JPH0846508A - Cmosレベルシフト回路 - Google Patents

Cmosレベルシフト回路

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JPH0846508A
JPH0846508A JP6175485A JP17548594A JPH0846508A JP H0846508 A JPH0846508 A JP H0846508A JP 6175485 A JP6175485 A JP 6175485A JP 17548594 A JP17548594 A JP 17548594A JP H0846508 A JPH0846508 A JP H0846508A
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JP
Japan
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type mos
mos transistor
conductivity
turned
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP6175485A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Kihara
秀之 木原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MOSトランジタのゲート・ソース間に大電
圧を印加することなく動作する高電圧レベルシフト回路
を実現する。 【構成】 n型MOSトランジスタ2,3のゲートを低
電圧入力部とし、そのドレインにp型MOSトランジス
タ4,5のドレインが接続され、その接続部を出力部と
し、p型MOSトランジスタ5のソースとp型MOSト
ランジスタ7のドレイン、ゲートおよびp型MOSトラ
ンジスタ8のゲートを接続し、さらにp型MOSトラン
ジスタ4のソースとp型MOSトランジスタ6のドレイ
ン、ゲートおよびp型MOSトランジスタ9のゲートを
接続し、p型MOSトランジスタ8,9のドレインをp
型MOSトランジスタ6,7のソースにそれぞれ接続し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号よりも大きな
出力信号を得るためのCMOSレベルシフト回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図2にCMOSレベルシフト回路の従来
例を示す。図2において、n型MOSトランジスタ1
6,17とp型MOSトランジスタ12,13の間にn
型MOSトランジスタ14,15が接続されており、n
型MOSトランジスタ14,15のゲート、すなわちB
IAS端子に(VDD+VSS)/2なる電圧を印加
し、IN端子に低電圧レベルの信号を印加すれば、OU
T端子に高電圧レベルの信号が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図2において、n型M
OSトランジスタ14〜17は、ゲート・ソース間に高
い電圧VGSが印加されるため、ゲート・ソース間耐圧B
GSの大きなn型MOSトランジスタを使用する必要が
ある。しかしながら、n型MOSトランジスタおよびp
型MOSトランジスタにおいては、一般にドレイン・ソ
ース間耐圧BVDSの高耐圧化は容易であるが、ゲート・
ソース間耐圧BVGSの高耐圧化は困難であるという問題
点がある。
【0004】本発明は以上の点に鑑みなされたものであ
って、ゲート・ソース間耐圧BVGSの小さな素子で低電
圧レベルの信号を高電圧レベルに変換するCMOSレベ
ルシフト回路を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のCMOSレベル
シフト回路は、第1および第2の第1導電型MOSトラ
ンジスタのソース領域が各々第1基準電圧に接続され、
第1および第2の第1導電型MOSトランジスタのゲー
ト領域を低電圧入力端とし、第1の第1導電型MOSト
ランジスタのドレイン領域と第1の第2導電型MOSト
ランジスタのドレイン領域が接続され、さらに第2の第
1導電型MOSトランジスタのドレイン領域と第2の第
2導電型MOSトランジスタのドレイン領域が接続され
かつ第1および第2の第1導電型MOSトランジスタの
ドレイン領域と第1および第2の第2導電型MOSトラ
ンジスタのドレイン領域との接続点を出力端とし、第1
および第2の第2導電型MOSトランジスタのゲート領
域に第2基準電圧が接続され、第3の第2導電型MOS
トランジスタのゲート領域およびドレイン領域と第1の
第2導電型MOSトランジスタのソース領域および第6
の第2導電型MOSトランジスタのゲート領域が接続さ
れ、同様に第4の第2導電型MOSトランジスタのゲー
ト領域およびドレイン領域と第2の第2導電型MOSト
ランジスタのソース領域および第5の第2導電型MOS
トランジスタのゲート領域が接続され、第3の第2導電
型MOSトランジスタのソース領域と第5の第2導電型
MOSトランジスタのドレイン領域が接続され、同様に
第4の第2導電型MOSトランジスタのソース領域と第
6の第2導電型MOSトランジスタのドレイン領域が接
続され、さらに第5の第2導電型MOSトランジスタの
ソース領域および第6の第2導電型MOSトランジスタ
のソース領域が第3基準電圧に接続されることを備えた
ものである。
【0006】
【作用】上記手段において、第2から第6までの第2導
電型MOSトランジスタのゲート・ソース間耐圧BVGS
よりも小さくかつしきい値電圧の約3倍よりも大きい任
意の電圧をV、第3基準電圧をV3とし、第1および第
2の第2導電型MOSトランジスタのゲートに第2基準
電圧源として(V3−V)の電圧を印加すれば、すべて
のMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧VGSにゲ
ート・ソース間耐圧BVGS以下の電圧が印加された状態
で、CMOSレベルシフトの動作が可能となる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例であるCMOSレベルシフ
ト回路について、図1を参照しながら説明する。
【0008】図1において、n型MOSトランジスタ2
のゲートにインバータ10の出力が接続され、n型MO
Sトランジスタ3のゲートに低電圧入力信号INおよび
インバータ10の入力が接続されている。また、n型M
OSトランジスタ2およびn型MOSトランジスタ3の
ソースはVSSに接地され、ドレインはそれぞれp型M
OSトランジスタ4およびp型MOSトランジスタ5の
ドレインとそれぞれ接続され、それらの接続点は出力O
UTおよびNOUTとなっており、p型MOSトランジ
スタ4およびp型MOSトランジスタ5のゲートは、B
IAS電位が印加されている。さらに、p型MOSトラ
ンジスタ4のソースとp型MOSトランジスタ6のゲー
ト、ドレインおよびp型MOSトランジスタ9のゲート
が接続されており、同様にp型MOSトランジスタ5の
ソースとp型MOSトランジスタ7のゲート、ドレイン
およびp型MOSトランジスタ8のゲートが接続されて
いる。また、p型MOSトランジスタ6のソースとp型
MOSトランジスタ8のドレインが接続され、同様にp
型MOSトランジスタ7のソースとp型MOSトランジ
スタ9のドレインが接続されている。そして、p型MO
Sトランジスタ8およびp型MOSトランジスタ9のソ
ースには、正電源VDDが印加されている。
【0009】p型MOSトランジスタ4〜9のしきい値
電圧をVTPとすれば、BIAS電位として、(VDD
−3×VTP)よりも大きく、p型MOSトランジスタ
4〜9のゲート・ソース間耐圧BVGS以下の範囲内で任
意に調整して印加すればよい。
【0010】このように構成されたCMOSレベルシフ
ト回路において、IN端子にローレベルの電圧(0V)
を印加すれば、n型MOSトランジスタ2はオンし、n
型MOSトランジスタ3はオフする。すると、p型MO
Sトランジスタ6のゲート、ドレインはBIAS電位近
くまで下がるため、p型MOSトランジスタ9はオン
し、p型MOSトランジスタ9のドレインはVDD電位
近くまで上がり、p型MOSトランジスタ7のゲート、
ドレインも同様にVDD近くに上がるため、p型MOS
トランジスタ8はオフする。また、p型MOSトランジ
スタ4,5は上記のBIAS電位が印加されているの
で、オン状態のままであり、出力OUTはほぼVDD電
位となり、出力NOUTはVSS電位となる。逆に、I
N端子にn型MOSトランジスタ2,3およびインバー
タ10のしきい値電圧VTNよりも高いハイレベルの電
圧(5V)を印加すれば、n型MOSトランジスタ2は
オフし、n型MOSトランジスタ3がオンする。する
と、p型MOSトランジスタ7のゲート、ドレインはB
IAS電位近くまで下がるため、p型MOSトランジス
タ8はオンし、p型MOSトランジスタ8のドレインは
VDD電位近くまで上がり、p型MOSトランジスタ6
のゲート、ドレインも同様にVDD近くに上がるため、
p型MOSトランジスタ8はオフする。また、p型MO
Sトランジスタ4,5は、上記のBIAS電位が印加さ
れているので、オン状態のままであり、出力OUTはV
SS電位となり、出力NOUTはほぼVDD電位とな
る。このときVDDの値として図1を構成しているn型
MOSトランジスタ、p型MOSトランジスタのソース
・ドレイン間耐圧BVDS以内の値たとえば200Vを印
加すれば、入力INに0V,5Vの入力印加電圧で約0
V、200Vの出力電圧が得られる。またこのとき、p
型MOSトランジスタ4〜9のゲート・ソース間電圧V
GSは、(VDD−VBIAS)以内となるため、ゲート
・ソース間耐圧BVGSの比較的小さなMOSトランジス
タを使用することができる。
【0011】なお、本実施例では、VDD>VSSと
し、n型MOSトランジスタ2,3およびp型MOSト
ランジスタ4〜9を使用したが、VDD<VSSとし
て、n型MOSトランジスタ2,3のかわりにp型MO
Sトランジスタを、p型MOSトランジスタ4〜9のか
わりにn型MOSトランジスタをそれぞれ使用すれば、
同様な効果が得られるCMOSレベルシフト回路を実現
することができる。
【0012】
【発明の効果】本発明のCMOSレベルシフト回路によ
れば、ゲート・ソース間電圧VGSに大きな電圧を印加す
ることなく、低電圧レベルの信号を高電圧レベルに変換
することができるため、ドレインソース間耐圧BVDS
大きく、ゲート・ソース間耐圧BVGSの小さな一般的な
高耐圧MOSトランジスタを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるCMOSレベルシフト回路の一実
施例の構成を示す図
【図2】CMOSレベルシフト回路の従来例の構成を示
す図
【符号の説明】
2,3 n型MOSトランジスタ 4〜9 p型MOSトランジスタ 10 インバータ 12,13 p型MOSトランジスタ 14〜17 n型MOSトランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の第1導電型MOSトラ
    ンジスタのソース領域が各々第1基準電圧に接続され、
    前記第1および前記第2の第1導電型MOSトランジス
    タのゲート領域を低電圧入力端とし、前記第1の第1導
    電型MOSトランジスタのドレイン領域と第1の第2導
    電型MOSトランジスタのドレイン領域が接続され、さ
    らに前記第2の第1導電型MOSトランジスタのドレイ
    ン領域と第2の第2導電型MOSトランジスタのドレイ
    ン領域が接続されかつ前記第1および前記第2の第1導
    電型MOSトランジスタのドレイン領域と前記第1およ
    び前記第2の第2導電型MOSトランジスタのドレイン
    領域との接続点を出力端とし、前記第1および前記第2
    の第2導電型MOSトランジスタのゲート領域に第2基
    準電圧が接続され、第3の第2導電型MOSトランジス
    タのゲート領域およびドレイン領域と前記第1の第2導
    電型MOSトランジスタのソース領域および第6の第2
    導電型MOSトランジスタのゲート領域が接続され、同
    様に第4の第2導電型MOSトランジスタのゲート領域
    およびドレイン領域と前記第2の第2導電型MOSトラ
    ンジスタのソース領域および第5の第2導電型MOSト
    ランジスタのゲート領域が接続され、前記第3の第2導
    電型MOSトランジスタのソース領域と前記第5の第2
    導電型MOSトランジスタのドレイン領域が接続され、
    同様に前記第4の第2導電型MOSトランジスタのソー
    ス領域と前記第6の第2導電型MOSトランジスタのド
    レイン領域が接続され、さらに前記第5の第2導電型M
    OSトランジスタのソース領域および前記第6の第2導
    電型MOSトランジスタのソース領域が第3基準電圧に
    接続されたCMOSレベルシフト回路。
JP6175485A 1994-07-27 1994-07-27 Cmosレベルシフト回路 Pending JPH0846508A (ja)

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