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JP3067719B2 - Low power output circuit - Google Patents

Low power output circuit

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JP3067719B2
JP3067719B2 JP9320522A JP32052297A JP3067719B2 JP 3067719 B2 JP3067719 B2 JP 3067719B2 JP 9320522 A JP9320522 A JP 9320522A JP 32052297 A JP32052297 A JP 32052297A JP 3067719 B2 JP3067719 B2 JP 3067719B2
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Japan
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mos transistor
voltage
channel mos
output
power supply
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圭吾 大谷
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NEC Corp
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、PDPやEL等
の容量性負荷に効率よく駆動電力を供給する低消費電力
出力回路に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a low power consumption output circuit for efficiently supplying drive power to a capacitive load such as a PDP or an EL.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来からPDP(Plasma Dis
play Panel)やEL(Electro Luminescence)等の駆
動回路に用いられてきた出力回路の電気的構成を示す接
続図である。従来からこのような回路は、PDP、EL
等の容量性負荷の無効電力を回収する電力回収駆動装置
のドライバIC内に備えられ、また入力信号を高電圧に
変換して選択された出力の負荷容量に電荷を充放電する
ためのスイッチが設けられている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional PDP (Plasma Diss).
FIG. 3 is a connection diagram illustrating an electrical configuration of an output circuit used for a drive circuit such as a play panel (EL) or an EL (Electro Luminescence). Conventionally, such circuits are PDP, EL
A switch is provided in the driver IC of the power recovery driving device for recovering the reactive power of the capacitive load, etc., and a switch for converting an input signal into a high voltage and charging / discharging the charge to / from the load capacitance of the selected output. Is provided.

【0003】図5に示すように従来の回路では、出力制
御部8とレベル変換部7、そして高圧出力部6とから構
成されている。この出力制御部8は、入力信号INを所
定のタイミングで次段のレベル変換部7と高圧出力部6
とに伝える。
As shown in FIG. 5, the conventional circuit includes an output control unit 8, a level conversion unit 7, and a high voltage output unit 6. The output control unit 8 converts the input signal IN into a next-stage level conversion unit 7 and a high-voltage output unit 6 at a predetermined timing.
Tell

【0004】レベル変換部7は、PチャネルMOS(M
etal-Oxide-Semiconductor)トランジスタP2、P3と
NチャネルMOSトランジスタN3、N4とから構成さ
れ、低圧信号を高圧信号に変換する。
[0004] The level conversion unit 7 includes a P-channel MOS (M
(Etal-Oxide-Semiconductor) Transistors P2 and P3 and N-channel MOS transistors N3 and N4 convert low voltage signals to high voltage signals.

【0005】高圧出力部6は、電源端子V1とソース電極
とが接続され、且つ出力端子OUTとドレイン電極が接
続されるPチャネルMOSトランジスタP1と、接地電位
VSSとソース電極とが接続され、且つ出力端子OUTと
ドレイン電極とが接続されるNチャネルMOSトランジ
スタN2とから構成されている。
The high voltage output section 6 has a P-channel MOS transistor P1 connected to the power supply terminal V1 and the source electrode, and connected to the output terminal OUT and the drain electrode, a ground potential VSS and the source electrode connected to each other, and It comprises an N-channel MOS transistor N2 connected to the output terminal OUT and the drain electrode.

【0006】図6は、図5に示す従来の出力回路を用い
た電力回収駆動装置の構成例を示すブロック図である。
従来の出力回路は、この図6に示すように電力回収回路
1とドライバIC2と用いた電力回収駆動装置等に適用
され、一般にドライバIC2内に設けられている。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a power recovery driving device using the conventional output circuit shown in FIG.
The conventional output circuit is applied to a power recovery driving device or the like using the power recovery circuit 1 and the driver IC 2 as shown in FIG. 6, and is generally provided in the driver IC 2.

【0007】この図6に示す電力回収回路1は、キャパ
シタC1とPチャネルMOSトランジスタMP1ならびに
ダイオードD1と、NチャネルMOSトランジスタMN1
ならびにダイオードD2と、インダクタL1と、Pチャネ
ルMOSトランジスタMP2と、そしてNチャネルMOS
トランジスタMN2とから構成されている。
The power recovery circuit 1 shown in FIG. 6 includes a capacitor C1, a P-channel MOS transistor MP1, a diode D1, an N-channel MOS transistor MN1.
And a diode D2, an inductor L1, a P-channel MOS transistor MP2, and an N-channel MOS
And a transistor MN2.

【0008】上述のキャパシタC1は、負荷容量CLに比
べて十分に大きい静電容量を有している。PチャネルM
OSトランジスタMP1とダイオードD1とは、キャパシ
タC1から負荷容量CLを充電するためのスイッチの役割
をしている。また、NチャネルMOSトランジスタMN
1とダイオードD2とは、負荷容量CLを放電する際のスイ
ッチの役割をしている。
The above-mentioned capacitor C1 has a sufficiently large capacitance as compared with the load capacitance CL. P channel M
The OS transistor MP1 and the diode D1 serve as a switch for charging the load capacitance CL from the capacitor C1. Also, an N-channel MOS transistor MN
1 and the diode D2 function as a switch when discharging the load capacitance CL.

【0009】そしてインダクタL1は、充放電時に負荷
容量CLとで共振回路を形成し、無効電力を回収する。
またPチャネルMOSトランジスタMP2、NチャネルM
OSトランジスタMN2は、各々出力を最高電位VDDあ
るいは接地電位に固定する(Energy Recovery Susta
入力信号IN Circuit for the AC Plasma Displa
y,L・F・Weber,SID 87 DIGEST,P92-95,19
87参照)。
The inductor L1 forms a resonance circuit with the load capacitance CL during charging and discharging, and recovers reactive power.
P-channel MOS transistor MP2, N-channel M
The output of each of the OS transistors MN2 is fixed to the maximum potential VDD or the ground potential (Energy Recovery Susta).
Input signal IN Circuit for the AC Plasma Displa
y, LF Weber, SID 87 DIGEST, P92-95,19
87).

【0010】ドライバIC2は、64ビットシフトレジス
タ3と64ビットラッチ4とからなる5[V]系のロジ
ック回路と、上述の出力回路9を64個有している。ま
たドライバIC2は64本の出力を有し、それぞれの出
力は負荷容量CLに接続され、各電源端子V1は電力回収
回路1の出力端子OUTPRに接続される。
The driver IC 2 has a 5 [V] logic circuit comprising a 64-bit shift register 3 and a 64-bit latch 4, and 64 output circuits 9 described above. The driver IC 2 has 64 outputs, each output is connected to the load capacitance CL, and each power supply terminal V 1 is connected to the output terminal OUTPR of the power recovery circuit 1.

【0011】図7は、図6に示す構成における各部の信
号波形の変化を示す図である。図7(a)に示す電源端
子V1の電圧は、電力回収回路1が発生する高電圧パルス
により変化する。
FIG. 7 is a diagram showing changes in signal waveforms at various parts in the configuration shown in FIG. The voltage of the power supply terminal V1 shown in FIG. 7A changes according to the high voltage pulse generated by the power recovery circuit 1.

【0012】電源端子V1の電圧が接地電位VSSである
間に、図7(i)に示すラッチイネイブル信号によっ
て、図7(h)に示すようにラッチ4に記憶されたデー
タを入力信号INとして出力回路9に入力する。
While the voltage of the power supply terminal V1 is at the ground potential VSS, the data stored in the latch 4 is input to the input signal IN by the latch enable signal shown in FIG. As input to the output circuit 9.

【0013】出力回路9では、入力信号INに応じて高
圧出力部6のNチャネルMOSトランジスタN2のオン
/オフ状態(導通状態)が決定される。しかし、Pチャ
ネルMOSトランジスタP1、P2、P3のソース電極に
接続された電源端子V1の電圧がPチャネルMOSトラ
ンジスタP1、P2、P3の閾値電圧VTP以下の場合には、
PチャネルMOSトランジスタP1、P2、P3のゲート
・ソース間電圧が閾値電圧VTPを越えない。
In the output circuit 9, the ON / OFF state (conductive state) of the N-channel MOS transistor N2 of the high voltage output section 6 is determined according to the input signal IN. However, when the voltage of the power supply terminal V1 connected to the source electrodes of the P-channel MOS transistors P1, P2 and P3 is lower than the threshold voltage VTP of the P-channel MOS transistors P1, P2 and P3,
The gate-source voltages of the P-channel MOS transistors P1, P2, P3 do not exceed the threshold voltage VTP.

【0014】このため、PチャネルMOSトランジスタ
P1、P2、P3は入力信号INの論理にかかわらず、オ
フとなる。一方電源端子V1の電圧が閾値電圧VTP以上
になると、入力信号INに応じてPチャネルMOSトラ
ンジスタP1のオン/オフが決定される。
Therefore, the P-channel MOS transistors P1, P2 and P3 are turned off irrespective of the logic of the input signal IN. On the other hand, when the voltage of the power supply terminal V1 becomes equal to or higher than the threshold voltage VTP, ON / OFF of the P-channel MOS transistor P1 is determined according to the input signal IN.

【0015】電源端子V1の電圧を立ち上げる場合、図
7(b)に示すように、NチャネルMOSトランジスタ
MP1をオンにすることで、電源端子V1の電圧は上昇し
始める。
When the voltage of the power supply terminal V1 rises, the voltage of the power supply terminal V1 starts to rise by turning on the N-channel MOS transistor MP1, as shown in FIG. 7B.

【0016】入力信号INの論理が“1”となって、選
択されて出力端子OUTをスイッチングする出力回路9
では、このときNチャネルMOSトランジスタN2はオフ
となっている。また一方、NチャネルMOSトランジス
タN4はオンになっているので、PチャネルMOSトラン
ジスタP1のゲート電圧は、接地電位VSSに固定され
る。
An output circuit 9 for switching the output terminal OUT when the logic of the input signal IN becomes "1"
At this time, the N-channel MOS transistor N2 is off. On the other hand, since the N-channel MOS transistor N4 is on, the gate voltage of the P-channel MOS transistor P1 is fixed to the ground potential VSS.

【0017】電源端子V1の電圧が閾値電圧VTP以下で
ある場合には、上述したようにPチャネルMOSトラン
ジスタP1はオフであるので、図7(f)に示すように出
力端子OUTの電圧は接地電位VSSのままである。
When the voltage of the power supply terminal V1 is equal to or lower than the threshold voltage VTP, the P-channel MOS transistor P1 is off as described above, so that the voltage of the output terminal OUT is grounded as shown in FIG. The potential remains at VSS.

【0018】電源端子V1の電圧が閾値電圧VTPを越え
ると、PチャネルMOSトランジスタP1のゲート・ソー
ス間電圧が閾値電圧VTP以上となるので、PチャネルM
OSトランジスタP1はオンとなる。
When the voltage of the power supply terminal V1 exceeds the threshold voltage VTP, the voltage between the gate and the source of the P-channel MOS transistor P1 becomes higher than the threshold voltage VTP.
The OS transistor P1 is turned on.

【0019】PチャネルMOSトランジスタP1がオン
になると、インダクタL1と選択された出力端子OUT
の負荷容量CLとによってLC共振回路が形成され、正弦
振動によって電源端子V1の電圧が上昇し始める。
When the P-channel MOS transistor P1 is turned on, the inductor L1 and the selected output terminal OUT
And the load capacitance CL, the LC resonance circuit is formed, and the voltage of the power supply terminal V1 starts to rise due to the sine vibration.

【0020】このとき出力端子OUTの電圧は、電源端
子V1の電圧に追従して上昇し始める。ダイオードD1は
逆方向に電流を流さないので、電源端子V1の電圧と出
力端子OUTの電圧とは、持ち上がった電圧で固定され
る。
At this time, the voltage of the output terminal OUT starts to rise following the voltage of the power supply terminal V1. Since the diode D1 does not flow a current in the reverse direction, the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT are fixed at the raised voltage.

【0021】しかし出力端子OUTの電圧が上昇する過
程において、電流経路となるPチャネルMOSトランジ
スタMP1とダイオードD1、そしてPチャネルMOSト
ランジスタP1が有する損失抵抗にってエネルギーが消
費される。このため、電源端子V1の電圧と出力端子OU
Tの電圧とは、最高電位VDDにまで達しない。
However, in the process of increasing the voltage of the output terminal OUT, energy is consumed by the P-channel MOS transistor MP1 and the diode D1, which are current paths, and the loss resistance of the P-channel MOS transistor P1. Therefore, the voltage of the power supply terminal V1 and the output terminal OU
The voltage of T does not reach the maximum potential VDD.

【0022】そこで電圧が持ち上がった時に、図7
(c)に示すようにPチャネルMOSトランジスタMP
2をオンにすることにより、消費されたエネルギーを最
高電位VDDの電源から補充し、電源端子V1の電圧と出
力端子OUTの電圧とを最高電位VDDに固定する。
Then, when the voltage rises, FIG.
As shown in (c), a P-channel MOS transistor MP
By turning on 2, the consumed energy is supplemented from the power supply of the highest potential VDD, and the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT are fixed at the highest potential VDD.

【0023】逆に出力端子OUTの電圧を立ち下げる場
合、図7(d)に示すようにNチャネルMOSトランジ
スタMN1をオンにすると、PチャネルMOSトランジス
タP1のドレイン電極からソース電極方向と、Pチャネ
ルMOSトランジスタP1が有する寄生ダイオードの順
方向とに電流が流れる。
Conversely, when the voltage of the output terminal OUT falls, as shown in FIG. 7D, when the N-channel MOS transistor MN1 is turned on, the direction from the drain electrode to the source electrode of the P-channel MOS transistor P1, A current flows in the forward direction of the parasitic diode of the MOS transistor P1.

【0024】このため、インダクタL1と選択された出
力端子OUTの負荷容量CLとによりLC共振回路が形
成され、正弦振動によって電源端子V1の電圧と出力端子
OUTの電圧とは立ち下がる。
Therefore, an LC resonance circuit is formed by the inductor L1 and the load capacitance CL of the selected output terminal OUT, and the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT fall due to sine oscillation.

【0025】この過程においても、電流経路となるNチ
ャネルMOSトランジスタMN1とダイオードD2、そし
てPチャネルMOSトランジスタP1が有する損失抵抗
によってエネルギーが消費される。このため、電源端子
V1の電圧と出力端子OUTの電圧とは接地電位VSSま
で下がらない。
Also in this process, energy is consumed by the loss resistance of the N-channel MOS transistor MN1 and the diode D2, which are current paths, and the P-channel MOS transistor P1. Therefore, the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT do not drop to the ground potential VSS.

【0026】次に図7(e)に示すように、Nチャネル
MOSトランジスタMN2をオンにすることにより、電源
端子V1の電圧と出力端子OUTの電圧とを接地電位VS
Sに固定する。
Next, as shown in FIG. 7E, by turning on the N-channel MOS transistor MN2, the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT are changed to the ground potential VS.
Fix to S.

【0027】一方、入力信号INの論理が“0”で選択
されない出力端子OUTをスイッチングする出力回路9
では、上述した動作の間、NチャネルMOSトランジス
タN2がオンになっている。
On the other hand, the output circuit 9 for switching the output terminal OUT which is not selected because the logic of the input signal IN is "0"
During the operation described above, the N-channel MOS transistor N2 is on.

【0028】このため、PチャネルMOSトランジスタ
P1は電源端子V1の電圧が閾値電圧VTP以上になっても
オフであるため、出力端子OUTの電圧は接地電位VSS
に固定される。
For this reason, since the P-channel MOS transistor P1 is off even when the voltage of the power supply terminal V1 exceeds the threshold voltage VTP, the voltage of the output terminal OUT becomes the ground potential VSS.
Fixed to

【0029】このような動作は共振回路の動作であり、Such an operation is an operation of the resonance circuit.
負荷容量CLを充電した電荷は再びC1に回収される。まThe charge that has charged the load capacitance CL is collected again in C1. Ma
た、この動作を何回か繰り返すことによって、C1の電By repeating this operation several times, the power of C1 is turned on.
位は、自動的に最高電位VDDの2分の1の電位に落ち着Position automatically settles to half the maximum potential VDD
く。Good.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の出力回
路において、電力回収効率を上げるためには、選択され
た出力の負荷容量CLに電荷を充放電する際に、電流経路
となるPチャネルMOSトランジスタP1が有する損失
抵抗を小さくし、電力損失を低減させる必要がある。
In the conventional output circuit described above, in order to increase the power recovery efficiency, a P-channel MOS transistor serving as a current path when charging and discharging the load capacitance CL of the selected output is used. It is necessary to reduce the loss resistance of the transistor P1 and reduce the power loss.

【0031】しかし出力端子OUTを立ち上げる場合、
PチャネルMOSトランジスタP1のソース電極と接続
される電源端子V1の電圧が閾値電圧VTP以下である場
合には、PチャネルMOSトランジスタP1はオンとなら
ず、出力端子OUTは立ち上がらない。
However, when raising the output terminal OUT,
When the voltage of the power supply terminal V1 connected to the source electrode of the P-channel MOS transistor P1 is lower than the threshold voltage VTP, the P-channel MOS transistor P1 does not turn on and the output terminal OUT does not rise.

【0032】一方、電源端子V1の電圧が閾値電圧VTPを
越えると、PチャネルMOSトランジスタP1はオンと
なるが、PチャネルMOSトランジスタP1のゲート・
ソース間の電位差が小さい閾値電圧VTP近傍では、Pチ
ャネルMOSトランジスタP1のオン抵抗は非常に大き
くなる。
On the other hand, when the voltage of the power supply terminal V1 exceeds the threshold voltage VTP, the P-channel MOS transistor P1 is turned on, but the gate of the P-channel MOS transistor P1 is turned on.
Near the threshold voltage VTP where the potential difference between the sources is small, the on-resistance of the P-channel MOS transistor P1 becomes very large.

【0033】電源端子V1の電圧が最高電位VDDに近づ
くに従って、PチャネルMOSトランジスタP1のゲート
・ソース間の電位差が大きくなる。このためPチャネル
MOSトランジスタP1のオン抵抗は次第に小さくなる
が、オン抵抗が非常に大きくなる閾値電圧VTP近傍にお
ける電力損失が、回収効率を大きく悪化させる。
As the voltage of the power supply terminal V1 approaches the maximum potential VDD, the potential difference between the gate and the source of the P-channel MOS transistor P1 increases. For this reason, the on-resistance of the P-channel MOS transistor P1 gradually decreases, but the power loss near the threshold voltage VTP at which the on-resistance becomes extremely large greatly deteriorates the recovery efficiency.

【0034】従来の出力回路においては、オン抵抗を小
さくするためには、PチャネルMOSトランジスタP1
のゲート幅を広くする必要があり、ドライバICのコス
ト上昇につながる。
In the conventional output circuit, in order to reduce the on-resistance, the P-channel MOS transistor P1
Needs to be widened, which leads to an increase in the cost of the driver IC.

【0035】またゲート幅を広くしてオン抵抗を小さく
しても、閾値電圧VTPが存在するために、PチャネルM
OSトランジスタP1がオンとなる閾値電圧VTP近傍に
おけるオン抵抗は非常に大きく、回収効率を悪化させる
という問題点があった。
Even if the on-resistance is reduced by widening the gate width, the P-channel M
The on-resistance near the threshold voltage VTP at which the OS transistor P1 is turned on is very large, and there is a problem that the recovery efficiency is deteriorated.

【0036】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、ドライバICに設けられる出力回路の面積を
大きくすることなく、ドライバIC内における電力損失
を低減し得る低消費電力出力回路を提供することを目的
としている。
The present invention has been made under such a background, and has a low power consumption output circuit capable of reducing power loss in a driver IC without increasing the area of an output circuit provided in the driver IC. It is intended to provide.

【0037】[0037]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する[Means for Solving the Problems] To solve the above-mentioned problems.
ために、請求項1に記載の発明にあっては、高電圧パルTherefore, in the invention described in claim 1, the high voltage pulse
スを供給する第1の高圧電源と出力に接続された負荷容A first high-voltage power supply for supplying power and a load capacity connected to the output
量との間の電荷の充放電を制御する第1のスイッチと前A first switch to control the charge and discharge of the charge between
記負荷容量の電位を接地電位に固定する第2のスイッチA second switch for fixing the potential of the load capacitor to the ground potential
とを有する高圧出力部と、低電圧の信号を前記第1のスA low-voltage signal to the first switch.
イッチを制御する高電圧の信号に変換して前記高圧出力Switch to a high voltage signal to control the switch
部に出力するレベル変換部と、入力された低電圧の入力Level converter to output to the unit, and input of the input low voltage
信号の論理に応じて、前記第1、第2のスイッチの一方One of the first and second switches according to the logic of the signal
をオン状態とするような低電圧の制御信号を生成し、前Generates a low-voltage control signal that turns on the
記第1のスイッチのオン/オフ状態を制御する信号を前A signal for controlling the ON / OFF state of the first switch is provided in advance.
記レベル変換部に出力し、前記第2のスイッチのオン/And outputs the signal to the level conversion unit to turn on / off the second switch.
オフ状態を制御する信号を前記高圧出力部に出力する出An output for outputting a signal for controlling the OFF state to the high voltage output section.
力制御部とを具備し、高電圧信号により制御される前記And a power control unit, the power control unit being controlled by a high voltage signal.
第1のスイッチは、前記負荷容量と前記第1の高圧電源A first switch is connected to the load capacity and the first high-voltage power supply.
との間に互いに並列に接続された第1のPチャネルMOAnd a first P-channel MO connected in parallel with each other.
Sトランジスタと第1のNチャネルMOSトランジスタS transistor and first N-channel MOS transistor
とからなり、低電圧信号により制御される前記第2のスThe second switch controlled by a low voltage signal.
イッチは、第2のNチャネルMOSトランジスタからなThe switch is composed of a second N-channel MOS transistor.
り、前記レベル変換部は、第2の高圧電源に直列に接続The level converter is connected in series to a second high-voltage power supply.
された第2のPチャネルMOSトランジスタと第3のNSecond P-channel MOS transistor and third N-channel MOS transistor
チャネルMOSトランジスタと、前記第2の高圧電源にA channel MOS transistor and the second high-voltage power supply
直列に接続された第3のPチャネルMOSトランジスタThird P-channel MOS transistor connected in series
と第4のNチャネルMOSトランジスタとからなり、前And a fourth N-channel MOS transistor.
記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン電極The drain electrode of the second P-channel MOS transistor
と前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレインAnd the drain of the third N-channel MOS transistor
電極との接続点は、前記第3のPチャネルMOSトランThe connection point with the electrode is connected to the third P-channel MOS transistor.
ジスタのゲート電極と前記第1のNチャネルMOSトラA gate electrode of the transistor and the first N-channel MOS transistor;
ンジスタのゲート電極とに共通に接続され、前記第3のAnd the gate electrode of the third transistor.
PチャネルMOSトランジスタのドレイン電極と前記第A drain electrode of a P-channel MOS transistor;
4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン電極との4 with the drain electrode of the N-channel MOS transistor.
接続点は、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのA connection point is connected to the first P-channel MOS transistor.
ゲート電極と前記第2のPチャネルMOSトランジスタGate electrode and second P-channel MOS transistor
のゲート電極とに共通に接続され、前記第1のPチャネAnd the first P-channel.
ルMOSトランジスタのソース電極と当該第1のPチャSource electrode of the MOS transistor and the first P channel
ネルMOSトランジスタのバックゲート電極と前記第1A back gate electrode of the tunnel MOS transistor and the first
のNチャネルMOSトランジスタのドレイン電極とは、Is the drain electrode of the N-channel MOS transistor
前記第1の高圧電源に共通に接続され、前記第2のPチThe second high voltage power supply is commonly connected to the second high voltage power supply.
ャネルMOSトランジスタのソース電極と前記第3のPThe source electrode of the channel MOS transistor and the third P
チャネルMOSトランジスタのソース電極とは、前記第The source electrode of the channel MOS transistor is
2の高圧電源に共通に接続され、前記第2のNチャネル2 high-voltage power supplies, the second N-channel
MOSトランジスタのソース電極と前記第3のNチャネA source electrode of a MOS transistor and the third N channel;
ルMOSトランジスタのソース電極と前記第4のNチャSource electrode of the MOS transistor and the fourth N channel.
ネルMOSトランジスタのソース電極とは、接地電位にThe source electrode of the channel MOS transistor is connected to the ground potential.
接続され、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのConnected to the first P-channel MOS transistor.
ドレイン電極と前記第1のNチャネルMOSトランジスA drain electrode and the first N-channel MOS transistor
タのソース電極と当該第1のNチャネルMOSトランジAnd the first N-channel MOS transistor
スタのバックゲート電極と前記第2のNチャネルMOSBack gate electrode and the second N-channel MOS
トランジスタのドレイン電極とは、出力の前記負荷容量The drain electrode of the transistor is the load capacitance of the output
に共通に接続されることを特徴とする。また、請求項2Are connected in common. Claim 2
に記載の発明にあっては、請求項1に記載の低消費電力In the invention described in (1), the low power consumption according to claim 1
出力回路では、前記出力制御部は、前記入力信号が供給In the output circuit, the output control unit supplies the input signal.
されて互いに位相の異なる第1、第2ならびに第3の制The first, second and third controls having different phases from each other.
御信号を出力する各々第1、第2ならびに第3の移相回A first, a second and a third phase shifter for outputting a control signal, respectively.
路からなり、前記第1の制御信号は前記第3のNチャネAnd the first control signal comprises the third N channel.
ルMOSトランジスタのゲート電極に供給され、前記第Supplied to the gate electrode of the MOS transistor.
2の制御信号は前記第4のNチャネルMOSトランジス2 is the fourth N-channel MOS transistor.
タのゲート電極に供給され、前記第3の制御信号は前記And the third control signal is supplied to the gate electrode of the
第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極に供Provided to the gate electrode of the second N-channel MOS transistor
給されることを特徴とする。また、請求項3に記載の発It is characterized by being fed. Further, according to the third aspect,
明にあっては、請求項1あるいは請求項2の何れかに記If it is clear, it will be described in either claim 1 or claim 2.
載の低消費電力出力回路では、前記出力制御部、前記レIn the low power consumption output circuit described above, the output control unit and the laser
ベル変換部ならびに前記高圧出力部に供給される電源にThe power supplied to the bell converter and the high voltage output unit
は、前記出力制御部に低電圧を供給する低電圧電源と、A low-voltage power supply for supplying a low voltage to the output control unit;
前記レベル変換部に最高電圧を供給する前記第2の高圧The second high voltage for supplying the highest voltage to the level converter;
電源と、前記Power supply and said 高圧出力部に最高電位から接地電位までのThe high voltage output section
高電圧パルスを供給する前記第1の高圧電源とを有するThe first high-voltage power supply for supplying a high-voltage pulse
ことを特徴とする。また、請求項4に記載の発明にあっIt is characterized by the following. Further, according to the invention described in claim 4,
ては、請求項3に記載の低消費電力出力回路では、最高In the low power consumption output circuit according to claim 3,
電位から接地電位までの高電圧パルスを発生する電力回Power circuit that generates a high-voltage pulse from ground potential to ground potential
収回路を具備し、前記電力回収回路の出力を前記第1のA recovery circuit, wherein the output of the power recovery circuit is connected to the first
高圧電源に供給し、前記電力回収回路の最高電位電源をHigh-voltage power supply, and the highest potential power supply of the power recovery circuit
前記第2の高圧電源に供給することを特徴とする。まIt is characterized in that it is supplied to the second high-voltage power supply. Ma
た、請求項5に記載の発明にあっては、請求項4に記載In the invention according to claim 5, the invention according to claim 4
の低消費電力出力回路では、前記電力回収回路は、前記In the low power consumption output circuit of
第1の高圧電源から電荷が充放電される前記負荷容量にThe load capacity, which is charged and discharged from the first high-voltage power supply,
比べて充分大きい静電容量を有するキャパシタと、前記A capacitor having a sufficiently large capacitance compared to the
キャパシタへの充放電を切り替えるスイッチと、前記キA switch for switching charging and discharging of the capacitor;
ャパシタの保持する電位を基準として前記負荷容量と共The load capacitance is shared with the load capacitance based on the potential held by the capacitor.
振回路を形成するインダクタとからなることを特徴とすAnd an inductor forming an oscillation circuit.
る。また、請求項6に記載の発明にあっては、請求項1You. Further, according to the invention described in claim 6, claim 1
ないし請求項5の何れかに記載の低消費電力出力回路でA low power consumption output circuit according to claim 5,
は、個々のMOSトランジスタは、接地電位に接続されThe individual MOS transistors are connected to ground potential
た半導体基板上に形成され、前記第1のNチャネルMOThe first N-channel MO formed on a semiconductor substrate
Sトランジスタのバックゲート電極を取り出すPウェルP well for taking back gate electrode of S transistor
領域の電位と前記半導体基板の電位とを電気的に分離しThe potential of the region is electrically separated from the potential of the semiconductor substrate.
た構造とすることを特徴とする。Characterized in that it has a

【0038】この発明によれば、第2の高圧電源に直列According to the present invention, the second high-voltage power supply is connected in series.
に接続された第2のPチャネルMOSトランジスタと第A second P-channel MOS transistor connected to
3のNチャネルMOSトランジスタと、第2の高圧電源3 N-channel MOS transistors and a second high-voltage power supply
に直列に接続された第3のPチャネルMOSトランジスThird P-channel MOS transistor connected in series to
タと第4のNチャネルMOSトランジスタとからなるレAnd a fourth N-channel MOS transistor.
ベル変換部によって低電圧の信号を第1のスイッチを制A low-voltage signal is controlled by the bell switch to the first switch.
御する高電圧の信号に変換し、高圧出力部の第1のスイTo a high voltage signal to be controlled, and a first switch of a high voltage output unit.
ッチは出力に接続された負荷容量と高電圧パルスを供給Switches provide load capacitance and high voltage pulses connected to the output
する第1の高圧電源との間に互いに並列に接続された第And a first high-voltage power supply
1のPチャネルMOSトランジスタと第1のNチャネルOne P-channel MOS transistor and first N-channel
MOSトランジスタとからなり第1の高圧電源と負荷容A first high-voltage power supply comprising a MOS transistor and a load capacity
量との間の電荷の充放電を制御し、高圧出力部の低電圧Control the charge and discharge of the charge between the amount and the low voltage of the high voltage output section
信号により制御される第2のスイッチは、第2のNチャThe second switch controlled by the signal has a second N channel
ネルMOSトランジスタからなり負荷容量の電位を接地It consists of a channel MOS transistor and grounds the potential of the load capacitance.
電位に固定し、これら第2のPチャネルMOSトランジPotential and fix these second P-channel MOS transistors.
スタのドレイン電極と第3のNチャネルMOSトランジDrain electrode and third N-channel MOS transistor
スタのドレイン電極との接続点は、第3のPチャネルMThe point of connection between the star and the drain electrode is the third P-channel M
OSトランジスタのゲートOS transistor gate 電極と第1のNチャネルMOElectrode and first N-channel MO
Sトランジスタのゲート電極とに共通に接続され、第3The third transistor is commonly connected to the gate electrode of the S transistor.
のPチャネルMOSトランジスタのドレイン電極と第4Drain electrode of the P-channel MOS transistor and the fourth
のNチャネルMOSトランジスタのドレイン電極との接Contact with the drain electrode of the N-channel MOS transistor
続点は、第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートThe continuation point is the gate of the first P-channel MOS transistor.
電極と第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電Electrode and the gate electrode of the second P-channel MOS transistor.
極とに共通に接続され、第1のPチャネルMOSトランAnd a common P-channel MOS transistor.
ジスタのソース電極と当該第1のPチャネルMOSトラSource electrode of the transistor and the first P-channel MOS transistor.
ンジスタのバックゲート電極と第1のNチャネルMOSBack gate electrode of transistor and first N-channel MOS
トランジスタのドレイン電極とは、第1の高圧電源に共The drain electrode of the transistor is shared with the first high-voltage power supply.
通に接続され、第2のPチャネルMOSトランジスタのConnected to the second P-channel MOS transistor.
ソース電極と第3のPチャネルMOSトランジスタのソThe source electrode and the source of the third P-channel MOS transistor
ース電極とは、第2の高圧電源に共通に接続され、第2Source electrode is commonly connected to a second high-voltage power supply,
のNチャネルMOSトランジスタのソース電極と第3のSource electrode of the N-channel MOS transistor and the third
NチャネルMOSトランジスタのソース電極と第4のNThe source electrode of the N-channel MOS transistor and the fourth N
チャネルMOSトランジスタのソース電極とは、接地電The source electrode of the channel MOS transistor is
位に接続され、第1のPチャネルMOSトランジスタのOf the first P-channel MOS transistor
ドレイン電極と第1のNチャネルMOSトランジスタのDrain electrode and first N-channel MOS transistor
ソース電極と当該第1のNチャネルMOSトランジスタSource electrode and the first N-channel MOS transistor
のバックゲート電極と第2のNチャネルMOSトランジBack gate electrode and second N-channel MOS transistor
スタのドレイン電極とは、出力の負荷容量に共通に接続Connected to the output load capacitance
され、出力制御部は入力された低電圧の入力信号の論理And the output control unit performs logic of the input low-voltage input signal.
に応じて、第1、第2のスイッチの一方をオン状態とすOne of the first and second switches is turned on in accordance with
るような低電圧の制御信号を生成し、第1のスイッチのGenerates a low-voltage control signal such as
オン/オフ状態を制御する信号をレベル変換部に出力Outputs an on / off control signal to the level converter
し、第2のスイッチのオン/オフ状態を制御する信号をAnd a signal for controlling the on / off state of the second switch.
高圧出力部に出力する。また、出力制御部は、入力信号Output to high voltage output section. Also, the output control unit controls the input signal
が供給されて互いに位相の異なる第1、第2ならびに第Are supplied and the first, second and
3の制御信号を出力する各々第1、第2ならびに第3の3 to output the first, second and third control signals, respectively.
移相回路からなり、第1の制御信号は第3のNチャネルThe first control signal comprises a third N channel
MOSトランジスタのゲート電極に供給され、第2の制The second control signal is supplied to the gate electrode of the MOS transistor.
御信号は第4のNチャネルMOSトランジスタのゲートThe control signal is the gate of the fourth N-channel MOS transistor.
電極に供給され、第3の制御信号は第2のNチャネルMAnd a third control signal applied to the second N-channel M
OSトランジスタのゲート電極に供給される。また、出It is supplied to the gate electrode of the OS transistor. Also, out
力制御部、レベル変換部ならびに高圧出力部に供給されPower supply, level converter and high voltage output
る電源には、出力制御部に低電圧を供給する低電圧電源Power supply that supplies a low voltage to the output controller
と、レベル変換部に最高電圧を供給する第2の高圧電源And a second high-voltage power supply for supplying the highest voltage to the level conversion unit
と、高圧出力部に最高電位から接地電位までの高電圧パAnd a high voltage output from the highest potential to the ground potential
ルスを供給する第1の高圧電源とを有する。また、電力And a first high-voltage power supply for supplying the oil. Also power
回収回路によって最高電位から接地電位までの高電圧パA high voltage path from the highest potential to the ground potential is
ルスを発生し、電力回収回路の出力を第1の高圧電源にThe power recovery circuit output to the first high-voltage power supply.
供給し、電力回収回路の最高電位電源を第2の高圧電源Supply the highest potential power of the power recovery circuit to the second high-voltage power supply
に供給する。まTo supply. Ma た、電力回収回路は、第1の高圧電源かIn addition, the power recovery circuit is a first high voltage power supply.
ら電荷が充放電される負荷容量に比べて充分大きい静電Is large enough compared to the load capacity where the charge is charged and discharged.
容量を有するキャパシタと、キャパシタへの充放電を切Turn off charging and discharging of a capacitor with capacity
り替えるスイッチと、キャパシタの保持する電位を基準Switch and the potential held by the capacitor
として負荷容量と共振回路を形成するインダクタとからFrom the load capacitance and the inductor forming the resonance circuit
なる。また、個々のMOSトランジスタは、接地電位にBecome. Each MOS transistor is connected to the ground potential.
接続された半導体基板上に形成され、第1のNチャネルA first N-channel formed on the connected semiconductor substrate;
MOSトランジスタのバックゲート電極を取り出すPウP to take out the back gate electrode of the MOS transistor
ェル領域の電位と半導体基板の電位とを電気的に分離しTo electrically separate the potential of the well region from the potential of the semiconductor substrate.
た構造とする。Structure.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下に、本発明について説明す
る。図1は、本発明の一実施の形態にかかる低消費電力
出力回路の電気的構成を示す接続図である。なお図1に
おいて、図5と対応する部分には同一の符号を付し、詳
細な説明は省略する。この図1において、入力信号IN
は出力制御部8を介してレベル変換部7と高圧出力部6
のNチャネルMOSトランジスタN2に入力される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below. FIG. 1 is a connection diagram showing an electrical configuration of a low power consumption output circuit according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals are given to portions corresponding to FIG. 5, and detailed description is omitted. In FIG. 1, an input signal IN
Is a level conversion unit 7 and a high voltage output unit 6 via an output control unit 8.
To the N-channel MOS transistor N2.

【0040】高圧出力部6において、PチャネルMOS
トランジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN1と
は並列に接続され、PチャネルMOSトランジスタP1
のソース電極とNチャネルMOSトランジスタN1のド
レイン電極とは電源端子V1に接続されている。
In the high voltage output section 6, a P-channel MOS
Transistor P1 and N-channel MOS transistor N1 are connected in parallel, and P-channel MOS transistor P1
And the drain electrode of N-channel MOS transistor N1 are connected to power supply terminal V1.

【0041】PチャネルMOSトランジスタP1のドレ
イン電極と、NチャネルMOSトランジスタN1のソース
電極、そしてNチャネルMOSトランジスタN2のドレ
イン電極とは各々出力端子OUTに接続される。またN
チャネルMOSトランジスタN2のソース電極は接地電
位VSSに接続される。
The drain electrode of the P-channel MOS transistor P1, the source electrode of the N-channel MOS transistor N1, and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N2 are connected to the output terminal OUT. Also N
The source electrode of channel MOS transistor N2 is connected to ground potential VSS.

【0042】レベル変換部7のPチャネルMOSトラン
ジスタP3のドレイン電極と、NチャネルMOSトランジ
スタN4のドレイン電極とは、PチャネルMOSトランジ
スタP2のゲート電極と高圧出力部6が有するPチャネ
ルMOSトランジスタP1のゲート電極とに共通に接続
されている。
The drain electrode of the P-channel MOS transistor P3 of the level converter 7 and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N4 are connected to the gate electrode of the P-channel MOS transistor P2 and the P-channel MOS transistor P1 of the high voltage output unit 6. Commonly connected to the gate electrode.

【0043】レベル変換部7が有するPチャネルMOS
トランジスタP2のドレイン電極と、NチャネルMOSト
ランジスタN3のドレイン電極は、PチャネルMOSトラ
ンジスタP3のゲート電極と高圧出力部6が有するNチ
ャネルMOSトランジスタN1のゲート電極とに共通に
接続されている。
P-channel MOS of level converter 7
The drain electrode of the transistor P2 and the drain electrode of the N-channel MOS transistor N3 are commonly connected to the gate electrode of the P-channel MOS transistor P3 and the gate electrode of the N-channel MOS transistor N1 of the high voltage output unit 6.

【0044】また、レベル変換部7が有するPチャネル
MOSトランジスタP2のソース電極とPチャネルMO
SトランジスタP3のソース電極とは電源端子V2に接続
され、NチャネルMOSトランジスタN3のソース電極
と、NチャネルMOSトランジスタN4のソース電極とは
接地電位VSSに接続されている。
The source electrode of the P-channel MOS transistor P2 of the level conversion section 7 and the P-channel MOS
The source electrode of S transistor P3 is connected to power supply terminal V2, and the source electrode of N channel MOS transistor N3 and the source electrode of N channel MOS transistor N4 are connected to ground potential VSS.

【0045】本実施の形態では、高圧出力部6が有するIn this embodiment, the high-voltage output unit 6 has
NチャネルMOSトランジスタN1のソース電極ならびSource electrode and N-channel MOS transistor N1
にバックゲート電極の電位を半導体基板の電位と独立さThe potential of the back gate electrode is independent of the potential of the semiconductor substrate
せるため、NチャネルMOSトランジスタN1のバックBack of the N-channel MOS transistor N1
ゲート電極を取り出すPウェル領域の電位と半導体基板Potential of P-well region for taking out gate electrode and semiconductor substrate
の電位とを電気的に分離した構造としている。例えば各Is electrically separated from the potential. For example each
々のMOSトランジスタを、半導体基板内において誘電Various MOS transistors are insulated in a semiconductor substrate
体分離あるいは接合分離した構造としている。The body is separated or joined.

【0046】図2は、図1に示す低消費電力出力回路を
備えたドライバICと電力回収回路とを組み合わせた、
電力回収駆動装置の構成例を示すブロック図である。こ
の図2においても、図5あるいは図6と対応する部分に
は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
FIG. 2 shows a combination of a driver IC having the low power consumption output circuit shown in FIG. 1 and a power recovery circuit.
It is a block diagram showing an example of composition of a power recovery drive. In FIG. 2 as well, portions corresponding to those in FIG. 5 or FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0047】この図2においてドライバIC2は、64
ビットシフトレジスタ3や64ビットラッチ4等からな
る5[V]系のロジック回路と、64個の前記低消費電
力出力回路5とを有している。
In FIG. 2, the driver IC 2 has 64
The circuit includes a 5 [V] logic circuit including a bit shift register 3 and a 64-bit latch 4, and 64 low power consumption output circuits 5.

【0048】ドライバIC2は64本の出力を持ち、各
々の出力は負荷容量CLに接続されている。またドライ
バICの電源端子V1は、電力回収回路1の出力端子OU
TPRに接続され、電源端子V2は最高電位VDD電源に接
続されている。
The driver IC 2 has 64 outputs, and each output is connected to the load capacitance CL. The power terminal V1 of the driver IC is connected to the output terminal OU of the power recovery circuit 1.
The power supply terminal V2 is connected to the highest potential VDD power supply.

【0049】図3は、図2に示す構成における各部の信
号波形の変化を示す図である。図3(a)に示す電源端
子V1の電圧は、電力回収回路1が発生させる高電圧パル
スにより変化する。
FIG. 3 is a diagram showing changes in signal waveforms at various parts in the configuration shown in FIG. The voltage of the power supply terminal V1 shown in FIG. 3A is changed by a high voltage pulse generated by the power recovery circuit 1.

【0050】図3(b)に示すように、電源端子V2の電
圧は最高電位VDDのまま一定である。図3(a)に示す
電源端子V1の電圧が接地電位VSSである間に、図3
(j)に示すラッチイネイブル信号によって、図3
(i)に示すようにラッチ4に記憶されたデータを入力
信号INとして低消費電力出力回路5に入力する。
As shown in FIG. 3B, the voltage of the power supply terminal V2 remains constant at the maximum potential VDD. While the voltage of the power supply terminal V1 shown in FIG.
By the latch enable signal shown in FIG.
As shown in (i), the data stored in the latch 4 is input to the low power consumption output circuit 5 as an input signal IN.

【0051】低消費電力出力回路5では、入力信号IN
に応じて高圧出力部6のNチャネルMOSトランジスタ
N2のオン/オフが決定される。また、電源端子V2の電
圧が最高電位VDD一定であるので、入力信号INはレベ
ル変換部7で高電圧に変換され、PチャネルMOSトラ
ンジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN1のオン
/オフも決定される。
In the low power consumption output circuit 5, the input signal IN
ON / OFF of the N-channel MOS transistor N2 of the high voltage output unit 6 is determined in accordance with the above. Further, since the voltage of the power supply terminal V2 is constant at the maximum potential VDD, the input signal IN is converted to a high voltage by the level converter 7, and the ON / OFF of the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1 is also determined. .

【0052】入力信号INが“1”となって選択された
出力端子OUTの電圧を立ち上げる場合、選択された出
力端子OUTをスイッチングする低消費電力出力回路5
では、入力信号INにより高圧出力部6のNチャネルM
OSトランジスタN2はオフとなる。また、レベル変換
部7のNチャネルMOSトランジスタN3もオフとなり、
NチャネルMOSトランジスタN4はオンとなる。
When the input signal IN becomes "1" and the voltage of the selected output terminal OUT rises, the low power consumption output circuit 5 switches the selected output terminal OUT.
Then, the N-channel M of the high-voltage output unit 6 is
The OS transistor N2 is turned off. Also, the N-channel MOS transistor N3 of the level converter 7 is turned off,
N-channel MOS transistor N4 is turned on.

【0053】従って、PチャネルMOSトランジスタP2
とPチャネルMOSトランジスタP3とは相補的に切り
替わり、PチャネルMOSトランジスタP2はオンにな
り、PチャネルMOSトランジスタP3はオフとなる。
Therefore, P-channel MOS transistor P2
And the P-channel MOS transistor P3 are switched complementarily, the P-channel MOS transistor P2 is turned on, and the P-channel MOS transistor P3 is turned off.

【0054】これにより、PチャネルMOSトランジス
タP1のゲート電圧は接地電位VSSに固定され、Nチャネ
ルMOSトランジスタN1のゲート電圧は最高電位VDD
に固定される。
As a result, the gate voltage of P-channel MOS transistor P1 is fixed to ground potential VSS, and the gate voltage of N-channel MOS transistor N1 is set to maximum potential VDD.
Fixed to

【0055】図3(c)に示すように、PチャネルMO
SトランジスタMP1をオンにすると、電源端子V1の電
圧は上昇し始める。電源端子V1の電圧が閾値電圧VTP
以下の時には、PチャネルMOSトランジスタP1はゲー
ト・ソース間の電位差が閾値電圧VTPを越えないのでオ
フである。
As shown in FIG. 3C, the P-channel MO
When the S transistor MP1 is turned on, the voltage of the power supply terminal V1 starts to increase. The voltage of the power supply terminal V1 is the threshold voltage VTP
In the following cases, the P-channel MOS transistor P1 is off because the potential difference between the gate and the source does not exceed the threshold voltage VTP.

【0056】一方NチャネルMOSトランジスタN1は、
ソース電極に接続された出力端子OUTの電圧が接地電
位VSSの時に、ゲート・ソース間の電位差が最大の最高
電位VDDとなりオン状態となる。
On the other hand, N-channel MOS transistor N1
When the voltage of the output terminal OUT connected to the source electrode is at the ground potential VSS, the potential difference between the gate and the source becomes the maximum maximum potential VDD and the transistor is turned on.

【0057】PチャネルMOSトランジスタP1とNチ
ャネルMOSトランジスタN1とは並列に接続されてい
るので、電源端子V1と出力端子OUTとの間には、閾値
電圧VTPによるオフ状態は存在しない。従って、電源端
子V1の電圧が変化する接地電位VSSから最高電位VDD
までの範囲において常にオンとなる。
Since the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1 are connected in parallel, there is no off state due to the threshold voltage VTP between the power supply terminal V1 and the output terminal OUT. Therefore, the potential of the power supply terminal V1 changes from the ground potential VSS to the maximum potential VDD.
It is always on in the range up to.

【0058】これにより、電源端子V1の電圧が上昇し始
めると同時に出力端子OUTの電圧も上昇し始める。こ
のとき、インダクタL1と選択された出力端子OUTの負
荷容量CLとによりLC共振回路が形成され、正弦振動
によって電源端子V1の電圧と出力端子OUTの電圧と
は上昇する。
As a result, the voltage of the output terminal OUT starts to rise at the same time as the voltage of the power supply terminal V1 starts to rise. At this time, an LC resonance circuit is formed by the inductor L1 and the load capacitance CL of the selected output terminal OUT, and the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT increase by sine oscillation.

【0059】ダイオードD1は逆方向に電流を流さない
ので、電源端子V1の電圧と出力端子OUTの電圧とは
正弦振動によって持ち上がった電圧で固定される。次に
図3(d)に示すように、PチャネルMOSトランジス
タMP2をオンにすることにより、消費されたエネルギ
ーを最高電位VDDの電源から補充し、電源端子V1の電
圧と出力端子OUTの電圧とを最高電位VDDに固定す
る。
Since the diode D1 does not flow a current in the reverse direction, the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT are fixed at the voltage raised by sine oscillation. Next, as shown in FIG. 3D, by turning on the P-channel MOS transistor MP2, the consumed energy is supplemented from the power supply of the highest potential VDD, and the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT are reduced. Is fixed to the highest potential VDD.

【0060】次に、出力端子OUTの電圧を立ち下げる
場合には、図3(e)に示すようにNチャネルMOSト
ランジスタMN1をオンにする。これによって、Pチャネ
ルMOSトランジスタP1のドレイン電極からソース電
極方向とNチャネルMOSトランジスタN1のソース電
極からドレイン電極方向、そしてPチャネルMOSトラ
ンジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN1とが有
する寄生ダイオードの順方向に電流が流れる。
Next, when the voltage at the output terminal OUT falls, the N-channel MOS transistor MN1 is turned on as shown in FIG. Thus, the direction from the drain electrode to the source electrode of the P-channel MOS transistor P1, the direction from the source electrode to the drain electrode of the N-channel MOS transistor N1, and the forward direction of the parasitic diode of the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1. Electric current flows.

【0061】こうして、インダクタL1と選択された出
力端子OUTの負荷容量CLとによってLC共振回路が
形成され、正弦振動によって電源端子V1の電圧と出力端
子OUTの電圧とは立ち下がる。
Thus, an LC resonance circuit is formed by the inductor L1 and the load capacitance CL of the selected output terminal OUT, and the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT fall due to sine oscillation.

【0062】次に、図3(f)に示すようにNチャネル
MOSトランジスタMN2をオンにすることで、電源端子
V1の電圧と出力端子OUTの電圧とを接地電位VSSに
固定する。
Next, as shown in FIG. 3 (f), the voltage of the power supply terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT are fixed to the ground potential VSS by turning on the N-channel MOS transistor MN2.

【0063】また、入力信号INが“0”となって選択
されない出力端子OUTは、選択されない出力端子OU
Tをスイッチングする低消費電力出力回路5では、この
動作の間NチャネルMOSトランジスタN2はオンとな
っている。
The output terminal OUT that is not selected because the input signal IN becomes “0” is the output terminal OU that is not selected.
In the low power consumption output circuit 5 for switching T, the N-channel MOS transistor N2 is on during this operation.

【0064】従って、並列に接続されたPチャネルMO
SトランジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN1
とはオフ状態となり、出力端子OUTの電圧は接地電位
VSSに固定される。
Therefore, the P-channel MOs connected in parallel
S transistor P1 and N channel MOS transistor N1
Is turned off, and the voltage of the output terminal OUT is fixed to the ground potential VSS.

【0065】次に、電源端子V1と出力端子OUTとの
間に、並列に接続されたPチャネルMOSトランジスタ
P1とNチャネルMOSトランジスタN1とを設けるとと
もに、レベル変換部7の電源端子V2の電圧を、最高電位
VDDの一定とする場合について説明する。
Next, a P-channel MOS transistor P1 and an N-channel MOS transistor N1 connected in parallel are provided between the power supply terminal V1 and the output terminal OUT, and the voltage of the power supply terminal V2 of the level converter 7 is reduced. The case where the maximum potential VDD is constant will be described.

【0066】出力端子OUTの電圧は、電源端子V1のThe voltage at the output terminal OUT is
電位上昇に追従して上昇しており、この過程における電The potential rises following the potential rise,
源端子V1の電圧と出力端子OUTの電圧との電位差、A potential difference between the voltage of the source terminal V1 and the voltage of the output terminal OUT,
即ちThat is PチャネルMOSトランジスタP1ならびにNチャP channel MOS transistor P1 and N channel
ネルMOSトランジスタN1のドレイン・ソース間の電The voltage between the drain and source of the N-channel MOS transistor N1.
位差は0から数[V]程度である。The potential difference is about 0 to several [V].

【0067】まず、電源端子V1の電圧と出力端子OUT
の電圧とが変化する接地電位VSSから最高電位VDDの範
囲におけるPチャネルMOSトランジスタP1と、Nチャ
ネルMOSトランジスタN1のオン抵抗の特性について
説明する。
First, the voltage of the power supply terminal V1 and the output terminal OUT
The characteristics of the on-resistance of the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1 in the range from the ground potential VSS where the voltage changes to the maximum potential VDD will be described.

【0068】PチャネルMOSトランジスタP1では、ゲ
ート電圧が接地電位VSSに固定されるため、電源端子V1
の電圧が最高電位VDDのときにPチャネルMOSトラン
ジスタP1のゲート・ソース間の電位差が最大の最高電
位VDDとなる。このため、このときにオン抵抗は最も小
さくなる。
In P channel MOS transistor P1, since the gate voltage is fixed to ground potential VSS, power supply terminal V1
Is the maximum potential VDD, the potential difference between the gate and source of the P-channel MOS transistor P1 becomes the maximum maximum potential VDD. Therefore, at this time, the on-resistance becomes the smallest.

【0069】電源端子V1の電圧が最高電位VDDより低
くなると、PチャネルMOSトランジスタP1のゲート・
ソース間の電位差が小さくなり、オン抵抗は大きくな
る。電源端子V1の電圧が閾値電圧VTP近傍になると、オ
ン抵抗は急激に大きくなり、閾値電圧VTP以下になると
オフになる。
When the voltage of the power supply terminal V1 becomes lower than the maximum potential VDD, the gate of the P-channel MOS transistor P1
The potential difference between the sources decreases, and the on-resistance increases. When the voltage of the power supply terminal V1 approaches the threshold voltage VTP, the on-resistance rapidly increases, and turns off when the voltage falls below the threshold voltage VTP.

【0070】逆にNチャネルMOSトランジスタN1で
は、レベル変換部7の電源端子V2の電圧が最高電位VD
Dで一定である。このため、ゲート電圧が最高電位VDD
に固定され、NチャネルMOSトランジスタN1のソー
ス電圧となる出力端子OUTの電圧が接地電位VSSの時
に、NチャネルMOSトランジスタN1のゲート・ソース
間の電位差が、最大の最高電位VDDとなり、オン抵抗は
最も小さくなる。
On the other hand, in the N-channel MOS transistor N1, the voltage of the power supply terminal V2 of the level converter 7 becomes the highest potential VD.
D is constant. For this reason, the gate voltage becomes the highest potential VDD.
When the voltage at the output terminal OUT, which is the source voltage of the N-channel MOS transistor N1, is at the ground potential VSS, the potential difference between the gate and the source of the N-channel MOS transistor N1 becomes the maximum maximum potential VDD, and the on-resistance is The smallest.

【0071】出力端子OUTの電圧が高くなると、Nチ
ャネルMOSトランジスタN1のゲート・ソース間の電
位差が小さくなり、オン抵抗は大きくなる。最高電位V
DDと出力端子OUTとの電圧の電位差がNチャネルMO
SトランジスタN1の閾値電圧VTN近傍になると、オン
抵抗は急激に大きくなる。一方、最高電位VDDと出力端
子OUTの電圧との電位差がVTN以下になるとNチャネ
ルMOSトランジスタN1はオフになる。
When the voltage at the output terminal OUT increases, the potential difference between the gate and the source of the N-channel MOS transistor N1 decreases, and the on-resistance increases. Maximum potential V
The potential difference between the voltage of DD and the output terminal OUT is N-channel MO.
When the voltage approaches the threshold voltage VTN of the S transistor N1, the on-resistance rapidly increases. On the other hand, when the potential difference between the highest potential VDD and the voltage of the output terminal OUT falls below VTN, the N-channel MOS transistor N1 is turned off.

【0072】上述したように、低電圧領域でNチャネル
MOSトランジスタN1のオン抵抗が小さく、高電圧領域
ではPチャネルMOSトランジスタP1のオン抵抗が小
さくなる。
As described above, the on-resistance of N-channel MOS transistor N1 is small in the low voltage region, and the on-resistance of P-channel MOS transistor P1 is small in the high voltage region.

【0073】このように、オン抵抗の特性の異なるPチ
ャネルMOSトランジスタP1とNチャネルMOSトラ
ンジスタN1とを並列に接続することで、選択された出力
端子OUTを接地電位VSSから最高電位VDDまで立ち上
げる過程において、電流はPチャネルMOSトランジス
タP1とNチャネルMOSトランジスタN1に相補的に流
れる。
As described above, by connecting the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1 having different on-resistance characteristics in parallel, the selected output terminal OUT rises from the ground potential VSS to the maximum potential VDD. In the process, current flows complementarily to P-channel MOS transistor P1 and N-channel MOS transistor N1.

【0074】こうして、閾値電圧VTPによるオフ時の電
圧領域と、閾値電圧VTP近傍のオン抵抗が非常に大きく
なる電圧領域が生じることを抑制できる。従って本実施
の形態の低消費電力出力回路5では、オン抵抗が非常に
大きくなる電圧領域を有していないので、ドライバIC
2内での電力損失を低減し、回収効率を向上させること
が可能となる。
In this way, it is possible to suppress the occurrence of the off-state voltage region due to the threshold voltage VTP and the voltage region in which the on-resistance near the threshold voltage VTP becomes extremely large. Therefore, the low-power-consumption output circuit 5 of the present embodiment does not have a voltage region in which the on-resistance becomes very large, so that the driver IC
It is possible to reduce the power loss within 2 and improve the collection efficiency.

【0075】さらに、一般にNチャネルMOSトランジ
スタは、PチャネルMOSトランジスタに比して同一面
積当たりの電流能力が大きい。従って、本実施の形態の
低消費電力出力回路は、出力回路の面積を大きくするこ
となく電力損失を低減し、回収効率を向上させることが
可能である。
Further, generally, an N-channel MOS transistor has a larger current capability per the same area than a P-channel MOS transistor. Therefore, the low power consumption output circuit of the present embodiment can reduce power loss and increase recovery efficiency without increasing the area of the output circuit.

【0076】上述の実施の形態では、低電圧領域ではN
チャネルMOSトランジスタのオン抵抗が小さくなり、
高電圧領域ではPチャネルMOSトランジスタのオン抵
抗が小さくなることを利用し、PチャネルMOSトラン
ジスタとNチャネルMOSトランジスタとを並列に接続
している。
In the above-described embodiment, in the low voltage region, N
The on-resistance of the channel MOS transistor is reduced,
In the high voltage region, the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor are connected in parallel, utilizing the fact that the on-resistance of the P-channel MOS transistor is reduced.

【0077】これにより、図4の(a)に示すように、
出力を0から最高電位まで立ち上げる過程において、P
チャネルMOSトランジスタの閾値電圧によるオフの電
圧領域と、PチャネルMOSトランジスタの閾値電圧近
傍のオン抵抗が非常に大きくなる電圧領域とを生じさせ
なくすることが可能となる。
As a result, as shown in FIG.
In the process of raising the output from 0 to the maximum potential, P
It is possible to prevent the off voltage region due to the threshold voltage of the channel MOS transistor and the voltage region where the on-resistance near the threshold voltage of the P-channel MOS transistor becomes extremely large from occurring.

【0078】一般にNチャネルMOSトランジスタは、
同一トランジスタ面積においてPチャネル型に比べ電流
能力が大きい。このため、並列に接続されたPチャネル
MOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタと
のトランジスタ面積を合計した面積を、PチャネルMO
Sトランジスタだけ場合のトランジスタ面積と同一面積
にして比較した場合、PチャネルMOSトランジスタと
NチャネルMOSトランジスタとを並列に接続した場合
の方が大きな電流能力を得ることができる。
Generally, an N-channel MOS transistor is
The current capability is larger than that of the P-channel type in the same transistor area. Therefore, the total area of the transistor areas of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor connected in parallel is calculated as P-channel MO transistor.
When the transistor area is the same as that of the S transistor alone, a larger current capability can be obtained when the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor are connected in parallel.

【0079】これらの理由により、図4の(b)に示す
ようにPチャネルMOSトランジスタとNチャネルMO
Sトランジスタとを並列に接続した場合の方が、LC共
振回路による出力電圧の持ち上がりは高くなり、回収効
率を向上させることができる。
For these reasons, as shown in FIG. 4B, a P-channel MOS transistor and an N-channel
When the S transistor and the S transistor are connected in parallel, the output voltage of the LC resonance circuit rises higher, and the recovery efficiency can be improved.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれAs described above, according to the present invention,
ば、第2の高圧電源に直列に接続された第2のPチャネFor example, a second P-channel connected in series to a second high-voltage power supply.
ルMOSトランジスタと第3のNチャネルMOSトランMOS transistor and a third N-channel MOS transistor.
ジスタと、第2の高圧電源に直列に接続された第3のPAnd a third P connected in series with the second high voltage power supply.
チャネルMOSトランジスタと第4のNチャネルMOSChannel MOS transistor and fourth N-channel MOS
トランジスタとからなるレベル変換部によって低電圧のLow level voltage is generated by the level conversion unit composed of transistors.
信号を第1のスイッチを制御する高電圧の信号に変換Converts the signal to a high voltage signal that controls the first switch
し、高圧出力部の第1のスイッチは出力に接続された負The first switch of the high voltage output is connected to the negative terminal connected to the output.
荷容量と高電圧パルスを供給する第1の高圧電源との間Between the load capacity and a first high-voltage power supply that supplies a high-voltage pulse
に互いに並列に接続された第1のPチャネルMOSトラP-channel MOS transistors connected in parallel to each other
ンジスタと第1のNチャネルMOSトランジスタとからTransistor and the first N-channel MOS transistor
なり第1の高圧電源と負荷容量との間の電荷の充放電をCharge and discharge between the first high-voltage power supply and the load capacity
制御し、高圧出力部の低電圧信号により制御される第2Controlling and controlled by the low voltage signal of the high voltage output
のスイッチは、第2のNチャネルMOSトランジスタかSwitch is a second N-channel MOS transistor
らなり負荷容量の電位を接地電位に固定し、これら第2The potential of the load capacitor is fixed to the ground potential,
のPチャネルMOSトランジスタのドレイン電極と第3Drain electrode of the P-channel MOS transistor and the third
のNチャネルMOSトランジスタのドレイン電極との接Contact with the drain electrode of the N-channel MOS transistor
続点は、第3のPチャネルMOSThe continuation point is the third P-channel MOS トランジスタのゲートTransistor gate
電極と第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電Electrode and the gate voltage of the first N-channel MOS transistor.
極とに共通に接続され、第3のPチャネルMOSトランAnd a third P-channel MOS transistor
ジスタのドレイン電極と第4のNチャネルMOSトランA drain electrode of the transistor and a fourth N-channel MOS transistor
ジスタのドレイン電極との接続点は、第1のPチャネルThe point of connection with the drain electrode of the transistor is the first P-channel
MOSトランジスタのゲート電極と第2のPチャネルMMOS transistor gate electrode and second P-channel M
OSトランジスタのゲート電極とに共通に接続され、第Commonly connected to the gate electrode of the OS transistor;
1のPチャネルMOSトランジスタのソース電極と当該Source electrode of one P-channel MOS transistor
第1のPチャネルMOSトランジスタのバックゲート電Back gate voltage of first P-channel MOS transistor
極と第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン電And the drain voltage of the first N-channel MOS transistor.
極とは、第1の高圧電源に共通に接続され、第2のPチThe pole is commonly connected to the first high-voltage power supply,
ャネルMOSトランジスタのソース電極と第3のPチャSource electrode of channel MOS transistor and third P channel
ネルMOSトランジスタのソース電極とは、第2の高圧The source electrode of the channel MOS transistor is the second high voltage
電源に共通に接続され、第2のNチャネルMOSトランA common N-channel MOS transistor connected to a power supply
ジスタのソース電極と第3のNチャネルMOSトランジSource electrode of transistor and third N-channel MOS transistor
スタのソース電極と第4のNチャネルMOSトランジスSource electrode and fourth N-channel MOS transistor
タのソース電極とは、接地電位に接続され、第1のPチThe source electrode of the first P-channel is connected to the ground potential,
ャネルMOSトランジスタのドレイン電極と第1のNチThe drain electrode of the channel MOS transistor and the first N channel
ャネルMOSトランジスタのソース電極と当該第1のNThe source electrode of the channel MOS transistor and the first N
チャネルMOSトランジスタのバックゲート電極と第2The back gate electrode of the channel MOS transistor and the second
のNチャネルMOSトランジスタのドレイン電極とは、Is the drain electrode of the N-channel MOS transistor
出力の負荷容量に共通に接続され、出力制御部は入力さCommonly connected to the output load capacity, the output control
れた低電圧の入力信号の論理に応じて、第1、第2のスFirst and second switches according to the logic of the input low-voltage input signal.
イッチの一方をオン状態とするような低電圧の制御信号Low-voltage control signal that turns on one of the switches
を生成し、第1のスイッチのオン/オフ状態を制御するAnd controls the on / off state of the first switch
信号をレベル変換部に出力し、第2のスイッチのオン/The signal is output to the level converter, and the second switch is turned on / off.
オフ状態を制御する信号を高圧出力部に出力する。まA signal for controlling the OFF state is output to the high voltage output unit. Ma
た、出力制御部は、入力信号が供給されて互いに位相のIn addition, the output control unit receives the input signal and
異なる第1、第2ならびに第3の制御信号を出力する各Each outputting a different first, second and third control signal.
々第1、第2ならびに第3の移相回路からなり、第1のA first, a second, and a third phase shift circuit.
制御信号は第3のNチャネルMOSトランジスタのゲーThe control signal is the gate of the third N-channel MOS transistor.
ト電極に供給され、第2の制御信号は第4のNチャネルAnd the second control signal is supplied to the fourth N channel
MOSトランジスタのゲート電極に供給され、第3の制The third control is supplied to the gate electrode of the MOS transistor.
御信号は第2のNチャネルMOSトランジスタのゲートThe control signal is the gate of the second N-channel MOS transistor.
電極に供給される。また、出力制御部、レベル変換部なSupplied to the electrodes. In addition, output control unit, level conversion unit, etc.
らびに高圧出力部に供給される電源には、出力制御部にIn addition, the power supplied to the high-voltage output
低電圧を供給する低電圧電源と、レベル変換部に最高電A low-voltage power supply that supplies low voltage and the highest
圧を供給する第2の高圧電源と、高圧出力部に最高電位A second high-voltage power supply that supplies pressure and the highest potential at the high-voltage output
から接地電位までの高電圧パルスを供給する第1の高圧High voltage to supply high voltage pulse from ground to ground potential
電源とを有する。Power supply. また、電力回収回路によって最高電位In addition, the highest potential
から接地電位までの高電圧パルスを発生し、電力回収回Generates a high-voltage pulse from
路の出力を第1の高圧電源に供給し、電力回収回路の最Circuit output to the first high-voltage power supply,
高電位電源を第2の高圧電源に供給する。また、電力回A high-potential power supply is supplied to a second high-voltage power supply. Also, the power
収回路は、第1の高圧電源から電荷が充放電される負荷The collection circuit is a load that charges and discharges electric charge from the first high-voltage power supply.
容量に比べて充分大きい静電容量を有するキャパシタCapacitors with sufficiently large capacitance compared to capacitance
と、キャパシタへの充放電を切り替えるスイッチと、キAnd a switch to switch between charging and discharging the capacitor.
ャパシタの保持する電位を基準として負荷容量と共振回The load capacitance and the resonance frequency are based on the potential held by the capacitor.
路を形成するインダクタとからなる。また、個々のMOAnd an inductor forming a path. Also, individual MO
Sトランジスタは、接地電位に接続された半導体基板上The S transistor is on a semiconductor substrate connected to ground potential
に形成され、第1のNチャネルMOSトランジスタのバAnd the bus of the first N-channel MOS transistor.
ックゲート電極を取り出すPウェル領域の電位と半導体Potential and semiconductor in P-well region to take out gate
基板の電位とを電気的に分離した構造とするので、ドラThe structure is electrically separated from the potential of the substrate.
イバICに設けられる出力回路の面積を大きくすることIncreasing the area of the output circuit provided in the iva IC
なく、ドライバIC内における電力損失を低減し得る低To reduce power loss in the driver IC.
消費電力出力回路が実現可能であるという効果が得られThe effect that a power consumption output circuit is feasible is obtained.
る。You.

【0081】例えば、本発明にかかる低消費電力出力回
路5のPチャネルMOSトランジスタP1のトランジス
タ面積とNチャネルMOSトランジスタN1のトランジ
スタ面積とを合計した面積を、従来の出力回路9のPチ
ャネルMOSトランジスタP1のトランジスタ面積と同
一面積にして比較した場合、本発明の低消費電力出力回
路5は、従来の出力回路9より大きな電流能力を得るこ
とが可能である。
For example, the total area of the transistor area of the P-channel MOS transistor P1 and the transistor area of the N-channel MOS transistor N1 of the low power consumption output circuit 5 according to the present invention is calculated as the P-channel MOS transistor of the conventional output circuit 9. When compared with the same area as the transistor area of P1, the low power consumption output circuit 5 of the present invention can obtain a larger current capability than the conventional output circuit 9.

【0082】また、図6あるいは図7に示した従来の電
力回収駆動装置と比較して、本発明では、低消費電力出
力回路5を備えたドライバIC2に電源端子V2を付加
し、これを最高電位VDDの電源に接続するという変更点
のみで、従来の電力回収回路1とは駆動方法は変更せず
に、消費電力の低減が可能となる。
Further, as compared with the conventional power recovery driving device shown in FIG. 6 or FIG. 7, in the present invention, the power supply terminal V2 is added to the driver IC 2 having the low power consumption output circuit 5, and The power consumption can be reduced without changing the driving method as compared with the conventional power recovery circuit 1 only by a change in connection to the power supply of the potential VDD.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態にかかる低消費電力出
力回路の電気的構成を示す接続図である。
FIG. 1 is a connection diagram showing an electrical configuration of a low power consumption output circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示す低消費電力出力回路を備えたドラ
イバICと電力回収回路とを組み合わせた、電力回収駆
動装置の構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a power recovery driving device in which a driver IC including the low power consumption output circuit shown in FIG. 1 and a power recovery circuit are combined.

【図3】 図2に示す構成における、各部の信号波形の
変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change in signal waveform of each unit in the configuration shown in FIG. 2;

【図4】 電源端子V1と出力端子OUTとの間に設け
られる、MOSトランジスタのオン抵抗の特性を同じト
ランジスタ面積で比較した図、また同じトランジスタ面
積とした場合の出力端子OUTの電圧波形及び電流波形
を比較した図である。
FIG. 4 is a diagram comparing the on-resistance characteristics of MOS transistors provided between a power supply terminal V1 and an output terminal OUT with the same transistor area, and the voltage waveform and current of the output terminal OUT when the transistor area is the same; It is the figure which compared the waveform.

【図5】 従来からPDPやEL等の駆動回路に用いら
れてきた出力回路の電気的構成を示す接続図である。
FIG. 5 is a connection diagram showing an electrical configuration of an output circuit conventionally used for a drive circuit such as a PDP or an EL.

【図6】 図5に示す従来の出力回路を用いた電力回収
駆動装置の構成例を示すブロック図である。
6 is a block diagram showing a configuration example of a power recovery driving device using the conventional output circuit shown in FIG.

【図7】 図6に示す構成における、各部の信号波形の
変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in signal waveform of each unit in the configuration shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電力回収回路 6 高圧出力部 7 レベル変換部 8 出力制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power recovery circuit 6 High voltage output part 7 Level conversion part 8 Output control part

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高電圧パルスを供給する第1の高圧電源1. A first high-voltage power supply for supplying a high-voltage pulse
と出力に接続された負荷容量との間の電荷の充放電を制Charge and discharge between the load capacitance connected to the
御する第1のスイッチと前記負荷容量の電位を接地電位Controlling the potential of the first switch and the load capacitance to the ground potential
に固定する第2のスイッチとを有する高圧出力部と、A high-voltage output having a second switch fixed to 低電圧の信号を前記第1のスイッチを制御する高電圧のA low-voltage signal is applied to the high-voltage signal controlling the first switch.
信号に変換して前記高圧出力部に出力するレベル変換部A level converter for converting the signal into a signal and outputting the signal to the high-voltage output unit
と、When, 入力された低電圧の入力信号の論理に応じて、According to the logic of the input low-voltage input signal, 前記第1、第2のスイッチの一方をオン状態とするようOne of the first and second switches is turned on.
な低電圧の制御信号を生成し、Generates a low-voltage control signal, 前記第1のスイッチのオン/オフ状態を制御する信号をA signal for controlling the on / off state of the first switch;
前記レベル変換部に出力し、Output to the level converter, 前記第2のスイッチのオン/オフ状態を制御する信号をA signal for controlling the on / off state of the second switch;
前記高圧出力部に出力する出力制御部とを具備し、An output control unit that outputs to the high-voltage output unit, 高電圧信号により制御される前記第1のスイッチは、The first switch controlled by the high voltage signal, 前記負荷容量と前記第1の高圧電源との間に互いに並列Parallel to each other between the load capacity and the first high-voltage power supply
に接続された第1のPチャネルMOSトランジスタと第A first P-channel MOS transistor connected to
1のNチャネルMOSトランジスタとからなり、1 N-channel MOS transistor, 低電圧信号により制御される前記第2のスイッチは、The second switch controlled by the low voltage signal, 第2のNチャネルMOSトランジスタからなり、A second N-channel MOS transistor, 前記レベル変換部は、The level conversion unit includes: 第2の高圧電源に直列に接続された第2のPチャネルMA second P-channel M connected in series to a second high-voltage power supply
OSトランジスタと第3のNチャネルMOSトランジスOS transistor and third N-channel MOS transistor
タと、And 前記第2の高圧電源に直列に接続された第3のPチャネA third P-channel connected in series to the second high-voltage power supply;
ルMOSトランジスタと第4のNチャネルMOSトランMOS transistor and a fourth N-channel MOS transistor.
ジスタとWith the Vista からなり、Consisting of 前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン電The drain voltage of the second P-channel MOS transistor
極と前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイA pole and a drain of the third N-channel MOS transistor
ン電極との接続点は、The connection point with the 前記第3のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極A gate electrode of the third P-channel MOS transistor
と前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電And the gate voltage of the first N-channel MOS transistor.
極とに共通に接続され、Connected in common with the poles, 前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン電The drain voltage of the third P-channel MOS transistor
極と前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイA pole and a drain of the fourth N-channel MOS transistor
ン電極との接続点は、The connection point with the 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極A gate electrode of the first P-channel MOS transistor
と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電And the gate voltage of the second P-channel MOS transistor.
極とに共通に接続され、Connected in common with the poles, 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース電極Source electrode of the first P-channel MOS transistor
と当該第1のPチャネルMOSトランジスタのバックゲAnd the back gate of the first P-channel MOS transistor.
ート電極と前記第1のNチャネルMOSトランジスタのGate electrode and the first N-channel MOS transistor.
ドレイン電極とは、The drain electrode is 前記第1の高圧電源に共通に接続され、Commonly connected to the first high-voltage power supply, 前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース電極Source electrode of the second P-channel MOS transistor
と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース電And the source voltage of the third P-channel MOS transistor.
極とは、What is a pole? 前記第2の高圧電源に共通に接続され、Commonly connected to the second high-voltage power supply, 前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース電極Source electrode of the second N-channel MOS transistor
と前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース電And the source voltage of the third N-channel MOS transistor.
極と前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソースA pole and a source of the fourth N-channel MOS transistor
電極とは、An electrode is 接地電位に接続され、Connected to ground potential, 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン電Drain voltage of the first P-channel MOS transistor
極と前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソースA pole and a source of the first N-channel MOS transistor
電極と当該第1のNチャネルMOSトランジスタのバッElectrodes and the first N-channel MOS transistor.
クゲート電極と前記第2のNチャネルMOSトランジスGate electrode and the second N-channel MOS transistor
タのドレイン電極とは、The drain electrode of the 出力の前記負荷容量に共通に接続されることを特徴とすCharacterized by being commonly connected to the load capacity of the output.
る低消費電力出力回路。Low power consumption output circuit.
【請求項2】 前記出力制御部は、 前記入力信号が供給されて互いに位相の異なる第1、第
2ならびに第3の制御信号を出力する各々第1、第2な
らびに第3の移相回路からなり、 前記第1の制御信号は前記第3のNチャネルMOSトラ
ンジスタのゲート電極に供給され、 前記第2の制御信号は前記第4のNチャネルMOSトラ
ンジスタのゲート電極に供給され、 前記第3の制御信号は前記第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタのゲート電極に供給されることを特徴とする請
求項1に記載の低消費電力出力回路。
2. An output control unit, comprising: a first, a second, and a third phase shifter that receives the input signal and outputs first, second, and third control signals having different phases from each other. Wherein the first control signal is supplied to a gate electrode of the third N-channel MOS transistor, and the second control signal is supplied to a gate electrode of the fourth N-channel MOS transistor. The low power consumption output circuit according to claim 1, wherein the control signal is supplied to a gate electrode of the second N-channel MOS transistor.
【請求項3】 前記出力制御部、前記レベル変換部なら3. The output control unit and the level conversion unit
びに前記高圧出力部に供給される電源には、And the power supplied to the high-voltage output unit, 前記出力制御部に低電圧を供給する低電圧電源と、A low-voltage power supply that supplies a low voltage to the output control unit; 前記レベル変換部に最高電圧を供給する前記第2の高圧The second high voltage for supplying the highest voltage to the level converter;
電源と、Power and 前記高圧出力部に最高電位から接地電位までの高電圧パA high-voltage output from the highest potential to the ground potential is applied to the high-voltage output section.
ルスを供給する前記第1の高圧電源とを有することを特And the first high-voltage power supply for supplying
徴とする請求項1あるいは請求項2の何れかに記載の低3. The low-voltage sensor according to claim 1 or claim 2,
消費電力出力回路。Power consumption output circuit.
【請求項4】 最高電位から接地電位までの高電圧パル4. A high voltage pulse from a maximum potential to a ground potential.
スを発生する電力回収回路を具備し、A power recovery circuit that generates 前記電力回収回路の出力を前記第1の高圧電源に供給Supplying the output of the power recovery circuit to the first high-voltage power supply
し、And 前記電力回収回路の最高電位電源を前記第2の高圧電源The highest potential power supply of the power recovery circuit is the second high voltage power supply
に供給することを特徴とする請求項3に記載の低消費電4. The low power consumption according to claim 3, wherein
力出力回路。Power output circuit.
【請求項5】 前記電力回収回路は、5. The power recovery circuit, 前記第1の高圧電源から電荷が充放電される前記負荷容The load container in which charge is charged and discharged from the first high-voltage power supply
量に比べて充分大きい静電容量を有するキャパシタと、A capacitor having a capacitance that is sufficiently large compared to the amount; 前記キャパシタへの充放電を切り替えるスイッチと、A switch for switching between charging and discharging the capacitor, 前記キャパシタの保持する電位を基準として前記負荷容The load capacitance based on the potential held by the capacitor;
量と共振回路を形成するインダクタとからなることを特And an inductor forming a resonance circuit.
徴とする請求項4に記載の低消費電力出力回路。The low power consumption output circuit according to claim 4.
【請求項6】 個々のMOSトランジスタは、6. An individual MOS transistor comprises: 接地電位に接続された半導体基板上に形成され、Formed on a semiconductor substrate connected to ground potential, 前記第1のNチャネルMOSトランジスタのバックゲーBack gate of the first N-channel MOS transistor
ト電極を取り出すPウェル領域の電位と前記半導体基板Potential of the P-well region from which the contact electrode is taken out and the semiconductor substrate
の電位とを電気的に分離した構造とすることを特徴とすAnd a structure electrically separated from the potential of the
る請求項1ないし請求項5の何れかに記載の低消費電力The low power consumption according to any one of claims 1 to 5,
出力回路。Output circuit.
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