と、前記第1の入力端子に供給される電圧と前記第2の入力端子に供給される電圧を選択するための選択信号が入力される第3の入力端子とを有する供給電圧切換え回路において、第1の入力端子にソースが接続された第1のPチャネルMOSFETトランジスタと、第2の入力端子にソースが接続された第2のPチャネルMOSFETトランジスタと、第1の入力端子にアノード側が接続され、第1のPチャネルMOSFETトランジスタのバックゲートにカソード側が接続された第1のダイオードと、第2の入力端子にアノード側が接続され、第1のダイオードのカソード側と第2のPチャネルMOSFETトランジスタのバックゲートにカソード側が接続された第2のダイオードと、第3の入力端子に入力される前記選択信号によって、前記第1のPチャネルMOSFETトランジスタと前記第2のPチャネルMOSFETトランジスタのうち一方のみを動作させるように、前記トランジスタのゲートにゲート電圧を与えるゲート電圧供給手段と、前記第1のPチャネルMOSFETトランジスタのドレインと前記第2のPチャネルMOSFETトランジスタのドレインに接続された出力端子と、を有することを特徴とする
【0009】
しかしながら、入力端子1,2に接続するセレクタ回路の前段に接続された回路の故障などにより、入力端子1,2に入力される電圧VDD1,VDD2の関係が、VDD1<VDD2となったとき、SEL信号がLowの時は経路X1に形成されたダイオードによってトランジスタTr21内を出力端子4から入力端子1の方向に、また、SEL信号に関係なく経路X2に形成されたダイオードによってトランジスタTr22内を入力端子2から入力端子1の方向に、過電流が流れるので、セレクタ回路5の動作が不安定になったり、或いは、該セレクタ回路5が破壊されて動作しなくなる恐れがある。
【0010】
上記のような問題を鑑みて、本発明では、前記入力端子1にかかる電圧が前記入力端子2にかかる電圧よりも低くなったときに、前記セレクタ回路内に設けられたトランジスタに過電流が流れないようなセレクタ回路である供給電圧切換え回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の供給電圧切換え回路は、電圧が供給される第1の入力端子と、第1の入力端子に供給される電圧よりも低い電圧が供給される第2の入力端子と、前記第1の入力端子に供給される電圧と前記第2の入力端子に供給される電圧を選択するための選択信号が入力される第3の入力端子とを有する供給電圧切換え回路において、第1の入力端子にソースが接続された第1のPチャネルMOSFETトランジスタと、第2の入力端子にソースが接続された第2のPチャネルMOSFETトランジスタと、第1の入力端子にアノード側が接続されるとともに第1のPチャネルMOSFETトランジスタのバックゲートにカソード側が接続された第1のダイオードと、第2の入力端子にアノード側が接続されるとともに第1のダイオードのカソード側と第2のPチャネルMOSFETトランジスタのバックゲートにカソード側が接続された第2のダイオードと、第3の入力端子に入力される前記選択信号によって、前記第1のPチャネルMOSFETトランジスタと前記第2のPチャネルMOSFETトランジスタのうち一方のみを動作させるように、前記トランジスタのゲートにゲート電圧を与えるゲート電圧供給手段と、前記第1のPチャネルMOSFETトランジスタのドレインと前記第2のPチャネルMOSFETトランジスタのドレインに接続された出力端子と、を有することを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の半導体集積回路装置は、請求項1に記載の供給電圧切換え回路と、該供給電圧切換え回路の出力電圧を利用する回路とを有することを特徴とする。
【0013】
請求項3に記載の電子機器は、請求項2に記載の半導体集積回路装置を搭載することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照にして説明する。図1は、本実施形態に用いた供給電圧切換え回路であるセレクタ回路の回路図である。図2は、該セレクタ回路内に構成されるPチャネルMOSFETトランジスタの断面図及び該トランジスタとの関係を示した回路図である。
【0015】
セレクタ回路5は、電圧VDD1,VDD2が入力される入力端子1,2と、SEL信号が入力される入力端子3と、入力端子1とソースが接続したPチャネルMOSFETトランジスタTr11と、入力端子2とソースが接続したPチャネルMOSFETトランジスタTr12と、トランジスタTr11のソースとバックゲート間に接続されたダイオードD1と、トランジスタTr12のソースとバックゲート間に接続されたダイオードD2と、入力端子3と接続するとともに他端がトランジスタTr11のゲートと接続したインバータIn11と、このインバータIn11と接続するとともに他端がトランジスタTr12のゲートと接続したインバータIn12と、トランジスタTr11のドレインとトランジスタTr12のドレインが接続した接続点に設けられた出力端子4とから構成されている。
【0016】
ダイオードD1,D2のカソード側同士がお互いに接続するとともに、ダイオードD1は入力端子1からダイオードD2に電流が流れるように接続され、また、ダイオードD2は入力端子2からダイオードD1に電流が流れるように接続される。又、電圧VDD1,VDD2は、通常VDD1>VDD2の関係にある。
【0017】
また、前記トランジスタTr12では、図2(b)のようにソースとバックゲートを結ぶ経路Y2がPN接合ダイオードとして働いて、入力端子1から入力端子2の方向に電流が流れることを防ぐことができる。
【0018】
このようなセレクタ回路5の入力端子3に、HighのSEL信号が入力されたとき、インバータIn11,In12では従来使用されているセレクタ回路5内に備えられたインバータIn21,In22と同様の動作が行われるので、トランジスタTr11が動作するとともに、トランジスタTr12が停止状態になる。そのため、出力端子4は入力端子1と短絡した状態になるのでVDD1が出力される。
【0019】
このとき、電圧VDD1,VDD2がVDD1<VDD2のような関係になったとき、図2(b)の経路Y2及びダイオードD2を通ってトランジスタTr12のソースからバックゲートの方向に電流が流れようとするが、入力端子1とトランジスタTr12のバックゲートの間に接続されているダイオードD1により入力端子1とトランジスタTr12のバックゲートの間が解放状態にあるので、トランジスタTr12のソースからバックゲートの方向に電流が流れることはない。
【0020】
逆に、前記入力端子3にLowのSEL信号が入力されたときも、インバータIn11,In12において従来使用されているセレクタ回路5内に備えられたインバータIn21,In22と同様の動作が行われ、トランジスタTr12が動作するとともに、トランジスタTr11が停止状態になる。そのため、出力端子4は入力端子2と短絡した状態になるのでVDD2が出力される。
【0021】
また、電圧VDD1,VDD2がVDD1<VDD2のような関係になったとき、図2(a)のように、Y1のような経路にPN接合型ダイオードが形成されるとともに、トランジスタTr11のソースとバックゲートの間にダイオードD1が接続されているので、トランジスタTr11のバックゲートからソースの方向へ流れる電流が流れる電流が防がれる。
【0022】
上記のようなセレクタ回路5は、該セレクタ回路5の出力端子4から出力される電圧を利用して動作を行うような回路とともに、半導体集積回路装置内に形成される。このような半導体集積回路装置は、非動作時に表示板であるLCDに供給する電力を減少させるような携帯型電話機等の電子機器に組み込まれる。以下に、内部に前記半導体集積回路装置を備えた携帯型電話機について説明する。
【0023】
該携帯型電話機は、該携帯型電話機に電力供給を行っている2次電池の電力供給期間を長くするために、電源が入った状態で、キー操作もなく、かつ相手先からの電話の受信もないときに、該携帯型電話機に備えられた表示板であるLCDに供給する電力を通常動作で使用する電力よりも減少させるような省電力モードを備えている。
【0024】
このような携帯型電話機は、その使用者が相手と通話したり、またはキー操作を行うとき、前記半導体集積回路装置内のセレクタ回路5にHighのSEL信号が入力されて該セレクタ回路5がVDD1の電圧を出力するので、このVDD1の電圧が利用されて前記LCDは、全面に文字やアイコンを表示することができる。使用者が相手との通話を終了したり、キー操作を終えると、前記半導体集積回路装置内に備わったタイマ回路により一定時間が経た後に、前記セレクタ回路5にLowのSEL信号が入力される。このようにLowのSEL信号がセレクタ回路5に入力されるので、セレクタ回路5からVDD2の電圧が出力され、前記LCDはその表示できる領域が減少し、必要最小限の情報となるアイコンのみを表示するようになる。
【0025】
【発明の効果】
請求項1に記載の供給電圧切換え回路によれば、該供給電圧切換え回路内に備えた2つのPチャネルMOSFETトランジスタのソース・バックゲート間に、そのカソード側がバックゲートに接続するようにダイオードを接続するとともに、これらのダイオードのカソード側同士を接続したので、前記PチャネルMOSFETトランジスタのソース・バックゲート間に形成されるPN接合ダイオードに過電流が流れ込むことがなくなり、該PチャネルMOSFETトランジスタの動作が不安定になったり、破壊される恐れがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用される供給電圧切換え回路の回路図。
【図2】本発明で使用される供給電圧切換え回路内のトランジスタの断面図。
【図3】従来使用されている供給電圧切換え回路の回路図。
【図4】従来使用されている供給電圧切換え回路内のトランジスタの断面図。
【符号の説明】
1〜3 入力端子
4 出力端子
5 セレクタ回路
D1,D2 ダイオード
Tr11,Tr12 PチャネルMOSFETトランジスタ
Tr21,Tr22 PチャネルMOSFETトランジスタ
In11,In12 インバータ
In21,In22 インバータ
Claims (3)
- 電圧が供給される第1の入力端子と、第1の入力端子に供給される電圧よりも低い電圧が供給される第2の入力端子と、前記第1の入力端子に供給される電圧と前記第2の入力端子に供給される電圧を選択するための選択信号が入力される第3の入力端子とを有する供給電圧切換え回路において、
第1の入力端子にソースが接続された第1のPチャネルMOSFETトランジスタと、
第2の入力端子にソースが接続された第2のPチャネルMOSFETトランジスタと、
第1の入力端子にアノード側が接続され、第1のPチャネルMOSFETトランジスタのバックゲートにカソード側が接続された第1のダイオードと、
第2の入力端子にアノード側が接続され、第1のダイオードのカソード側と第2のPチャネルMOSFETトランジスタのバックゲートにカソード側が接続された第2のダイオードと、
第3の入力端子に入力される前記選択信号によって、前記第1のPチャネルMOSFETトランジスタと前記第2のPチャネルMOSFETトランジスタのうち一方のみを動作させるように、前記トランジスタのゲートにゲート電圧を与えるゲート電圧供給手段と、
前記第1のPチャネルMOSFETトランジスタのドレインと前記第2のPチャネルMOSFETトランジスタのドレインに接続された出力端子と、
を有することを特徴とする供給電圧切換え回路。 - 請求項1に記載の供給電圧切換え回路と、該供給電圧切換え回路の出力電圧を利用する回路とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
- 請求項2に記載の半導体集積回路装置を搭載することを特徴とする電子機器。
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