JP4702261B2 - Level shift circuit - Google Patents
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Description
本発明は、入力1次側の動作電位とは異なる動作電位で出力2次側が動作し所定の系に信号を伝達するレベルシフト回路に関するものである。 The present invention relates to a level shift circuit in which an output secondary side operates at an operation potential different from an input primary side operation potential and transmits a signal to a predetermined system.
図11は特許文献1に開示された従来のレベルシフト回路の構成を示す図である。図11において従来のレベルシフト回路は、1次側すなわち低圧側の系に電源電位V1H(102)、V1L(103)を有し、2次側すなわち高圧側の系に電源電位V2H(106)、V2L(107)を有する場合に、1次側に入力されるV1H−V1L振幅の信号を、2次側のV2H−V2L振幅の信号に変換する機能を有するものである。いま入力(IN)101がH(ハイ)レベル(V1H)である時は、MOSトランジスタ110、121はOFF、MOSトランジスタ120、111はONとなり、出力(OUT)105はH(ハイ)レベル(V2H)となる。一方、入力(IN)101がL(ロー)レベル(V1L)である時は、MOSトランジスタ110、121はON、MOSトランジスタ120、111はOFFとなり、出力(OUT)105はL(ロー)レベル(V2L)となる。そしてMOSトランジスタ121、111のゲートとインバータ108の入力に、大きな負電圧(基準はV2H)が掛かることを防止するためにクランプ素子112、122が設けられている。またMOSトランジスタ110、120のソース側に、抵抗113、キャパシタ114および抵抗123、キャパシタ124を電流制御手段としてソース抵抗115および125に並列にそれぞれ設けている。電流制御手段として設けられたキャパシタ114、124は、信号変化の瞬間にのみ大きな電流を流すことで、応答速度を確保しつつ、定常時消費電流を削減する役目を担っている。 FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional level shift circuit disclosed in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 11, the conventional level shift circuit has power supply potentials V1H (102) and V1L (103) on the primary side, that is, the low voltage side system, and power supply potential V2H (106) on the secondary side, that is, the high voltage side system. In the case of having V2L (107), it has a function of converting a V1H-V1L amplitude signal input to the primary side into a V2H-V2L amplitude signal on the secondary side. When the input (IN) 101 is at the H (high) level (V1H), the MOS transistors 110 and 121 are turned off, the MOS transistors 120 and 111 are turned on, and the output (OUT) 105 is at the H (high) level (V2H). ). On the other hand, when the input (IN) 101 is at the L (low) level (V1L), the MOS transistors 110 and 121 are ON, the MOS transistors 120 and 111 are OFF, and the output (OUT) 105 is at the L (low) level ( V2L). Clamp elements 112 and 122 are provided to prevent a large negative voltage (reference is V2H) from being applied to the gates of the MOS transistors 121 and 111 and the input of the inverter 108. On the source side of the MOS transistors 110 and 120, a resistor 113, a capacitor 114 and a resistor 123, and a capacitor 124 are provided in parallel with the source resistors 115 and 125 as current control means, respectively. Capacitors 114 and 124 provided as current control means play a role of reducing current consumption during steady state while ensuring a response speed by flowing a large current only at the moment of signal change.
また図示していないが特許文献2に開示された従来のレベルシフト回路は、信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジに対応するパルスによりRSラッチをセット/リセットし、これにより操作対象にオン/オフ信号を伝達するレベルシフト回路において、RSラッチのセット及びリセットの各入力にロジック回路を配置し、ノイズが発生してRSラッチのセット入力及びリセット入力に誤ったパルスが入力されないようにロジック回路によるマスク制御を行ってノイズに基づく誤パルスによりRSラッチが誤動作するのを防ぐようにしている。
上記特許文献1に開示された従来のレベルシフト回路にあっては、大きな負電圧が掛かることを防止するために設けたクランプ素子112、122に定常的に電流が流れしまって電流を消費し、低消費電力化が不十分であるという課題があった。すなわち、MOSトランジスタ110がオンしているときはクランプ素子112,MOSトランジスタ110およびソース抵抗115という経路で定常的に電流が流れ、MOSトランジスタ120がオンしているときはクランプ素子122,MOSトランジスタ120およびソース抵抗125という経路で定常的に電流が流れてしまう。 In the conventional level shift circuit disclosed in Patent Document 1, a current constantly flows in the clamp elements 112 and 122 provided to prevent a large negative voltage from being applied, and the current is consumed. There was a problem that low power consumption was insufficient. That is, when the MOS transistor 110 is on, current constantly flows through the path of the clamp element 112, the MOS transistor 110, and the source resistor 115, and when the MOS transistor 120 is on, the clamp element 122, the MOS transistor 120 In addition, a current constantly flows through the path of the source resistance 125.
また上記特許文献2に開示された従来のレベルシフト回路にあっては、機能の実現に多数の素子を要する構成である上に、マスク制御を行わせるためにロジック回路にしきい値の異なるNOR回路を用意しなければならないという設計上の精緻さが要求され、構成の精緻さが回路設計の隘路となっているという課題があった。 In addition, the conventional level shift circuit disclosed in Patent Document 2 has a configuration that requires a large number of elements to realize the function, and in addition, NOR circuits having different threshold values for the logic circuit to perform mask control. However, there is a problem that the design elaboration that must be prepared is required, and the elaboration of the configuration is a bottleneck in circuit design.
そこで本発明は、上記した課題を解決するため、低消費電力で応答性が良く、かつ、機
能を実現するために回路設計に精緻さを必要としないレベルシフト回路を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a level shift circuit that solves the above-described problems, has low power consumption and good responsiveness, and does not require elaboration in circuit design to realize the function. .
本発明は、入力1次側の動作電位とは異なる動作電位で出力2次側が動作し所定の系に信号を伝達するレベルシフト回路において、入力信号のローからハイへの電位変化時に微小時間だけオンする第1のスイッチと、入力信号のハイからローへの電位変化時に微小時間だけオンする第2のスイッチと、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチを微小時間だけオンさせるためのトリガを発生するトリガ発生手段を1次側に設け、前記トリガ発生手段により前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチが各別にオンになるとき、2次側の電源電位間で動作する2つのインバータの入出力を相互に接続したラッチ回路の各インバータ入力を駆動して所定の系にレベルシフトした信号を伝達するとともに前記ラッチ回路を構成する前記インバータの各入力に大きな負電圧が掛かるのを防止するクランプ素子を前記2次側の電源と前記インバータの各入力との間に接続したことを特徴とする。 In the level shift circuit in which the output secondary side operates at an operating potential different from the operating potential on the input primary side and transmits a signal to a predetermined system, only a minute time is required when the potential of the input signal changes from low to high. A first switch to be turned on, a second switch to be turned on for a minute time when the potential of the input signal changes from high to low, and a trigger for turning on the first switch and the second switch for a minute time And two inverters that operate between the power supply potentials on the secondary side when the first switch and the second switch are turned on separately by the trigger generating means. the inverter constituting the latch circuit with the input and output drives the respective inverter input of the latch circuit connected to each other transmit the signal level-shifted to a given system Characterized in that connected between the clamp elements to prevent the large negative voltage is applied to each input power supply of the secondary side and the input of the inverter.
本発明によれば、入力に電位変化がない時には定常的に電流を消費しない構成となっている上に、2次側の電源とインバータの各入力との間にクランプ素子を接続したことにより、低消費電力化と応答性を良くするラッチ回路を構成するインバータの各入力に大きな負電圧が掛かるのを防止することができる。また2つのスイッチ、トリガ発生手段、インバータの各入力に大きな負電圧が掛かるのを防止するクランプ素子を有するラッチ回路でもって回路を構成するので回路設計に精緻さを必要とせず且つ回路の破壊を防ぐことができる。 According to the present invention, the current is not constantly consumed when there is no potential change at the input, and the clamp element is connected between the secondary power supply and each input of the inverter. It is possible to prevent a large negative voltage from being applied to each input of the inverter that constitutes the latch circuit that reduces power consumption and improves responsiveness. In addition, since the circuit is configured by a latch circuit having a clamp element that prevents a large negative voltage from being applied to each input of the two switches, the trigger generation means, and the inverter, the circuit design does not require elaboration and the circuit is destroyed. Can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路の基本構成を示す図である。図1において本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路は、インバータ41、42、および、抵抗43、44を有し、インバータ41、42の入出力を相互に抵抗43、44を介して接続して成るラッチ回路40を備え、インバータ41、42は2次側すなわち高圧側の電源電位であるV2H5とV2L6の間で動作するようにされている。またインバータ41の入力は、1次側すなわち低圧側からラッチ回路40を駆動するためのMOSFET20のドレインに接続され、またインバータ42の入力は、1次側からラッチ回路40を駆動するためのMOSFET30のドレインに接続されている。またMOSFET20、30をスイッチ動作させるためにそのゲートにパルス生成回路10の出力OUT1、OUT2が接続されている。パルス生成回路10は、入力(IN)1の立ち上がり時及び立ち下り時に、それぞれ、微小パルスを生成する回路であり、MOSFET20、30をスイッチ動作させるトリガの役目を担い、図2A及び図2Bにおいて詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a level shift circuit according to an embodiment of the present invention. 1, the level shift circuit according to the embodiment of the present invention includes inverters 41 and 42 and resistors 43 and 44, and the input and output of the inverters 41 and 42 are connected to each other via the resistors 43 and 44. The inverters 41 and 42 are configured to operate between V2H5 and V2L6 which are power supply potentials on the secondary side, that is, the high voltage side. The input of the inverter 41 is connected to the drain of the MOSFET 20 for driving the latch circuit 40 from the primary side, that is, the low voltage side, and the input of the inverter 42 is the input of the MOSFET 30 for driving the latch circuit 40 from the primary side. Connected to the drain. Further, in order to switch the MOSFETs 20 and 30, the outputs OUT1 and OUT2 of the pulse generation circuit 10 are connected to their gates. The pulse generation circuit 10 is a circuit that generates a minute pulse at the time of rising and falling of the input (IN) 1, and serves as a trigger for switching the MOSFETs 20 and 30. Details are shown in FIGS. 2A and 2B. Explained.
図2A及び図2Bは、本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路におけるパルス生成回路の構成および動作を説明する図である。図2Aに示すように本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路におけるパルス生成回路は、遅延回路13と、NOR回路11、16及びインバータ14、15とから構成され、NOR回路11、遅延回路13、インバータ15の各入力は信号入力(IN)1に接続され、インバータ15の出力と遅延回路13の出力はNOR回路16の入力に接続され、また遅延回路13の出力はインバータ14の入力に接続され、インバータ14の出力はNOR回路11の入力に接続されている。NOR回路11の出力は出力(OUT1)12となって図1に示したMOSFET20のゲートに与えられる。ドモルガンの定理により論理和を論理積に変換すると、信号入力(IN)1の反転信号と信号入力(IN)1の遅延信号との論理積信号がMOSFET20のゲートに与えられていることになる。またNOR回路16の出力は出力(OUT2)17となって図1に示したMOSFET30のゲートに与えられる。上記と同様にドモルガンの定理を適用すると、信号入力(IN)1とその遅延信号の反転信号との論理積信号がMOSFET30のゲートに与えられていることになる。図2Bの波形図に示されるようにパルス生成回路は、入力(IN)1の立ち上がり時に、入力(IN)1の信号(参照符号a)のレベル変化がインバータ15に加えられ、インバータ15による反転出力(参照符号e)および遅延回路13の遅延出力(参照符号b)がNOR回路16に加えられ、NOR回
路16の出力(参照符号f)から微小パルスの出力OUT2(17)が生成され、また入力(IN)1の立ち下がり時に、入力(IN)1の信号(参照符号a)のレベル変化がNOR回路11の入力に加えられるとともに、遅延回路13による遅延出力(参照符号b)によるインバータ14の反転出力(参照符号c)がNOR回路11の入力に加えられ、NOR回路11の出力(参照符号d)から微小パルスの出力OUT1(12)が生成される。ここで微小パルスのパルス幅は、遅延回路13の遅延時間によって決まる。
2A and 2B are diagrams illustrating the configuration and operation of the pulse generation circuit in the level shift circuit according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, the pulse generation circuit in the level shift circuit according to the embodiment of the present invention includes a delay circuit 13, NOR circuits 11 and 16, and inverters 14 and 15. The NOR circuit 11 and the delay circuit 13 Each input of the inverter 15 is connected to the signal input (IN) 1, the output of the inverter 15 and the output of the delay circuit 13 are connected to the input of the NOR circuit 16, and the output of the delay circuit 13 is connected to the input of the inverter 14. The output of the inverter 14 is connected to the input of the NOR circuit 11. The output of the NOR circuit 11 becomes an output (OUT1) 12 and is given to the gate of the MOSFET 20 shown in FIG. When logical sum is converted into logical product by Domorgan's theorem, a logical product signal of the inverted signal of signal input (IN) 1 and the delayed signal of signal input (IN) 1 is given to the gate of MOSFET 20. The output of the NOR circuit 16 becomes an output (OUT2) 17 and is given to the gate of the MOSFET 30 shown in FIG. When Domorgan's theorem is applied in the same manner as described above, a logical product signal of the signal input (IN) 1 and the inverted signal of the delayed signal is given to the gate of the MOSFET 30. As shown in the waveform diagram of FIG. 2B, when the input (IN) 1 rises, the pulse generation circuit applies a level change of the signal (reference symbol a) of the input (IN) 1 to the inverter 15 and inverts it by the inverter 15. The output (reference symbol e) and the delay output of the delay circuit 13 (reference symbol b) are added to the NOR circuit 16, and the minute pulse output OUT2 (17) is generated from the output of the NOR circuit 16 (reference symbol f). When the input (IN) 1 falls, the level change of the signal (reference symbol a) of the input (IN) 1 is applied to the input of the NOR circuit 11 and the inverter 14 by the delay output (reference symbol b) by the delay circuit 13. Output (reference symbol c) is added to the input of the NOR circuit 11, and an output OUT1 (12) of a minute pulse is generated from the output (reference symbol d) of the NOR circuit 11. Here, the pulse width of the minute pulse is determined by the delay time of the delay circuit 13.
図3は、本発明の実施の形態に係るパルス生成回路における遅延回路の構成を示す図であり、図2Aに示した遅延回路の詳細構成を示す図である。図3では、4段のインバータ61〜64をもって遅延回路が構成されている。各インバータ61〜64は、PチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタの直列回路により構成されるものである。そして最終段インバータ64から遅延回路出力OUT67を得るようにしている。遅延回路の出力OUT67は図2Aの参照符号bに対応し、図2Aに示すよう遅延回路出力OUT67はインバータ14およびNOR回路16にそれぞれ入力される。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the delay circuit in the pulse generation circuit according to the embodiment of the present invention, and is a diagram showing a detailed configuration of the delay circuit shown in FIG. 2A. In FIG. 3, a delay circuit is configured with four stages of inverters 61 to 64. Each of the inverters 61 to 64 is configured by a series circuit of a P channel MOS transistor and an N channel MOS transistor. The delay circuit output OUT67 is obtained from the final stage inverter 64. The output OUT67 of the delay circuit corresponds to the reference symbol b in FIG. 2A, and the delay circuit output OUT67 is input to the inverter 14 and the NOR circuit 16 as shown in FIG. 2A.
図1、図2A及び図2Bを用いて本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路の基本的動作をさらに説明すると、図2Bの波形図に示すように入力(IN)1がL(ロー)からH(ハイ)にレベル変化すると、図2Aに示したパルス生成回路10により生成された微小パルスの出力OUT2(17)がMOSFET30のゲートに入力され、その結果MOSFET30が導通状態となり、それによってラッチ回路40のインバータ42の入力が引き下げられて、ラッチ回路40の出力(OUT)4はH(ハイ)(V2H)となる。また図2Bの波形図に示すように入力(IN)1がH(ハイ)からL(ロー)にレベル変化すると、図2Aに示したパルス生成回路10により生成された微小パルスの出力OUT1(12)がMOSFET20のゲートに入力され、その結果MOSFET20が導通状態となり、ラッチ回路40のインバータ41の入力が引き下げられて、ラッチ回路40の出力(OUT)4がL(ロー)(V2L)になる。したがって、本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路は、入力INに電位変化がない時にはMOSFET20、30が遮断されていて定常的に電流を消費しない構成となっている上に、少ない素子で回路を構成することが可能なのでより低消費電力化を図ることができ、且つ応答性を良くすることができる。またMOSFETから成る2つのスイッチ、パルス生成回路、ラッチ回路でもってレベルシフト回路を構成するので回路設計に精緻さを必要としない。 The basic operation of the level shift circuit according to the embodiment of the present invention will be further described with reference to FIGS. 1, 2A and 2B. As shown in the waveform diagram of FIG. 2B, the input (IN) 1 is L (low). When the level changes from high to low (H), the output OUT2 (17) of the minute pulse generated by the pulse generation circuit 10 shown in FIG. 2A is input to the gate of the MOSFET 30, so that the MOSFET 30 becomes conductive, thereby latching The input of the inverter 42 of the circuit 40 is pulled down, and the output (OUT) 4 of the latch circuit 40 becomes H (high) (V2H). As shown in the waveform diagram of FIG. 2B, when the level of the input (IN) 1 changes from H (high) to L (low), the output OUT1 (12) of the minute pulse generated by the pulse generation circuit 10 shown in FIG. 2A. ) Is input to the gate of the MOSFET 20, and as a result, the MOSFET 20 becomes conductive, the input of the inverter 41 of the latch circuit 40 is pulled down, and the output (OUT) 4 of the latch circuit 40 becomes L (low) (V2L). Therefore, the level shift circuit according to the embodiment of the present invention has a configuration in which the MOSFETs 20 and 30 are cut off and no current is consumed steadily when there is no potential change at the input IN, and a circuit with few elements. The power consumption can be further reduced and the responsiveness can be improved. Further, since the level shift circuit is composed of two switches composed of MOSFETs, a pulse generation circuit, and a latch circuit, elaborate circuit design is not required.
図4は本発明の第1の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す図である。図4において本発明の第1の実施形態に係るレベルシフト回路は、基本的な構成は図1、図2A及び図2Bに示したのと同様であるので重複部分についてはその説明を省く。図1、図2A及び図2Bと異なるところは、インバータ41、42の入力に大きな負電圧が掛かるのを防止するために、クランプ素子45、46、47、48を設けた点である。なお、2次側すなわち高圧側の電源電位V2H5が高い場合には、MOSFET20、30に高耐圧のMOSFETもしくは高耐圧素子を使用する。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the level shift circuit according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the basic structure of the level shift circuit according to the first embodiment of the present invention is the same as that shown in FIGS. 1, 2A, and 2B. The difference from FIGS. 1, 2A and 2B is that clamp elements 45, 46, 47 and 48 are provided in order to prevent a large negative voltage from being applied to the inputs of the inverters 41 and 42. When the power supply potential V2H5 on the secondary side, that is, the high voltage side is high, a high breakdown voltage MOSFET or a high breakdown voltage element is used for the MOSFETs 20 and 30.
図4に示した本発明の第1の実施形態に係るレベルシフト回路において、入力(IN)1がL(ロー)からH(ハイ)にレベル変化すると、パルス生成回路10により生成された微小パルスの出力OUT2(17)がMOSFET30のゲートに入力され、その結果MOSFET30が導通状態となり、それによってラッチ回路40のインバータ42の入力が引き下げられて、ラッチ回路40の出力(OUT)4はH(ハイ)(V2H)となる。この状態では、クランプ素子48を通じてMOSFET30へと流れる電流が生じるが、微小時間経過後すなわち遅延回路13の遅延時間によって決定されるパルス幅のパルス出力の経過後、MOSFET30は遮断状態に戻るため、この電流は停止する。この時、ラッチ回路40では、直前の状態が保持されるため、出力(OUT)4はH(ハイ)(V2H)のままである。また入力(IN)1がH(ハイ)からL(ロー)にレベル変化する場合には、MOSFET20側が同様の動作をすることで、出力(OUT)4がL(ロー
)(V2L)になる。この場合にはクランプ素子46を通じてMOSFET20へと流れる電流が生じるが、微小時間経過後すなわち遅延回路13の遅延時間によって決定されるパルス幅のパルス出力の経過後、MOSFET20は遮断状態に戻るため、この電流は停止する。この時、ラッチ回路40では、直前の状態が保持されるため、出力(OUT)4はL(ロー)(V2L)のままである。このように本発明の第1の実施形態に係るレベルシフト回路は入力(IN)のレベル変化時にクランプ素子を通じてMOSFETに微小時間だけ電流が流れて電流を消費してしまうが、クランプ素子によってラッチ回路のインバータの入力に大きな負電圧が掛かるのを防止し回路の破壊を防ぐことができる。
In the level shift circuit according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4, when the level of the input (IN) 1 changes from L (low) to H (high), the minute pulse generated by the pulse generation circuit 10 The output OUT2 (17) of the latch circuit 40 is input to the gate of the MOSFET 30. As a result, the MOSFET 30 becomes conductive, thereby pulling down the input of the inverter 42 of the latch circuit 40, and the output (OUT) 4 of the latch circuit 40 is H (high). ) (V2H). In this state, a current flowing to the MOSFET 30 through the clamp element 48 is generated. However, since the MOSFET 30 returns to the cut-off state after a lapse of a minute time, that is, after a pulse output having a pulse width determined by the delay time of the delay circuit 13 has elapsed. The current stops. At this time, since the previous state is held in the latch circuit 40, the output (OUT) 4 remains H (high) (V2H). Further, when the input (IN) 1 changes in level from H (high) to L (low), the MOSFET 20 performs the same operation, so that the output (OUT) 4 becomes L (low).
) (V2L). In this case, a current flows to the MOSFET 20 through the clamp element 46. However, since the MOSFET 20 returns to the cut-off state after a lapse of a minute time, that is, after a pulse output having a pulse width determined by the delay time of the delay circuit 13, the MOSFET 20 returns to the cutoff state. The current stops. At this time, since the previous state is held in the latch circuit 40, the output (OUT) 4 remains L (low) (V2L). As described above, in the level shift circuit according to the first embodiment of the present invention, when the input (IN) level changes, the current flows through the MOSFET through the clamp element for a very short time and consumes the current. It is possible to prevent a large negative voltage from being applied to the input of the inverter and to prevent the circuit from being destroyed.
図5は本発明の第2の実施形態に係るレベルシフト回路の構成を示す図である。図4に示した本発明の第1の実施形態に係るレベルシフト回路構成では、2次側すなわち高圧側の電源電位V2L6が1次側すなわち低圧側の電源電位V1L3から見て変化する場合がある(例えば、H(high)サイドがNMOS構成のDC-DCコンバータにおけるHサイドMOSFETの駆動回路などにおいてしばしば見受けられる)。このようなケースでは、MOSFET20とMOSFET30の各ドレイン−基板間寄生容量を介してインバータ41,42の入力端がMOSFET20,30の基板と接続されているため、電源電位V2L6の変化に伴いインバータ41,42の入力に信号(ノイズ)が混入することがある。この場合、ある状態を保持しているラッチ回路40の2つの入力に等しく信号が加わるため、ラッチ状態変化は起きにくい構成ではあるものの、一時的に、ラッチ回路出力(OUT)4に微小パルスが現れることがあるので、本発明の第2の実施形態に係るレベルシフト回路はこの微小パルスがラッチ回路出力段に現れたとしてもレベルシフト回路出力には影響しないようにしたものである。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a level shift circuit according to the second embodiment of the present invention. In the level shift circuit configuration according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the power supply potential V2L6 on the secondary side, that is, the high voltage side, may change as viewed from the power supply potential V1L3 on the primary side, that is, the low voltage side. (For example, the H (high) side is often found in the drive circuit of the H-side MOSFET in a DC-DC converter having an NMOS configuration). In such a case, since the input terminals of the inverters 41 and 42 are connected to the substrates of the MOSFETs 20 and 30 through the drain-substrate parasitic capacitances of the MOSFETs 20 and 30, the inverters 41 and 42 are connected to the power supply potential V2L6. A signal (noise) may be mixed into the input 42. In this case, since a signal is equally applied to the two inputs of the latch circuit 40 holding a certain state, the latch state change is unlikely to occur, but a small pulse is temporarily generated in the latch circuit output (OUT) 4. Since the level shift circuit according to the second embodiment of the present invention may appear, even if this minute pulse appears in the latch circuit output stage, the level shift circuit output is not affected.
そのため本発明の第2の実施形態に係るレベルシフト回路は、図4に示したラッチ回路出力(OUT)4に出現した微小パルスを濾過するフィルタ回路50を付加している。すなわち図5においてフィルタ回路50は、インバータ51とインバータ52が直列に接続され、インバータ51の入力端及びインバータ52の出力端との間に抵抗54、キャパシタ55が並列に接続され、インバータ51の入力端に抵抗53の一端が接続され、抵抗53の他端に図4に示したラッチ回路出力(OUT)4が接続され、インバータ52の出力端から出力(OUT)56を取り出す構成にしている。そしてインバータ51、52には2次側の電源電位すなわちV2H5、V2L6が印加されるように構成している。 Therefore, the level shift circuit according to the second embodiment of the present invention is provided with a filter circuit 50 for filtering a minute pulse appearing at the latch circuit output (OUT) 4 shown in FIG. That is, in FIG. 5, the filter circuit 50 includes an inverter 51 and an inverter 52 connected in series, a resistor 54 and a capacitor 55 connected in parallel between the input terminal of the inverter 51 and the output terminal of the inverter 52, and the input of the inverter 51. One end of a resistor 53 is connected to the end, the latch circuit output (OUT) 4 shown in FIG. 4 is connected to the other end of the resistor 53, and an output (OUT) 56 is taken out from the output end of the inverter 52. The inverters 51 and 52 are configured to be applied with the secondary power supply potential, that is, V2H5 and V2L6.
いま図4に示すレベルシフト回路において2次側の電源電位V2L6が1次側の電源電位V1L3から見て変化した場合であって、MOSFET20とMOSFET30の各ドレイン−基板間寄生容量を介して信号が混入(インバータ41,42の入力端電位が寄生容量を介してMOSFET20,30の基板電位に引っ張られて変動)したとき、図4に示したラッチ回路出力(OUT)4に微小パルスが現れることがある。この微小パルスは、フィルタ回路50の抵抗53からキャパシタ55に導かれ、キャパシタ55に充電されて吸収されるため、フィルタ回路50の出力(OUT)56には微小パルスが現れるのを防ぐことができる。図4に示したラッチ回路出力(OUT)4から微小パルスが消失した後にキャパシタ55に充電された電荷は抵抗54を介して放電される。一方、図4に示したラッチ回路出力(OUT)4から正常出力が出力された場合には、抵抗53を経由して直列接続されたインバータ51、インバータ52を介してフィルタ回路50の出力(OUT)56からレベルシフトされた出力が出力される。このように本発明の第2の実施形態に係るレベルシフト回路は、フィルタ回路を図4に示したラッチ回路出力段に付加することによりレベルシフト回路の2次側の電源電位V2Lが1次側の電源電位V1Lから見て変化することに伴って招来する微小パルスが図4のラッチ回路出力段に生じた場合であってもレベルシフトされた回路出力には影響を与えないようにするため、誤信号の伝達を防止することができる。 Now, in the level shift circuit shown in FIG. 4, when the secondary power supply potential V2L6 changes as seen from the primary power supply potential V1L3, a signal is transmitted via each drain-substrate parasitic capacitance of the MOSFET 20 and the MOSFET 30. When mixed (the input terminal potential of the inverters 41 and 42 is pulled and fluctuated by the substrate potential of the MOSFETs 20 and 30 through the parasitic capacitance), a minute pulse may appear at the latch circuit output (OUT) 4 shown in FIG. is there. Since this minute pulse is guided from the resistor 53 of the filter circuit 50 to the capacitor 55 and charged and absorbed by the capacitor 55, the minute pulse can be prevented from appearing at the output (OUT) 56 of the filter circuit 50. . After the minute pulse disappears from the latch circuit output (OUT) 4 shown in FIG. 4, the charge charged in the capacitor 55 is discharged through the resistor 54. On the other hand, when a normal output is output from the latch circuit output (OUT) 4 shown in FIG. 4, the output (OUT) of the filter circuit 50 via the inverter 51 and the inverter 52 connected in series via the resistor 53. ) 56, the level-shifted output is output. Thus, in the level shift circuit according to the second embodiment of the present invention, the power supply potential V2L on the secondary side of the level shift circuit is changed to the primary side by adding the filter circuit to the latch circuit output stage shown in FIG. In order to prevent the level-shifted circuit output from being affected even if a minute pulse caused by the change from the power supply potential V1L occurs in the latch circuit output stage of FIG. Transmission of erroneous signals can be prevented.
図6A及び図6Bは、図2A及び図2Bに示した本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路におけるパルス生成回路とは異なるパルス生成回路の構成および動作を説明する図である。図6Aに示すパルス生成回路は、入力信号を所定時間遅延させた反転信号を出力する遅延回路13’と、NAND253回路及びインバータ251、252、254から成る第1のロジック回路25と、NAND回路261及びインバータ262から成る第2のロジック回路26と、から構成されている。また、遅延回路13’は縦続接続された奇数段のインバータから構成されている。そして遅延回路13’、第1のロジック回路25に係るインバータ252の各入力は信号入力(IN)1に接続され、遅延回路13’の出力と信号入力(IN)1とが第2のロジック回路26に係るNAND回路261の入力に接続され、遅延回路13’の出力が第1のロジック回路25に係るインバータ251の入力に接続され、第1のロジック回路25に係るインバータ251とインバータ252の各出力が第1のロジック回路25に係るNAND回路253の入力に接続され、第1のロジック回路25に係るNAND回路253の出力は第1のロジック回路25に係るインバータ254に接続され、第2のロジック回路26に係るNAND回路261の出力は第2のロジック回路26に係るインバータ262に接続されている。第1のロジック回路25に係るインバータ254の出力は出力(OUT1)12となって図1に示したMOSFET20のゲートに与えられる。また第2のロジック回路26に係るインバータ262の出力は出力(OUT2)17となって図1に示したMOSFET30のゲートに与えられる。 6A and 6B are diagrams for explaining the configuration and operation of a pulse generation circuit different from the pulse generation circuit in the level shift circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2A and 2B. The pulse generation circuit shown in FIG. 6A includes a delay circuit 13 ′ that outputs an inverted signal obtained by delaying an input signal for a predetermined time, a first logic circuit 25 including a NAND253 circuit and inverters 251, 252, and 254, and a NAND circuit 261. And a second logic circuit 26 composed of an inverter 262. The delay circuit 13 'is composed of an odd number of inverters connected in cascade. The inputs of the delay circuit 13 ′ and the inverter 252 of the first logic circuit 25 are connected to the signal input (IN) 1, and the output of the delay circuit 13 ′ and the signal input (IN) 1 are connected to the second logic circuit. 26, the output of the delay circuit 13 ′ is connected to the input of the inverter 251 of the first logic circuit 25, and each of the inverter 251 and the inverter 252 of the first logic circuit 25 is connected. The output is connected to the input of the NAND circuit 253 related to the first logic circuit 25, the output of the NAND circuit 253 related to the first logic circuit 25 is connected to the inverter 254 related to the first logic circuit 25, and the second The output of the NAND circuit 261 related to the logic circuit 26 is connected to the inverter 262 related to the second logic circuit 26. The output of the inverter 254 related to the first logic circuit 25 becomes the output (OUT1) 12 and is given to the gate of the MOSFET 20 shown in FIG. Further, the output of the inverter 262 related to the second logic circuit 26 becomes an output (OUT2) 17 and is given to the gate of the MOSFET 30 shown in FIG.
図6Bの波形図に示されるように図6Aに示すパルス生成回路は、入力(IN)1の立ち上がり時に、入力(IN)1の信号(参照符号g)のレベル変化がNAND回路261の一方の入力に加えられるとともに、遅延回路13’による反転遅延出力(参照符号h)がNAND回路261の他方の入力に加えられ、NAND回路261の出力はインバータ262に加えられ、インバータ262の出力(参照符号j)から微小パルスの出力OUT2(17)が生成され、また入力(IN)1の立ち下がり時に、入力(IN)1の信号(参照符号g)のレベル変化がインバータ252に加えられてその反転出力(参照符号m)がNAND回路253の一方の入力に加えられ、遅延回路13’の反転遅延出力(参照符号h)がインバータ251に加えられるともにインバータ251の出力(参照符号k)がNAND回路253の他方の入力に加えられ、NAND回路253の出力はインバータ254に加えられて、インバータ254の出力(参照符号n)から微小パルスの出力OUT1(12)が生成される。ここで微小パルスのパルス幅は、遅延回路13’の遅延時間によって決まる。 As shown in the waveform diagram of FIG. 6B, in the pulse generation circuit shown in FIG. 6A, when the input (IN) 1 rises, the level change of the signal (reference symbol g) of the input (IN) 1 changes. In addition to the input, an inverted delay output (reference symbol h) from the delay circuit 13 ′ is added to the other input of the NAND circuit 261. The output of the NAND circuit 261 is applied to the inverter 262, and the output of the inverter 262 (reference symbol) j), the output OUT2 (17) of a minute pulse is generated, and when the input (IN) 1 falls, the level change of the signal (reference symbol g) of the input (IN) 1 is applied to the inverter 252 and inverted. The output (reference symbol m) is applied to one input of the NAND circuit 253, the inverted delay output (reference symbol h) of the delay circuit 13 'is applied to the inverter 251, and the output (reference symbol k) of the inverter 251 is the NAND circuit. Added to the other input of 253 The output of the NAND circuit 253 is added to the inverter 254, the output OUT1 (12) of the minute pulse from the output of the inverter 254 (see numeral n) is generated. Here, the pulse width of the minute pulse is determined by the delay time of the delay circuit 13 '.
このように本実施例では、図2A及び図2Bに示した本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路におけるパルス生成回路とは異なる遅延回路およびロジック素子によりパルス生成回路を構成したものであり、上述したと同様に、本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路は、入力INに電位変化がない時にはMOSFET20、30が遮断されていて定常的に電流を消費しない構成となっている上に、少ない素子で回路を構成することが可能なのでより低消費電力化を図ることができ且つ応答性を良くすることができる。またMOSFETから成る2つのスイッチ、パルス生成回路、ラッチ回路でもってレベルシフト回路を構成するので回路設計に精緻さを必要としない。 As described above, in this example, the pulse generation circuit is configured by a delay circuit and a logic element different from the pulse generation circuit in the level shift circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2A and 2B. Similarly to the above, the level shift circuit according to the embodiment of the present invention has a configuration in which the MOSFETs 20 and 30 are cut off and no current is constantly consumed when there is no potential change at the input IN. Since a circuit can be configured with a small number of elements, power consumption can be further reduced and responsiveness can be improved. Further, since the level shift circuit is composed of two switches composed of MOSFETs, a pulse generation circuit, and a latch circuit, elaborate circuit design is not required.
図2A及び図2Bや図6A及び図6Bに示した本発明の実施の形態に係るレベルシフト回路におけるパルス生成回路では、信号入力(IN)がパルス状であってその幅が細い場合には、遅延回路13もしくは13’を構成する各段のインバータで信号が徐々に鈍って信号が消えてしまうという事態が起こり、ロジック回路において信号入力(IN)と遅延信号との論理積を取ることが出来ないことがあるため、図7及び図8に示す本実施例のパルス生成回路では信号入力(IN)の幅が細い場合でも、ロジック回路において信号入力(IN)と遅延信号との論理積が確実に取れるようにして正しくレベルシフトした信号を後段の回路に伝達できるようにしたものである。 In the pulse generation circuit in the level shift circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2A and FIG. 2B and FIG. 6A and FIG. 6B, when the signal input (IN) is pulsed and its width is narrow, In the inverter of each stage constituting the delay circuit 13 or 13 ', the signal gradually dulls and the signal disappears, and the logic circuit can take the logical product of the signal input (IN) and the delay signal. 7 and 8, the pulse generation circuit of this embodiment shown in FIGS. 7 and 8 ensures the logical product of the signal input (IN) and the delay signal in the logic circuit even when the signal input (IN) width is narrow. Thus, a signal that has been correctly level-shifted so that it can be removed can be transmitted to a subsequent circuit.
図7及び図8に示す本発明の第4の実施例に係るパルス生成回路は、遅延回路23の出力を二系統に分けて出力する。すなわち第1の系統は、入力信号の反転信号との論理積を取るための遅延信号を生成する系統で、図8に示す遅延回路の構成において、第1の系統は、PチャネルMOSトランジスタ611,621,631とNチャネルMOSトランジスタ612,622,632から成る3段のインバータの直列回路によって構成され、第1の系統の出力65を出力する。その場合、初段のインバータを構成するPチャネルMOSトランジスタ611のゲート長Lと次段のインバータを構成するNチャネルMOSトランジスタ622のゲート長Lを標準のゲート長よりも長くしている、すなわちオン抵抗を大きくしている。こうすることで、入力信号の立ち下がりへの応答が初段、次段のインバータで遅くなり、一方、立ち上がりへの応答は速いため、第1の系統の出力65から出力される信号は、ロー(Low)の幅が広くなる。以上のことから、入力信号にハイ(High)の幅の狭い信号が入ってきたときでも、ロー(Low)の幅の広い遅延信号を生成できるため、図7の第1のロジック回路25において信号入力(IN)の反転信号と遅延信号との論理積を取ることができ、したがって、正しくレベルシフトした信号を後段の回路に伝達することができる。なお最終段インバータは標準のゲート長を持つトランジスタ631,632で構成している。 The pulse generation circuit according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIGS. 7 and 8 outputs the output of the delay circuit 23 in two systems. In other words, the first system is a system that generates a delay signal for taking the logical product with the inverted signal of the input signal. In the configuration of the delay circuit shown in FIG. 8, the first system includes P-channel MOS transistors 611, 621, and 631. It is constituted by a series circuit of three-stage inverters composed of N-channel MOS transistors 612, 622, and 632, and outputs an output 65 of the first system. In that case, the gate length L of the P-channel MOS transistor 611 constituting the first-stage inverter and the gate length L of the N-channel MOS transistor 622 constituting the next-stage inverter are longer than the standard gate length, that is, the on-resistance Has increased. By doing so, the response to the falling edge of the input signal is delayed by the first and next inverters, while the response to the rising edge is fast, so that the signal output from the output 65 of the first system is low ( Low) becomes wider. From the above, even when a high-level narrow signal is input to the input signal, a low-level wide delayed signal can be generated. Therefore, the first logic circuit 25 in FIG. The logical product of the inverted signal of the input (IN) and the delayed signal can be obtained, and therefore, a correctly level-shifted signal can be transmitted to the subsequent circuit. The final stage inverter is composed of transistors 631 and 632 having standard gate lengths.
一方、第2の系統は、入力信号との論理積を取るための遅延信号を生成する系統で、図8に示す遅延回路の構成において、第2の系統は、PチャネルMOSトランジスタ613,623,633とNチャネルMOSトランジスタ614,624,634から成る3段のインバータの直列回路によって構成され、第2の系統の出力66を出力する。その場合、初段のインバータを構成するNチャネルMOSトランジスタ614のゲート長Lと次段のインバータを構成するPチャネルMOSトランジスタ623のゲート長Lを標準のゲート長よりも長くしている、すなわちオン抵抗を大きくしている。こうすることで、入力信号の立ち上がりへの応答が初段、次段のインバータで遅くなり、一方、立ち下がりへの応答は速いため、第2の系統の出力66から出力される信号は、ハイ(High)の幅が広くなる。以上のことから、入力信号にロー(Low)の幅の狭い信号が入ってきた場合でも、ハイ(High)の幅の広い遅延信号を生成できるため、図7の第2のロジック回路26において信号入力(IN)と遅延信号との論理積を取ることができ、したがって、正しくレベルシフトした信号を後段の回路に伝達することができる。なお最終段インバータは標準のゲート長を持つトランジスタ633,634で構成している。 On the other hand, the second system is a system for generating a delay signal for taking the logical product with the input signal. In the configuration of the delay circuit shown in FIG. 8, the second system is composed of P channel MOS transistors 613, 623, 633 and N channel. It is constituted by a series circuit of three-stage inverters composed of MOS transistors 614, 624, and 634, and outputs the output 66 of the second system. In that case, the gate length L of the N-channel MOS transistor 614 constituting the first-stage inverter and the gate length L of the P-channel MOS transistor 623 constituting the next-stage inverter are longer than the standard gate length, that is, the on-resistance Has increased. By doing so, the response to the rising edge of the input signal is delayed by the first and second inverters, while the response to the falling edge is fast, so that the signal output from the output 66 of the second system is high ( High) becomes wider. From the above, even when a low-width narrow signal is input to the input signal, a high-width wide delayed signal can be generated. Therefore, the second logic circuit 26 in FIG. The logical product of the input (IN) and the delayed signal can be obtained, and therefore, a correctly level-shifted signal can be transmitted to the subsequent circuit. The final stage inverter is composed of transistors 633 and 634 having standard gate lengths.
さらに、上記においてゲート長Lが長いMOSトランジスタとペアになっているMOSトランジスタ(上記した第1の系統では、MOSトランジスタ612,621、第2の系統では、MOSトランジスタ613,624)のゲート幅Wを標準のものより広くすれば、すなわちオン抵抗を小さくすれば、最初のエッジに対する応答を速くできるので、遅延回路の出力パルス幅をさらに拡げられるためより効果的となる。 In addition, the gate width W of the MOS transistor paired with the MOS transistor having a long gate length L in the above (MOS transistors 612 and 621 in the first system and MOS transistors 613 and 624 in the second system) is standard. If it is made wider, that is, if the on-resistance is made smaller, the response to the first edge can be made faster, so that the output pulse width of the delay circuit can be further expanded, which is more effective.
また、上記の説明ではトランジスタゲート長Lやゲート幅Wを標準のものより大きくするインバータを初段と2段目の2段としたが、初段のみの1段、もしくは3段以上としてもよい。 Further, in the above description, the inverter that makes the transistor gate length L and the gate width W larger than the standard one is the first stage and the second stage, but it may be the first stage alone or three stages or more.
以上説明したように本実施例によれば、信号入力(IN)の幅が細い場合でも、ロジック回路において信号入力(IN)と遅延信号との論理積が取れるようにして、ロジック回路から微小パルス信号を出力してMOSFET20、30で構成されるスイッチをオンすることにより、信号入力(IN)をレベルシフトし、後段の回路へ伝達することができる。 As described above, according to this embodiment, even when the signal input (IN) width is narrow, the logic circuit can obtain a logical product of the signal input (IN) and the delay signal, so that a small pulse is output from the logic circuit. By outputting a signal and turning on a switch composed of the MOSFETs 20 and 30, the signal input (IN) can be level-shifted and transmitted to a subsequent circuit.
図9は、本発明の第5の実施例に係る遅延回路の構成を示す図であり、図8に示した第4の実施例に係る遅延回路の二系統に分けた各系統の出力段インバータにさらにインバータを1段付加したものである。図8で説明したと同様に、図9に示した遅延回路は、図1
0のパルス生成回路に示すように遅延回路23’の出力を二系統に分けて出力する。そして図10に示すパルス生成回路において、図9に示した遅延回路を用いることによって、信号入力(IN)がパルス状であってその幅が細い場合でも、NOR回路において信号入力(IN)と遅延信号との論理積(NOR回路は論理和の反転信号を出力するものであるが、ドモルガンの定理により論理積とみなせる)が取れるようにして正しくレベルシフトした信号を後段の回路に伝達できるようにしたものである。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the delay circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The output stage inverter of each system divided into two systems of the delay circuit according to the fourth embodiment shown in FIG. Further, one stage of inverter is added. As described with reference to FIG. 8, the delay circuit shown in FIG.
As shown in the 0 pulse generation circuit, the output of the delay circuit 23 'is divided into two systems and output. In the pulse generation circuit shown in FIG. 10, by using the delay circuit shown in FIG. 9, even if the signal input (IN) has a pulse shape and its width is narrow, the NOR circuit does not delay the signal input (IN). A signal that has been correctly level-shifted so that it can be logically ANDed with the signal (NOR circuit outputs an inverted signal of logical sum but can be regarded as logical product by Domorgan's theorem) so that it can be transmitted to the subsequent circuit. It is a thing.
図9に示す遅延回路において、第1の系統は、入力信号との論理積を取るための遅延信号を生成する系統で、図9に示す遅延回路の構成において、第1の系統は、PチャネルMOSトランジスタ611,621,631,641とNチャネルMOSトランジスタ612,622,632,640から成る4段のインバータの直列回路によって構成され、第1の系統の出力65’を出力する。その場合、初段のインバータを構成するPチャネルMOSトランジスタ611のゲート長Lと次段のインバータを構成するNチャネルMOSトランジスタ622のゲート長Lを標準のゲート長よりも長くしている、すなわちオン抵抗を大きくしている。こうすることで、入力信号の立ち下がりへの応答が初段、次段のインバータで遅くなり、一方、立ち上がりは速いため、第1の系統の出力65’から出力される信号は、ハイ(High)の幅が広くなる。以上のことから、入力信号にハイ(High)の幅の狭い信号が入ってきたときでも、ハイ(High)の幅の広い遅延信号を生成できるため、図10のNOR回路11において信号入力(IN)と遅延信号との論理積を取ることができ、したがって、レベルシフトした信号を後段の回路に伝達することができる。なお3段目および最終段のインバータは標準のゲート長を持つトランジスタ631,632、641,642で構成している。 In the delay circuit shown in FIG. 9, the first system is a system that generates a delay signal for taking the logical product with the input signal. In the configuration of the delay circuit shown in FIG. 9, the first system is a P channel. It is constituted by a series circuit of four-stage inverters comprising MOS transistors 611, 621, 631, 641 and N-channel MOS transistors 612, 622, 632, 640, and outputs a first system output 65 ′. In that case, the gate length L of the P-channel MOS transistor 611 constituting the first-stage inverter and the gate length L of the N-channel MOS transistor 622 constituting the next-stage inverter are longer than the standard gate length, that is, the on-resistance Has increased. By doing so, the response to the falling edge of the input signal is delayed by the first and second inverters, while the rising edge is fast, so that the signal output from the output 65 ′ of the first system is high. The width of becomes wide. From the above, even when a high-width narrow signal is included in the input signal, a high-width wide delayed signal can be generated. Therefore, the NOR circuit 11 in FIG. ) And the delayed signal, and thus the level-shifted signal can be transmitted to the subsequent circuit. The third and final stage inverters are composed of transistors 631,632, 641,642 having standard gate lengths.
一方、第2の系統は、入力信号の反転信号との論理積(上記と同様にドモルガンの定理によりNOR回路の出力を論理積にみなしている)を取るための遅延信号を生成する系統で、図9に示す遅延回路の構成において、第2の系統は、PチャネルMOSトランジスタ613,623,633,643とNチャネルMOSトランジスタ614,624,634,644から成る、4段のインバータの直列回路によって構成され、第2の系統の出力66’を出力する。その場合、初段のインバータを構成するNチャネルMOSトランジスタ614のゲート長Lと次段のインバータを構成するPチャネルMOSトランジスタ623のゲート長Lを標準のゲート長よりも長くしている、すなわちオン抵抗を大きくしている。こうすることで、入力信号の立ち上がりへの応答が初段、次段のインバータで遅くなり、一方、立ち下がりへの応答は速いため、第2の系統の出力66’から出力される信号は、ロー(Low)の幅が広くなる。以上のことから、入力信号にロー(Low)の幅の狭い信号が入ってきた場合でも、ロー(Low)の幅の広い遅延信号を生成できるため、図10のNOR回路16において信号入力(IN)の反転信号と遅延信号との論理積を取ることができ、したがって、レベルシフトした信号を後段の回路に伝達することができる。なお3段目および最終段のインバータは標準のゲート長を持つトランジスタ633,634、643,644で構成している。 On the other hand, the second system is a system for generating a delay signal for taking a logical product with the inverted signal of the input signal (the output of the NOR circuit is regarded as a logical product by Domorgan's theorem as described above). In the configuration of the delay circuit shown in FIG. 9, the second system is configured by a series circuit of four-stage inverters composed of P-channel MOS transistors 613, 623, 633, and 643 and N-channel MOS transistors 614, 624, 634, and 644, and outputs the second system output 66 ′. Output. In that case, the gate length L of the N-channel MOS transistor 614 constituting the first-stage inverter and the gate length L of the P-channel MOS transistor 623 constituting the next-stage inverter are longer than the standard gate length, that is, the on-resistance Has increased. In this way, the response to the rising edge of the input signal is delayed by the first and next inverters, while the response to the falling edge is fast, so that the signal output from the output 66 ′ of the second system is low. The width of (Low) becomes wider. From the above, even when a signal having a low width is input to the input signal, a delay signal having a low width can be generated. Therefore, the NOR circuit 16 in FIG. ) And the delayed signal can be obtained, and therefore the level-shifted signal can be transmitted to the subsequent circuit. The third and final stage inverters are composed of transistors 633, 634, 643, and 644 having standard gate lengths.
さらに、上記においてゲート長Lが長いMOSトランジスタとペアになっているMOSトランジスタ(上記した第1の系統では、MOSトランジスタ612,621、第2の系統では、MOSトランジスタ613,624)のゲート幅Wを標準のものより広くすれば、すなわちオン抵抗を小さくすれば、最初のエッジに対する応答を速くできるので、遅延回路の出力パルス幅をさらに拡げられためより効果的となる。 In addition, the gate width W of the MOS transistor paired with the MOS transistor having a long gate length L in the above (MOS transistors 612 and 621 in the first system and MOS transistors 613 and 624 in the second system) is standard. If it is made wider, that is, if the on-resistance is made smaller, the response to the first edge can be made faster, so that the output pulse width of the delay circuit can be further expanded, which is more effective.
また、上記の説明ではトランジスタゲート長Lやゲート幅Wを標準のものより大きくするインバータを初段と2段目の2段としたが、初段のみの1段、もしくは3段以上としてもよい。 Further, in the above description, the inverter that makes the transistor gate length L and the gate width W larger than the standard one is the first stage and the second stage, but it may be the first stage alone or three stages or more.
図10は、図9に示す遅延回路を用いたパルス生成回路の他の構成例を示す図である。図10に示したパルス生成回路は、図9に示した遅延回路23’と、NOR回路11、16
及びインバータ14、15とから構成され、NOR回路11、遅延回路23’、インバータ15の各入力は信号入力(IN)1に接続され、遅延回路23’の第1の系統に係る出力(65’)はインバータ14の入力に接続され、またインバータ15の出力と遅延回路23’の第2の系統に係る出力(66’)はNOR回路16の入力に接続され、インバータ14の出力はNOR回路11の入力に接続されている。NOR回路16の出力は出力(OUT2)17となって図1に示したMOSFET30のゲートに与えられる。ドモルガンの定理により論理和を論理積に変換すると、信号入力(IN)1と遅延回路23’の第2の系統に係る遅延信号(出力66’)の反転信号との論理積信号がMOSFET30のゲートに与えられていることになる。またNOR回路11の出力は出力(OUT1)12となって図1に示したMOSFET20のゲートに与えられる。上記と同様にドモルガンの定理を適用すると、信号入力(IN)1の反転信号と信号入力(IN)1の第1の系統に係る遅延信号(出力65’)との論理積信号がMOSFET20のゲートに与えられていることになる。
FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration example of the pulse generation circuit using the delay circuit illustrated in FIG. The pulse generating circuit shown in FIG. 10 includes the delay circuit 23 ′ shown in FIG.
And each of the inputs of the NOR circuit 11, the delay circuit 23 ′, and the inverter 15 is connected to the signal input (IN) 1 and outputs (65 ′) related to the first system of the delay circuit 23 ′. ) Is connected to the input of the inverter 14, the output of the inverter 15 and the output (66 ′) related to the second system of the delay circuit 23 ′ are connected to the input of the NOR circuit 16, and the output of the inverter 14 is the NOR circuit 11. Connected to the input. The output of the NOR circuit 16 becomes an output (OUT2) 17 and is given to the gate of the MOSFET 30 shown in FIG. When a logical sum is converted into a logical product by Domorgan's theorem, a logical product signal of the signal input (IN) 1 and the inverted signal of the delayed signal (output 66 ′) related to the second system of the delay circuit 23 ′ is converted into the gate of the MOSFET 30. Will be given. The output of the NOR circuit 11 becomes an output (OUT1) 12 and is given to the gate of the MOSFET 20 shown in FIG. When Domorgan's theorem is applied in the same manner as described above, the logical product signal of the inverted signal of the signal input (IN) 1 and the delayed signal (output 65 ′) related to the first system of the signal input (IN) 1 becomes the gate of the MOSFET 20. Will be given.
図10に示されるパルス生成回路は、図2A及び図2Bに示したパルス生成回路と同様に、入力(IN)1の立ち上がり時に、入力(IN)1の信号レベル変化がインバータ15に加えられ、インバータ15による反転出力および遅延回路23’の遅延出力66’(図9に示す第2の系統の出力66’)がNOR回路16に加えられ、NOR回路16の出力から微小パルスの出力OUT2(17)が生成され、また入力(IN)1の立ち下がり時に、入力(IN)1の信号レベル変化がNOR回路11の入力に加えられるとともに、遅延回路23’の遅延出力65’(図9に示す第1の系統の出力65’)によるインバータ14の反転出力がNOR回路11の入力に加えられ、NOR回路11の出力から微小パルスの出力OUT1(12)が生成される。微小パルスのパルス幅は、遅延回路23’の遅延時間によって決まることは上述したとおりである。 In the pulse generation circuit shown in FIG. 10, the signal level change of the input (IN) 1 is applied to the inverter 15 when the input (IN) 1 rises, similarly to the pulse generation circuit shown in FIGS. 2A and 2B. The inverted output by the inverter 15 and the delay output 66 ′ of the delay circuit 23 ′ (the second system output 66 ′ shown in FIG. 9) are added to the NOR circuit 16, and the output of the minute pulse OUT2 (17 ) Is generated, and when the input (IN) 1 falls, the signal level change of the input (IN) 1 is applied to the input of the NOR circuit 11 and the delay output 65 ′ of the delay circuit 23 ′ (shown in FIG. 9). The inverted output of the inverter 14 by the output 65 ′) of the first system is added to the input of the NOR circuit 11, and the output OUT1 (12) of a minute pulse is generated from the output of the NOR circuit 11. As described above, the pulse width of the minute pulse is determined by the delay time of the delay circuit 23 '.
10 パルス生成回路(トリガ発生手段)
11 NOR回路
13、13’、23、23’ 遅延回路
14、15 インバータ
16 NOR回路
20 MOSFET(第2のスイッチ)
30 MOSFET(第1のスイッチ)
40 ラッチ回路
41、42 インバータ
43、44 抵抗
45〜48 クランプ素子
50 フィルタ回路
51、52 インバータ
53、54 抵抗
55 キャパシタ
10 Pulse generation circuit (trigger generation means)
11 NOR circuit 13, 13 ', 23, 23' Delay circuit 14, 15 Inverter 16 NOR circuit 20 MOSFET (second switch)
30 MOSFET (first switch)
40 Latch circuit 41, 42 Inverter 43, 44 Resistor 45-48 Clamp element 50 Filter circuit 51, 52 Inverter 53, 54 Resistor 55 Capacitor
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