JPH04172713A - レベル変換回路 - Google Patents

レベル変換回路

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JPH04172713A
JPH04172713A JP2300701A JP30070190A JPH04172713A JP H04172713 A JPH04172713 A JP H04172713A JP 2300701 A JP2300701 A JP 2300701A JP 30070190 A JP30070190 A JP 30070190A JP H04172713 A JPH04172713 A JP H04172713A
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transistor
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JP2300701A
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Kazuyuki Nonaka
和幸 野中
Shinji Saito
伸二 斎藤
Tetsuya Aisaka
相坂 哲也
Takehiro Akiyama
秋山 岳洋
Kouji Takegawa
功滋 竹川
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K19/0016Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply
    • HELECTRICITY
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    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
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    • H03K19/017509Interface arrangements
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    • H03K19/018Coupling arrangements; Interface arrangements using bipolar transistors only
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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 レベル変換回路に係り、詳しくはECL論理レベルから
CMO8の論理レベルに変換する変換回路に関し、 高速化を損なうことなく、スタンバイ状態において低消
費電力化を図ることを目的とし、少なくともいずれか一
方にECL論理レベルの入力信号が入力される第1及び
第2のトランジスタがエミッタ結合した電流スイッチ回
路と、その両トランジスタの少なくとも一方のコレクタ
端子に対して接続された出力トランジスタとからなるE
CL回路部と、第3及び第4のトランジスタからなるカ
レントミラー回路であって、その一方のトランジスタが
前記出力トランジスタの出力端子に接続され、その出力
端子の電流制御を行ってその出力端子のレベルを変換す
る電流制御回路部とからなるレベル変換回路において、
前記電流制御回路部への電流供給を遮断するためのスイ
ッチ回路をECL回路部と電流制御回路部との間に設け
た構成とした。
[産業上の利用分野] 本発明はレベル変換回路に係り、詳しくはECL論理レ
ベルからCMO3の論理レベルに変換する変換回路に関
する。
Bi−CMO8半導体集積回路装置は高速、低消費電力
に優れているが、さらに低消費電力化か要求されている
。そのため、Bi−CMO8半導体集積回路装置に使用
されているECL論理レベルからCMO8の論理レベル
に変換するレベル変換回路も低消費電力化を行う必要が
ある。
[従来の技術] 従来、この種のレベル変換回路は第5図に示すように、
ECL回路部31、バイポーラカレントミラー回路より
なる電流制御回路部32及び出力回路部33とから構成
されている。
ECL回路部31はエミッタ結合されたバイポーラトラ
ンジスタT31.T32と、その両エミッタ端子に接続
されたトランジスタT33及び抵抗R3]よりなる定電
流回路と、トランジスタT31、Ta2の各コレクタ端
子に接続された抵抗R32,R33と、トランジスタT
31のコレクタ端子から延びるノードからの出力信号が
ベース端子に人力されるエミッタフォロアトランジスタ
T35と、トランジスタT32のコレクタ端子から延び
るノードからの出力信号がベース端子に入力されるエミ
ッタフォロアトランジスタT34とから構成されている
そして、トランジスタT31.T32のベース端子にそ
れぞれ相補信号であるECL論理レヘしベ入力信号Vi
n、/Vinが人力され、トランジスタT32のコレク
タ端子から延びるノートから出力かエミッタフォロアト
ランジスタT34に出力されると、同エミッタフォロア
トランジスタT34の出力は電流制御回路部32を介し
て出力回路部33に出力される。
電流制御回路部32はトランジスタT36.T37より
なるカレントミラー回路にて構成され、その一方のトラ
ンジスタT36のコレクタ端子には抵抗R34を介して
前記トランジスタT35のエミッタ端子に接続されてい
る。一方、トランジスタT37のコレクタは抵抗R35
を介して前記エミッタフォロアトランジスタT34のエ
ミッタ端子に接続されている。
そして、トランジスタT31のベース端子にLレベルの
信号が入力されると、この時、トランジスタT32のベ
ース端子にはHレベルの信号が入力されるため、エミッ
タフォロアトランジスタT35のコレクタ電流はエミッ
タフォロアトランジスタT34のコレクタ電流より大き
くなる。一方、電流制御回路部32のトランジスタT3
6を流れる電流は大きくなるが、トランジスタT37に
エミッタフォロアトランジスタT34から供給される電
流は少ない。その結果、エミッタフォロアトランジスタ
T34を流れる電流は全てトランジスタT37によって
引かれ、出力回路部33のトランジスタはオフする。
一方、トランジスタT31のベース端子にHレベルの信
号が入力されると、この時、トランジスタT32のベー
ス端子にはLレベルの信号か入力されているため、エミ
ッタフォロアトランジスタT35のコレクタ電流はエミ
ッタフォロアトランジスタT34のコレクタ電流より小
さくなる。しかし、電流制御回路部32のトランジスタ
T36を流れる電流はトランジスタT37を流れる電流
と等しい。その結果、エミッタフォロアトランジスタT
34を流れる電流とエミッタフォロアトランジスタT3
5を流れる電流の差は出力回路部33に流れて出力回路
部33のトランジスタをオンする。
従って、電流制御回路部32を介して出力される出力信
号はECL回路部31に入力されたECL論理レベルの
入力信号VIN、 /VINを拡開した信号となる。そ
の結果、次段の出力回路部33はこの出力信号−に基づ
いて動作し、CMO8の論理レベルの出力信号VOUT
を出力することになる。
このレベル変換回路は、高速性及び低消費電力に優れて
いるもののカレントミラー回路にて構成された電流制御
回路部32は常に電流が流れていることから、変換回路
全体として低消費電力化を図る余地が多々あった。
[発明が解決しようとする課題] そのため、上記のレベル変換回路を移動体通信機器等の
スタンバイ時間の長い機器に使用すると、レベル変換回
路の電流制御回路部32には電流が流れ続けるので無駄
な電力が消費されてしまい、この電力消費は非常に大き
な問題となる。
そこで、例えばスタンバイ状態のときには一旦電源を切
ってしまうことが考えられる。しかしながら、前記出力
回路部33等のCMOSトランジスタに対しても電源が
切られることになる。そのため、スタンバイ状態から動
作状態に移り電源が投入される時、CMOSトランジス
タの動作遅れが生じ、高速化を図る上で大きな障害とな
る。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであ
って、その目的は高速化を損なうことなく、スタンバイ
状態において低消費電力化を図ることができるレベル変
換回路を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理説明図である。
エミッタ結合された第1及び第2のトランジスタTl、
T2の少なくとも一方にECL論理レベルの入力信号が
入力される電流スイッチ回路と、前記両トランジスタT
l、T2のコレクタ端子に接続される出力トランジスタ
T3.T4とによりECL回路部1が構成されている。
そして、ECL回路回路部量力信号はスイッチ回路2を
介して電流制御回路部3に出力される。この電流制御回
路部3は第3及び第4のトランジスタT5. T6から
なるカレントミラー回路によって構成され、前記ECL
回路部1からの出力信号に基づいて電流制御を行い、該
ECL回路部1から出力される出力信号のレベルの変換
を行う。
[作用] スイッチ回路2が導通状態において、第1及び第2のト
ランジスタTI、T2に入力信号が入力され、第1のト
ランジスタTIがオン、第2のトランジスタT2がオフ
すると、第1のトランジスタT1のコレクタ端子がLレ
ベル、第2のトランジスタT2のコレクタ端子はHレベ
ルとなり、出力トランジスタT3がLレベル、出力トラ
ンジスタT4かHレベルとなる。
そして、ECL回路部1からこれらの出力信号がスイッ
チ回路2を介して電流制御回路部3に圧力される。する
と、出力トランジスタT3がLレベルとなっているので
、第3のトランジスタT5のコレクタ電流が小さくなり
、出力トランジスタT4を流れる電流は大きいので、出
力トランジスタT4に流れる電流と第4のトランジスタ
T6に流れる電流との差がOUT端子から流れ出る電流
となる。
一方、第1のトランジスタT1がオフ、第2のトランジ
スタT2がオンすると、第1のトランジスタT1のコレ
クタ端子がHレベル、第2のトランジスタT2のコレク
タ端子はLレベルとなり、出力トランジスタT3がHレ
ベル、出力トランジスタT4がLレベルとなる。そして
、ECL回路部1からこれらの出力信号がスイッチ回路
2を介して電流制御回路部3に出力される。すると、第
3のトランジスタT5のコレクタ電流が大きくなり、出
力トランジスタT4を流れる電流は小さいので、OUT
端子から流れる電流はなくなる。
又、例えばシステム全体がスタンバイ状態にあると、電
流制御回路部3には電流が流れ続ける。
この時、スイッチ回路2を非導通状態にすれば電流制御
回路部3に電流が流れないことになる。そのため、スタ
ンバイ状態のときにスイッチ回路2を非導通状態にして
電流制御回路部3への電流を流さないようにすれば低消
費電力化を図ることができる。
[実施例] 以下、本発明を具体化した移動通信電話装置に使用され
るレベル変換回路の一実施例を第2図に従って説明する
レベル変換回路はECL回路部10、スイッチ回路ll
、電流制御回路部12及び出力回路部13とから構成さ
れている。
前記ECL回路部10はエミッタフォロア結合されたト
ランジスタTIO,Titと、その両エミッタ端子に接
続されたトランジスタTI2及び抵抗R11よりなる定
電流回路と、前記トランジスタTIO,Tllの各コレ
クタ端子に接続された抵抗R12,R13と、トランジ
スタT10゜Tllのコレクタ端子から延びるノードN
l、N2からの出力信号がベース端子に入力される出力
トランジスタT13.T14とから構成されている。又
、前記抵抗R12,R13及び出力トランジスタT13
.T14のコレクタ端子は高電圧VCCに接続され、抵
抗R11は低電圧VEEに接続されている。
そして、前記トランジスタTIO,Tllのベース端子
にそれぞれ相補信号であるECL論理レヘしベ入力信号
Vin、/Vinか入力され、これらの入力信号に基づ
いてトランジスタTIO,T11が動作し、その出力信
号か前記出力トランシスタT13.T14のベース端子
に出力される。すると、該出力トランジスタT13.T
14(7)出力信号は前記スイッチ回路ll、電流制御
回路部12を介して出力回路部13に出力される。
前記スイッチ回路11はPMOSトランジスタT15.
TI6によって構成されており、そのソース端子が前記
トランジスタT13.TI4のエミッタ端子に接続され
ている。
又、電流制御回路12は同一エミッタサイズのトランジ
スタTI7.T18によってカレントミラー回路が構成
され、その一方のトランジスタT17のコレクタ端子に
は抵抗R14を介してPMOSトランジスタT15のド
レイン端子に接続されている。又、同様に他方のトラン
ジスタTI8のコレクタ端子は抵抗R15を介してPM
OSトランジスタT16のドレイン端子に接続されてい
る。そして、前記トランジスタT17.T18のエミッ
タ端子が低電圧VEHに接続されている。更に、前記ト
ランジスタT17.T18のベース端子はノードN3に
接続されている。
出力回路部13はトランジスタT19、PMOSMOS
トランジスタT20O8hランジスタT21及び抵抗R
16とから構成され、前記電流制御回路部I2のノード
N4が前記出力回路部13におけるトランジスタT19
のベース端子に接続されている。
又、前記レベル変換回路の外部にはスタンバイ状態か否
かを判断する判定回路としてのCPUI4が設けられる
とともに、該CPLJ 14からの出力信号に基づいて
駆動する駆動回路15が設けられている。尚、前記CP
U14にスタンバイ状態であると判断する外部信号か入
力されると、該CPU14は前記駆動回路15にLレベ
ルの信号を出力し、スタンバイ状態でない外部信号がC
PU14に入力されると駆動回路15にHレベルの信号
を出力する。尚、この実施例においてはCPU14から
パルス信号を出力してスイッチ回路11を間欠動作させ
るようになっている。
前記駆動回路15はインバータ16から構成され、前記
インバータ16はスイッチ回路11におけ゛るPMOS
トランジスタT15.T16の各ゲート端子にそれぞれ
接続されている。そして、インバータ16は入力される
信号に基づいてその信号を反転してスイッチ回路11に
おけるPMOSトランジスタT15.T16のゲート端
子に出力する。
つまり、外部信号に基づいてスタンバイ状態であること
をCPU14が判別すると、Lレベルの信号をインバー
タ16の入力端子に出力する。そのため、インバータ1
6の出力はその入力信号を反転し、スイッチ回路11の
PMO8)ランジスタT15.T16に出力する。する
と、その反転した出力信号のHレベルのときだけスイッ
チ回路11のPMOSトランジスタT15.T16かオ
フする。
又、スタンバイ状態でない外部信号に基づいてCPU1
4が判別すると、Hレベルの信号をインバータ16の入
力端子に出力する。そのため、インバータ16はLレベ
ルの信号をスイッチ回路llのPMOSトランジスタT
15.T16のゲート端子に出力する。すると、PMO
SトランジスタT15.T16かオンする。
次に、上記のように構成されたレベル変換回路の作用に
ついて説明する。
外部信号(例えば、°移動通信等における通話開始信号
)がCPU14に入力されると、CPUI4は駆動回路
15におけるインバータ16の入力端子にHレベルの信
号を出力する。すると、インバータ16はこの信号を反
転してLレベルの信号をスイッチ回路11におけるPM
O8)ランジスタT15,716のベース端子に入力し
て、PMOSトランジスタT15.T16をオンさせる
この状態で、ECL回路部10におけるトランジスタT
IO,Tllのベース端子にECL論理レベルの相補信
号が入力され、例えばトランジスタTIOかオン、トラ
ンジスタTllがオフすると、ノードN1がLレベル、
ノードN2がHレベルとなる。従って、出力トランジス
タT13がLレベルとなり、出力トランジスタT14か
Hレベルとなる。そのため、ECL回路部10からこれ
らの出力信号がスイッチ回路11のPN10Sトランジ
スタT15.T16を介して電流制御回路部12に出力
される。
又、出力トランジスタT13がLレベルとなっているの
で、トランジスタT17のコレクタ電流は小さ(なり、
出力トランジスタT14に流れる電流とトランジスタT
18に流れる電流との差が出力回路部13に流入する。
この結果、出力回路部13のトランジスタT19がオン
して出力回路部13の出力側からはHレベルの信号が出
力される。
又、ECL回路部10におけるトランジスタT10、T
llのベース端子にECL論理レベルの相補信号が入力
され、トランジスタTIOかオフ、トランジスタTll
がオンすると、ノートNlかHレベル、ノードN2がL
レベルとなる。従って、圧力トランジスタTI3がHレ
ベル、出力トランジスタT14かLレベルとなる。そし
て、この出力信号かPMO8I−ランジスタT15.T
16を介して電流制御回路部12に出力される。
又、出力トランジスタT13がHレベルとなっているの
で、トランジスタT17のコレクタ電流か大きくなり、
出力トランジスタTI4に流れる電流は小さいので出力
回路部13への流入する電流はなくなる。この結果、出
力回路部13のトランジスタT19はオフするので、出
力回路部13の出力側からはLレベルの信号か出力され
る。
一方、通話開始信号が無くなりスタンバイ状態となった
とCPU14が判別すると、CPU 14はLレベルの
信号をインバータI6に出力し、インバータ16はその
出力信号を反転してスイッチ回路11における各PMO
SトランジスタT15゜T16のゲート端子に出力する
従って、電流制御回路12はスイッチ回路11によって
間欠動作させることができるので、レベル変換回路の高
速性を損なうことなく、スタンバイ状態においてスイッ
チ回路11がオフしているときに電流が流れず、その分
低消費電力化を図ることができる。
尚、この実施例においてはレベル変換回路のスイッチ回
路11を駆動回路15により間欠動作させたが、スタン
バイ状態においてスイッチ回路Ilを完全にオフ状態に
しておくことも可能である。
この結果、前記実施例よりさらに低消費電力化を図るこ
とができる。
又、前記スイッチ回路11のPMOSトランジスタT1
5.T16をNMOSトランジスタに具体化することも
可能である。
更に、第3図に示すように、前記実施例における抵抗R
12,R13をPMO3)ランジスタT21に置き換え
るとともに、NPN型のトランジスタT13.T14を
PMO8)ランジスタT13、T14に置き換えること
も可能である。そして、電流制御回路部12と出力回路
部I3との間に2段構成となるインバータ回路17を設
けることも可能である。又、電流制御回路部12のトラ
ンジスタT17.T18をNMOSMOSトランジスタ
T22化することも可能である。
次に、本発明の別例を第4図に基づいて説明する。尚、
前記実施例と同一の構成については同一番号を付してそ
の説明を省略する。
この別例においては、ECL回路部10の出力トランジ
スタT13をバイポーラ型PNPとなるトランジスタT
23に変更して使用している。
又、スイッチ回路11はバイポーラ型PNPとなるトラ
ンジスタT24を使用し、そのエミッタ端子は抵抗R1
6を介して高電圧VCCに接続され、コレクタ端子はカ
レントミラー回路にて構成された電流制御回路部12に
おけるトランジスタT18のコレクタ端子に接続されて
いる。そして、ベース端子は抵抗R17を介して外部信
号端子20に接続されている。尚、前記外部信号端子2
0は前記実施例にて示したCPU 14及び駆動回路1
5に接続されている。
更に、高電圧VCC及び低電圧VEE間には前記トラン
ジスタT12とで定電流回路を構成する判定回路及び駆
動回路を兼ねたバイアス回路21が設けられており、前
記外部信号端子20に接続されている。そのため、外部
信号端子20にHレベルの信号が入力されると、この信
号に基づいてバイアス回路21はトランジスタT 1.
2をオフさせる。
又、外部信号端子20にLレベルの信号が入力されると
、この信号に基づいてバイアス回路21は前記トランジ
スタTI2をオンさせる。
従って、通話開始信号となる外部信号が入力されると、
外部信号端子20にスタンバイ状態を解除するLレベル
の信号が入力され、スイッチ回路11のトランジスタT
24がオンするとともに、バイアス回路21からバイア
ス電圧がトランジスタT12のベース端子に出力される
ため、該トランジスタT 1.2はオンする。この結果
、ECL回路10におけるトランジスタTIO,Tll
の状態に基ついて出力信号が出力線22から出力される
又、通話開始信号か無くなり、スタンバイ状態にするH
レベルの信号が外部信号端子20に入力される。そして
、スイッチ回路11のトランジスタT24がオフすると
ともに、バイアス回路21からLレベルの信号がトラン
ジスタTI2のへ一ス端子に出力されるため、該トラン
ジスタTI2はオフする。
従って、スタンバイ状態においてECL回路部10、電
流制御回路部12に電流が流れないので、低消費電力化
を図ることかできる。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明は高速化を損なうことなく
、スタンバイ状態において低消費電力化を図ることがで
きる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明を具体化した一実施例を示す電気回路図
、 第3図は本発明の別例を示す電気回路図、第4図は本発
明の別例を示す電気回路図、第5図は従来例を示す電気
回路図である。 図において、 ■はECL回路部、 2はスイッチ回路、 3は電流制御回路部、 TIは第1のトランジスタ、 T2は第2のトランジスタ、 T3.T4は出力トランジスタ、 T5は第3のトランジスタ、 T6は第4のトランジスタである。 1    本発明の原理説明図 1−  、、−一一一  −1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくともいずれか一方にECL論理レベルの入力
    信号が入力される第1及び第2のトランジスタ(T1、
    T2)がエミッタ結合した電流スイッチ回路と、その両
    トランジスタの少なくとも一方のコレクタ端子に対して
    接続された出力トランジスタ(T3、T4)とからなる
    ECL回路部(1)と、 第3及び第4のトランジスタ(T5、T6)からなるカ
    レントミラー回路であって、その一方のトランジスタ(
    T5、T6)が前記出力トランジスタ(T3、T4)の
    出力端子に接続され、その出力端子の電流制御を行って
    その出力端子のレベルを変換する電流制御回路部(3)
    と からなるレベル変換回路において、 前記電流制御回路部(3)への電流供給を遮断するため
    のスイッチ回路(2)をECL回路部(1)と電流制御
    回路部(3)との間に設けたことを特徴とするレベル変
    換回路。 2、少なくともいずれか一方にECL論理レベルの入力
    信号が入力される第1及び第2のトランジスタがエミッ
    タ結合した電流スイッチ回路とその両トランジスタの少
    なくとも一方のコレクタ端子に対して接続された出力ト
    ランジスタからなるECL回路部と、 第3及び第4のトランジスタからなるカレントミラー回
    路であって、その一方のトランジスタが前記出力トラン
    ジスタの出力端子に接続され、その出力端子の電流制御
    を行ってその出力端子のレベルを変換する電流制御回路
    部と からなるレベル変換回路において、 前記第3及び第4のトランジスタに対してそれぞれ直列
    に接続されたスイッチ回路と、 前記入力信号がスタンバイ状態か否かを判断する判定回
    路と、 前記判定回路がスタンバイ状態と判定した時、前記スイ
    ッチ回路を非導通状態にする駆動回路とを設けたことを
    特徴とするレベル変換回路。 3、少なくともいずれか一方にECL論理レベルの入力
    信号が入力される第1及び第2のトランジスタがエミッ
    タ結合され、そのエミッタに定電流制御用トランジスタ
    が接続された電流スイッチ回路と、前記両トランジスタ
    の少なくとも一方のコレクタ端子に対して接続された出
    力トランジスタからなるECL回路部と、 第3及び第4のトランジスタからなるカレントミラー回
    路であって、その一方のトランジスタが前記出力トラン
    ジスタの出力端子に接続され、その出力端子の電流制御
    を行ってその出力端子のレベルを変換する電流制御回路
    部と からなるレベル変換回路において、 前記入力信号がスタンバイ状態か否かを判断する判定回
    路と、 前記判定回路がスタンバイ状態と判定した時、前記定電
    流制御用トランジスタを非導通にする駆動回路と を設けたことを特徴とするレベル変換回路。 4、少なくともいずれか一方にECL論理レベルの入力
    信号が入力される第1及び第2のトランジスタがエミッ
    タ結合され、そのエミッタに定電流制御用トランジスタ
    が接続されたた電流スイッチ回路と、前記両トランジス
    タの少なくとも一方のコレクタ端子に対して接続された
    出力トランジスタからなるECL回路部と、 第3及び第4のトランジスタからなるカレントミラー回
    路であって、その一方のトランジスタが前記出力トラン
    ジスタの出力端子に接続され、その出力端子の電流制御
    を行ってその出力端子のレベルを変換する電流制御回路
    部と からなるレベル変換回路において、 前記電流制御回路部への電流供給を遮断するスイッチ回
    路と、 前記入力信号がスタンバイ状態か否かを判断する判定回
    路と、 前記判定回路がスタンバイ状態と判定した時、前記定電
    流制御用トランジスタ及びスイッチ回路を非導通にする
    駆動回路と を設けたことを特徴とするレベル変換回路。
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