JPH03157011A - レベル変換回路及び該レベル変換回路を使用してなる遅延回路 - Google Patents

レベル変換回路及び該レベル変換回路を使用してなる遅延回路

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JPH03157011A
JPH03157011A JP2217806A JP21780690A JPH03157011A JP H03157011 A JPH03157011 A JP H03157011A JP 2217806 A JP2217806 A JP 2217806A JP 21780690 A JP21780690 A JP 21780690A JP H03157011 A JPH03157011 A JP H03157011A
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conversion circuit
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voltage
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JP2217806A
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Shoichi Yagashira
谷頭 正一
Kimihiko Nagata
永田 公彦
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「概要コ MOSトランジスタを用いて構成されるレベル変換回路
に関し、 単一電源を使用して任意の電圧に変換した出力信号を得
るようにすることによって、これをIC化する場合には
、ICチップのパッド数を最小限にしてICチップが占
有する面積を小さく抑えることを目的とし、 入力信号を変換して所定レベルの出力信号を取り出すレ
ベル変換回路であって、前記入力信号が供給されるイン
バータと、前記出力信号を取り出す信号線と電源との間
に設けられ、ゲートに前記インバータの出力が供給され
る一導電型の第1のMOSトランジスタと、前記信号線
と接地との間に設けられ、ゲートに前記入力信号が供給
される前記第1のトランジスタと反対導電型の第2のM
OSトランジスタと、前記信号線と接地との間に設けら
れ、ゲートに前記インバータの出力が供給される反対導
電型の第3のMOSトランジスタとを具備し、前記入力
信号により前記第1および第2のトランジスタを共にオ
ン状態として該第1および第2のトランジスタのオン抵
抗の比によって、前記電源の電圧よりも低い任意の電圧
の出力信号を取り出すように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、レベル変換回路および該レベル変換回路を使
用してなる遅延回路、より詳しくは、MOSトランジス
タを用いて構成されるレベル変換回路および該レベル変
換回路を使用してなる遅延回路に関する。
[従来の技術] 第9図は従来のレベル変換回路の一例を示す回路図であ
る。同図に示されるように、従来のレベル変換回路は、
例えば、P型MOSトランジスタTPo1およびN型M
OSトランジスタTNo、で構成された第1のインバー
タと、P型MO3トランジスタTP、2およびN型MO
SトランジスタTNO2で構成された第2のインバータ
を備え、第1のインバータの出力が第2のインバータの
入力に供給されるようになされている。ここで、第1の
インバータには第1の電源■DD1が印加され、第2の
インバータには第1の電源Vootとは異なる電圧の第
2の電源v oo2が印加されるようになされている。
そして、第1のインバータの出力から反転された出力0
UToが取り出され、第2のインバータの出力からレベ
ル変換された0tJTOが取り出されるようになされて
いる。
[発明が解決しようとする課題] 上述した第9図に示す従来のレベル変換回路は、入力信
号INoのレベルを変換するために、通常の電源(例え
ば、第1の電源VDI)1)とは異なる電圧の、すなわ
ち、必要とするレベルに対応した電圧の電源(例えば、
第2の電源VoD2)を準備しなければならなかった。
第10図は従来のレベル変換回路が適用される装置の一
例を概略的に示すブロック図であり、同図中、参照符号
A1、A2、A3はレベル変換回路である。
第10図に示されるように、例えば、50V駆動ICの
出力を受けて、5V駆動IC1IOV駆動rcおよび2
0V駆動ICに適するようにレベル変換をするIC(レ
ベル変換IC)において、50Vのレベルの入力信号を
5Vのレベルに変換するレベル変換回路A1.50Vの
レベルの入力信号をIOVのレベルに変換するレベル変
換回路A2および50Vのレベルの入力信号を20Vの
レベルに変換するレベル変換回路A3にはそれぞれ出力
レベルに適した電圧の電源が供給されるようになされて
いる。
すなわち、レベル変換回路A!には5V電源が供給され
、レベル変換回路A2にはIOV電源が供給され、そし
て、レベル変換回路A、には20V電源が供給されるよ
うになされている。従って、レベル変換ICにはそれぞ
れの電源(5V電源、IOV電源および20V電源)用
の端子を設けなければならず、レベル変換IC内のパッ
ド数が増加してICチップが占有する面積が大きくなる
という問題点があった。
また、従来、遅延回路として第1X図に示すようなもの
が提案されている。
図中、11は被遅延信号が人力される被遅延信号入力端
子、12は遅延信号が出力される遅延信号出力端子であ
って、この遅延回路は、これら被遅延信号入力端子11
と、遅延信号出力端子12との間に、P型MO3トラン
ジスタTP3.及びN型MOI−ランジスタTN、、か
らなるインバータI31と、P型MO3トランジスタT
P、2及びN型MOSトランジスタTNS2からなるイ
ンバータI3□と、P型MO3トランジスタTP33及
びN型MO3トランジスタTN、、からなるインバータ
133とを縦列接続し、最終段のインバータI3’lに
は電源Vof)の電圧を電源電圧として供給し、初段及
び2段目のインバータL31.1,2には、電源Vaの
電圧く但し、電源Vaの電圧〈電源VDt)の電圧)を
供給するように構成されている。
ここに、一般に、インバータは、電源電圧を低くすると
、その遅延時間を大きくする。したがって、かかる従来
の遅延回路によれば、最大電圧を電源VDDの電圧と同
一電圧とする遅延信号を得ることができるにも拘らず、
全てのインバータI31、I3□、In2に対して電源
電圧として電源VDDの電圧を供給する遅延回路に比較
して、より大きな遅延時間を得ることができる。即ち、
少ない段数のインバータでより大きな遅延時間を得るこ
とができる。
しかしながら、かかる従来の遅延回路においては、電源
電圧として電源■DDの電圧と電源Vaの電圧の二種類
の電圧が必要となるため、かかる従来の遅延回路をIC
に内蔵する場合には、電源VDD用の外部端子の他に、
電源Va用の外部端子を必要とし、この結果、ICのパ
ッド数が増加してICチップが占有する面積が大きくな
るという問題点があった。
本発明は、かかる点に鑑み、単一電源を使用して任意の
電圧に変換した出力信号を得るようにすることによって
、これをIC化する場合には、ICチップのパッド数を
最小限にしてICチップが占有する面積を小さく抑える
ことができるようにしたレベル変換回路と、このレベル
変換回路を使用し、これをIC化する場合には、ICチ
ップのパッド数を低減化してICチップが占有する面積
を小さく抑えることができるようにした遅延回路を掛供
することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明に係るレベル変換回路の原理を示す回路
図である。
本発明に係るレベル変換回路は、入力信号IN1を変換
して所定レベルの出力信号OUT、を取り出すレベル変
換回路であって、入力信号IN、が供給されるインバー
タ■と、出力信号0(JT、を取り出す信号線SLと電
源VbDとの間に設けられ、ゲートにインバータIの出
力が供給される一導電型の第1のMOSトランジスタT
P、2と、信号線SLと接地GNDとの間に設けられ、
ゲートに入力信号IN、が供給される第1のトランジス
タTP1□と反対導電型の第2のMOSトランジスタT
N12と、信号線SLと接地GNDとの間に設けられ、
ゲートにインバータIの出力が供給される反対導電型の
第3のMOSトランジスタTN、3とを具備し、入力信
号IN、により第1および第2のMOSトランジスタT
P、23 TN、2を共にオン状態として、これら第1
および第2のM○SトランジスタTP123TN12の
オン抵抗の比によって、電源■oDの電圧よりも低い任
意の電圧の出力信号OUT、を取り出すように構成され
る。
第2図は本発明に係る遅延回路の原理を示す回路図であ
る。
本発明に係る遅延回路は、縦列接続してなる複数のイン
バニタ、例えば、3個のインバータ131.13231
33と、本発明に係るレベル変換回路13とを設け、こ
れら3個のインバータ131.132、I33中、最終
段のインバータrsx以外のインバータI3L、h2の
少なくとも1個のインバータ、例えば、初段及び2段目
のインバータr3t、I32には、本発明に係るレベル
変換回路13の入力端子14に第1の電圧、例えば、電
源■DDの電圧を供給した場合にその出力端子15に得
られる第2の電圧、例えば、電源Vaの電圧と同一の電
圧を電源電圧として供給し、かかる電源Vaの電圧と同
一の電圧を供給するインバータ以外のインバータ、例え
ば、最終段のインバータh3には、電源VDDの電圧を
電源電圧として供給するように構成される。
C作用コ 本発明のレベル変換回路によれば、入力信号INIによ
り、出力信号ou’rtを取り出す信号線SLと電源■
DDとの間に設けた第1のMOSトランジスタTP1□
と、該信号線SLと接地GNDとの間に設けた第2のM
OSトランジスタTN、2とを共にオン状態とし、該第
1および第2のMOSトランジスタTP、□。
TN、。のオン抵抗の比によって、電源Vooの電圧よ
りも低い任意の電圧の出力信号OUT 1を取り出すよ
うになされている。ここで、第3のMOSトランジスタ
TN、は、出力信号0UTlを低レベルにするときオン
状態として接地GNDのレベルを出力信号0UT1とし
て出力するために使用されるものである。
このように、本発明のレベル変換回路によれば、単一電
源を使用して任意の電圧に変換した出力信号を得るよう
にしているので、これをIC化する場合には、ICチッ
プのパッド数を最小限にしてICチップが占有する面積
を小さく抑えることができる。
また、本発明の遅延回路によれば、縦列接続されたイン
バータ131、I3□、133のうち、少なくとも1個
のインバータ、例えば、2個のインバータI31.13
2には、例えば、電源Vaの電圧と同一の電圧を電源電
圧として供給し、最終段のインバータ1..3には、電
源VDoの電圧を供給するようにしているにも拘らず、
本発明に係るレベル変換回路を使用しているので、これ
をIC化する場合には電源VDD用の外部端子を設けれ
ば足り、電源Va用の外部端子を設ける必要がない。
したがって、本発明の遅延回路によれば、これをIC化
する場合には、ICチップのパッド数を低減化して、I
Cチップが占有する面積を小さく抑えることができる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明に係るレベル変換回路及び
遅延回路の実施例を説明する。
第3図は本発明のレベル変換回路の一実施例を示す回路
図である。同図に示されるように、本実施例のレベル変
換回路は、P型MOsトランジスタTPI□、TP、□
およびN型MOSトランジスタTN、。
TN】23 TN、3で構成されている。トランジスタ
TP、□およびTN1□は、電源Vppと接地GND間
に設けられたインバータを構成し、その入力には入力信
号IN。
が供給されている。また、電源VDDと接地GND間に
は、トランジスタTP、□およびTN、2が直列に接続
され、これらトランジスタTP、□とTN、2との接続
箇所(ノードn1□、出力信号を取り出す信号線SL)
からレベル変換された出力0UT1が出力されるように
なされている。ここで、入力信号IN、は、トランジス
タTN12のゲートにも供給され、また、トランジスタ
TP11およびTNl、で構成されたインバータの出力
(ノードn1□)は、反転出力0(JT lとされると
共に、トランジスタTP、□およびTNl、のゲートに
供給されている。
第4図および第5図は第3図のレベル変換回路の動作を
説明するための等価回路図であり、第3図は入力信号I
N、が高レベル“H”のときを示し、第5図は入力信号
IN、が低レベル“L″のときを示している。
まず、第4図に示されるように、第3図のレベル変換回
路で入力信号INlが高レベル” H”のとき、トラン
ジスタTpHがスイッチ・オフ、トランジスタTN、□
、 TN、2がスイッチ・オンとなる。これにより、ノ
ードn1、(反転出力OUT+)は低レベル” L ”
となり、トランジスタTP12がスイッチ・オン、トラ
ンジスタTNI3がスイッチ・オフとなる。
従って、ノードn+2(出力信号OUT 、を取り出す
信号線SL)は、トランジスタTP12のオン抵抗とト
ランジスタTN、のオン抵抗とにより分圧された電圧の
レベルとなる。すなわち、トランジスタTP、□および
TN、2を該トランジスタのオン抵抗の比が所定の値と
なるように製造することによって、出力信号OUT+の
レベルを電源VD+:1の電圧よりも低い任意の電圧の
レベル(0〈出力電圧<Voo)にすることができる。
次に、第5図に示されるように、第3図のレベル変換回
路で入力信号IN、が低レベル”L”のとき、トランジ
スタTP、、がスイッチ・オン、トランジスタTN1+
、 TNl2がスイッチ・オフとなる。これにより、ノ
ードn1□は高レベル“′H″となり、トランジスタT
P12がスイッチ・オフ、トランジスタTN、3がスイ
ッチ・オンとなる。従って、ノードn12は、トランジ
スタTN、3により接地電位となる。
このように、本実施例のレベル変換回路は、単一電源V
Dpを使用して任意の電圧(電源V。pの電圧よりも低
い任意の電圧)に変換した出力信号0UT1を得ること
ができる。
第6図は本発明のレベル変換回路の他の実施例を示す回
路図である。同図に示されるように、本実施例のレベル
変換回路は、P型MOSトランジスタTP23、TP2
2、TP23およびN型MOSトランジスタTN22、
TN22、TN23で構成されている。トランジスタT
P2工およびTN23は、電源VDDと接地GND間に
設けられたインバータを構成し、その入力には入力信号
IN2が供給されている。また、電源V。0と接地GN
D間には、トランジスタTP29、TP22およびTN
22が直列に接続され、該トランジスタTP22とTN
22との接続箇所(出力信号を収り出す信号線SL)か
らレベル変換された出力0UT2が出力されるようにな
されている。ここで、トランジスタTN23は、トラン
ジスタTP23およびTP22の接続箇所と接地間に設
けられ、該トランジスタTN、3のゲートには。
入力信号IN2が供給されている。また、トランジスタ
TP21およびTN22で構成されたインバータの出力
は、反転出力0tJT2とされると共に、トランジスタ
TP23. TP22およびTN22のゲー1〜に供給
されている。
この第6図に示す実施例も、入力信号IN2が高レベル
” H”のとき、トランジスタTP22がスイッチ・オ
フ、トランジスタTN21.7N23がスイッチ・オン
となる。これにより、反転出力0UT2は低レベル“L
″となり、トランジスタTP22およびTP23がスイ
ッチ・オン、トランジスタTN2゜がスイッチオフとな
る。従って、出力信号0UT2を取り出す信号線SLは
、トランジスタTP23のオン抵抗とトランジスタTN
23のオン抵抗とにより分圧された電圧のレベルとなり
、出力信号0UT2はオン状態のトランジスタTP22
を介して出力される。逆に、入力信号■N2が低レベル
“L”°のとき、トランジスタTP22がスイッチ・オ
ン、トランジスタTN21. TN23がスイッチ・オ
フとなる。これにより、反転出力OUT。
は高レベル“H′となり、トランジスタTP22および
TP23がスイッチ・オフ、トランジスタTN22がス
イッチ・オンとなる。従って、出力信号0UT2を取り
出す信号線SLは、トランジスタTN22により接地電
位となる。
本実施例のレベル変換回路は、前述した第3図のレベル
変換回路と同様に、単一電源Vooを使用して任意の電
圧(電源VDDの電圧よりも低い任意の電圧)に変換し
た出力信号0UT2を得ることができる。さらに、本実
施例のレベル変換回路は、前述した第3図のレベル変換
回路と異なり、出力電圧レベルはトランジスタTp2S
およびTN23のオン抵抗の比により規定され、トラン
ジスタTP22およびTN22のオン抵抗は出力電圧レ
ベルには影響されない。従って、トランジスタTP22
およびTN22のオン抵抗を自由に変えることができ、
レベル変換回路のディレィ値を制御することができる。
第7図は本発明のレベル変換回路が適用される装置を概
略的に示すブロック図であり、同図中、参照符号B1、
B2、B、はレベル変換回路である。
第7図に示されるように、例えば、50V駆動ICの出
力を受けて、5v駆動IC1IOV駆動ICおよび20
V駆動ICに適するようにレベル変換をするIC(レベ
ル変換IC)において、50Vのレベルの入力信号を5
■のレベルに変換するレベル変換回路Bl、50Vのレ
ベルの入力信号をIOVのレベルに変換するレベル変換
回路B2および50Vのレベルの入力信号を20Vのレ
ベルに変換するレベル変換回路B3には、全て単一の電
圧の電源(50V電源)が供給されるようになされてい
る。従って、レベル変換ICには、第9図に示すレベル
変換ICのように、それぞれの出力レベルに対応した電
源(5V電源、10■電源および20Vの端子を設ける
必要がなく、50■電源用の端子だけを設ければよいた
め、レベル変換IC内のパッド数を最小限に抑えてIC
チップが占有する面積を小さくすることができる。
第8図は本発明の遅延回路の一実施例を示す回路図であ
る。
本実施例の遅延回路は、第3図例のレベル変換回路を設
け、その入力端子16に電源Vooの電圧を供給した場
合にその出力端子17に電源Vaの電圧と同一の電圧を
得るようにし、初段及び2段目のインバータ131、r
szには、第3図例のレベル変換回路の出力端子17に
得られる電源Vaの電圧と同一の電圧を電源電圧として
供給し、最終段のインバータhsには、電源■DDの電
圧を電源電圧として供給するように構成されており、そ
の他については、第11図従来例と同様に構成されてい
る。
かかる本実施例の遅延回路によれば、樅列接続されたイ
ンバータ131.132、hsのうち、2個のインバー
タ131、I32には、電源Vaの電圧と同一の電圧を
電源電圧として供給し、最終段のインバータ133には
、電源■DDの電圧を供給するようにしているにも拘ら
ず、第3図例のレベル変換回路を使用しているので、こ
れをIC化する場合には電源VDD用の外部端子を設け
れば足り、電源Va用の外部端子を設ける必要がない。
したがって、本実施例の遅延回路によれば、これをIC
化する場合には、ICチップのパッド数を低減化して、
ICチップが占有する面積を小さく抑えることができる
なお、本実施例の遅延回路は、第3図例のレベル変換回
路を使用して構成した場合であるが、この代わりに、第
6図従来例のレベル変換回路を使用して構成することも
でき、この場合にも、上述同様の作用効果を得ることが
できる。
[発明の効果] 以上、詳述したように、本発明に係るレベル変換回路は
、単一電源を使用して任意の電圧に変換した出力信号を
得るようにされているので、これをIC化する場合には
、ICチップのパッド数を最小限にしてICチップが占
有する面積を小さく抑えることができる。
また、本発明に係る遅延回路は、2種類の電源電圧を必
要とするにも拘らず、本発明に係るレベル変換回路を使
用していることにより、これをIC化する場合には、電
源用外部端子として1個の外部端子を設けれは足りるの
で、これをIC化する場合には、ICチップのパッド数
を低減化し、ICチップが占有する面積を小さく抑える
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るレベル変換回路の原理を示す回路
図、 第2図は本発明に係る遅延回路の原理を示す回路図、 第3図は本発明のレベル変換回路の一実施例を示す回路
図、 第4図および第5図は第3図のレベル変換回路の動作を
説明するための等価回路図、 第6図は本発明のレベル変換回路の他の実施例を示す回
路図、 第7図は本発明のレベル変換回路が適用される装置を概
略的に示すブロック図、 第8図は本発明に係る遅延回路の一実施例を示す回路図
、 第9図は従来のレベル変換回路の一例を示す回路図、 第10図は従来のレベル変換回路が適用される装置を概
略的に示すブロック図、 第11図は従来の遅延回路を示す回路図である。 GND・・接地 IN、、IN2・・・入力信号 OUT+ 、0UT2・・・出力信号 SL・・・出力信号を取り出す信号線 TN、、・TN12・TN、、。 TN23 、TN223TN23・・・N型MO3)ラ
ンジスクTPI1.TP12 TP22、 TP22、TP23・・・P型MO3トラ
ンジスタV00・・電源 Va・・・電源 、−一−fB:45〒品搭t、どfント変換回8−一−
−−”−m 本発明に係るレベル変換回路の原理を示す回路図第1図 1  1 1 1コIIコ2I33 本発明に係る遅延回路の原理を示す回路図第2図 本発明のレベル変換回路の一実施例を示す回路図第3図 第3図のレベル変換回路の動作を説明するための等価回
路図第3図のレベル変換回路の動作を説明するための等
価回路図第5図 本発明のレベル変換回路の他の実施例を示す回路1箪6
 団 11 h2133 本発明に係る遅延回路の一実施例 従来のレベル変換回路の一例を示す回路図第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力信号(IN_1)をレベル変換して所定レベル
    の出力信号(OUT_1)を取り出すレベル変換回路で
    あつて、 前記入力信号(IN_1)が供給されるインバータ(
    I )と、 前記出力信号(OUT_1)を取り出す信号線(SL)
    と電源(V_D_D)との間に設けられ、ゲートに前記
    インバータ( I )の出力が供給される一導電型の第1
    のMOSトランジスタ(TP_1_2)と、前記信号線
    (SL)と接地(GND)との間に設けられ、ゲートに
    前記入力信号(IN_1)が供給される前記第1のMO
    Sトランジスタ(TP_1_2)と反対導電型の第2の
    MOSトランジスタ(TN_1_2)と、前記信号線(
    SL)と接地(GND)との間に設けられ、ゲートに前
    記インバータ( I )の出力が供給される反対導電型の
    第3のMOSトランジスタ(TN_1_3)とを具備し
    、 前記入力信号(IN_1)により前記第1および第2の
    MOSトランジスタ(TP_1_2、TN_1_2)を
    共にオン状態として前記第1および第2のMOSトラン
    ジスタ(TP_1_2、TN_1_2)のオン抵抗の比
    によつて、前記電源(V_D_D)の電圧よりも低い任
    意の電圧の前記出力信号(OUT_1)を取り出すよう
    にしたことを特徴とするレベル変換回路。 2、入力信号(IN_2)をレベル変換して所定レベル
    の出力信号(OUT_2)を取り出すレベル変換回路で
    あって、 前記入力信号(IN_2)が供給されるインバータ(
    I )と、 前記出力信号(OUT_2)を取り出す信号線(SL)
    と電源(V_D_D)との間に直列接続して設けられ、
    各々のゲートに前記インバータ( I )の出力が供給さ
    れた一導電型の第1および第4のMOSトランジスタ(
    TP_2_2、TP_2_3)と、該第1および第4の
    MOSトランジスタ (TP_2_2、TP_2_3)の直列接続箇所と接地
    (GND)との間に設けられ、ゲートに前記入力信号(
    IN_2)が供給される前記第1のMOSトランジスタ (TP_2_2)と反対導電型の第2のMOSトランジ
    スタ(TN_2_3)と、 前記信号線(SL)と接地(GND)との間に設けられ
    、ゲートに前記インバータ( I )の出力が供給される
    反対導電型の第3のMOSトランジスタ(TN_2_2
    )とを具備し、 前記入力信号(IN_2)により前記第1、第2および
    第4のMOSトランジスタ(TP_2_2、TN_2_
    3、TP_2_3)を全てオン状態として前記第1およ
    び第2のMOSトランジスタ(TP_2_2、TN_2
    _3)のオン抵抗の比によって、前記電源(V_D_D
    )の電圧よりも低い任意の電圧の前記出力信号(OUT
    _2)を取り出すと共に、前記第4のトランジスタ(T
    P_2_3)のオン抵抗により前記出力信号(OUT_
    2)のディレイ値を規定するようにしたことを特徴とす
    るレベル変換回路。 3、縦列接続されてなる複数のインバータ(I_3_1
    、I_3_2、I_3_3)と、前記請求項1又は2記
    載のレベル変換回路とを設け、前記複数のインバータ(
    I_3_1、I_3_2、I_3_3)中、最終段のイ
    ンバータ(I_3_3)以外のインバータ(I_3_1
    、I_3_2)の少なくとも1個のインバータには、前
    記請求項1又は2記載のレベル変換回路の入力端子(1
    4)に第1の電圧を供給した場合にその出力端子(15
    )に得られる第2の電圧を電源電圧として供給し、前記
    少なくとも1個のインバータ以外のインバータには、前
    記第1の電圧を電源電圧として供給するように構成され
    ていることを特徴とする遅延回路。
JP2217806A 1989-08-22 1990-08-18 レベル変換回路及び該レベル変換回路を使用してなる遅延回路 Pending JPH03157011A (ja)

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