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公開番号2025122305
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-21
出願番号2024017663
出願日2024-02-08
発明の名称集積回路装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H03K 17/06 20060101AFI20250814BHJP(基本電子回路)
要約【課題】レベルシフト回路が有する回路素子の耐圧を低減できる集積回路装置を提供すること。
【解決手段】基駆動信号の電圧値をレベルシフトし第1電圧値と基準電位との間で変化するスイッチング信号を出力するスイッチング回路を駆動する駆動信号を出力するレベルシフト回路が、基駆動信号の立ち上がりで、第1ノードの電圧値をスイッチング信号の電圧値に基づき制限する第1制限回路と、基駆動信号の立ち下がりで、第2ノードの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値に基づき制限する第2制限回路と、基駆動信号の立ち上がりで、スイッチング信号を第1ノードに保持し、ブート電圧信号を第2ノードに保持し、基駆動信号の立ち下がりで、ブート電圧信号を第1ノードに保持し、スイッチング信号を第2ノードに保持するラッチ回路と、基駆動信号の電圧値をレベルシフトした駆動信号を出力する出力回路と、を有する集積回路装置。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１電圧値の第１電圧信号を第２電圧値の第２電圧信号に変換し出力する電源回路に用いられる集積回路装置であって、
前記第１電圧信号が供給される第１端子と、
基準電位の基準電位信号が供給される第２端子と、
電圧値が前記第１電圧値と前記基準電位との間で変化するスイッチング信号が出力される第３端子と、
一端が前記第３端子と電気的に接続するコンデンサーの他端が接続され、前記スイッチング信号に応じたブート電圧信号が供給される第４端子と、
一端が前記第１端子と電気的に接続し、他端が前記第４端子と電気的に接続し、前記第４端子への前記第１電圧信号の供給を制御する供給制御回路と、
前記スイッチング信号を出力するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を駆動する駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
を備え、
前記駆動信号出力回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を出力する駆動制御回路と、
前記基駆動信号の電圧値をレベルシフトした前記駆動信号を出力するレベルシフト回路と、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記基駆動信号の立ち上がりにおいて、第１ノードの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値に基づき制限する第１制限回路と、
前記基駆動信号の立ち下がりにおいて、第２ノードの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値に基づき制限する第２制限回路と、
前記基駆動信号の立ち上がりにおいて、前記スイッチング信号の電圧値を前記第１ノードに保持し、前記ブート電圧信号の電圧値を前記第２ノードに保持し、前記基駆動信号の立ち下がりにおいて、前記ブート電圧信号の電圧値を前記第１ノードに保持し、前記スイッチング信号の電圧値を前記第２ノードに保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路が保持する前記第１ノードの電圧値、及び前記第２ノードの電圧値に応じて、前記基駆動信号のハイレベルの電圧値を前記ブート電圧信号の電圧値にレベルシフトし、前記基駆動信号のローレベルの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値にレベルシフトした前記駆動信号を出力する出力回路と、
を有する、
ことを特徴とする集積回路装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第１制限回路は、第１トランジスター及び第２トランジスターを含み、
前記第１トランジスターのゲート端子には、前記スイッチング信号が供給され、
前記第１トランジスターのドレイン端子は、前記第２トランジスターのドレイン端子と電気的に接続し、
前記第１トランジスターのソース端子は、前記第１ノードと電気的に接続し、
前記基駆動信号の立ち上がりにおいて、前記第２トランジスターのドレイン端子とソース端子との間が導通に制御され、
前記第２制限回路は、第３トランジスター及び第４トランジスターを含み、
前記第３トランジスターのゲート端子には、前記スイッチング信号が供給され、
前記第３トランジスターのドレイン端子は、前記第４トランジスターのドレイン端子と電気的に接続し、
前記第３トランジスターのソース端子は、前記第２ノードと電気的に接続し、
前記基駆動信号の立ち下がりにおいて、前記第４トランジスターのドレイン端子とソース端子との間が導通に制御される、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
【請求項３】
前記ラッチ回路は、第５トランジスター、第６トランジスター、第７トランジスター、及び第８トランジスターを含み、
前記第５トランジスターは、ゲート端子が前記第２ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が前記第１ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記ブート電圧信号が供給され、
前記第６トランジスターは、ゲート端子が前記第２ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が前記第１ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記スイッチング信号が供給され、
前記第７トランジスターは、ゲート端子が前記第１ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が前記第２ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記ブート電圧信号が供給され、
前記第８トランジスターは、ゲート端子が前記第１ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が前記第２ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記スイッチング信号が供給されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
【請求項４】
前記出力回路は、第９トランジスター、第１０トランジスター、第１１トランジスター、及び第１２トランジスターを含み、
前記第９トランジスターは、ゲート端子が前記第１ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が第３ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記スイッチング信号が供給され、
前記第１０トランジスターは、ゲート端子が前記第２ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が第４ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記スイッチング信号が供給され、
前記第１１トランジスターは、ゲート端子が前記第４ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が前記第３ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記ブート電圧信号が供給され、
前記第１２トランジスターは、ゲート端子が前記第３ノードと電気的に接続し、ドレイン端子が前記第４ノードと電気的に接続し、ソース端子に前記ブート電圧信号が供給され、
前記第９トランジスターのドレイン端子とソース端子との導通状態、前記第１０トランジスターのドレイン端子とソース端子との導通状態、前記第１１トランジスターのドレイン端子とソース端子との導通状態、及び前記第１２トランジスターのドレイン端子とソース端子との導通状態は、前記ラッチ回路が保持する前記第１ノードの電圧値、及び前記第２ノードの電圧値に応じて変化し、
前記出力回路は、前記第４ノードの電圧値に基づく前記駆動信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
【請求項５】
前記レベルシフト回路は、前記基駆動信号の立ち上がりにおいて、一定期間、論理レベルが反転する第１パルス信号と、前記基駆動信号の立ち下がりにおいて、一定期間、論理レベルが反転する第２パルス信号と、を出力するパルス信号出力回路を有し、
前記ラッチ回路は、前記第１パルス信号の論理レベルが反転する期間において、前記スイッチング信号の電圧値を前記第１ノードに保持し、前記ブート電圧信号の電圧値を前記第２ノードに保持し、前記第２パルス信号の論理レベルが反転する期間において、前記ブート電圧信号の電圧値を前記第１ノードに保持し、前記スイッチング信号の電圧値を前記第２ノードに保持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
【請求項６】
前記ラッチ回路及び前記出力回路は、前記スイッチング信号と前記ブート電圧信号との電位差に応じて動作し、
前記第１制限回路及び前記第２制限回路は、前記基準電位信号と前記スイッチング信号との電位差に応じて動作する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の集積回路装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
入力される信号の電圧値を変換し、所望の電圧値の信号を出力するスイッチングレギュレーター等の電源回路には、スイッチング素子を安定して動作させるとの観点において、入力される入力信号の振幅を拡大し、スイッチング素子の動作に適合する電圧値の信号を出力するレベルシフト回路が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、低い電源電圧で動作する回路から入力される信号の振幅を拡大し、高い電源電圧で動作する回路に適合させるレベルシフト回路を内蔵した半導体集積回路（集積回路装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－０９７５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の集積回路装置では、レベルシフト回路が入力される信号の振幅を拡大するが故に、耐圧の大きな回路素子が必要となり、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る集積回路装置の一態様は、
第１電圧値の第１電圧信号を第２電圧値の第２電圧信号に変換し出力する電源回路に用いられる集積回路装置であって、
前記第１電圧信号が供給される第１端子と、
基準電位の基準電位信号が供給される第２端子と、
電圧値が前記第１電圧値と前記基準電位との間で変化するスイッチング信号が出力される第３端子と、
一端が前記第３端子と電気的に接続するコンデンサーの他端が接続され、前記スイッチング信号に応じたブート電圧信号が供給される第４端子と、
一端が前記第１端子と電気的に接続し、他端が前記第４端子と電気的に接続し、前記第４端子への前記第１電圧信号の供給を制御する供給制御回路と、
前記スイッチング信号を出力するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を駆動する駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
を備え、
前記駆動信号出力回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を出力する駆動制御回路と、
前記基駆動信号の電圧値をレベルシフトした前記駆動信号を出力するレベルシフト回路と、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記基駆動信号の立ち上がりにおいて、第１ノードの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値に基づき制限する第１制限回路と、
前記基駆動信号の立ち下がりにおいて、第２ノードの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値に基づき制限する第２制限回路と、
前記基駆動信号の立ち上がりにおいて、前記スイッチング信号の電圧値を前記第１ノードに保持し、前記ブート電圧信号の電圧値を前記第２ノードに保持し、前記基駆動信号の立ち下がりにおいて、前記ブート電圧信号の電圧値を前記第１ノードに保持し、前記スイッチング信号の電圧値を前記第２ノードに保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路が保持する前記第１ノードの電圧値、及び前記第２ノードの電圧値に応じて、前記基駆動信号のハイレベルの電圧値を前記ブート電圧信号の電圧値にレベルシフトし、前記基駆動信号のローレベルの電圧値を前記スイッチング信号の電圧値にレベルシフトした前記駆動信号を出力する出力回路と、
を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
電源回路の構成の一例を示す図である。
電源回路の動作を説明するための図である。
レベルシフト回路の構成の一例を示す図である。
レベルシフト回路の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【０００９】
１．電源回路の構成及び動作
１．１電源回路の構成
図１は、電源回路１の構成の一例を示す図である。本実施形態の電源回路１は、電圧値が電圧ｖｄの電圧信号ＶＤＤを電圧値が電圧ｖｏの電圧信号ＶＯＵＴに変換し出力する回路であって、本実施形態では、入力される電圧信号ＶＤＤの電圧値である電圧ｖｄを所望の電圧値の電圧ｖｏに降圧し、電圧信号ＶＯＵＴとして出力する所謂降圧型のスイッチングレギュレーターを例示して説明を行う。図１に示すように、電源回路１は、集積回路装置１０、インダクター素子２、コンデンサー素子３，６、及び抵抗素子４，５を有する。
【００１０】
集積回路装置１０は、電源回路１が有する各種回路と電気的に接続する端子ｔｖｄｄ，ｔｖｂｔ，ｔｖｓｗ，ｔｖｆｂ，ｔｖｓｓ，ｔｇｎｄ，ｔｅｎを有する。集積回路装置１０は、端子ｔｖｄｄを介して入力される電圧信号ＶＤＤの電圧値である電圧ｖｄと、端子ｔｇｎｄを介して入力される電圧信号ＧＮＤの電圧値である電圧ｖｇとの電位差を駆動電力として動作する。そして、集積回路装置１０に動作を有効とするイネーブル信号ＥＮが端子ｔｅｎを介して入力されることで、集積回路装置１０は、電圧値が電圧ｖｄと電圧ｖｇとで変化するスイッチング信号ＶＳＷを生成し、端子ｔｖｓｗから出力する。ここで、電圧信号ＧＮＤは、電圧値が一定の信号であって、例えば、電源回路１の基準電位を示すグラウンド信号であってもよい。すなわち、電圧信号ＧＮＤの電圧値である電圧ｖｇは、所定の電圧値で一定の信号であればよく、例えば、電源回路１の基準電位であるグラウンド電位であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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