半導体装置及び電子機器
【課題】トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路において、電源電圧、入力信号の振幅、トランジスタのしきい値電圧の関係に応じて適切に入力信号を補正し、好適な回路動作を可能とする。
【解決手段】電源電位（ＶＤＤ、ＶＳＳ）が供給される第１のトランジスタ（３２、３３）を有するスイッチ回路（３１）と、入力信号が印加される入力端（ＩＮ）と第１のトランジスタの制御端子（ゲート）との間に接続された補正回路（３４、３６）とを有し、前記制御端子と入力端との間に接続された容量（Ｃ２、Ｃ３）と、該容量と前記制御端子との間のノード（Ｎ５、Ｎ６）と電源電位との間に設けられた、第１のトランジスタと概ね同じしきい値を有するダイオード接続された第２のトランジスタ（３５、３７）と、第２のトランジスタに直列に接続されたスイッチ（ＳＷ２、ＳＷ３）とを有するデジタル回路（３０）を提供する。
【解決手段】電源電位（ＶＤＤ、ＶＳＳ）が供給される第１のトランジスタ（３２、３３）を有するスイッチ回路（３１）と、入力信号が印加される入力端（ＩＮ）と第１のトランジスタの制御端子（ゲート）との間に接続された補正回路（３４、３６）とを有し、前記制御端子と入力端との間に接続された容量（Ｃ２、Ｃ３）と、該容量と前記制御端子との間のノード（Ｎ５、Ｎ６）と電源電位との間に設けられた、第１のトランジスタと概ね同じしきい値を有するダイオード接続された第２のトランジスタ（３５、３７）と、第２のトランジスタに直列に接続されたスイッチ（ＳＷ２、ＳＷ３）とを有するデジタル回路（３０）を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタを用いたデジタル回路に関する。特に、入力信号の振幅が電
源電圧より小さい場合や、使用されているトランジスタのしきい値電圧に対して電源電圧
が十分大きくない場合に、入力信号のＤＣレベルを補正して好適な回路動作を実現するた
めの補正回路を備えたデジタル回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などのトランジスタ
を用いたインバータ回路が広く用いられている。図３６ａに、トランジスタとしてＭＯＳ
ＦＥＴを用いた従来のＣＭＯＳインバータ回路の典型的な例を示す。このＣＭＯＳインバ
ータ回路２００は、ハイレベル電源電位ＶＤＤとローレベル電源電位ＶＳＳとの間に直列
に接続された、しきい値電圧ＶＴＨＰを有するＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１としきい値電圧Ｖ
ＴＨＮを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２とを有する（通常ＶＴＨＰは負、ＶＴＨＮは正）
。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１のソースはハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳ
ＦＥＴ２０２のソースはローレベル電源電位ＶＳＳに接続されている。両ＭＯＳＦＥＴ２
０１、２０２のドレインは互いに接続され、その接続点Ｎ（ノード）は出力端ＯＵＴに接
続されている。また、これらＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２のゲートは共に、ハイレベル入
力電位ＶＩＮＨとローレベル入力電位ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号が印加される入力
端ＩＮに接続されている。尚、本明細書において、特に断らない限り、回路素子の”接続
”は”電気的接続”を意味する。
【０００３】
このような構成を有するＣＭＯＳインバータ回路２００の通常の動作を図３６ｂ及び図
３６ｃに示す。尚、図３６ｂ及び図３６ｃでは、ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２のオン／オ
フ状態を示すためこれらＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２をスイッチの記号で示した。図３６
ｂに示すように、入力端ＩＮにハイレベル電源電位ＶＤＤからＰ型ＭＯＳＦＥＴのしきい
値電圧の絶対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値に等しいか或いはより高いハイレベル入力電位Ｖ
ＩＮＨが入力されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオフし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオン
して出力端ＯＵＴにはローレベル電源電位ＶＳＳに概ね等しい電位が出力信号として供給
される。また、図３６ｃに示すように、ローレベル電源電位ＶＳＳにＮ型ＭＯＳＦＥＴの
しきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＮ｜を加えた値と等しいか或いはより低いローレベル入力
電位ＶＩＮＬが入力端ＩＮに入力されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオンし、Ｎ型ＭＯＳ
ＦＥＴ２０２はオフして出力端ＯＵＴにはハイレベル電源電位ＶＤＤに概ね等しい電位が
出力信号として供給される。
【０００４】
しかしながら、例えば動作電圧の低いＩＣ等から入力信号が供給されるような場合、以
下の問題が生じ得る。図３７ａに示すように、入力端ＩＮに加えられるハイレベル入力電
位ＶＩＮＨがハイレベル電源電位ＶＤＤからＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１のしきい値電圧の絶
対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値より低い場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１においてゲート・ソ
ース間電圧ＶＧＳ（＝ゲート電位ＶＧ−ソース電位ＶＳ）＜−｜ＶＴＨＰ｜となり、Ｐ型
ＭＯＳＦＥＴ２０１はオフせず、その結果、両ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２がオン状態と
なり、出力端ＯＵＴにはＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２のオン状態抵
抗により分圧された電位が出力され、ローレベル電源電位ＶＳＳが出力されない。同様に
、入力端ＩＮに加えられるローレベル入力電位ＶＩＮＬがローレベル電源電位ＶＳＳにＮ
型ＭＯＳＦＥＴ２０２のしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＮ｜を加えた値より高い場合、Ｎ
型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオフせず、両ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２がオン状態となり、出
力端ＯＵＴにハイレベル電源電位ＶＤＤが出力されない。このように入力電位ＶＩＮＨ、
ＶＩＮＬと電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳとの間のレベルが異なることによりインバータ回路２
００のＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２が確実にオン・オフせず、出力が所望の値とならない
場合、インバータ回路２００の後段の回路を駆動することができない、または、そのよう
な回路の動作が不確実になるといった問題が生じる。また、両ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０
２が同時にオンしショート電流が流れることから、消費電力が増大するという問題も生じ
る。
【０００５】
上記したような問題を解決するため、第１の入力用インバータと第２の出力用インバー
タとを有するレベルシフタ回路において、容量（コンデンサ）とバイアス手段とによって
第１のインバータから第２のインバータへ入力される信号のＤＣレベルを変換することが
提案されている（特開平９−１７２３６７号公報参照）。しかしながらこの回路では、第
２のインバータを構成する各トランジスタのゲートと第１のインバータの出力との間に接
続されているＤＣレベル変換用容量はバイアス手段によって常にハイレベル電源電位また
はローレベル電源電位に接続されていることから、これら容量の充放電が回路の動特性に
悪影響を与えたり（即ち回路動作速度の低下を招いたり）、或いは、これら容量の充放電
に伴う電力消費が無視できない程度に大きくなったりするという問題が生じ得る。また、
トランジスタのしきい値電圧にばらつきがあるような場合、各容量の静電容量を対応する
トランジスタに合わせることは困難であり、そのためＤＣレベル変換用容量の両端の電圧
が対応するトランジスタのしきい値電圧に整合せず、トランジスタのオン・オフを正確に
行うことができないという問題も発生し得る。
【０００６】
また、図３６ａに示したインバータ回路２００では、例えば消費電力を抑制するため電
源電圧（ＶＤＤ−ＶＳＳ）が小さく、電源電圧がＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２のしきい値
電圧の絶対値に対して十分大きくない場合、入力端ＩＮに印加される入力信号の振幅が電
源電圧と同じでも、ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２に十分な電流を流して高速に駆動するこ
とができないという問題が生じることがある。これは、ＭＯＳＦＥＴを流れる電流に寄与
するのはゲート・ソース間電圧ＶＧＳではなく、ＶＧＳ−ＶＴＨであることによる。例え
ば、図３６ａのインバータ回路２００において、ＶＤＤ＝３．３Ｖ、ＶＳＳ＝０Ｖ（グラ
ンド）、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１のしきい値電圧ＶＴＨＰ＝−２Ｖ、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２
０２のしきい値電圧ＶＴＨＮ＝３Ｖ、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨ＝ＶＤＤ＝３．３Ｖ、
ローレベル入力電位ＶＩＮＬ＝ＶＳＳ＝０Ｖとする。入力端ＩＮにローレベル入力電位Ｖ
ＩＮＬが加えられる場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１ではＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝−３．３−（
−２）＝−１．３ＶとなりＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオンし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２で
はＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝０−３＝−３ＶとなりＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオフする。この場
合は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧（−２Ｖ）の絶対値が電源電圧（即ち入力信号の
振幅）に対して十分に小さいため、ＶＧＳ−ＶＴＨＰの絶対値を大きく（１．３Ｖ）とる
ことができ、問題は生じない。一方、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが加えら
れる場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１ではＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝０−（−２）＝２ＶとなりＰ
型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオフし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２ではＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝３．３
−３＝０．３ＶとなりＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオンするが、ＶＧＳ−ＶＴＨＰが０．３
Ｖと非常に小さいことから、流れる電流が小さくなり、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２を高速に
動作（オン）させることができない。勿論、電源電圧及び入力信号の振幅を大きくすれば
高速動作させることが可能となるが、消費電力が増大してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記したような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の主な
目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であって、電源電圧、
入力信号の振幅、トランジスタのしきい値電圧の関係に応じて適切に入力信号を補正し、
好適な回路動作が可能なデジタル回路を提供することである。
【０００８】
本発明の第２の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、入力信号の振幅が電源電圧（ハイレベル電源電位とローレベル電源電位の差）より
小さい場合でも、確実にトランジスタをオンオフさせることが可能なデジタル回路を提供
することである。
【０００９】
本発明の第３の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、入力信号の振幅が電源電圧より小さい場合でも、動特性を悪化させることなく、確
実にトランジスタをオンオフさせることが可能なデジタル回路を提供することである。
【００１０】
本発明の第４の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、入力信号の振幅が電源電圧より小さい場合でも、スイッチ回路に含まれるトランジ
スタの制御端子に接続されたＤＣレベル変換用容量を対応するトランジスタのしきい値電
圧に応じた適切な値に充電してトランジスタを確実に動作させることが可能なデジタル回
路を提供することである。
【００１１】
本発明の第５の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、電源電圧がトランジスタのしきい値電圧の絶対値に対して十分大きくない場合でも
、トランジスタに十分な電流を流して高速動作をさせることが可能なデジタル回路を提供
することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に基づくと、入力端と出力端の間に接続されたスイッ
チ回路を有し、該スイッチ回路は、第１の端子と、第２の端子と、制御端子とを備え、第
１の端子に対する制御端子の電位を変えることでオン／オフ制御することが可能な第１の
トランジスタを含み、第１のトランジスタの第１の端子には、少なくとも通常動作におい
て第１の電源電位が印加され、第１のトランジスタのオン／オフ状態が前記出力端におけ
る信号に影響を与え得るデジタル回路であって、通常動作においては、第１のトランジス
タをオフするための第１の入力電位と第１のトランジスタをオンするための第２の入力電
位との間で振幅する入力信号が入力端に印加され、該デジタル回路は入力端と第１のトラ
ンジスタの制御端子との間に接続された補正回路を有し、この補正回路は、ａ）一方の端
子が入力端に接続され、他方の端子が第１のトランジスタの制御端子に接続された容量と
、ｂ）通常動作に先立つ設定動作において、容量に蓄積される電荷をその両端の電圧が所
定の値となるように設定するための導電経路を定めるための少なくとも１つのスイッチと
を有し、通常動作において、少なくとも１つのスイッチの状態は容量の両端の電圧を保存
するよう設定されることを特徴とするデジタル回路が提供される。
【００１３】
このような構成により、通常動作に先立つ設定動作において、電源電圧、入力信号の振
幅、第１のトランジスタのしきい値電圧等に応じて容量の両端の電圧を適切に設定するこ
とで、通常動作において入力信号のＤＣレベルを補正し、好適な回路動作を実現すること
ができる。通常動作においては、設定された容量の両端の電圧（または電荷）を保持する
ようにスイッチの設定がなされるため、容量がデジタル回路の動特性に悪影響を及ぼす（
即ち、動作速度を低下させる）心配がない。むしろ、容量はトランジスタの寄生容量に対
して直列に接続されトータルの容量を低下させることから、動特性の向上に寄与し得る。
さらに、設定動作を頻繁に行う必要もないため設定動作に伴う電力消費も僅かですむ。
【００１４】
好ましくは、補正回路は、第１の端子と、第２の端子と、制御端子とを備え、第１の端
子に対する制御端子の電位を変えることでオン／オフ制御することが可能な、第１のトラ
ンジスタと同じ導電型で且つ概ね同じしきい値電圧を有する第２のトランジスタであって
、該第２のトランジスタの第１の端子は第１の電源電位に接続され、該第２のトランジス
タの第２の端子と制御端子は互いに接続され且つ前記した容量と第１のトランジスタの制
御端子との間のノードに接続された第２のトランジスタを更に有し、少なくとも１つのス
イッチは、第２のトランジスタに直列に接続された第１のスイッチを含み、通常動作では
、第１のスイッチはオフである。
【００１５】
典型的には、第１及び第２のトランジスタはＦＥＴからなり、第１及び第２のトランジ
スタの第１の端子、第２の端子及び制御端子は、それぞれ、ソース、ドレイン及びゲート
からなる。電源電位としてハイレベル電源電位とローレベル電源電位が供給され、入力信
号がハイレベル入力電位とローレベル入力電位の間で振幅するとき、例えば第１のトラン
ジスタがＰ型ＭＯＳＦＥＴの場合、第１の電源電位はハイレベル電源電位、第１の入力電
位はハイレベル入力電位とすることができる。また、第１のトランジスタが例えばＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴの場合、第１の電源電位はローレベル電源電位、第１の入力電位はローレベル
入力電位とすることができる。
【００１６】
本発明の一好適実施例によれば、入力信号の振幅が電源電圧より小さい場合でも、確実
に第１のトランジスタをオンオフさせるべく設定動作がなされる。即ち、設定動作におい
て、第１のスイッチがオンした状態で、第２のトランジスタがオフするまで容量の一方の
端子に第１の入力電位に概ね等しい電位が印加される。ここで、第２のトランジスタがオ
フするとは実質的にオフすることを意味し、必ずしも完全にオフする（即ち第２のトラン
ジスタを流れる電流が完全にゼロになる）必要はなく、第２のトランジスタを流れる電流
が十分小さくなっていればよい。このように設定動作において、第２の端子と制御端子が
互いに接続された（即ちダイオード接続された）第２のトランジスタを通じて第１のトラ
ンジスタの制御端子と入力端との間に接続された容量へと第２のトランジスタがオフする
まで若しくは電流値が非常に小さくなるまで電流を流すことで、容量をその両端の電圧が
第１の電源電位と第１の入力電位の差及び第１のトランジスタのしきい値電圧を反映した
適切な電圧となるように充電することができる。これにより、通常動作では、充電された
容量の電圧を入力信号に加えて、第１のトランジスタの制御端子に印加することにより、
第１のトランジスタを確実にオンオフすることが可能となる。第１のトランジスタのしき
い値電圧を容量の電圧に反映することができるのは、第１のトランジスタのしきい値電圧
と、第２のトランジスタのしきい値電圧とが概ね等しいことによる。尚、第１のトランジ
スタと第２のトランジスタのしきい値電圧は等しいことが望ましいが、多少異なっていて
も、設定動作において入力信号補正用の容量を適切に充電してデジタル回路を正常に動作
させることができればよい。また、トランジスタとしてＦＥＴを用いる場合、しきい値電
圧はＮ型がプラス、Ｐ型がマイナスの場合が多いが、しきい値電圧がそれ以外の値であっ
ても本発明を適用することが可能である。
【００１７】
また、好適には、第２のトランジスタに並列に、且つ、その順方向が前記第２のトラン
ジスタの順方向と逆向きになるように整流素子が接続される。これにより、ダイオード接
続された第１のトランジスタを逆バイアスするような電荷が例えばノイズ等により容量に
蓄積されていた場合でも、設定動作において第１のスイッチをオンしたとき、整流素子を
通って電流が流れることを可能にして、容量の両端の電圧を適切な値に収束させることが
できる。整流素子は、例えば第２のトランジスタと同じ導電型のダイオード接続されたト
ランジスタからなるものとすることができる。
【００１８】
また、容量と第１のトランジスタの制御端子との間のノードが、第１の電源電位とは別
の電位に更なるスイッチを介して接続され、設定動作の前に更なるスイッチをオンするこ
とでノードの電位を所定の電位にすることが可能となっているとよい。ここで、所定の電
位は、ノードの電位を所定の電位にした後、更なるスイッチをオフにした状態でなされる
設定動作において第１のスイッチをオンしたとき第１の電源電位と所定の電位との電位差
により第２のトランジスタがオンするような電位である。このようにすることにより、例
えばノイズなどにより不所望に容量に電荷が溜まっている場合でも、設定動作に先立って
容量と第１のトランジスタの制御端子との間のノードの電位を適切な値とすることで、設
定動作を確実に行い、容量の両端の電圧を第１の電源電位と第１の入力電位との差及び第
１のトランジスタのしきい値電圧に対応した適切な値に収束させることができる。前記別
の電位を第１の電源電位とは異なる第２の電源電位とすると、別の電位を容易に提供する
ことができるため好適である。
【００１９】
更に、容量の一方の端子が、第２のスイッチを介して入力端に接続されるとともに、第
３のスイッチを介して第１の入力電位に概ね等しい電位に接続されており、通常動作にお
いては、第２のスイッチはオン、第１及び第３のスイッチはオフであり、設定動作におい
ては、第２のスイッチはオフ、第１及び第３のスイッチはオンであるようにすることがで
きる。このようにすることにより、入力電位を制御する必要なく、スイッチを切り替える
だけで、設定動作を容易に行うことができる。また、例えば第１のトランジスタとして極
性の異なる２つのトランジスタを有している場合でも、これらトランジスタの設定動作を
同時に行うことができる。
【００２０】
本発明の別の好適実施例によると、例えば電源電圧が低く、電源電圧がトランジスタの
しきい値電圧の絶対値に対して十分大きくない場合でも、トランジスタに十分な電流を流
して高速動作をさせるべく設定動作が可能なデジタル回路が提供される。そのようなデジ
タル回路では、容量と第１のトランジスタの制御端子との間のノードが第２のスイッチを
介して所定の電位に接続される。設定動作は第１の設定動作と第２の設定動作を含み、第
１の設定動作では、第２のスイッチをオンするとともに入力端に第１の入力電位を印加し
て容量を充電し、第２の設定動作では、入力端に第１の入力電位を印加しつつ第２のスイ
ッチをオフし且つ第１のスイッチをオンすることで第２のトランジスタを通じて容量を放
電する。第２のトランジスタを通じた容量の放電は、第２のトランジスタを流れる電流が
実質的にゼロになるまで、即ち、容量の両端の電圧が第２のトランジスタのしきい値電圧
に概ね等しくなるまでなされる。尚、前記した所定の電位は、第２の設定動作において第
１のスイッチをオンしたとき第２のトランジスタがオンするような電位であり、例えば第
１の電源電位とは異なる第２の電源電位とすることができる。また典型的には、第１の入
力電位は第１の電源電位に、第２の入力電位は第２の電源電位に等しい。
【００２１】
上記したように容量の両端の電圧を設定することにより、通常動作において、第１の入
力電位が入力端に印加されたときには第１のトランジスタの制御端子と第１の端子との電
位差が第１のトランジスタのしきい値電圧に等しくなって第１のトランジスタはオフし、
第２の入力電位が印加されたときには容量の両端の電圧が第１のトランジスタのオンを促
進するように第２の入力電位に重畳され、第１のトランジスタに十分な電流を流して高速
にオンさせることが可能となる。
【００２２】
また、容量の一方の端子が、第３のスイッチを介して入力端に接続されるとともに、第
４のスイッチを介して第１の入力電位に概ね等しい電位に接続されており、通常動作にお
いては、第３のスイッチはオン、第１、第２及び第４のスイッチはオフであり、第１の設
定動作においては、第２及び第４のスイッチはオン、第３のスイッチはオフであり、第２
の設定動作においては、第２及び第３のスイッチはオフ、第１及び第４のスイッチはオン
であるようにすることができる。このようにすることにより、入力電位を制御する必要な
く、スイッチを切り替えるだけで、設定動作を容易に行うことができる。また、例えば第
１のトランジスタとして極性の異なる２つのトランジスタを有している場合、これらトラ
ンジスタの設定動作を同時に行うことができる。
【００２３】
スイッチ回路は、インバータ回路、クロックトインバータ回路、ＮＡＮＤやＮＯＲのよ
うな論理回路、或いはレベルシフト回路やトランスファーゲートなど、様々な形態をとり
得る。インバータ回路の場合、トランジスタと抵抗を用いたものとすることも、同じ極性
のトランジスタを用い一方をダイオード接続して抵抗として動作させるようにすることも
、あるいは極性の異なる２つのＭＯＳＦＥＴを用いたＣＭＯＳインバータとすることもで
きる。クロックトインバータ回路の場合、補正回路が設けられるトランジスタは、インバ
ータ本体を構成するトランジスタであっても、クロック信号同期用のトランジスタであっ
ても、あるいはその両方のトランジスタであってもよい。
【００２４】
上記したスイッチ（ダイオード接続された第２のトランジスタに直列に接続される第１
のスイッチなど）は、電気的スイッチでも機械的なスイッチでも、電流の流れを制御でき
るものなら何でも良い。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み
合わせた論理回路でもよい。スイッチがＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子からなるものとす
ると、デジタル回路全体を半導体プロセスにより形成できるため好適である。尚、スイッ
チがトランジスタからなる場合、スイッチとして用いるだけなので、トランジスタの導電
型は特に限らない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の
極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、
ＬＤＤ領域を設けているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタの
ソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、ＯＶ等）に近い状態で動作する
場合はｎチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄ等）に近い
状態で動作する場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲート・ソース
間電圧の絶対値を大きくできるためスイッチとして、動作しやすいからである。なお、ｎ
チャネル型とｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。
【００２５】
また、ノイズなどにより不所望に容量に溜まった電荷が設定動作において悪影響を及ぼ
すのを防止するため、容量に並列に更なるスイッチを接続してもよい。このスイッチを設
定動作に先立ってオンすることで、容量に溜まった電荷を放電することができる。
【００２６】
上記したようなトランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路を用いて、集
積回路や半導体表示装置に代表される様々な半導体装置（または電子機器）を好適に実現
することができる。そのような半導体装置には、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬディス
プレイ発光素子を各画素に備えた自発光型表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒ
ｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ
）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等があり、本発明のデジ
タル回路はそれらの駆動回路などに用いることができる。ガラス基板を用いて形成された
半導体装置に本発明のデジタル回路を適用することで、ＩＣから入力される信号の振幅を
昇圧回路で制御しなくとも良いので、半導体装置を小型化し、装置自体のコストを抑える
ことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に基づくデジタル回路は、電源電位が供給されるＭＯＳＦＥＴなどの第１のトラ
ンジスタを有するスイッチ回路と、入力信号が印加される入力端と第１のトランジスタの
制御端子（ゲート）との間に接続された補正回路とを有し、この補正回路が、ａ）第１の
トランジスタの制御端子と入力端との間に接続された容量と、ｂ）通常動作に先立つ設定
動作において、容量に蓄積される電荷をその両端の電圧が所定の値となるように設定する
ための導電経路を定めるための少なくとも１つのスイッチとを有し、通常動作において、
少なくとも１つのスイッチの状態は容量の両端の電圧を保存するよう設定されるものとし
た。これにより、入力電位レベルと電源電位レベルに差があり（例えば、ハイレベル入力
電位がハイレベル電源電位より低い）、補正回路がないとスイッチ回路が正常に動作しな
い場合、或いは、電源電圧がトランジスタのしきい値電圧に対して十分大きくなく（例え
ば電源電圧が３．３Ｖでトランジスタのしきい値電圧が３Ｖ）トランジスタの高速動作が
困難な場合、設定動作において容量の両端の電圧を適切に設定し、通常動作においてその
設定した電圧（または電荷）が保持されるようにすることで、入力信号のＤＣレベルを適
切に補正して好適な回路動作を実現することができる。通常動作において容量の電荷が保
持されるため、容量がデジタル回路の動特性に悪影響を及ぼす（即ち、動作速度を低下さ
せる）心配がない。むしろ、容量はトランジスタの寄生容量に対して直列に接続されトー
タルの容量を低下させることから、動特性の向上に寄与し得る。さらに、設定動作を頻繁
に行う必要もないため設定動作に伴う電力消費も僅かですむ。好適には、容量の電圧が対
応するトランジスタのしきい値電圧を反映し得るように、補正回路は、容量と第１のトラ
ンジスタの制御端子との間のノードと電源電位との間に設けられた、第１のトランジスタ
と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続された第２のトランジスタと、ダイオー
ド接続された第２のトランジスタに直列に接続されたスイッチとを有する。
【００２８】
本発明の特徴、目的及び作用効果は、添付図面を参照しつつ好適実施例について説明す
ることにより一層明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１本発明の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明に基づくデジタル回路の一実施例を示す回路図である。
【図３】図３ａは図２に示したデジタル回路の設定動作を、図３ｂは通常動作を示している。
【図４】図４は、本発明に基づくデジタル回路の別の実施例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明をＣＭＯＳインバータ回路に適用して形成される、本発明に基づくデジタル回路の別の実施例を示す回路図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、図５に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図７】図７は、図５に示したスイッチＳＷ２、ＳＷ３をそれぞれＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３９で具現したデジタル回路の回路図である。
【図８】図８は、図５に示したデジタル回路の変形実施例を示す回路図である。
【図９】図９は、図５に示したデジタル回路の別の変形実施例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、図５に示したデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図１１】図１１ａ及び図１１ｂは、図１０に示したデジタル回路における初期化動作を示している。
【図１２】図１２は、図１０に示したスイッチをＭＯＳＦＥＴとして具現したデジタル回路を示す回路図である。
【図１３】図１３は、図５に示したデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図１４】図１４は、本発明を適用したクロックトインバータ回路の一実施例を示す回路図である。
【図１５】図１５は、図１４に示したクロックトインバータ回路の変形実施例を示す回路図である。
【図１６】図１６は、図１４に示した本発明に基づくクロックトインバータ回路の別の変形実施例を示す回路図である。
【図１７】図１７は、液晶ディスプレイなどで用いられるアクティブマトリックス装置のドライバ回路の要部を模式的に示すとともに、ドライバ回路のシフトレジスタにおける典型的な単位回路を示す図である。
【図１８】図１８は、図１７に示したシフトレジスタの単位回路における左側のクロックトインバータに本発明を適用した実施例を示す回路図である。
【図１９】図１９は、図１８に示したクロックトインバータ回路を含むシフトレジスタの初期化、設定動作及び通常動作における各部の信号（電位）を示すタイミングチャートである。
【図２０】図２０は、図１８に示した実施例の変形実施例を示す回路図である。
【図２１】図２１は、図２０に示したクロックトインバータ回路を含むシフトレジスタの初期化、設定動作及び通常動作における各部の信号（電位）を示すタイミングチャートである。
【図２２】図２２は、図１８に示したクロックトインバータの別の実施例を示す回路図である。
【図２３】図２３は、図１７に示した第１ラッチ回路における典型的な単位回路を示す回路図である。
【図２４】図２４は、図２３に示した第１ラッチ回路のクロックトインバータに本発明を適用した実施例を示す回路図である。
【図２５】図２５は、図２４に示したクロックトインバータの初期化動作、設定動作及び通常動作における各部の信号（電位）を示すタイミングチャートである。
【図２６】図２６ａは帰線期間を、図２６ｂはドライバ停止期間を模式的に示している。
【図２７】図２７は、本発明をＮＡＮＤ回路を構成するトランジスタに適用した実施例を示す回路図である。
【図２８】図２８は、本発明をＮＯＲ回路を構成するトランジスタに適用した実施例を示す回路図である。
【図２９】図２９は、本発明に基づくデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図３０】図３０ａ及び図３０ｂは、図２９に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図３１】図３１ａ及び図３１ｂは、図２９に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図３２】図３２ａ及び図３２ｂは、図２９に示したデジタル回路の通常動作を示している。
【図３３】図３３は、本発明に基づくデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図３４】図３４ａ及び図３４ｂは、図３３に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図３５】図３５は、図３３に示したデジタル回路の通常動作を示す回路図である。
【図３６】図３６ａは従来のＣＭＯＳインバータ回路の典型的な例を示す回路図であり、図３６ｂ及び図３６ｃは、図３６ａに示したＣＭＯＳインバータ回路の通常の動作を示している。
【図３７】図３７ａ及び図３７ｂは、図３６に示したＣＭＯＳインバータ回路の問題点を説明するための図である。
【図３８】図３８ａ〜図３８ｈは、本発明が適用される電子機器の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明に基づくデジタル回路の概略構成を示すブロック図である。図示されて
いるように、本発明に基づくデジタル回路１は、入力端ＩＮと出力端ＯＵＴの間に接続さ
れ入力端に印加される入力信号の値に応じて出力端に異なる信号（例えばハイレベル電源
電位ＶＤＤまたはローレベル電源電位ＶＳＳ）を出力する、ＭＯＳＦＥＴなどのトランジ
スタを有するスイッチ回路２と、入力端ＩＮとスイッチ回路２との間に接続された補正回
路３とを有する。
【００３２】
図２は、本発明に基づくデジタル回路の一実施例を示す回路図である。このデジタル回
路１０は、スイッチ回路として、１つのＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１と抵抗Ｒ１とにより構成さ
れたインバータ回路１２を有する。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１はしきい値電圧ＶＴＨＰを有し
、そのソースはハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、ドレインは抵抗Ｒ１を介してロー
レベル電源電位ＶＳＳ（例えばグランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１１の制御端子として働くゲートはハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル入力電
位ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号が印加される入力端ＩＮに接続され、ドレインと抵抗
Ｒ１との間のノードＮ１が出力端ＯＵＴに接続されている。
【００３３】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートと入力端ＩＮとの間には補正回路１３が接続されている
。この補正回路１３は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された
容量Ｃ１と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１と同じくＰ型で且つ概ね同じしきい値電圧ＶＴＨＰを
有する設定動作用のＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４と、スイッチＳＷ１とを有している。Ｐ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１４のドレインは容量Ｃ１とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートとの間のノードＮ２
に接続され、ソースはハイレベル電源電位ＶＤＤにスイッチＳＷ１を介して接続されてい
る。スイッチＳＷ１はＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインとノードＮ２との間に設けてもよ
く、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４に直列に接続されていればよい。更に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４
はゲートとドレインが接続され、いわゆる”ダイオード接続”となっている。それにより
、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のゲート・ソース間電圧ＶＧＳはソース・ドレイン間電圧ＶＤＳ
と等しくなる。
【００３４】
このように構成されたデジタル回路１０の動作について以下に説明する。尚、説明のた
めこの実施例では、入力端ＩＮに印加される入力信号のハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハ
イレベル電源電位ＶＤＤからしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値より低く（即
ち、従来回路では入力信号がハイレベル入力電位ＶＩＮＨのときＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１が
オフしないような値）、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはグランド電位ＶＧＮＤに等しい（
即ち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１をオンするのに十分低い値）ものとする。
【００３５】
まず、設定動作において、図３ａに示すように、スイッチＳＷ１をオンし、その状態で
入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨを印加する。これにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１
４を通って図で矢印で示すように電流が流れ、容量Ｃ１が充電される。十分な時間がたつ
と容量Ｃ１の両端の電圧が上昇し、それによってＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４のゲート・ソース
間電圧ＶＧＳの絶対値が小さくなり、最終的にはＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフし、電流が
止まる。このとき容量Ｃ１の両端の電圧はＶＤＤ−ＶＩＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜となる。
【００３６】
こうして設定動作において適切に容量Ｃ１を充電した後、通常動作では、図３ｂに示す
ように、スイッチＳＷ１をオフし、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベ
ル入力電位ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号を印加する。このときスイッチＳＷ１がオフ
となっていることから、容量Ｃ１に蓄積された電荷は保存され、容量Ｃ１の両端の電圧は
一定に保たれる。従って、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが印加された場合、
それに容量Ｃ１の両端の電圧ＶＤＤ−ＶＩＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜が加わって、Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１１のゲートの電位はＶＤＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝
−｜ＶＴＨＰ｜となることから、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１を漏れ電流なく確実にオフさせる
ことができる。これにより、出力端ＯＵＴにはグランド電位ＶＧＮＤが出力される。尚、
設定動作は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４が完全にオフになるまで（即ち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１
４を流れる電流が完全にゼロになるまで）行なう必要はない。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４に電
流が僅かに流れていても、容量Ｃ１が通常動作において入力信号を適切に補正できる程度
に十分充電されれば（即ち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４が実質的にオフすれば）、その時点で
設定動作を終了しても実動作上は問題ない。
【００３７】
一方、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬが印加された場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
１１のゲートの電位は、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが印加されたときより
下がり、ＶＧＳ＝−｜ＶＴＨＰ｜−（ＶＩＮＨ−ＶＩＮＬ）となり、従って、ＶＧＳ＜−
｜ＶＴＨＰ｜となって、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１はオン状態となり、出力端ＯＵＴの電位は
概ねハイレベル電源電位ＶＤＤとなる。尚、容量Ｃ１がＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート容
量に対し十分大きくない場合、入力電圧（ＶＩＮＨ、ＶＩＮＬ）が容量Ｃ１とゲート容量
とによって分圧され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートに十分な電圧がかからなくなってし
まう。よって、容量Ｃ１の大きさは、容量Ｃ１が接続されるＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１等のト
ランジスタのゲート容量を考慮して定めることが望ましい。例えば、容量Ｃ１をＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１１のゲート容量の５倍以上の大きさとすることが望ましい。
【００３８】
このように、上記した実施例では、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨが第１の電源電位とし
てのハイレベル電源電位ＶＤＤより低い場合でも、インバータ回路１２を構成するＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１のゲートと入力端ＩＮとの間に接続した容量Ｃ１を、設定動作において、
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１と概ね同じしきい値電圧を有し且つダイオード接続された設定動作
用Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４を通じて適切な電圧に充電しておくことにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ１１を確実にオフさせることができる。本発明によれば別途昇圧装置を設ける必要がな
いため、コスト削減や装置の小型化に貢献する。また、ガラス基板上に形成したデジタル
回路にＩＣからの信号を入力する場合においても、昇圧回路を用いることがなく、直接デ
ジタル回路に信号を入力することができる。尚、上記実施例において、ハイレベル入力電
位ＶＩＮＨがハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいかそれより大きい場合は、設定動作にお
いて容量Ｃ１は充電されないだけで、通常動作は正常に可能である。
【００３９】
このようなデジタル回路１０を複数個、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレ
イの駆動装置に用いた場合、各インバータ回路１２を構成する複数のＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
１を含むこととなり、例えば不純物濃度やチャネル部分の結晶状態などが異なること等に
よりそれらのしきい値電圧にばらつきが生じる場合がある。しかしながら、本発明によれ
ば、各Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１に対応する補正回路１３に含まれるダイオード接続されたＰ
型ＭＯＳＦＥＴ１４のしきい値電圧をインバータ回路１２を構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
１と概ね同じとすることにより、補正回路１３に含まれるＤＣレベル変換用容量Ｃ１を対
応するＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のしきい値電圧に合った適切な電圧を供給するように充電す
ることができる。このようにインバータ回路１２を構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１と設定
動作用Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のしきい値電圧を概ね同じ値とすることは、実際の半導体回
路において、これらＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１４を互いに近接して設け、不純物濃度の差
等が生じないようにすることにより実現することができる。また、レーザ照射によりチャ
ネル部分を結晶化させる製造工程を含む場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１とＰ型ＭＯＳＦＥＴ
１４のチャネル部分が同じパルスのレーザビームスポットにより結晶化されると、しきい
値電圧をより近い値にすることが可能であるので望ましい。尚、概ね等しいしきい値電圧
を容易に実現するためには、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１４のチャネル長Ｌやチャネル幅Ｗ
等のサイズを概ね同じとすることが好ましいが、しきい値電圧が概ね同じであるならば、
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４のサイズを異なるものとしてもよい。例え
ばレイアウト面積を抑制するべく、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のチャネル長及び／またはチャ
ネル幅Ｗを小さくすることが可能である。或いは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のチャネル幅Ｗ
を大きくして、より短時間に設定動作ができるようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施例では通常動作においてダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４に
直列に接続されたスイッチＳＷ１がオフ状態となるため、設定動作において補正回路１３
の容量Ｃ１に蓄積された電荷は保存され、通常動作において容量Ｃ１がデジタル回路１０
の動特性に悪影響を及ぼす（即ち、動作速度を低下させる）心配がない。むしろ、容量Ｃ
１はＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートとドレインまたはソースとの間に形成される寄生容量
に対して直列に接続されトータルの容量を低下させることから、動特性の向上に寄与し得
る。設定動作は、容量Ｃ１に蓄積した電荷が漏れ、正常な動作が確保されなくなる前に行
えばよく、従って、設定動作を頻繁に行う必要もないため設定動作に伴う電力消費も僅か
ですむ。本デジタル回路１０の入力側に接続される回路では、動作電圧（電源電圧や信号
電圧）を低くできるため、その点からも電力消費抑制に寄与する。
【００４１】
図４は、スイッチ回路としてＰ型ＭＯＳＦＥＴを１つ使用したレベルシフト回路を含む
、本発明に基づくデジタル回路の別の実施例を示す回路図である。本図において、図２と
同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図３のデジタル回路２０は、図
２に示したデジタル回路１０と概ね同じ構成を有するが、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレイ
ンがローレベル電源電位ＶＳＳとしてのグランド電位ＶＧＮＤに接続され、ソースが抵抗
Ｒ１を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、出力端ＯＵＴがＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
１のソースと抵抗Ｒ１の間のノードＮ３に接続され、それによりスイッチ回路としてレベ
ルシフト回路２１を形成している点が異なる。説明は省略するが、この実施例でも、上記
実施例と同様の設定動作を行い容量Ｃ１を適切に充電しておくことで、通常動作において
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１を誤動作なく確実にオン／オフさせることが可能である。この例で
は、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが印加されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオ
フして出力端ＯＵＴにはハイレベル電源電位ＶＤＤが出力され、ローレベル入力電位ＶＩ
ＮＬが印加されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオンして出力端ＯＵＴにはローレベル電源電
位ＶＳＳが出力される。このようにトランジスタのオン／オフ状態に応じて出力端ＯＵＴ
に異なる信号が供給されるようにする様々な態様のスイッチ回路が考えられるが、スイッ
チ回路に含まれるトランジスタのオン／オフを確実に行うべくそれらに本発明を適用する
ことが可能であることを理解されたい。
【００４２】
図５は、本発明に基づくデジタル回路の更に別の実施例として、本発明をＣＭＯＳイン
バータ回路に適用した例を示す回路図である。このデジタル回路３０は、スイッチ回路と
してＣＭＯＳインバータ回路３１を有している。ＣＭＯＳインバータ回路３１は、従来と
同様に、電源電位としてのハイレベル電源電位ＶＤＤとローレベル電源電位ＶＳＳとの間
に直列に接続された、しきい値電圧ＶＴＨＰを有するＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２としきい値電
圧ＶＴＨＮを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３とを有する。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のソースは
ハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のソースはローレベル電源
電位ＶＳＳ（この例ではグランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。両ＭＯＳＦＥＴ３２
、３３のドレインは互いに接続され、その接続点（ノード）Ｎ４は出力端ＯＵＴに接続さ
れている。また、これらＭＯＳＦＥＴ３２、３３のゲートは共に、ハイレベル入力電位Ｖ
ＩＮＨとローレベル入力電位ＶＩＮＬとの間で振幅する入力信号が印加される入力端ＩＮ
に接続されている。
【００４３】
本発明に基づき、補正回路３４がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと入力端ＩＮとの間に
接続されている。この補正回路３４は、図２に示した実施例の補正回路１３と同様に、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された容量Ｃ２と、Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ３２と同じ導電型で且つ概ね同じしきい値電圧ＶＴＨＰを有する設定動作用のＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ３５と、スイッチＳＷ２とを有している。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５のドレインは
容量Ｃ２とＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートとの間のノードＮ５に接続され、ソースはハイ
レベル電源電位ＶＤＤにスイッチＳＷ２を介して接続されている。更に、Ｐ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ３５はゲートとドレインが接続され、ダイオード接続となっている。尚、スイッチＳＷ
２は図２の場合と同様にＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５と直列に接続されていれば良い。
【００４４】
また、補正回路３６がＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと入力端ＩＮとの間に接続されて
いる。補正回路３６は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された
容量Ｃ３と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３と同じ導電型で且つ概ね同じしきい値電圧ＶＴＨＮを
有する設定動作用のＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７と、スイッチＳＷ３とを有している。Ｎ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３７のドレインは容量Ｃ３とＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートとの間のノードＮ６
に接続され、ソースはローレベル電源電位ＶＳＳにスイッチＳＷ３を介して接続されてい
る。更に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７はゲートとドレインが接続され、ダイオード接続となっ
ている。尚、スイッチＳＷ３は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７とノードＮ６との間に設けられて
いても良い。
【００４５】
このように構成されたデジタル回路３０の動作について図６を参照しつつ以下に説明す
る。尚、説明のため、入力端ＩＮに印加される入力信号のハイレベル入力電位ＶＩＮＨは
ＶＤＤからＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値より低
く、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（ＶＧＮＤ）にＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴ３３のしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＬ｜を加えた値より高いものとする。
【００４６】
図６ａに示すように、スイッチＳＷ２をオンし、スイッチＳＷ３をオフとした状態で、
入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨを加えると、ダイオード接続されたＰ型ＭＯＳ
ＦＥＴ３５を通じて矢印で示す向きに電流が流れて、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接
続された容量Ｃ２が充電され、容量Ｃ２の両端の電圧がＶＤＤ−ＶＩＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜
となったところでＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５がオフし電流が止まる（Ｐチャネル設定動作）。
続いて、図６ｂに示すように、スイッチＳＷ２をオフし、スイッチＳＷ３をオンした状態
で、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬを加えると、ダイオード接続されたＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ３７を通じて矢印で示す向きに電流が流れてＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに
接続された容量Ｃ３が充電され、容量Ｃ３の両端の電圧がＶＳＳ−ＶＩＮＬ＋｜ＶＴＨＮ
｜となったところでＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７がオフし電流が止まる（Ｎチャネル設定動作）
。
【００４７】
こうして設定動作において適切に容量Ｃ２、Ｃ３を充電した後、通常動作では、スイッ
チＳＷ２、ＳＷ３を共にオフし、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル
入力電位ＶＩＮＬとの間で振幅するパルス入力信号を印加する。このときスイッチＳＷ２
、ＳＷ３がオフとなっていることから、容量Ｃ２、Ｃ３に蓄積された電荷は保存され、容
量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧は一定に保たれる。入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨ
が印加された場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート電位はＶＤＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、
ゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝−｜ＶＴＨＰ｜となって、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２をオフさ
せることができる。このときＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３はオン状態となるため、出力端ＯＵＴ
にはローレベル電源電位ＶＳＳ（グランド電位ＶＧＮＤ）が出力される。一方、入力端Ｉ
Ｎにローレベル入力電位ＶＩＮＬが印加された場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート電位
はＶＳＳ＋｜ＶＴＨＮ｜となり、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝｜ＶＴＨＮ｜となって、
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３をオフさせることができる。このときＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２はオン
状態となるため、出力端ＯＵＴにはハイレベル電源電位ＶＤＤが出力される。尚、設定動
作はＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７が完全にオフになるまで行わなくても
、これらＭＯＳＦＥＴ３５、３７を通じて流れる電流が十分小さくなった時点で（即ち、
ＭＯＳＦＥＴ３５、３７が実質的にオフした時点で）終了してもよい。また上記実施例で
は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５の設定動作の後にＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７の設定動作を行ったが
、この順序に限定されず、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７の設定動作を先に行ってもよいことは勿
論である。
【００４８】
このように、ＣＭＯＳインバータ回路３１を構成する一対のＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２とＮ
型ＭＯＳＦＥＴ３３に本発明を適用した場合、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨがハイレベル
電源電位ＶＤＤより低く、ローレベル入力電位ＶＩＮＬがローレベル電源電位ＶＳＳより
高い場合でも、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと入力端ＩＮと
の間に接続した容量Ｃ２、Ｃ３を設定動作においてＭＯＳＦＥＴ３２、３３のしきい値電
圧及び入力電位ＶＩＮＨ、ＶＩＮＬと電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳの差に合った適切な電圧に
充電して、Ｐ型及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２、３３を確実にオン／オフさせ、正確な回路動
作を実現することができる。
【００４９】
図７は、図５に示したスイッチＳＷ２、ＳＷ３をそれぞれＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８、Ｎ型
ＭＯＳＦＥＴ３９で具現したデジタル回路３０の回路図である。尚、本図において図５と
同様の部分には同じ符号を付した。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８のゲート及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ
３９のゲートはそれぞれＰチャネル制御信号ライン４０、Ｎチャネル制御信号ライン４１
に接続されている。Ｐチャネル設定動作では、これら制御信号ライン４０、４１の電位を
例えばローレベル電源電位ＶＳＳと等しくしてＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８及びＮ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ３９のゲートにローレベル電源電位ＶＳＳを加えることで、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８をオ
ン状態にするとともにＮ型ＭＯＳＦＥＴ３９をオフ状態とし、さらに入力端ＩＮにハイレ
ベル入力電位ＶＩＮＨを加える。Ｎチャネル設定動作では、制御信号ライン４０、４１の
電位を例えばハイレベル電源電位ＶＤＤに等しくしてＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８及びＮ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３９のゲートにハイレベル電源電位を加え、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８をオフ状態に
するとともにＮ型ＭＯＳＦＥＴ３９をオン状態とし、入力端ＩＮにローレベル入力電位Ｖ
ＩＮＨを加える。これらの設定動作により、図６ａ、図６ｂを参照して説明したように、
容量Ｃ２、Ｃ３への電荷の蓄積が適切になされる。通常動作では、Ｐチャネル制御信号ラ
イン４０の電位はハイレベル電源電位ＶＤＤに等しく、Ｎチャネル制御信号ライン４１の
電位はローレベル電源電位ＶＳＳに等しくし、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８及びＮ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ３９の両方をオフ状態とする。
【００５０】
尚、容量Ｃ２、Ｃ３は、図７中に拡大図として示すように、１または複数のＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートとソース及び／またはドレインとの間に形成される容量を用いて形成すること
ができる。尚、容量として用いるＭＯＳＦＥＴを接続する際には、充電されたときそのＭ
ＯＳＦＥＴがオンするような（即ちチャネルが形成されるような）向きに接続するとよい
。例えば図７の容量Ｃ２を１つのＰ型ＭＯＳＦＥＴで接続する際には、ゲート側端子を入
力端ＩＮに、ソース／ドレイン側端子をＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続するとよい
。また、容量として用いるＭＯＳＦＥＴの導電型はＮ型でもＰ型でもどちらでもよいが、
しきい値電圧は０に近い方が望ましい。
【００５１】
上記したデジタル回路３０では、設定動作前においては容量Ｃ２、Ｃ３には電荷が蓄積
されていないものとして説明をしたが、例えばノイズなどにより容量Ｃ２、Ｃ３に電荷が
蓄積されることがある。そのような電荷により、設定動作に先立って例えば容量Ｃ２、Ｃ
３に図６ｂに示す極性で過大に充電されていた場合、設定動作でスイッチＳＷ２、ＳＷ３
をオンしてもダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ３５、３７がオンせず、容量Ｃ２、Ｃ３
に蓄積された電荷（従って、容量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧）がそのまま維持され、容量Ｃ
２、Ｃ３の両端の電圧（またはＭＯＳＦＥＴ３２、３３のゲートの電位）を適切な値に収
束させることができないことがある。そこで、そのような不所望な電荷が容量Ｃ２、Ｃ３
に蓄積されている場合にも、容量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧を適切な値に設定するための対
策を施すことが望ましい。
【００５２】
図８は、図５に示したデジタル回路３０の変形実施例を示す回路図であり、本図におい
て図５と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。このデジタル回路３０
ａでは、ダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５と並列に且つその順方向がＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３５の順方向と逆向きになるように、ダイオード接続された別のＰ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ４２が接続されている。同様に、ダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７と並列に
且つ逆向きにダイオード接続された別のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４３が接続されている。これに
より、例えば設定動作前にノイズ等の影響により、ダイオード接続されたＰ型及びＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ３５、３７を逆バイアスし得るような電荷が容量Ｃ２、Ｃ３に蓄積されていた
場合に、設定動作においてスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンしたとき図８において矢印で示
すように電流が流れることを可能にして、容量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧を概ね適切な値に
収束させることができる。ダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４２、４３のしきい値電圧
がそれぞれＭＯＳＦＥＴ３２、３３のしきい値電圧ＶＴＨＰ、ＶＴＨＮに等しい場合、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートの電位（即ちノードＮ５の電位）はＶＤＤ＋｜ＶＴＨＰ｜に
、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートの電位（即ちノードＮ６の電位）はＶＳＳ−｜ＶＴＨＮ
｜に収束する。ダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４２、４３の代わりにダイオードなど
の別の整流素子を用いることも可能である。尚、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５と並列に接続され
るダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４２は、Ｎ型であっても良い。また、Ｎ型ＭＯＳＦ
ＥＴ３７と並列に接続されるダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４３は、Ｐ型であっても
良い。
【００５３】
図９は、図５に示したデジタル回路３０の別の変形実施例を示す回路図であり、本図に
おいて図５と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。このデジタル回路
３０ｂでは、容量Ｃ２、Ｃ３に並列にスイッチＳＷ４、ＳＷ５がそれぞれ設けられている
。これにより、例えばノイズ等の影響によって、不所望な電荷が容量Ｃ２、Ｃ３に蓄積さ
れていても、設定動作前にスイッチＳＷ４、ＳＷ５をオンして容量Ｃ２、Ｃ３を放電する
ことができる。従って、設定動作においてスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンしたときダイオ
ード接続されたＭＯＳＦＥＴ３５、３７が確実にオンし、容量Ｃ２、Ｃ３が適切に充電さ
れる。
【００５４】
図１０は、図５に示したデジタル回路３０の更に別の変形実施例を示す回路図であり、
本図において図５と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。このデジタ
ル回路３０ｃでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと容量Ｃ２との間のノードＮ５がスイ
ッチＳＷ６を介してローレベル電源電位ＶＳＳに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲー
トと容量Ｃ３との間のノードＮ６がスイッチＳＷ７を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに
接続されている。
【００５５】
図１１ａに示すように、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続された容量Ｃ２の設定動
作（Ｐチャネル設定動作）の前の初期化動作において、スイッチＳＷ６をオンすると、例
えばノイズなどにより容量Ｃ２に不要な電荷が溜まってＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと
容量Ｃ２との間のノードＮ５の電位が不所望に高くなっていたとしても、ノードＮ５の電
位を概ねローレベル電源電位ＶＳＳまで下げることができる。このとき入力端ＩＮの電位
はハイレベル入力電位とすることが好ましいが、ローレベル入力電位であってもよい。ま
た、スイッチＳＷ２はオン状態でもオフ状態でもよいが、オン状態の場合、図に点線の矢
印で示すように電流が流れ、ノードＮ５の電位を十分低い電位に下げにくくなるため、オ
フ状態とする方がより望ましい。
【００５６】
同様に、図１１ｂに示すように、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに接続された容量Ｃ３
の設定動作（Ｎチャネル設定動作）の前の初期化動作においてスイッチＳＷ７をオンする
と、例えばノイズなどにより容量Ｃ３に不要な電荷が溜まってＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲ
ートと容量Ｃ３との間のノードＮ６の電位が不所望に低くなっていたとしても、ノードＮ
６の電位を概ねハイレベル電源電位ＶＤＤまで上げることができる。このとき入力端ＩＮ
の電位はローレベル入力電位とすることが好ましいが、ハイレベル入力電位であってもよ
い。また、スイッチＳＷ３はオン状態でもオフ状態でもよいが、オン状態の場合、図に点
線の矢印で示すように電流が流れ、ノードＮ６の電位を十分高い電位に上げにくくなるた
め、オフ状態とする方がより望ましい。
【００５７】
設定動作では、スイッチＳＷ６、ＳＷ７をオフし、図６ａ及び図６ｂを参照して説明し
たように、スイッチＳＷ２またはＳＷ３をオンする。上記したような初期化動作によって
設定動作に先立ってノードＮ５、Ｎ６の電位を適切な値にしておくことにより、設定動作
においてスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンしたとき、ダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ３
５、３７を順方向にバイアスして確実にオンさせ、これらＭＯＳＦＥＴ３５、３７を通じ
て電流を流し、容量Ｃ２、Ｃ３を適切に充電することができる。尚、図１０及び１１の実
施例では、初期化動作においてノードＮ５をローレベル電源電位ＶＳＳに、ノードＮ６を
ハイレベル電源電位ＶＤＤに接続したが、初期化動作の後の設定動作においてダイオード
接続されたＭＯＳＦＥＴ３５、３７が順方向バイアスされオンする限り、電源電位以外の
別の電位に接続してもよい。ただし、電源電位を用いると、そのような電位を容易に確保
することができるため好ましい。また、上記実施例ではＰチャネル初期化動作とＮチャネ
ル初期化動作を別々に行っているが、スイッチＳＷ６、ＳＷ７を同時にオンすることで一
度に行うことも可能である。
【００５８】
図１２は、図１０に示したスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ６、ＳＷ７をＭＯＳＦＥＴ４
４、４５、４６、４７として具現したデジタル回路３０ｃを示す回路図である。ＭＯＳＦ
ＥＴ４４はＰ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートはＰチャネル制御信号ライン４８に接続
されている。ＭＯＳＦＥＴ４５はＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートはＮチャネル制御
信号ライン４９に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４６はＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲ
ートはＰチャネル初期化信号ライン５０に接続されている。そして、ＭＯＳＦＥＴ４７は
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートはＮチャネル初期化信号ライン５１に接続されてい
る。制御信号ライン４８、４９及び初期化信号ライン５０、５１の電位を適切に制御する
ことで、ＭＯＳＦＥＴ４４〜４７を適切にオンオフして、上記したような初期化、設定、
通常動作を行わせることが可能である。このように、各スイッチを適切な半導体素子で実
現することができる。
【００５９】
図１３は、図５に示したデジタル回路３０の更に別の変形実施例を示す回路図である。
本図において図５に示したのと同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
このデジタル回路３０ｄでは、容量Ｃ２のＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続されたの
とは反対側の端子が、スイッチＳＷ８を介して入力端ＩＮに接続されるとともに、スイッ
チＳＷ９を介して通常動作において入力端ＩＮに加えられる入力信号のハイレベル入力電
位ＶＩＮＨと概ね同じ電位ＶＨに接続されている。同様に、容量Ｃ３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ
３３のゲートに接続されたのと反対側の端子が、スイッチＳＷ１０を介して入力端ＩＮに
接続されるとともに、スイッチＳＷ１１を介して通常動作において入力端ＩＮに加えられ
る入力信号のローレベル入力電位ＶＩＮＬに概ね同じ電位ＶＬに接続されている。
【００６０】
この実施例では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ９、ＳＷ１１をオン、スイッチＳＷ８
、ＳＷ１０をオフとすることにより、容量Ｃ２、Ｃ３の設定動作を同時に、かつ、入力端
ＩＮの電位に依存せずに行うことができる。通常動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、Ｓ
Ｗ９、ＳＷ１１をオフ、スイッチＳＷ８、ＳＷ１０をオンとし、入力端ＩＮにハイレベル
／ローレベル入力電位ＶＩＮＨ、ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号が印加される。
【００６１】
ところで、ＣＭＯＳインバータにおいて、インバータを構成するＰ型及びＮ型ＭＯＳＦ
ＥＴに直列にＭＯＳＦＥＴを接続し、これらＭＯＳＦＥＴをクロック信号（またはそれと
逆位相のクロックバー信号などの同期信号）によりオン／オフすることで、インバータの
出力をクロック信号などの同期信号に同期させることが知られている。そのようなインバ
ータを、クロックトインバータという。本発明は、クロックトインバータにおいて、ＣＭ
ＯＳインバータを構成するＰ型及びＮ型ＭＯＳＦＥＴに直列に接続されたクロック信号同
期用ＭＯＳＦＥＴにも適用することが可能であり、そのような実施例を図１４に示す。
【００６２】
図１４に示したクロックトインバータ回路（デジタル回路）６０は、ＣＭＯＳインバー
タを構成するＰ型及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１、６２を有しており、これらＭＯＳＦＥＴ６
１、６２のゲートは入力端ＩＮに接続され、共通のドレインに出力端ＯＵＴが接続されて
いる。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６１のソースはクロック同期用のＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３を
介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソースはクロック
同期用のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４を介してローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではグランド
電位ＶＧＮＤ）に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲートはクロックバー信号を
供給するクロックバー信号ライン６５に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートはクロック信号
を供給するクロック信号ライン６６に接続されている。クロック信号及びクロックバー信
号は、ハイレベル電源電位ＶＤＤより低いハイレベル電位ＶＣＨと、ローレベル電源電位
ＶＳＳより高いローレベル電位ＶＣＬとの間で振幅するものとする。尚、本実施例では、
入力端ＩＮに印加される入力信号はハイレベル電源電位ＶＤＤとローレベル電源電位ＶＳ
Ｓの間で振幅するものとするが、入力信号の振幅が小さい場合、上記した実施例と同様に
、インバータを構成するＭＯＳＦＥＴ６１、６２に対して補正回路を設けることが可能で
ある。尚、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６１はＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３と電源電位ＶＤＤとの間に接続
されていても良いし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２はＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４と電源電位ＶＳＳと
の間に接続されていても良い。
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲートとクロックバー信号ライン６５との間には、本発明に基
づき、補正回路６７が接続されている。この補正回路６７は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲ
ートとクロックバー信号ライン６５との間に接続された容量Ｃ４と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６
３と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ６８と、スイ
ッチＳＷ１２とを有しており、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６８のドレインは容量Ｃ４とＰ型ＭＯＳ
ＦＥＴ６３のゲートとの間のノードＮ７に接続され、ソースはハイレベル電源電位ＶＤＤ
にスイッチＳＷ１２を介して接続されている。
【００６３】
同様に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートとクロック信号ライン６６との間には、補正回
路６９が接続されている。この補正回路６９は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートとクロッ
ク信号ライン６６との間に接続された容量Ｃ５と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４と概ね同じしき
い値電圧を有するダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ７０と、スイッチＳＷ１３とを
有しており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７０のドレインは容量Ｃ５とＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲー
トとの間のノードＮ８に接続され、ソースはローレベル電源電位ＶＳＳにスイッチＳＷ１
３を介して接続されている。
【００６４】
尚、この実施例において、クロック信号、クロックバー信号は、対象となっているＭＯ
ＳＦＥＴ６３、６４から見た場合、本発明における入力信号と言うことができる。また、
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３と補正回路６７とによって或いはＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４と補正回路
６９とによって本発明のデジタル回路が形成されているということができ、その場合、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ６３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４のドレインを出力端とみなすことができる
。
【００６５】
設定動作においては、まずスイッチＳＷ１２及びスイッチＳＷ１３を共にオンした状態
で、クロックバー信号としてハイレベル電位ＶＣＨを印加する（このときクロック信号は
ローレベル電位ＶＣＬとなる）。ハイレベル電位ＶＣＨはハイレベル電源電位ＶＤＤより
低いため、ダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ６８が順方向バイアスされてオン状態
となり、電流が流れて容量Ｃ４が充電される。電流は容量Ｃ４の両端の電圧がＰ型ＭＯＳ
ＦＥＴ６８をオフさせるのに十分な大きさとなるまで流れる。またこのとき、クロック信
号としてローレベル電源電位ＶＳＳより高いローレベル電位ＶＣＬを印加しているので、
ダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ７０が順方向バイアスされてオンし、電流が流れ
て容量Ｃ５が充電される。容量Ｃ５の両端の電圧が十分な大きさになると、Ｎ型ＭＯＳＦ
ＥＴ７０はオフし、電流は停止する。このように、この実施例では２つの補正回路６７、
６９内の容量Ｃ４、Ｃ５の設定動作を同時に行うことができる。
【００６６】
通常動作では、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３を両方ともオフし、クロック信号、クロッ
クバー信号及び入力信号を印加する。この場合も、容量Ｃ４、Ｃ５がＰ型ＭＯＳＦＥＴ６
３、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のしきい値電圧に合った適度な電圧に充電されクロック信号、
クロックバー信号が適切にバイアスされてＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ６
４のゲートに加えられるため、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３及びＭ型ＭＯＳＦＥＴ６４を確実に
オン・オフして、出力信号のクロック信号への同期を行うことができる。
【００６７】
図１５は、図１４に示したクロックトインバータ回路６０の変形実施例を示す回路図で
ある。本図において図１４と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図
１５のクロックトインバータ回路６０ａは、図１０の実施例と同様に、容量Ｃ４、Ｃ５と
対応するＭＯＳＦＥＴ６３、６４のゲートとの間のノードＮ７、Ｎ８をローレベル電源電
位ＶＳＳ及びハイレベル電源電位ＶＤＤに選択的に接続するためのスイッチＳＷ１４、Ｓ
Ｗ１５を有している。これにより、設定動作に先立ってスイッチＳＷ１４、ＳＷ１５をオ
ンすることで補正用容量Ｃ４、Ｃ５を初期化することができ、ノイズ等によって容量Ｃ４
、Ｃ５に不所望な電荷が蓄積されていたとしても、それによりＭＯＳＦＥＴ６８、７０が
悪影響を受けることがない。
【００６８】
図１６は、図１４に示した本発明に基づくクロックトインバータ回路６０の別の変形実
施例を示す回路図である。本図において図１４と同様の部分には同じ符号を付して詳しい
説明を省略する。図１６のクロックトインバータ回路６０ｂでは、図１３の実施例と同様
に、容量Ｃ４のＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲートに接続されたのと反対側の端子が、スイッ
チＳＷ１６を介してクロックバー信号ライン６５に接続されるとともに、スイッチＳＷ１
７を介してクロックバー信号のハイレベル電位ＶＣＨと概ね同じ電位ＶＨ′に接続されて
いる。同様に、容量Ｃ５のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートに接続されたのと反対側の端子
が、スイッチＳＷ１８を介してクロック信号ライン６６に接続されるとともに、スイッチ
ＳＷ１９を介してクロック信号のローレベル電位ＶＣＬに概ね同じ電位ＶＬ′に接続され
ている。
【００６９】
この実施例では、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１７、ＳＷ１９をオンし、スイッ
チＳＷ１６、ＳＷ１８をオフした状態とすることにより、容量Ｃ４、Ｃ５の設定動作を同
時に、かつ、クロック信号やクロックバー信号の電位に依存せずに行うことができる。通
常動作では、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１７、ＳＷ１９をオフし、スイッチＳＷ
１６、ＳＷ１８をオンした状態で、クロック信号及びクロックバー信号が容量Ｃ４、Ｃ５
を通じてＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートに加えられるとともに、
入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル入力電位ＶＩＮＬの間で振幅する
入力信号が印加される。
【００７０】
図１７は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどで用いられるアクティ
ブマトリックス装置のドライバ回路の要部を模式的に示すとともに、ドライバ回路のシフ
トレジスタにおける典型的な単位回路を示している。ドライバ回路８０はクロック信号と
クロックバー信号に同期して選択信号を順次出力するためのシフトレジスタ８１と、シフ
トレジスタ８１からの選択信号に基づきビデオ信号をラッチする第１ラッチ回路８２と、
第１ラッチ回路８２から転送されたデータをラッチする第２ラッチ回路８３とを有する。
シフトレジスタ８１は複数の単位回路８４を有し、各単位回路８４は２つのクロックトイ
ンバータ８５、８６と１つのインバータ８７とを有し、例えばクロック信号がハイレベル
電位ＶＣＨとなったとき入力信号を取り込み（このとき出力信号が変化し得る）、クロッ
ク信号がローレベルとなったときは、出力信号を保持するように動作する。１つの単位回
路８４と隣接する単位回路８４とではクロック信号とクロックバー信号が逆になっている
ため、ある単位回路８４で入力信号を取り込んでいるときは隣接する単位回路８４は出力
信号を保持し、ある単位回路８４で出力信号を保持しているときは隣接する単位回路８４
で入力信号の取り込みがなされる。このようなシフトレジスタ８１の構成及び動作につい
ては本分野ではよく知られている。シフトレジスタ８１のクロックトインバータ８５、８
６に印加されるクロック信号（またはクロックバー信号）の振幅は、電源電圧（ハイレベ
ル電源電位ＶＤＤ−ローレベル電源電位ＶＳＳ）に比べて小さいとする。その場合、これ
らクロックトインバータ８５、８６を誤動作なく確実にオフさせるための対策を講じるこ
とが好ましい。本発明をこれらクロックトインバータ８５、８６に適用することにより、
そのような目的を動作速度を低下させることなく好適に達成することができる。
【００７１】
図１８は、図１７に示したシフトレジスタ８１の単位回路８４における左側のクロック
トインバータ８５に本発明を適用した実施例を示す回路図である。本図において他のクロ
ックトインバータ８６及びインバータ８７は図示を省略した。
【００７２】
図１８の左側のクロックトインバータ８５ａ（図１７における左側の単位回路８４内の
クロックトインバータ８５に対応する）は、ＣＭＯＳインバータを構成するべくドレイン
同士が接続されて直列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ９１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ９２を有し
、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９１はクロック同期用Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３を介してハイレベル電源
電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９２はクロック同期用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４を
介してローレベル電源電位ＶＳＳ（例えばＶＧＮＤ）に接続されている。
【００７３】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートは補正回路９７を介してクロックバー信号ライン９５に
接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートは補正回路９８を介してクロック信号ライン９
６に接続されている。補正回路９７は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートとクロックバー信
号ライン９５との間に接続された容量Ｃ６と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３と概ね同じしきい値
電圧を有するダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ９９と、選択的に設定動作を行うた
めのスイッチとして働くＰ型ＭＯＳＦＥＴ１００とを有し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９９とＰ型
ＭＯＳＦＥＴ１００は、容量Ｃ６とＰ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートとの間のノードＮ９と
ハイレベル電源電位ＶＤＤとの間に直列に接続されている。同様に、補正回路９８は、Ｎ
型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートとクロック信号ライン９６との間に接続された容量Ｃ７と、
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続されたＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴ１０１と、選択的に設定動作を行うためのスイッチとして働くＮ型ＭＯＳＦＥＴ１
０２とを有し、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０２は、容量Ｃ７とＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ９４のゲートとの間のノードＮ１０とローレベル電源電位ＶＳＳとの間に直列
に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１００のゲートはインバータ１０３を介して第１制
御信号ライン１０４に接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０２のゲートは直接第１制御信号ラ
イン１０４に接続されている。
【００７４】
更に、容量Ｃ６とＰ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートとの間のノードＮ９は、Ｎ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１０６を介してローレベル電源電位ＶＳＳに接続され、容量Ｃ７とＮ型ＭＯＳＦＥＴ
９４のゲートとの間のノードＮ１０は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１０７を介してハイレベル電源
電位ＶＤＤに接続されており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型ＭＯＳＦＥＴ１０７を選
択的にオンオフすることで、容量Ｃ６、Ｃ７を初期化することができるようになっている
。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０６のゲートは直接初期化信号ライン１０８に接続され、Ｐ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１０７のゲートはインバータ１０９を介して初期化信号ライン１０８に接続され
、これらＭＯＳＦＥＴ１０６、１０７のゲートには極性が逆の信号が入力されるようにな
っている。
【００７５】
図１８の右側のクロックトインバータ８５ｂ（図１７における右側の単位回路８４内の
クロックトインバータ８５に対応する）は、左側のクロックトインバータ８５ａと同じ構
造を有するが、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートが容量Ｃ６を介してクロック信号ライン９
６に接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートが容量Ｃ７を介してクロックバー信号ライ
ン９５に接続され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１００及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０２のゲートが第２
制御信号ライン１０５に接続されている点が異なる。尚、図１８には、２つのクロックト
インバータ８５ａ、８５ｂしか示していないが、実際の回路では、これらが交互に複数個
配置されていることを理解されたい。
【００７６】
このように構成したシフトレジスタ８１のクロックトインバータ８５ａ、８５ｂの初期
化、設定動作及び通常動作における各部の好適な信号（電位）変化を図１９のタイミング
チャートに示す。
【００７７】
初期化動作では、クロック信号ライン９６の電位はハイレベル、クロックバー信号ライ
ン９５の電位はローレベル、そして第１制御信号ライン１０４及び第２制御信号ライン１
０５の電位はローレベルの状態で、初期化信号ライン１０８の電位がハイレベルとなる。
これにより、各クロックトインバータ８５ａ、８５ｂのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型
ＭＯＳＦＥＴ１０７がオン状態となり、補正回路９７、９８内の容量Ｃ６、Ｃ７の初期化
がなされる。初期化信号ライン１０８の電位がローレベルとなると、初期化動作は終了す
る。尚、この実施例では、初期化動作が左側及び右側クロックトインバータ８５ａ、８５
ｂに対して同時になされるため、初期化動作において、一方の（この例では右側）クロッ
クトインバータ８５ｂでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートに接続された容量Ｃ６にハイ
レベル電位ＶＣＨを印加するとともにＮ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに接続された容量Ｃ
７にローレベル電位ＶＣＬを印加することができるが、他方の（この例では左側）クロッ
クトインバータ８５ａでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートに接続された容量Ｃ６にロー
レベル電位ＶＣＬが印加され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに接続された容量Ｃ７にハ
イレベル電位ＶＣＨが印加される。
【００７８】
設定動作は、図１８の左側のクロックトインバータ８５ａの容量Ｃ６、Ｃ７への電荷蓄
積を行う第１設定動作と、図１８の右側のクロックトインバータ８５ｂの容量Ｃ６、Ｃ７
への電荷蓄積を行う第２設定動作からなる。第１設定動作では、フェーズＩにおいて、第
１制御信号ライン１０４及びクロックバー信号ライン９５の電位がハイレベルとなり、第
２制御信号ライン１０５及びクロック信号ライン９６の電位がローレベルとなる。これに
より、左側のクロックトインバータ８５ａではＰ型ＭＯＳＦＥＴ１００及びＮ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１０２がオンとなり、容量Ｃ６、Ｃ７の設定動作がなされ、容量Ｃ６、Ｃ７が適切に
充電される。右側のクロックトインバータ８５ｂではＰ型ＭＯＳＦＥＴ１００及びＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１０２がオフ状態であるため、設定動作はなされない。フェーズＩＩでは、第
１制御信号ライン１０４の電位がローレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２がオ
フとなるため、左側のクロックトインバータ８５ａにおける設定動作は終了する。
【００７９】
続いて第２設定動作では、フェーズＩにおいて、第２制御信号ライン１０５及びクロッ
ク信号ライン９６の電位がハイレベルとなるとともに、クロックバー信号ライン９５の電
位がローレベルとなる。これにより、右側のクロックトインバータ８５ｂのＰ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１００及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０２がオンとなり、容量Ｃ６、Ｃ７の設定動作がなさ
れる。フェーズＩＩでは第２制御信号ライン１０５の電位がローレベルとなり右側のクロ
ックトインバータ８５ｂにおける設定動作が終了する。そうして通常動作では、第１及び
第２制御信号ライン１０４、１０５の電位をローレベルに保って各クロックトインバータ
８５ａ、８５ｂの容量Ｃ６、Ｃ７に蓄積された電荷を保存した状態で、クロック信号及び
クロックバー信号ライン９６、９５にクロック信号が供給される。
【００８０】
図２０は、図１８に示したクロックトインバータ８５ａ、８５ｂを含むシフトレジスタ
８１の変形実施例を示す回路図である。本図において図１８と同様の箇所には同じ符号を
付した。図２０の実施例では、初期化信号ライン１０８（第１初期化信号ラインという）
に加えて第２初期化信号ライン１０８ａが設けられ、右側のクロックトインバータ８５ｂ
の初期化用ＭＯＳＦＥＴ１０６、１０７のゲートが第２初期化信号ライン１０８ａに接続
され、左側のクロックトインバータ８５ａと右側のクロックトインバータ８５ｂにおける
初期化動作を別個に行えるようになっている点が図１８の実施例と異なる。
【００８１】
図２１は、図２０の実施例における初期化、設定動作及び通常動作における各部の好適
な信号（電位）変化を示すタイミングチャートである。図示されているように、この実施
例では、図２０の左側のクロックトインバータ８５ａの容量Ｃ６、Ｃ７への電荷の蓄積を
行う第１設定動作の前に第１初期化動作がなされ、右側のクロックトインバータ８５ｂの
容量Ｃ６、Ｃ７への電荷の蓄積を行う第２設定動作の前に第２初期化動作がなされる。
【００８２】
第１初期化動作では、クロック信号ライン９６の電位はローレベル、クロックバー信号
ライン９５の電位はハイレベル、そして第１制御信号ライン１０４及び第２制御信号ライ
ン１０５の電位はローレベルの状態で、第１初期化信号ライン１０８の電位がハイレベル
となる。これにより、クロックトインバータ８５ａのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１０７がオン状態となり、補正回路９７、９８内の容量Ｃ６、Ｃ７の初期化が
なされる。第１設定動作については図１９を参照して説明したので、ここでは説明を省略
する。
【００８３】
第２初期化動作では、クロック信号ライン９６の電位はハイレベル、クロックバー信号
ライン９５の電位はローレベル、そして第１制御信号ライン１０４及び第２制御信号ライ
ン１０５の電位はローレベルの状態で、第２初期化信号ライン１０８ａの電位がハイレベ
ルとなる。これにより、クロックトインバータ８５ｂのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型
ＭＯＳＦＥＴ１０７がオン状態となり、補正回路９７、９８内の容量Ｃ６、Ｃ７の初期化
がなされる。第２設定動作については図１９を参照して説明したので、ここでは説明を省
略する。
【００８４】
上記実施例では、初期化動作が第１初期化動作と第２初期化動作の２つに分かれている
ため、各初期化動作において、クロック信号ライン９６及びクロックバー信号ライン９５
の電位を適切に制御して、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートに接続された容量Ｃ６にはハイ
レベル電位ＶＣＨを、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに接続された容量Ｃ７にはローレベ
ル電位ＶＣＬを印加することができる。
【００８５】
図２２は、図１８に示したクロックトインバータ８５ａ（８５ｂ）の別の実施例を示す
回路図である。本図において図１８と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略
する。このクロックトインバータ８５ｃでは、容量Ｃ６のＰ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲート
に接続されたのと反対側の端子がＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１０を介してクロックバー信号ライ
ン９５に接続されるとともに、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１１を介してクロックバー信号のハイ
レベル電位ＶＣＨと概ね同じ電位ＶＨ′に接続されている。同様に、容量Ｃ７のＮ型ＭＯ
ＳＦＥＴ９４のゲートに接続されたのと反対側の端子がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１２を介して
クロック信号ライン９６に接続されるとともに、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１３を介してクロッ
ク信号のローレベル電位ＶＣＬと概ね同じ電位ＶＬ′に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１
００、１１１及び１１２のゲートはインバータ１１４を介して制御信号ライン１１５に接
続され、ＭＯＳＦＥＴ１０２、１１０及び１１３のゲートは制御信号ライン１１５に直接
接続されている。これにより、制御信号ライン１１５の電位がハイレベルになると、ＭＯ
ＳＦＥＴ１００、１１１、１０２及び１１３がオン状態となり、ＭＯＳＦＥＴ１１０、１
１２がオフ状態となって、容量Ｃ６及びＣ７への電荷の蓄積（設定動作）がなされる。一
方、制御信号ライン１１５の電位がローレベルの場合、ＭＯＳＦＥＴ１００、１１１、１
０２及び１１３がオフ状態となり、ＭＯＳＦＥＴ１１０、１１２がオン状態となって、ク
ロックバー信号及びクロック信号が充電された容量Ｃ６、Ｃ７を介してＰ型ＭＯＳＦＥＴ
９３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに供給される。このような図２２の実施例は、図
１６に示したクロックトインバータ回路６０ｂのスイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１６
〜ＳＷ１９をＭＯＳＦＥＴ１００、１０２、１１０〜１１３によって具現したものという
ことができる。尚、この実施例は、図１８に示したような容量Ｃ６、Ｃ７初期化用のＭＯ
ＳＦＥＴ１０６、１０７を有していないが、必要ならば設けてもよいことは勿論である。
【００８６】
図２３は、図１７に示した第１ラッチ回路８２における典型的な単位回路を示す回路図
である。この単位回路１２０は、２つのインバータ１２１、１２２と２つのクロックトイ
ンバータ１２３、１２４を有し、シフトレジスタ８１からの選択信号に応答して、デジタ
ル化されたビデオ信号をラッチする働きをする。ビデオ信号のハイレベル電位がハイレベ
ル電源電位ＶＤＤより低い場合及び／またはビデオ信号のローレベル電位がローレベル電
源電位ＶＳＳより高い場合、ビデオ信号が入力信号として供給されるクロックトインバー
タ１２３に本発明を適用するとよい。
【００８７】
図２４は、図２３に示した第１ラッチ回路３２のクロックトインバータ１２３に本発明
を適用した実施例を示す回路図である。図２２では、クロック信号同期用ＭＯＳＦＥＴに
補正回路を用いたクロックトインバータ８５ｃを示したが、図２４では、入力信号が入力
されるＭＯＳＦＥＴに補正回路を用いたクロックトインバータを示す。このクロックトイ
ンバータ１２３は、ＣＭＯＳインバータを構成するべくドレインが共に出力端ＯＵＴに接
続されて直列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３２を有し、こ
れらＭＯＳＦＥＴ１３１、１３２のゲートはともに入力信号としてビデオ信号が入力され
る入力端ＩＮに接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３１のソースはＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
３３を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のソースは
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３４を介してローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧＮＤ）に接
続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３４のゲートにはシフト
レジスタからの選択信号が入力されるが、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３３のゲートにはインバー
タ１３５が設けられているため、これらＭＯＳＦＥＴ１３３、１３４に入力される信号は
極性が逆となる。
【００８８】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートと入力端ＩＮの間には補
正回路１３６、１３７がそれぞれ接続されている。補正回路１３６は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
１３１のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された容量Ｃ８と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３１と
概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３８と、選択的
に設定動作を行うためのスイッチとして働くＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３９とを有し、Ｐ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１３８とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３９は、容量Ｃ８とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３１のゲー
トとの間のノードＮ１１とハイレベル電源電位ＶＤＤとの間に直列に接続されている。同
様に、補正回路１３７は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートと入力端ＩＮとの間に接続さ
れた容量Ｃ９と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３２と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接
続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４０と、選択的に設定動作を行うためのスイッチとして働く
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４１とを有し、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４０とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４１は
、容量Ｃ９とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートとの間のノードＮ１２とローレベル電源電
位ＶＳＳとの間に直列に接続されている。この実施例では、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３９のゲ
ートはＰチャネル制御信号ライン１４２に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートはＮチャネ
ル制御信号ライン１４３に接続されているが、図１６、図２２のようにＰ型ＭＯＳＦＥＴ
とＮ型ＭＯＳＦＥＴとで設定動作を平行して行える場合は、図１８に示した実施例と同様
に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３９のゲートまたはＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートのいずれか
にインバータを設けることで、共通の１つの制御信号ラインのみを用いることも可能であ
る。
【００８９】
更に、容量Ｃ８とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３１のゲートとの間のノードＮ１１は、Ｎ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１４４を介してローレベル電源電位ＶＳＳに接続され、容量Ｃ９とＮ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１３２のゲートとの間のノードＮ１２は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４５を介してハイレベ
ル電源電位ＶＤＤに接続されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４４は直接初期化信号ライン１
４６に接続され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４５のゲートはインバータ１４７を介して初期化信
号ライン１４６に接続され、これらＭＯＳＦＥＴ１４４、１４５のゲートには位相が逆の
信号が入力されるようになっている。尚、図１２のように、初期化信号ラインを別々に配
置しても良い。
【００９０】
このように構成したラッチ回路のクロックトインバータ１２３の初期化、設定動作及び
通常動作における各部の好適な信号（電位）変化を図２５のタイミングチャートに示す。
図示されているように、初期化動作、Ｎチャネル設定動作（容量Ｃ９の設定動作）、Ｐチ
ャネル設定動作（容量Ｃ８の設定動作）、通常動作の順に実行され、Ｎチャネル設定動作
及びＰチャネル設定動作はそれぞれ２つのフェーズからなる。Ｎチャネル設定動作とＰチ
ャネル設定動作の順番を入れ替えても良いことは勿論である。
【００９１】
初期化動作では、入力信号（ビデオ信号）、選択信号、Ｎチャネル制御信号（１４３）
はローレベル、Ｐチャネル制御信号（１４２）はハイレベルの状態で、初期化信号（１４
６）がハイレベルとなる。Ｐチャネル制御信号がハイレベル、Ｎチャネル制御信号がロー
レベルであることから、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３９及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４１はオフ状態
である。初期化信号がハイレベルとなると、ＭＯＳＦＥＴ１４４、１４５がオンして、容
量Ｃ８、Ｃ９の初期化がなされる（即ち、ノードＮ１１の電位はローレベル電源電位ＶＳ
Ｓに下げられ、ノードＮ１２の電位はハイレベル電源電位ＶＤＤへと上げられる）。初期
化信号がローレベルとなると、初期化動作は終了する。
【００９２】
ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートに接続された容量Ｃ９への電荷の蓄積を行うＮ
チャネル設定動作では、フェーズＩにおいてビデオ信号（ＩＮ）はローレベルのままＮチ
ャネル制御信号（１４３）がハイレベルとなる。それにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４１が
オンして、入力端ＩＮからローレベル電源電位ＶＳＳへと電流が流れ容量Ｃ９の充電がな
される。Ｎチャネル制御信号は容量Ｃ９の両端の電圧が適切な値となりＮ型ＭＯＳＦＥＴ
１４１がオフ状態となるのに十分な時間ハイレベルを保つ。フェーズＩＩではＮチャネル
制御信号がローレベルとなり、Ｎチャネル設定動作は終了する。
【００９３】
ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１３１のゲートに接続された容量Ｃ８への電荷の蓄積を行うＰ
チャネル設定動作では、フェーズＩにおいてビデオ信号（ＩＮ）がハイレベルになるとと
もにＰチャネル制御信号（１４２）がローレベルとなる。これにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
１３９がオンして、ハイレベル電源電位ＶＤＤから入力端ＩＮへと電流が流れ、容量Ｃ８
の充電がなされる。Ｐチャネル制御信号は容量Ｃ８の両端の電圧が適切な値となりＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１３９がオフ状態となるのに十分な時間ローレベルを保った後、フェーズＩＩ
においてハイレベルに戻る。そうして、ビデオ信号がローレベルとなると、通常動作が開
始可能となる。図示されているように、通常動作ではＰチャネル制御信号はハイレベル、
Ｎチャネル制御信号はローレベルの状態で、ビデオ信号及び選択信号が印加される。この
ように、図５、図７のように容量が入力端ＩＮに直接つながっているタイプと、図１３、
図１６のようにスイッチを介してつながっているタイプとがある。これらの２つのタイプ
を組み合わせることで、様々な回路を構成することが可能である。そして各回路の構成に
合わせて、設定動作のタイミングを適宜変更することができる。
【００９４】
上記した本発明に基づく様々な実施例において、補正回路に含まれる容量の設定動作を
行った後は容量と電源電位（ＶＤＤまたはＶＳＳ）との間に接続されたスイッチがオフ状
態となるため原理的には容量に蓄積された電荷は保存されるが、実際には多少の漏れ電流
があるため、適切な間隔で設定動作を行うことが好ましい。例えば液晶ディスプレイのア
クティブマトリクス回路のシフトレジスタにおけるトランジスタに本発明を適用した場合
、入力されるビデオ信号の帰線期間ではシフトレジスタは動作していないため、その期間
に設定動作を行うとよい（図２６ａ参照）。
【００９５】
また、１フレーム期間内において複数の異なる発光期間Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３．．．を選択
的に組み合わせることで各画素の１フレームにおける発光状態にあるトータルの期間を変
化させて階調を得る時間階調方式のディスプレイが知られている（例えば、４ビットの場
合、最小の発光期間をＥ１としたとき、Ｅ２＝２×Ｅ１、Ｅ３＝４×Ｅ１、Ｅ４＝８×Ｅ
１とすることで、Ｅ１〜Ｅ４を組み合わせて１６階調を得ることができる）。このような
時間階調方式のディスプレイでは、例えば発光期間Ｅ３に対し発光を行うか否かを示す情
報のメモリへの書き込みを各画素について行った後、発光期間Ｅ４に対する同様の書き込
みを開始するまでの期間や、発光期間Ｅ４に対し発光を行うか否かを示す情報のメモリへ
の書き込みを終了した後のように、ドライバ回路が動作していない期間がある（図２６ｂ
参照）。このようなドライバ回路の停止期間に、上記した補正回路の設定動作を行うこと
も可能である。尚、設定動作は全ての補正回路について同時に行う必要はなく、補正回路
毎に異なるタイミングで行ってもよい。また、図１７や図１８に示すようなシフトレジス
タでは、信号が順次シフトして転送されてくる。従って、数段前の信号を用いて自段の補
正回路の設定動作を行っても良い。
【００９６】
本発明は、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路やトランスファーゲートなどのような論理回路に
も用いることができる。図２７は、例として、本発明をＮＡＮＤ回路を構成するトランジ
スタに適用した実施例を示す回路図であり、図２８は本発明をＮＯＲ回路を構成するトラ
ンジスタに適用した実施例を示す回路図である。
【００９７】
図２７に示したデジタル回路１５０は、２つの並列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１５１
、１５２と２つの直列接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５３、１５４とを有し、これら４つ
のＭＯＳＦＥＴ１５１〜１５４によってＮＡＮＤ回路が形成されている。詳述すると、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ１５１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５３のゲートは第１入力端ＩＮ１に接続さ
れ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１５２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５４のゲートは第２入力端ＩＮ２に
接続されている。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１５１、１５２のソースは共にハイレベル電源
電位ＶＤＤに接続され、ドレインは共にＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５４のドレインに接続される
とともに出力端ＯＵＴに接続されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１５４のソースはＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴ１５３のドレインに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１５３のソースはローレベル電源
電位ＶＳＳ（この例では、グランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。このようなＮＡＮ
Ｄ回路は本分野ではよく知られている。
【００９８】
本発明に基づき、ＭＯＳＦＥＴ１５１〜１５４に対し補正回路１５５〜１５８がそれぞ
れ設けられている。上記した実施例と同様に、各補正回路１５５〜１５８は対応するＭＯ
ＳＦＥＴのゲートに接続された容量と、対応するＭＯＳＦＥＴと同じ極性で且つ概ね同じ
しきい値電圧を有するダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴと、ダイオード接続されたＭＯ
ＳＦＥＴに直列に接続されたスイッチとを有している。このような補正回路１５５〜１５
８の動作及び作用効果は上記した実施例について説明したのと同様であるので、説明を省
略する。
【００９９】
図２８に示すデジタル回路は、２つの直列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１６１、１６２
と２つの並列接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１６３、１６４とを有し、これら４つのＭＯＳ
ＦＥＴ１６１〜１６４によってＮＯＲ回路が形成されている。詳述すると、Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１６１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１６３のゲートは第１入力端ＩＮ１に接続され、Ｐ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１６２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１６４のゲートは第２入力端ＩＮ２に接続されて
いる。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１６１のソースはハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、
ドレインはＰ型ＭＯＳＦＥＴ１６２のソースに接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１６２
のドレインは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１６３、１６４のドレインに接続されるとともに、出力
端ＯＵＴに接続されている。そして、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１６３、１６４のソースは共にロ
ーレベル電源電位ＶＳＳ（この例では、グランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。この
ようなＮＯＲ回路は本分野ではよく知られている。
【０１００】
本発明に基づき、ＭＯＳＦＥＴ１６１〜１６４に対し補正回路１６５〜１６８がそれぞ
れ設けられている。上記した実施例と同様に、各補正回路１６５〜１６８は対応するＭＯ
ＳＦＥＴのゲートに接続された容量と、対応するＭＯＳＦＥＴと同じ極性で且つ概ね同じ
しきい値電圧を有するダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴと、ダイオード接続されたＭＯ
ＳＦＥＴに直列に接続されたスイッチとを有している。このような補正回路１６５〜１６
８の動作及び作用効果は上記した実施例について説明したのと同様であるので、説明を省
略する。
【０１０１】
上記において、入力信号の振幅が電源電圧（ハイレベル電源電位とローレベル電源電位
の差）より小さい場合でも、確実にトランジスタをオンオフさせることが可能な、トラン
ジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路の好適実施例について説明してきたが
、上記実施例は、設定動作を適切に変更することで、電源電圧がトランジスタのしきい値
電圧の絶対値に対して十分大きくない場合にトランジスタの動作速度を向上させることが
望まれる場合にも対応することができる。図２９に、そのような設定動作が可能なデジタ
ル回路の別の変形実施例を示す。尚、この実施例で図５の実施例と同様の箇所には同じ符
号を付して詳しい説明を省略する。
【０１０２】
図２９のデジタル回路（インバータ回路）３０ｅでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート
と容量Ｃ２との間のノードＮ５がスイッチＳＷ２０を介してローレベル電位ＶＬ″に接続
され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと容量Ｃ３との間のノードＮ６がスイッチＳＷ２１
を介してハイレベル電位ＶＨ″に接続されている。ローレベル電位ＶＬ″はローレベル電
源電位ＶＳＳに等しくすることができ、また、ハイレベル電位ＶＨ″は例えばハイレベル
電源電位ＶＤＤに等しくすることができるが、その場合デジタル回路３０ｅは、図１０に
示したデジタル回路３０ｃと同じになる。
【０１０３】
このように構成されたデジタル回路３０ｅの設定及び通常動作について以下に説明する
。ここで、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧＮ
Ｄ）に等しく、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいものと
する。
【０１０４】
図３０ａに示すように、容量Ｃ２に対する第１の設定動作において、スイッチＳＷ２、
ＳＷ３及びＳＷ２１はオフの状態で、ＳＷ２０をオンし入力端ＩＮにハイレベル入力電位
ＶＩＮＨを印加すると、図の矢印の向きに電流が流れて、容量Ｃ２は入力端ＩＮ側がハイ
、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート側がローとなる向きに充電される。続いて図３０ｂに示
すように、第２の設定動作において、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨを印加し
たままでスイッチＳＷ２０をオフし、スイッチＳＷ２をオンすると、容量Ｃ２が放電して
図において矢印で示すように電流が流れ、容量Ｃ２の両端の電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５
のしきい値電圧ＶＴＨＰに等しくなったところで電流が停止する。尚、第１の設定動作に
おいてスイッチＳＷ２をオンしておいてもよい。またローレベル電位ＶＬ″は、第１の設
定動作において容量Ｃ２がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５の（即ちＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２の）しき
い値電圧ＶＴＨＰより大きな電圧で充電できるような値であればよく、必ずしもＶＳＳに
等しくなくてもよい。第１の設定動作を初期化動作と言うこともできる。
【０１０５】
同様に、図３１ａに示すように、容量Ｃ３に対する第１の設定動作において、スイッチ
ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ２０はオフの状態で、ＳＷ２１をオンし入力端ＩＮにローレベル
入力電位ＶＩＮＬを印加すると、図の矢印の向きに電流が流れて、容量Ｃ３は入力端ＩＮ
側がロー、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート側がハイとなる向きに充電される。続いて第２
の設定動作において、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬを印加したままでスイッ
チＳＷ２１をオフし、スイッチＳＷ３をオンすると、容量Ｃ３が放電して図３１ｂにおい
て矢印で示すように電流が流れ、容量Ｃ３の両端の電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３７のしきい
値電圧ＶＴＨＮに等しくなったところで電流が停止する。尚、第１の設定動作においてス
イッチＳＷ３をオンしておいてもよい。またハイレベル電位ＶＬ″は、第１の設定動作に
おいて容量Ｃ３がＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７の（即ちＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３の）しきい値電圧
ＶＴＨＮより大きな電圧で充電できるような値であればよく、必ずしもＶＤＤに等しくな
くてもよい。
【０１０６】
このように容量Ｃ２、Ｃ３を充電した後、通常動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、Ｓ
Ｗ２０及びＳＷ２１をオフし、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル入
力電位ＶＩＮＬとの間で振幅する入力信号が加えられる。ハイレベル入力電位ＶＩＮＨが
印加されたときには、図３２ａに示すように、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート電位はＶＩ
ＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜＝ＶＤＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、従って、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲ
ート・ソース間電圧ＶＧＳ＝−｜ＶＴＨＰ｜となって、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２はオフする
。一方、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート電位はＶＩＮＨ＋｜ＶＴＨＮ｜＝ＶＤＤ＋｜ＶＴ
ＨＮ｜となり、従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳからＶＴＨＮ
を差し引いた電圧はＶＤＤに等しく、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３に大きな電流を流して高速に
オンさせるのに十分な電圧を確保できる。
【０１０７】
同様に、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬが印加されたときには、図３２ｂに
示すように、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート電位はＶＩＮＬ＋｜ＶＴＨＮ｜＝ＶＧＮＤ＋
｜ＶＴＨＮ｜となり、従って、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝｜
ＶＴＨＮ｜となって、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３はオフする。一方、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２の
ゲート電位はＶＩＮＬ−｜ＶＴＨＰ｜＝ＶＧＮＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、従ってＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３２のゲート・ソース間電圧ＶＧＳからＶＴＨＰを差し引いた電圧は−ＶＤＤに
等しく、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２に大きな電流を流して高速にオンさせるのに十分な電圧（
絶対値）を確保できる。
【０１０８】
このように、図２９〜図３２を参照して説明した実施例では、設定動作において、補正
回路の容量Ｃ２、Ｃ３を、対応するＭＯＳＦＥＴ３２、３３のオン動作速度を高めるべく
入力信号のＤＣレベルを補正するように充電することが可能である。従って、回路の動作
速度を落とすことなく、電源電圧を小さくして消費電力の低減を図ることができる。尚、
上記説明ではローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧ
ＮＤ）に等しく、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいもの
としたが、本発明はそれに限定されるものではない。上記回路では、一般に、設定動作後
の容量Ｃ２の電圧の絶対値は｜ＶＴＨＰ｜−（ＶＤＤ−ＶＩＮＨ）、設定動作後の容量Ｃ
３の電圧の絶対値は｜ＶＴＨＮ｜−（ＶＩＮＬ−ＶＳＳ）となり、オフ状態ではＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のいずれでもＶＧＳ＝しきい値電圧となりぎりぎり
でオフするが、オン状態では｜ＶＧＳ｜＝｜しきい値電圧｜＋ＶＩＮＨ−ＶＩＮＬとなる
ことが理解されるだろう。
【０１０９】
図２９のデジタル回路３０ｅでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続された容量Ｃ
２とＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに接続された容量Ｃ３の設定動作を入力端ＩＮに印加
される入力信号の電位を変えて別々に行ったが、これらを同時できると好ましい。そのよ
うなデジタル回路を図３３に示す。尚、この実施例は、図１３に示したデジタル回路３０
ｄを応用したものであり、本図において図１３及び図２９に示したのと同様の箇所には同
じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【０１１０】
図３３のデジタル回路３０ｆでは、容量Ｃ２のＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続さ
れたのとは反対側の端子が、スイッチＳＷ８を介して入力端ＩＮに接続されるとともに、
スイッチＳＷ９を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続されている。同様に、容量Ｃ３
のＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに接続されたのと反対側の端子が、スイッチＳＷ１０を
介して入力端ＩＮに接続されるとともに、スイッチＳＷ１１を介してローレベル電源電位
ＶＳＳに接続されている。
【０１１１】
このように構成されたデジタル回路３０ｆの設定及び通常動作について以下に説明する
。ここでもデジタル回路３０ｅの動作についての説明と同様に、ローレベル入力電位ＶＩ
ＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧＮＤ）に等しく、ハイレベル入力電位
ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいものとする。
【０１１２】
図３４ａに示すように、第１の設定動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ８及びＳ
Ｗ１０をオフ、スイッチＳＷ９、ＳＷ１１、ＳＷ２０及びＳＷ２１をオンとする。すると
電流が図の矢印の向きに流れ、容量Ｃ２は入力端ＩＮ側がハイ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２の
ゲート側がローとなる向きに、容量Ｃ３は入力端ＩＮ側がロー、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３の
ゲート側がハイとなる向きに充電される。第１の設定動作を初期化動作と言うこともでき
る。
【０１１３】
図３４ｂに示すように、第２の設定動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ９及びＳ
Ｗ１１をオン、スイッチＳＷ８、ＳＷ１０、ＳＷ２０及び２１をオフとする。これにより
、容量Ｃ２、Ｃ３が放電し、図において矢印で示す向きに電流が流れ、容量Ｃ２の両端の
電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５のしきい値電圧に等しくなり、容量Ｃ３の両端の電圧がＮ型
ＭＯＳＦＥＴ３７のしきい値電圧に等しくなったところでそれぞれの電流が停止する。
【０１１４】
容量Ｃ２、Ｃ３の設定が終了した後、通常動作では、図３５に示すように、スイッチＳ
Ｗ２、ＳＷ３、ＳＷ９、ＳＷ１１、ＳＷ２０及びＳＷ２１をオフ、スイッチＳＷ８及びＳ
Ｗ１０をオンし、入力端ＩＮに入力信号を加える。この場合のＭＯＳＦＥＴ３２、３３に
おける動作は図３２ａ、図３２ｂにおいて説明したのと同じなので、ここでは説明を省略
する。尚、この実施例では、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳに
等しく、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいものとしたた
め、容量Ｃ２、Ｃ３はそれぞれスイッチＳＷ９、ＳＷ１１を介してハイレベル電源電位Ｖ
ＤＤ、ローレベル電源電位ＶＳＳに接続されるものとしたが、そうでない場合には、容量
Ｃ２、Ｃ３はそれぞれスイッチＳＷ９、ＳＷ１１を介してハイレベル入力電位ＶＩＮＨに
概ね等しい電位、ローレベル入力電位ＶＩＮＬに概ね等しい電位に接続することができる
。
【０１１５】
以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例はあくまでも例示
であって本発明は実施例によって限定されるものではない。当業者であれば特許請求の範
囲によって定められる本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な変形若しくは変更が
可能であることは言うまでもない。
【０１１６】
例えば、上記実施例ではローレベル電源電位ＶＳＳをグランド電位ＶＧＮＤとし、ハイ
レベル電源電位ＶＤＤをＶＧＮＤより高い電位としたが、例えばハイレベル電源電位ＶＤ
Ｄをグランド電位ＶＧＮＤとし、ローレベル電源電位ＶＳＳをグランド電位ＶＧＮＤより
低い電位とするように、他の電位とすることもできる。また、上記実施例ではトランジス
タとしてＭＯＳＦＥＴについて説明したが、バイポーラトランジスタや他のタイプのＦＥ
Ｔなど、別のトランジスタを用いることも可能である。トランジスタはどのような構造、
材料、製造方法によるものであってもよい。通常の単結晶基板を用いたものでも良いし、
ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いたものでも良い。また
、アモルファスシリコンやポリシリコンなどを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であっ
ても良いし、有機半導体を用いたトランジスタであっても、カーボンナノチューブを用い
たトランジスタであっても良い。またトランジスタは、ガラス基板、石英基板、プラスチ
ック基板またはその他の基板上に形成されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明を適用可能な電子機器として、デスクトップ、床置き、または壁掛け型ディスプ
レイ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディス
プレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ
等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュ
ータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（
具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体に記
録された映像や静止画を再生し、それを表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙
げられる。それらの電子機器の具体例を図３８ａ〜図３８ｈに示す。
【０１１８】
図３８ａはデスクトップ、床置き、または壁掛け型ディスプレイであり、筐体１３００
１、支持台１３００２、表示部１３００３、スピーカー部１３００４、ビデオ入力端子１
３００５等を含む。本発明は表示部１３００３を構成する電気回路に用いることができる
。このようなディスプレイは、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用など任意の情報
表示用表示装置として用いることができる。
【０１１９】
図３８ｂはデジタルスチルカメラであり、本体１３１０１、表示部１３１０２、受像部
１３１０３、操作キー１３１０４、外部接続ポート１３１０５、シャッター１３１０６等
を含む。本発明は、表示部１３１０２を構成する電気回路に用いることができる。
【０１２０】
図３８ｃはノート型パーソナルコンピュータであり、本体１３２０１、筐体１３２０２
、表示部１３２０３、キーボード１３２０４、外部接続ポート１３２０５、ポインティン
グマウス１３２０６等を含む。本発明は、表示部１３２０３を構成する電気回路に用いる
ことができる。
【０１２１】
図３８ｄはモバイルコンピュータであり、本体１３３０１、表示部１３３０２、スイッ
チ１３３０３、操作キー１３３０４、赤外線ポート１３３０５等を含む。本発明は、表示
部１３３０２を構成する電気回路に用いることができる。
【０１２２】
図３８ｅは記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であ
り、本体１３４０１、筐体１３４０２、第１表示部１３４０３、第２表示部１３４０４、
記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部１３４０５、操作キー１３４０６、スピーカー部１３４
０７等を含む。第１表示部１３４０３は主として画像情報を表示し、第２表示部Ｂ１３４
０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、第１及び第２表示部１３４０３、１３
４０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置
には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１２３】
図３８ｆはゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体１３
５０１、表示部１３５０２、アーム部１３５０３を含む。本発明は、表示部１３５０２を
構成する電気回路に用いることができる。
【０１２４】
図３８ｇはビデオカメラであり、本体１３６０１、表示部１３６０２、筐体１３６０３
、外部接続ポート１３６０４、リモコン受信部１３６０５、受像部１３６０６、バッテリ
ー１３６０７、音声入力部１３６０８、操作キー１３６０９等を含む。本発明は、表示部
１３６０２を構成する電気回路に用いることができる。
【０１２５】
図３８ｈは携帯電話であり、本体１３７０１、筐体１３７０２、表示部１３７０３、音
声入力部１３７０４、音声出力部１３７０５、操作キー１３７０６、外部接続ポート１３
７０７、アンテナ１３７０８等を含む。本発明は、表示部１３７０３を構成する電気回路
に用いることができる。
【０１２６】
上記したような電子機器の表示部は、例えば各画素にＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子
を用いた自発光型とすることも、或いは、液晶ディスプレイのようにバックライトなど別
の光源を用いたものとすることもできるが、自発光型の場合、バックライトが必要なく、
液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０１２７】
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。表示部が自発光型の場合、有機ＥＬ等の発光材料の応答速度は液晶に比べ
て非常に速いため、そのような動画表示に好適である。将来的に発光材料の発光輝度が高
くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア
型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１２８】
自発光型の表示部では発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なく
なるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響
再生装置のような文字情報を主とする表示部を自発光型とする場合には、非発光部分を背
景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１２９】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが
可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタを用いたデジタル回路に関する。特に、入力信号の振幅が電
源電圧より小さい場合や、使用されているトランジスタのしきい値電圧に対して電源電圧
が十分大きくない場合に、入力信号のＤＣレベルを補正して好適な回路動作を実現するた
めの補正回路を備えたデジタル回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などのトランジスタ
を用いたインバータ回路が広く用いられている。図３６ａに、トランジスタとしてＭＯＳ
ＦＥＴを用いた従来のＣＭＯＳインバータ回路の典型的な例を示す。このＣＭＯＳインバ
ータ回路２００は、ハイレベル電源電位ＶＤＤとローレベル電源電位ＶＳＳとの間に直列
に接続された、しきい値電圧ＶＴＨＰを有するＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１としきい値電圧Ｖ
ＴＨＮを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２とを有する（通常ＶＴＨＰは負、ＶＴＨＮは正）
。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１のソースはハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳ
ＦＥＴ２０２のソースはローレベル電源電位ＶＳＳに接続されている。両ＭＯＳＦＥＴ２
０１、２０２のドレインは互いに接続され、その接続点Ｎ（ノード）は出力端ＯＵＴに接
続されている。また、これらＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２のゲートは共に、ハイレベル入
力電位ＶＩＮＨとローレベル入力電位ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号が印加される入力
端ＩＮに接続されている。尚、本明細書において、特に断らない限り、回路素子の”接続
”は”電気的接続”を意味する。
【０００３】
このような構成を有するＣＭＯＳインバータ回路２００の通常の動作を図３６ｂ及び図
３６ｃに示す。尚、図３６ｂ及び図３６ｃでは、ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２のオン／オ
フ状態を示すためこれらＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２をスイッチの記号で示した。図３６
ｂに示すように、入力端ＩＮにハイレベル電源電位ＶＤＤからＰ型ＭＯＳＦＥＴのしきい
値電圧の絶対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値に等しいか或いはより高いハイレベル入力電位Ｖ
ＩＮＨが入力されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオフし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオン
して出力端ＯＵＴにはローレベル電源電位ＶＳＳに概ね等しい電位が出力信号として供給
される。また、図３６ｃに示すように、ローレベル電源電位ＶＳＳにＮ型ＭＯＳＦＥＴの
しきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＮ｜を加えた値と等しいか或いはより低いローレベル入力
電位ＶＩＮＬが入力端ＩＮに入力されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオンし、Ｎ型ＭＯＳ
ＦＥＴ２０２はオフして出力端ＯＵＴにはハイレベル電源電位ＶＤＤに概ね等しい電位が
出力信号として供給される。
【０００４】
しかしながら、例えば動作電圧の低いＩＣ等から入力信号が供給されるような場合、以
下の問題が生じ得る。図３７ａに示すように、入力端ＩＮに加えられるハイレベル入力電
位ＶＩＮＨがハイレベル電源電位ＶＤＤからＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１のしきい値電圧の絶
対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値より低い場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１においてゲート・ソ
ース間電圧ＶＧＳ（＝ゲート電位ＶＧ−ソース電位ＶＳ）＜−｜ＶＴＨＰ｜となり、Ｐ型
ＭＯＳＦＥＴ２０１はオフせず、その結果、両ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２がオン状態と
なり、出力端ＯＵＴにはＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２のオン状態抵
抗により分圧された電位が出力され、ローレベル電源電位ＶＳＳが出力されない。同様に
、入力端ＩＮに加えられるローレベル入力電位ＶＩＮＬがローレベル電源電位ＶＳＳにＮ
型ＭＯＳＦＥＴ２０２のしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＮ｜を加えた値より高い場合、Ｎ
型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオフせず、両ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２がオン状態となり、出
力端ＯＵＴにハイレベル電源電位ＶＤＤが出力されない。このように入力電位ＶＩＮＨ、
ＶＩＮＬと電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳとの間のレベルが異なることによりインバータ回路２
００のＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２が確実にオン・オフせず、出力が所望の値とならない
場合、インバータ回路２００の後段の回路を駆動することができない、または、そのよう
な回路の動作が不確実になるといった問題が生じる。また、両ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０
２が同時にオンしショート電流が流れることから、消費電力が増大するという問題も生じ
る。
【０００５】
上記したような問題を解決するため、第１の入力用インバータと第２の出力用インバー
タとを有するレベルシフタ回路において、容量（コンデンサ）とバイアス手段とによって
第１のインバータから第２のインバータへ入力される信号のＤＣレベルを変換することが
提案されている（特開平９−１７２３６７号公報参照）。しかしながらこの回路では、第
２のインバータを構成する各トランジスタのゲートと第１のインバータの出力との間に接
続されているＤＣレベル変換用容量はバイアス手段によって常にハイレベル電源電位また
はローレベル電源電位に接続されていることから、これら容量の充放電が回路の動特性に
悪影響を与えたり（即ち回路動作速度の低下を招いたり）、或いは、これら容量の充放電
に伴う電力消費が無視できない程度に大きくなったりするという問題が生じ得る。また、
トランジスタのしきい値電圧にばらつきがあるような場合、各容量の静電容量を対応する
トランジスタに合わせることは困難であり、そのためＤＣレベル変換用容量の両端の電圧
が対応するトランジスタのしきい値電圧に整合せず、トランジスタのオン・オフを正確に
行うことができないという問題も発生し得る。
【０００６】
また、図３６ａに示したインバータ回路２００では、例えば消費電力を抑制するため電
源電圧（ＶＤＤ−ＶＳＳ）が小さく、電源電圧がＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２のしきい値
電圧の絶対値に対して十分大きくない場合、入力端ＩＮに印加される入力信号の振幅が電
源電圧と同じでも、ＭＯＳＦＥＴ２０１、２０２に十分な電流を流して高速に駆動するこ
とができないという問題が生じることがある。これは、ＭＯＳＦＥＴを流れる電流に寄与
するのはゲート・ソース間電圧ＶＧＳではなく、ＶＧＳ−ＶＴＨであることによる。例え
ば、図３６ａのインバータ回路２００において、ＶＤＤ＝３．３Ｖ、ＶＳＳ＝０Ｖ（グラ
ンド）、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１のしきい値電圧ＶＴＨＰ＝−２Ｖ、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２
０２のしきい値電圧ＶＴＨＮ＝３Ｖ、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨ＝ＶＤＤ＝３．３Ｖ、
ローレベル入力電位ＶＩＮＬ＝ＶＳＳ＝０Ｖとする。入力端ＩＮにローレベル入力電位Ｖ
ＩＮＬが加えられる場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１ではＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝−３．３−（
−２）＝−１．３ＶとなりＰ型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオンし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２で
はＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝０−３＝−３ＶとなりＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオフする。この場
合は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧（−２Ｖ）の絶対値が電源電圧（即ち入力信号の
振幅）に対して十分に小さいため、ＶＧＳ−ＶＴＨＰの絶対値を大きく（１．３Ｖ）とる
ことができ、問題は生じない。一方、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが加えら
れる場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２０１ではＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝０−（−２）＝２ＶとなりＰ
型ＭＯＳＦＥＴ２０１はオフし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２ではＶＧＳ−ＶＴＨＰ＝３．３
−３＝０．３ＶとなりＮ型ＭＯＳＦＥＴ２０２はオンするが、ＶＧＳ−ＶＴＨＰが０．３
Ｖと非常に小さいことから、流れる電流が小さくなり、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２０２を高速に
動作（オン）させることができない。勿論、電源電圧及び入力信号の振幅を大きくすれば
高速動作させることが可能となるが、消費電力が増大してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記したような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の主な
目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であって、電源電圧、
入力信号の振幅、トランジスタのしきい値電圧の関係に応じて適切に入力信号を補正し、
好適な回路動作が可能なデジタル回路を提供することである。
【０００８】
本発明の第２の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、入力信号の振幅が電源電圧（ハイレベル電源電位とローレベル電源電位の差）より
小さい場合でも、確実にトランジスタをオンオフさせることが可能なデジタル回路を提供
することである。
【０００９】
本発明の第３の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、入力信号の振幅が電源電圧より小さい場合でも、動特性を悪化させることなく、確
実にトランジスタをオンオフさせることが可能なデジタル回路を提供することである。
【００１０】
本発明の第４の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、入力信号の振幅が電源電圧より小さい場合でも、スイッチ回路に含まれるトランジ
スタの制御端子に接続されたＤＣレベル変換用容量を対応するトランジスタのしきい値電
圧に応じた適切な値に充電してトランジスタを確実に動作させることが可能なデジタル回
路を提供することである。
【００１１】
本発明の第５の目的は、トランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路であ
って、電源電圧がトランジスタのしきい値電圧の絶対値に対して十分大きくない場合でも
、トランジスタに十分な電流を流して高速動作をさせることが可能なデジタル回路を提供
することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に基づくと、入力端と出力端の間に接続されたスイッ
チ回路を有し、該スイッチ回路は、第１の端子と、第２の端子と、制御端子とを備え、第
１の端子に対する制御端子の電位を変えることでオン／オフ制御することが可能な第１の
トランジスタを含み、第１のトランジスタの第１の端子には、少なくとも通常動作におい
て第１の電源電位が印加され、第１のトランジスタのオン／オフ状態が前記出力端におけ
る信号に影響を与え得るデジタル回路であって、通常動作においては、第１のトランジス
タをオフするための第１の入力電位と第１のトランジスタをオンするための第２の入力電
位との間で振幅する入力信号が入力端に印加され、該デジタル回路は入力端と第１のトラ
ンジスタの制御端子との間に接続された補正回路を有し、この補正回路は、ａ）一方の端
子が入力端に接続され、他方の端子が第１のトランジスタの制御端子に接続された容量と
、ｂ）通常動作に先立つ設定動作において、容量に蓄積される電荷をその両端の電圧が所
定の値となるように設定するための導電経路を定めるための少なくとも１つのスイッチと
を有し、通常動作において、少なくとも１つのスイッチの状態は容量の両端の電圧を保存
するよう設定されることを特徴とするデジタル回路が提供される。
【００１３】
このような構成により、通常動作に先立つ設定動作において、電源電圧、入力信号の振
幅、第１のトランジスタのしきい値電圧等に応じて容量の両端の電圧を適切に設定するこ
とで、通常動作において入力信号のＤＣレベルを補正し、好適な回路動作を実現すること
ができる。通常動作においては、設定された容量の両端の電圧（または電荷）を保持する
ようにスイッチの設定がなされるため、容量がデジタル回路の動特性に悪影響を及ぼす（
即ち、動作速度を低下させる）心配がない。むしろ、容量はトランジスタの寄生容量に対
して直列に接続されトータルの容量を低下させることから、動特性の向上に寄与し得る。
さらに、設定動作を頻繁に行う必要もないため設定動作に伴う電力消費も僅かですむ。
【００１４】
好ましくは、補正回路は、第１の端子と、第２の端子と、制御端子とを備え、第１の端
子に対する制御端子の電位を変えることでオン／オフ制御することが可能な、第１のトラ
ンジスタと同じ導電型で且つ概ね同じしきい値電圧を有する第２のトランジスタであって
、該第２のトランジスタの第１の端子は第１の電源電位に接続され、該第２のトランジス
タの第２の端子と制御端子は互いに接続され且つ前記した容量と第１のトランジスタの制
御端子との間のノードに接続された第２のトランジスタを更に有し、少なくとも１つのス
イッチは、第２のトランジスタに直列に接続された第１のスイッチを含み、通常動作では
、第１のスイッチはオフである。
【００１５】
典型的には、第１及び第２のトランジスタはＦＥＴからなり、第１及び第２のトランジ
スタの第１の端子、第２の端子及び制御端子は、それぞれ、ソース、ドレイン及びゲート
からなる。電源電位としてハイレベル電源電位とローレベル電源電位が供給され、入力信
号がハイレベル入力電位とローレベル入力電位の間で振幅するとき、例えば第１のトラン
ジスタがＰ型ＭＯＳＦＥＴの場合、第１の電源電位はハイレベル電源電位、第１の入力電
位はハイレベル入力電位とすることができる。また、第１のトランジスタが例えばＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴの場合、第１の電源電位はローレベル電源電位、第１の入力電位はローレベル
入力電位とすることができる。
【００１６】
本発明の一好適実施例によれば、入力信号の振幅が電源電圧より小さい場合でも、確実
に第１のトランジスタをオンオフさせるべく設定動作がなされる。即ち、設定動作におい
て、第１のスイッチがオンした状態で、第２のトランジスタがオフするまで容量の一方の
端子に第１の入力電位に概ね等しい電位が印加される。ここで、第２のトランジスタがオ
フするとは実質的にオフすることを意味し、必ずしも完全にオフする（即ち第２のトラン
ジスタを流れる電流が完全にゼロになる）必要はなく、第２のトランジスタを流れる電流
が十分小さくなっていればよい。このように設定動作において、第２の端子と制御端子が
互いに接続された（即ちダイオード接続された）第２のトランジスタを通じて第１のトラ
ンジスタの制御端子と入力端との間に接続された容量へと第２のトランジスタがオフする
まで若しくは電流値が非常に小さくなるまで電流を流すことで、容量をその両端の電圧が
第１の電源電位と第１の入力電位の差及び第１のトランジスタのしきい値電圧を反映した
適切な電圧となるように充電することができる。これにより、通常動作では、充電された
容量の電圧を入力信号に加えて、第１のトランジスタの制御端子に印加することにより、
第１のトランジスタを確実にオンオフすることが可能となる。第１のトランジスタのしき
い値電圧を容量の電圧に反映することができるのは、第１のトランジスタのしきい値電圧
と、第２のトランジスタのしきい値電圧とが概ね等しいことによる。尚、第１のトランジ
スタと第２のトランジスタのしきい値電圧は等しいことが望ましいが、多少異なっていて
も、設定動作において入力信号補正用の容量を適切に充電してデジタル回路を正常に動作
させることができればよい。また、トランジスタとしてＦＥＴを用いる場合、しきい値電
圧はＮ型がプラス、Ｐ型がマイナスの場合が多いが、しきい値電圧がそれ以外の値であっ
ても本発明を適用することが可能である。
【００１７】
また、好適には、第２のトランジスタに並列に、且つ、その順方向が前記第２のトラン
ジスタの順方向と逆向きになるように整流素子が接続される。これにより、ダイオード接
続された第１のトランジスタを逆バイアスするような電荷が例えばノイズ等により容量に
蓄積されていた場合でも、設定動作において第１のスイッチをオンしたとき、整流素子を
通って電流が流れることを可能にして、容量の両端の電圧を適切な値に収束させることが
できる。整流素子は、例えば第２のトランジスタと同じ導電型のダイオード接続されたト
ランジスタからなるものとすることができる。
【００１８】
また、容量と第１のトランジスタの制御端子との間のノードが、第１の電源電位とは別
の電位に更なるスイッチを介して接続され、設定動作の前に更なるスイッチをオンするこ
とでノードの電位を所定の電位にすることが可能となっているとよい。ここで、所定の電
位は、ノードの電位を所定の電位にした後、更なるスイッチをオフにした状態でなされる
設定動作において第１のスイッチをオンしたとき第１の電源電位と所定の電位との電位差
により第２のトランジスタがオンするような電位である。このようにすることにより、例
えばノイズなどにより不所望に容量に電荷が溜まっている場合でも、設定動作に先立って
容量と第１のトランジスタの制御端子との間のノードの電位を適切な値とすることで、設
定動作を確実に行い、容量の両端の電圧を第１の電源電位と第１の入力電位との差及び第
１のトランジスタのしきい値電圧に対応した適切な値に収束させることができる。前記別
の電位を第１の電源電位とは異なる第２の電源電位とすると、別の電位を容易に提供する
ことができるため好適である。
【００１９】
更に、容量の一方の端子が、第２のスイッチを介して入力端に接続されるとともに、第
３のスイッチを介して第１の入力電位に概ね等しい電位に接続されており、通常動作にお
いては、第２のスイッチはオン、第１及び第３のスイッチはオフであり、設定動作におい
ては、第２のスイッチはオフ、第１及び第３のスイッチはオンであるようにすることがで
きる。このようにすることにより、入力電位を制御する必要なく、スイッチを切り替える
だけで、設定動作を容易に行うことができる。また、例えば第１のトランジスタとして極
性の異なる２つのトランジスタを有している場合でも、これらトランジスタの設定動作を
同時に行うことができる。
【００２０】
本発明の別の好適実施例によると、例えば電源電圧が低く、電源電圧がトランジスタの
しきい値電圧の絶対値に対して十分大きくない場合でも、トランジスタに十分な電流を流
して高速動作をさせるべく設定動作が可能なデジタル回路が提供される。そのようなデジ
タル回路では、容量と第１のトランジスタの制御端子との間のノードが第２のスイッチを
介して所定の電位に接続される。設定動作は第１の設定動作と第２の設定動作を含み、第
１の設定動作では、第２のスイッチをオンするとともに入力端に第１の入力電位を印加し
て容量を充電し、第２の設定動作では、入力端に第１の入力電位を印加しつつ第２のスイ
ッチをオフし且つ第１のスイッチをオンすることで第２のトランジスタを通じて容量を放
電する。第２のトランジスタを通じた容量の放電は、第２のトランジスタを流れる電流が
実質的にゼロになるまで、即ち、容量の両端の電圧が第２のトランジスタのしきい値電圧
に概ね等しくなるまでなされる。尚、前記した所定の電位は、第２の設定動作において第
１のスイッチをオンしたとき第２のトランジスタがオンするような電位であり、例えば第
１の電源電位とは異なる第２の電源電位とすることができる。また典型的には、第１の入
力電位は第１の電源電位に、第２の入力電位は第２の電源電位に等しい。
【００２１】
上記したように容量の両端の電圧を設定することにより、通常動作において、第１の入
力電位が入力端に印加されたときには第１のトランジスタの制御端子と第１の端子との電
位差が第１のトランジスタのしきい値電圧に等しくなって第１のトランジスタはオフし、
第２の入力電位が印加されたときには容量の両端の電圧が第１のトランジスタのオンを促
進するように第２の入力電位に重畳され、第１のトランジスタに十分な電流を流して高速
にオンさせることが可能となる。
【００２２】
また、容量の一方の端子が、第３のスイッチを介して入力端に接続されるとともに、第
４のスイッチを介して第１の入力電位に概ね等しい電位に接続されており、通常動作にお
いては、第３のスイッチはオン、第１、第２及び第４のスイッチはオフであり、第１の設
定動作においては、第２及び第４のスイッチはオン、第３のスイッチはオフであり、第２
の設定動作においては、第２及び第３のスイッチはオフ、第１及び第４のスイッチはオン
であるようにすることができる。このようにすることにより、入力電位を制御する必要な
く、スイッチを切り替えるだけで、設定動作を容易に行うことができる。また、例えば第
１のトランジスタとして極性の異なる２つのトランジスタを有している場合、これらトラ
ンジスタの設定動作を同時に行うことができる。
【００２３】
スイッチ回路は、インバータ回路、クロックトインバータ回路、ＮＡＮＤやＮＯＲのよ
うな論理回路、或いはレベルシフト回路やトランスファーゲートなど、様々な形態をとり
得る。インバータ回路の場合、トランジスタと抵抗を用いたものとすることも、同じ極性
のトランジスタを用い一方をダイオード接続して抵抗として動作させるようにすることも
、あるいは極性の異なる２つのＭＯＳＦＥＴを用いたＣＭＯＳインバータとすることもで
きる。クロックトインバータ回路の場合、補正回路が設けられるトランジスタは、インバ
ータ本体を構成するトランジスタであっても、クロック信号同期用のトランジスタであっ
ても、あるいはその両方のトランジスタであってもよい。
【００２４】
上記したスイッチ（ダイオード接続された第２のトランジスタに直列に接続される第１
のスイッチなど）は、電気的スイッチでも機械的なスイッチでも、電流の流れを制御でき
るものなら何でも良い。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み
合わせた論理回路でもよい。スイッチがＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子からなるものとす
ると、デジタル回路全体を半導体プロセスにより形成できるため好適である。尚、スイッ
チがトランジスタからなる場合、スイッチとして用いるだけなので、トランジスタの導電
型は特に限らない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の
極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、
ＬＤＤ領域を設けているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタの
ソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、ＯＶ等）に近い状態で動作する
場合はｎチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄ等）に近い
状態で動作する場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲート・ソース
間電圧の絶対値を大きくできるためスイッチとして、動作しやすいからである。なお、ｎ
チャネル型とｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。
【００２５】
また、ノイズなどにより不所望に容量に溜まった電荷が設定動作において悪影響を及ぼ
すのを防止するため、容量に並列に更なるスイッチを接続してもよい。このスイッチを設
定動作に先立ってオンすることで、容量に溜まった電荷を放電することができる。
【００２６】
上記したようなトランジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路を用いて、集
積回路や半導体表示装置に代表される様々な半導体装置（または電子機器）を好適に実現
することができる。そのような半導体装置には、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬディス
プレイ発光素子を各画素に備えた自発光型表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒ
ｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ
）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等があり、本発明のデジ
タル回路はそれらの駆動回路などに用いることができる。ガラス基板を用いて形成された
半導体装置に本発明のデジタル回路を適用することで、ＩＣから入力される信号の振幅を
昇圧回路で制御しなくとも良いので、半導体装置を小型化し、装置自体のコストを抑える
ことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に基づくデジタル回路は、電源電位が供給されるＭＯＳＦＥＴなどの第１のトラ
ンジスタを有するスイッチ回路と、入力信号が印加される入力端と第１のトランジスタの
制御端子（ゲート）との間に接続された補正回路とを有し、この補正回路が、ａ）第１の
トランジスタの制御端子と入力端との間に接続された容量と、ｂ）通常動作に先立つ設定
動作において、容量に蓄積される電荷をその両端の電圧が所定の値となるように設定する
ための導電経路を定めるための少なくとも１つのスイッチとを有し、通常動作において、
少なくとも１つのスイッチの状態は容量の両端の電圧を保存するよう設定されるものとし
た。これにより、入力電位レベルと電源電位レベルに差があり（例えば、ハイレベル入力
電位がハイレベル電源電位より低い）、補正回路がないとスイッチ回路が正常に動作しな
い場合、或いは、電源電圧がトランジスタのしきい値電圧に対して十分大きくなく（例え
ば電源電圧が３．３Ｖでトランジスタのしきい値電圧が３Ｖ）トランジスタの高速動作が
困難な場合、設定動作において容量の両端の電圧を適切に設定し、通常動作においてその
設定した電圧（または電荷）が保持されるようにすることで、入力信号のＤＣレベルを適
切に補正して好適な回路動作を実現することができる。通常動作において容量の電荷が保
持されるため、容量がデジタル回路の動特性に悪影響を及ぼす（即ち、動作速度を低下さ
せる）心配がない。むしろ、容量はトランジスタの寄生容量に対して直列に接続されトー
タルの容量を低下させることから、動特性の向上に寄与し得る。さらに、設定動作を頻繁
に行う必要もないため設定動作に伴う電力消費も僅かですむ。好適には、容量の電圧が対
応するトランジスタのしきい値電圧を反映し得るように、補正回路は、容量と第１のトラ
ンジスタの制御端子との間のノードと電源電位との間に設けられた、第１のトランジスタ
と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続された第２のトランジスタと、ダイオー
ド接続された第２のトランジスタに直列に接続されたスイッチとを有する。
【００２８】
本発明の特徴、目的及び作用効果は、添付図面を参照しつつ好適実施例について説明す
ることにより一層明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１本発明の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明に基づくデジタル回路の一実施例を示す回路図である。
【図３】図３ａは図２に示したデジタル回路の設定動作を、図３ｂは通常動作を示している。
【図４】図４は、本発明に基づくデジタル回路の別の実施例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明をＣＭＯＳインバータ回路に適用して形成される、本発明に基づくデジタル回路の別の実施例を示す回路図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、図５に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図７】図７は、図５に示したスイッチＳＷ２、ＳＷ３をそれぞれＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３９で具現したデジタル回路の回路図である。
【図８】図８は、図５に示したデジタル回路の変形実施例を示す回路図である。
【図９】図９は、図５に示したデジタル回路の別の変形実施例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、図５に示したデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図１１】図１１ａ及び図１１ｂは、図１０に示したデジタル回路における初期化動作を示している。
【図１２】図１２は、図１０に示したスイッチをＭＯＳＦＥＴとして具現したデジタル回路を示す回路図である。
【図１３】図１３は、図５に示したデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図１４】図１４は、本発明を適用したクロックトインバータ回路の一実施例を示す回路図である。
【図１５】図１５は、図１４に示したクロックトインバータ回路の変形実施例を示す回路図である。
【図１６】図１６は、図１４に示した本発明に基づくクロックトインバータ回路の別の変形実施例を示す回路図である。
【図１７】図１７は、液晶ディスプレイなどで用いられるアクティブマトリックス装置のドライバ回路の要部を模式的に示すとともに、ドライバ回路のシフトレジスタにおける典型的な単位回路を示す図である。
【図１８】図１８は、図１７に示したシフトレジスタの単位回路における左側のクロックトインバータに本発明を適用した実施例を示す回路図である。
【図１９】図１９は、図１８に示したクロックトインバータ回路を含むシフトレジスタの初期化、設定動作及び通常動作における各部の信号（電位）を示すタイミングチャートである。
【図２０】図２０は、図１８に示した実施例の変形実施例を示す回路図である。
【図２１】図２１は、図２０に示したクロックトインバータ回路を含むシフトレジスタの初期化、設定動作及び通常動作における各部の信号（電位）を示すタイミングチャートである。
【図２２】図２２は、図１８に示したクロックトインバータの別の実施例を示す回路図である。
【図２３】図２３は、図１７に示した第１ラッチ回路における典型的な単位回路を示す回路図である。
【図２４】図２４は、図２３に示した第１ラッチ回路のクロックトインバータに本発明を適用した実施例を示す回路図である。
【図２５】図２５は、図２４に示したクロックトインバータの初期化動作、設定動作及び通常動作における各部の信号（電位）を示すタイミングチャートである。
【図２６】図２６ａは帰線期間を、図２６ｂはドライバ停止期間を模式的に示している。
【図２７】図２７は、本発明をＮＡＮＤ回路を構成するトランジスタに適用した実施例を示す回路図である。
【図２８】図２８は、本発明をＮＯＲ回路を構成するトランジスタに適用した実施例を示す回路図である。
【図２９】図２９は、本発明に基づくデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図３０】図３０ａ及び図３０ｂは、図２９に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図３１】図３１ａ及び図３１ｂは、図２９に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図３２】図３２ａ及び図３２ｂは、図２９に示したデジタル回路の通常動作を示している。
【図３３】図３３は、本発明に基づくデジタル回路の更に別の変形実施例を示す回路図である。
【図３４】図３４ａ及び図３４ｂは、図３３に示したデジタル回路の設定動作を示している。
【図３５】図３５は、図３３に示したデジタル回路の通常動作を示す回路図である。
【図３６】図３６ａは従来のＣＭＯＳインバータ回路の典型的な例を示す回路図であり、図３６ｂ及び図３６ｃは、図３６ａに示したＣＭＯＳインバータ回路の通常の動作を示している。
【図３７】図３７ａ及び図３７ｂは、図３６に示したＣＭＯＳインバータ回路の問題点を説明するための図である。
【図３８】図３８ａ〜図３８ｈは、本発明が適用される電子機器の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明に基づくデジタル回路の概略構成を示すブロック図である。図示されて
いるように、本発明に基づくデジタル回路１は、入力端ＩＮと出力端ＯＵＴの間に接続さ
れ入力端に印加される入力信号の値に応じて出力端に異なる信号（例えばハイレベル電源
電位ＶＤＤまたはローレベル電源電位ＶＳＳ）を出力する、ＭＯＳＦＥＴなどのトランジ
スタを有するスイッチ回路２と、入力端ＩＮとスイッチ回路２との間に接続された補正回
路３とを有する。
【００３２】
図２は、本発明に基づくデジタル回路の一実施例を示す回路図である。このデジタル回
路１０は、スイッチ回路として、１つのＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１と抵抗Ｒ１とにより構成さ
れたインバータ回路１２を有する。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１はしきい値電圧ＶＴＨＰを有し
、そのソースはハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、ドレインは抵抗Ｒ１を介してロー
レベル電源電位ＶＳＳ（例えばグランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１１の制御端子として働くゲートはハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル入力電
位ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号が印加される入力端ＩＮに接続され、ドレインと抵抗
Ｒ１との間のノードＮ１が出力端ＯＵＴに接続されている。
【００３３】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートと入力端ＩＮとの間には補正回路１３が接続されている
。この補正回路１３は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された
容量Ｃ１と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１と同じくＰ型で且つ概ね同じしきい値電圧ＶＴＨＰを
有する設定動作用のＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４と、スイッチＳＷ１とを有している。Ｐ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１４のドレインは容量Ｃ１とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートとの間のノードＮ２
に接続され、ソースはハイレベル電源電位ＶＤＤにスイッチＳＷ１を介して接続されてい
る。スイッチＳＷ１はＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインとノードＮ２との間に設けてもよ
く、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４に直列に接続されていればよい。更に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４
はゲートとドレインが接続され、いわゆる”ダイオード接続”となっている。それにより
、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のゲート・ソース間電圧ＶＧＳはソース・ドレイン間電圧ＶＤＳ
と等しくなる。
【００３４】
このように構成されたデジタル回路１０の動作について以下に説明する。尚、説明のた
めこの実施例では、入力端ＩＮに印加される入力信号のハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハ
イレベル電源電位ＶＤＤからしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値より低く（即
ち、従来回路では入力信号がハイレベル入力電位ＶＩＮＨのときＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１が
オフしないような値）、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはグランド電位ＶＧＮＤに等しい（
即ち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１をオンするのに十分低い値）ものとする。
【００３５】
まず、設定動作において、図３ａに示すように、スイッチＳＷ１をオンし、その状態で
入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨを印加する。これにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１
４を通って図で矢印で示すように電流が流れ、容量Ｃ１が充電される。十分な時間がたつ
と容量Ｃ１の両端の電圧が上昇し、それによってＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４のゲート・ソース
間電圧ＶＧＳの絶対値が小さくなり、最終的にはＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフし、電流が
止まる。このとき容量Ｃ１の両端の電圧はＶＤＤ−ＶＩＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜となる。
【００３６】
こうして設定動作において適切に容量Ｃ１を充電した後、通常動作では、図３ｂに示す
ように、スイッチＳＷ１をオフし、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベ
ル入力電位ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号を印加する。このときスイッチＳＷ１がオフ
となっていることから、容量Ｃ１に蓄積された電荷は保存され、容量Ｃ１の両端の電圧は
一定に保たれる。従って、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが印加された場合、
それに容量Ｃ１の両端の電圧ＶＤＤ−ＶＩＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜が加わって、Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１１のゲートの電位はＶＤＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝
−｜ＶＴＨＰ｜となることから、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１を漏れ電流なく確実にオフさせる
ことができる。これにより、出力端ＯＵＴにはグランド電位ＶＧＮＤが出力される。尚、
設定動作は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４が完全にオフになるまで（即ち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１
４を流れる電流が完全にゼロになるまで）行なう必要はない。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４に電
流が僅かに流れていても、容量Ｃ１が通常動作において入力信号を適切に補正できる程度
に十分充電されれば（即ち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４が実質的にオフすれば）、その時点で
設定動作を終了しても実動作上は問題ない。
【００３７】
一方、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬが印加された場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
１１のゲートの電位は、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが印加されたときより
下がり、ＶＧＳ＝−｜ＶＴＨＰ｜−（ＶＩＮＨ−ＶＩＮＬ）となり、従って、ＶＧＳ＜−
｜ＶＴＨＰ｜となって、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１はオン状態となり、出力端ＯＵＴの電位は
概ねハイレベル電源電位ＶＤＤとなる。尚、容量Ｃ１がＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート容
量に対し十分大きくない場合、入力電圧（ＶＩＮＨ、ＶＩＮＬ）が容量Ｃ１とゲート容量
とによって分圧され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートに十分な電圧がかからなくなってし
まう。よって、容量Ｃ１の大きさは、容量Ｃ１が接続されるＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１等のト
ランジスタのゲート容量を考慮して定めることが望ましい。例えば、容量Ｃ１をＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１１のゲート容量の５倍以上の大きさとすることが望ましい。
【００３８】
このように、上記した実施例では、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨが第１の電源電位とし
てのハイレベル電源電位ＶＤＤより低い場合でも、インバータ回路１２を構成するＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１のゲートと入力端ＩＮとの間に接続した容量Ｃ１を、設定動作において、
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１と概ね同じしきい値電圧を有し且つダイオード接続された設定動作
用Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４を通じて適切な電圧に充電しておくことにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ１１を確実にオフさせることができる。本発明によれば別途昇圧装置を設ける必要がな
いため、コスト削減や装置の小型化に貢献する。また、ガラス基板上に形成したデジタル
回路にＩＣからの信号を入力する場合においても、昇圧回路を用いることがなく、直接デ
ジタル回路に信号を入力することができる。尚、上記実施例において、ハイレベル入力電
位ＶＩＮＨがハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいかそれより大きい場合は、設定動作にお
いて容量Ｃ１は充電されないだけで、通常動作は正常に可能である。
【００３９】
このようなデジタル回路１０を複数個、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレ
イの駆動装置に用いた場合、各インバータ回路１２を構成する複数のＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
１を含むこととなり、例えば不純物濃度やチャネル部分の結晶状態などが異なること等に
よりそれらのしきい値電圧にばらつきが生じる場合がある。しかしながら、本発明によれ
ば、各Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１に対応する補正回路１３に含まれるダイオード接続されたＰ
型ＭＯＳＦＥＴ１４のしきい値電圧をインバータ回路１２を構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
１と概ね同じとすることにより、補正回路１３に含まれるＤＣレベル変換用容量Ｃ１を対
応するＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のしきい値電圧に合った適切な電圧を供給するように充電す
ることができる。このようにインバータ回路１２を構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１と設定
動作用Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のしきい値電圧を概ね同じ値とすることは、実際の半導体回
路において、これらＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１４を互いに近接して設け、不純物濃度の差
等が生じないようにすることにより実現することができる。また、レーザ照射によりチャ
ネル部分を結晶化させる製造工程を含む場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１とＰ型ＭＯＳＦＥＴ
１４のチャネル部分が同じパルスのレーザビームスポットにより結晶化されると、しきい
値電圧をより近い値にすることが可能であるので望ましい。尚、概ね等しいしきい値電圧
を容易に実現するためには、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１４のチャネル長Ｌやチャネル幅Ｗ
等のサイズを概ね同じとすることが好ましいが、しきい値電圧が概ね同じであるならば、
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４のサイズを異なるものとしてもよい。例え
ばレイアウト面積を抑制するべく、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のチャネル長及び／またはチャ
ネル幅Ｗを小さくすることが可能である。或いは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４のチャネル幅Ｗ
を大きくして、より短時間に設定動作ができるようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施例では通常動作においてダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４に
直列に接続されたスイッチＳＷ１がオフ状態となるため、設定動作において補正回路１３
の容量Ｃ１に蓄積された電荷は保存され、通常動作において容量Ｃ１がデジタル回路１０
の動特性に悪影響を及ぼす（即ち、動作速度を低下させる）心配がない。むしろ、容量Ｃ
１はＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１のゲートとドレインまたはソースとの間に形成される寄生容量
に対して直列に接続されトータルの容量を低下させることから、動特性の向上に寄与し得
る。設定動作は、容量Ｃ１に蓄積した電荷が漏れ、正常な動作が確保されなくなる前に行
えばよく、従って、設定動作を頻繁に行う必要もないため設定動作に伴う電力消費も僅か
ですむ。本デジタル回路１０の入力側に接続される回路では、動作電圧（電源電圧や信号
電圧）を低くできるため、その点からも電力消費抑制に寄与する。
【００４１】
図４は、スイッチ回路としてＰ型ＭＯＳＦＥＴを１つ使用したレベルシフト回路を含む
、本発明に基づくデジタル回路の別の実施例を示す回路図である。本図において、図２と
同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図３のデジタル回路２０は、図
２に示したデジタル回路１０と概ね同じ構成を有するが、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレイ
ンがローレベル電源電位ＶＳＳとしてのグランド電位ＶＧＮＤに接続され、ソースが抵抗
Ｒ１を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、出力端ＯＵＴがＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
１のソースと抵抗Ｒ１の間のノードＮ３に接続され、それによりスイッチ回路としてレベ
ルシフト回路２１を形成している点が異なる。説明は省略するが、この実施例でも、上記
実施例と同様の設定動作を行い容量Ｃ１を適切に充電しておくことで、通常動作において
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１を誤動作なく確実にオン／オフさせることが可能である。この例で
は、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨが印加されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオ
フして出力端ＯＵＴにはハイレベル電源電位ＶＤＤが出力され、ローレベル入力電位ＶＩ
ＮＬが印加されるとＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオンして出力端ＯＵＴにはローレベル電源電
位ＶＳＳが出力される。このようにトランジスタのオン／オフ状態に応じて出力端ＯＵＴ
に異なる信号が供給されるようにする様々な態様のスイッチ回路が考えられるが、スイッ
チ回路に含まれるトランジスタのオン／オフを確実に行うべくそれらに本発明を適用する
ことが可能であることを理解されたい。
【００４２】
図５は、本発明に基づくデジタル回路の更に別の実施例として、本発明をＣＭＯＳイン
バータ回路に適用した例を示す回路図である。このデジタル回路３０は、スイッチ回路と
してＣＭＯＳインバータ回路３１を有している。ＣＭＯＳインバータ回路３１は、従来と
同様に、電源電位としてのハイレベル電源電位ＶＤＤとローレベル電源電位ＶＳＳとの間
に直列に接続された、しきい値電圧ＶＴＨＰを有するＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２としきい値電
圧ＶＴＨＮを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３とを有する。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のソースは
ハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のソースはローレベル電源
電位ＶＳＳ（この例ではグランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。両ＭＯＳＦＥＴ３２
、３３のドレインは互いに接続され、その接続点（ノード）Ｎ４は出力端ＯＵＴに接続さ
れている。また、これらＭＯＳＦＥＴ３２、３３のゲートは共に、ハイレベル入力電位Ｖ
ＩＮＨとローレベル入力電位ＶＩＮＬとの間で振幅する入力信号が印加される入力端ＩＮ
に接続されている。
【００４３】
本発明に基づき、補正回路３４がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと入力端ＩＮとの間に
接続されている。この補正回路３４は、図２に示した実施例の補正回路１３と同様に、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された容量Ｃ２と、Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ３２と同じ導電型で且つ概ね同じしきい値電圧ＶＴＨＰを有する設定動作用のＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ３５と、スイッチＳＷ２とを有している。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５のドレインは
容量Ｃ２とＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートとの間のノードＮ５に接続され、ソースはハイ
レベル電源電位ＶＤＤにスイッチＳＷ２を介して接続されている。更に、Ｐ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ３５はゲートとドレインが接続され、ダイオード接続となっている。尚、スイッチＳＷ
２は図２の場合と同様にＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５と直列に接続されていれば良い。
【００４４】
また、補正回路３６がＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと入力端ＩＮとの間に接続されて
いる。補正回路３６は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された
容量Ｃ３と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３と同じ導電型で且つ概ね同じしきい値電圧ＶＴＨＮを
有する設定動作用のＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７と、スイッチＳＷ３とを有している。Ｎ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３７のドレインは容量Ｃ３とＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートとの間のノードＮ６
に接続され、ソースはローレベル電源電位ＶＳＳにスイッチＳＷ３を介して接続されてい
る。更に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７はゲートとドレインが接続され、ダイオード接続となっ
ている。尚、スイッチＳＷ３は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７とノードＮ６との間に設けられて
いても良い。
【００４５】
このように構成されたデジタル回路３０の動作について図６を参照しつつ以下に説明す
る。尚、説明のため、入力端ＩＮに印加される入力信号のハイレベル入力電位ＶＩＮＨは
ＶＤＤからＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＰ｜を引いた値より低
く、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（ＶＧＮＤ）にＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴ３３のしきい値電圧の絶対値｜ＶＴＨＬ｜を加えた値より高いものとする。
【００４６】
図６ａに示すように、スイッチＳＷ２をオンし、スイッチＳＷ３をオフとした状態で、
入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨを加えると、ダイオード接続されたＰ型ＭＯＳ
ＦＥＴ３５を通じて矢印で示す向きに電流が流れて、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接
続された容量Ｃ２が充電され、容量Ｃ２の両端の電圧がＶＤＤ−ＶＩＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜
となったところでＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５がオフし電流が止まる（Ｐチャネル設定動作）。
続いて、図６ｂに示すように、スイッチＳＷ２をオフし、スイッチＳＷ３をオンした状態
で、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬを加えると、ダイオード接続されたＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ３７を通じて矢印で示す向きに電流が流れてＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに
接続された容量Ｃ３が充電され、容量Ｃ３の両端の電圧がＶＳＳ−ＶＩＮＬ＋｜ＶＴＨＮ
｜となったところでＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７がオフし電流が止まる（Ｎチャネル設定動作）
。
【００４７】
こうして設定動作において適切に容量Ｃ２、Ｃ３を充電した後、通常動作では、スイッ
チＳＷ２、ＳＷ３を共にオフし、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル
入力電位ＶＩＮＬとの間で振幅するパルス入力信号を印加する。このときスイッチＳＷ２
、ＳＷ３がオフとなっていることから、容量Ｃ２、Ｃ３に蓄積された電荷は保存され、容
量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧は一定に保たれる。入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨ
が印加された場合、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート電位はＶＤＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、
ゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝−｜ＶＴＨＰ｜となって、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２をオフさ
せることができる。このときＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３はオン状態となるため、出力端ＯＵＴ
にはローレベル電源電位ＶＳＳ（グランド電位ＶＧＮＤ）が出力される。一方、入力端Ｉ
Ｎにローレベル入力電位ＶＩＮＬが印加された場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート電位
はＶＳＳ＋｜ＶＴＨＮ｜となり、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝｜ＶＴＨＮ｜となって、
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３をオフさせることができる。このときＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２はオン
状態となるため、出力端ＯＵＴにはハイレベル電源電位ＶＤＤが出力される。尚、設定動
作はＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７が完全にオフになるまで行わなくても
、これらＭＯＳＦＥＴ３５、３７を通じて流れる電流が十分小さくなった時点で（即ち、
ＭＯＳＦＥＴ３５、３７が実質的にオフした時点で）終了してもよい。また上記実施例で
は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５の設定動作の後にＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７の設定動作を行ったが
、この順序に限定されず、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３７の設定動作を先に行ってもよいことは勿
論である。
【００４８】
このように、ＣＭＯＳインバータ回路３１を構成する一対のＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２とＮ
型ＭＯＳＦＥＴ３３に本発明を適用した場合、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨがハイレベル
電源電位ＶＤＤより低く、ローレベル入力電位ＶＩＮＬがローレベル電源電位ＶＳＳより
高い場合でも、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと入力端ＩＮと
の間に接続した容量Ｃ２、Ｃ３を設定動作においてＭＯＳＦＥＴ３２、３３のしきい値電
圧及び入力電位ＶＩＮＨ、ＶＩＮＬと電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳの差に合った適切な電圧に
充電して、Ｐ型及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２、３３を確実にオン／オフさせ、正確な回路動
作を実現することができる。
【００４９】
図７は、図５に示したスイッチＳＷ２、ＳＷ３をそれぞれＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８、Ｎ型
ＭＯＳＦＥＴ３９で具現したデジタル回路３０の回路図である。尚、本図において図５と
同様の部分には同じ符号を付した。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８のゲート及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ
３９のゲートはそれぞれＰチャネル制御信号ライン４０、Ｎチャネル制御信号ライン４１
に接続されている。Ｐチャネル設定動作では、これら制御信号ライン４０、４１の電位を
例えばローレベル電源電位ＶＳＳと等しくしてＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８及びＮ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ３９のゲートにローレベル電源電位ＶＳＳを加えることで、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８をオ
ン状態にするとともにＮ型ＭＯＳＦＥＴ３９をオフ状態とし、さらに入力端ＩＮにハイレ
ベル入力電位ＶＩＮＨを加える。Ｎチャネル設定動作では、制御信号ライン４０、４１の
電位を例えばハイレベル電源電位ＶＤＤに等しくしてＰ型ＭＯＳＦＥＴ３８及びＮ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３９のゲートにハイレベル電源電位を加え、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８をオフ状態に
するとともにＮ型ＭＯＳＦＥＴ３９をオン状態とし、入力端ＩＮにローレベル入力電位Ｖ
ＩＮＨを加える。これらの設定動作により、図６ａ、図６ｂを参照して説明したように、
容量Ｃ２、Ｃ３への電荷の蓄積が適切になされる。通常動作では、Ｐチャネル制御信号ラ
イン４０の電位はハイレベル電源電位ＶＤＤに等しく、Ｎチャネル制御信号ライン４１の
電位はローレベル電源電位ＶＳＳに等しくし、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３８及びＮ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ３９の両方をオフ状態とする。
【００５０】
尚、容量Ｃ２、Ｃ３は、図７中に拡大図として示すように、１または複数のＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートとソース及び／またはドレインとの間に形成される容量を用いて形成すること
ができる。尚、容量として用いるＭＯＳＦＥＴを接続する際には、充電されたときそのＭ
ＯＳＦＥＴがオンするような（即ちチャネルが形成されるような）向きに接続するとよい
。例えば図７の容量Ｃ２を１つのＰ型ＭＯＳＦＥＴで接続する際には、ゲート側端子を入
力端ＩＮに、ソース／ドレイン側端子をＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続するとよい
。また、容量として用いるＭＯＳＦＥＴの導電型はＮ型でもＰ型でもどちらでもよいが、
しきい値電圧は０に近い方が望ましい。
【００５１】
上記したデジタル回路３０では、設定動作前においては容量Ｃ２、Ｃ３には電荷が蓄積
されていないものとして説明をしたが、例えばノイズなどにより容量Ｃ２、Ｃ３に電荷が
蓄積されることがある。そのような電荷により、設定動作に先立って例えば容量Ｃ２、Ｃ
３に図６ｂに示す極性で過大に充電されていた場合、設定動作でスイッチＳＷ２、ＳＷ３
をオンしてもダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ３５、３７がオンせず、容量Ｃ２、Ｃ３
に蓄積された電荷（従って、容量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧）がそのまま維持され、容量Ｃ
２、Ｃ３の両端の電圧（またはＭＯＳＦＥＴ３２、３３のゲートの電位）を適切な値に収
束させることができないことがある。そこで、そのような不所望な電荷が容量Ｃ２、Ｃ３
に蓄積されている場合にも、容量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧を適切な値に設定するための対
策を施すことが望ましい。
【００５２】
図８は、図５に示したデジタル回路３０の変形実施例を示す回路図であり、本図におい
て図５と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。このデジタル回路３０
ａでは、ダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５と並列に且つその順方向がＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３５の順方向と逆向きになるように、ダイオード接続された別のＰ型ＭＯＳＦＥ
Ｔ４２が接続されている。同様に、ダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７と並列に
且つ逆向きにダイオード接続された別のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４３が接続されている。これに
より、例えば設定動作前にノイズ等の影響により、ダイオード接続されたＰ型及びＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ３５、３７を逆バイアスし得るような電荷が容量Ｃ２、Ｃ３に蓄積されていた
場合に、設定動作においてスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンしたとき図８において矢印で示
すように電流が流れることを可能にして、容量Ｃ２、Ｃ３の両端の電圧を概ね適切な値に
収束させることができる。ダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４２、４３のしきい値電圧
がそれぞれＭＯＳＦＥＴ３２、３３のしきい値電圧ＶＴＨＰ、ＶＴＨＮに等しい場合、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートの電位（即ちノードＮ５の電位）はＶＤＤ＋｜ＶＴＨＰ｜に
、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートの電位（即ちノードＮ６の電位）はＶＳＳ−｜ＶＴＨＮ
｜に収束する。ダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４２、４３の代わりにダイオードなど
の別の整流素子を用いることも可能である。尚、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５と並列に接続され
るダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４２は、Ｎ型であっても良い。また、Ｎ型ＭＯＳＦ
ＥＴ３７と並列に接続されるダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ４３は、Ｐ型であっても
良い。
【００５３】
図９は、図５に示したデジタル回路３０の別の変形実施例を示す回路図であり、本図に
おいて図５と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。このデジタル回路
３０ｂでは、容量Ｃ２、Ｃ３に並列にスイッチＳＷ４、ＳＷ５がそれぞれ設けられている
。これにより、例えばノイズ等の影響によって、不所望な電荷が容量Ｃ２、Ｃ３に蓄積さ
れていても、設定動作前にスイッチＳＷ４、ＳＷ５をオンして容量Ｃ２、Ｃ３を放電する
ことができる。従って、設定動作においてスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンしたときダイオ
ード接続されたＭＯＳＦＥＴ３５、３７が確実にオンし、容量Ｃ２、Ｃ３が適切に充電さ
れる。
【００５４】
図１０は、図５に示したデジタル回路３０の更に別の変形実施例を示す回路図であり、
本図において図５と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。このデジタ
ル回路３０ｃでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと容量Ｃ２との間のノードＮ５がスイ
ッチＳＷ６を介してローレベル電源電位ＶＳＳに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲー
トと容量Ｃ３との間のノードＮ６がスイッチＳＷ７を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに
接続されている。
【００５５】
図１１ａに示すように、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続された容量Ｃ２の設定動
作（Ｐチャネル設定動作）の前の初期化動作において、スイッチＳＷ６をオンすると、例
えばノイズなどにより容量Ｃ２に不要な電荷が溜まってＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートと
容量Ｃ２との間のノードＮ５の電位が不所望に高くなっていたとしても、ノードＮ５の電
位を概ねローレベル電源電位ＶＳＳまで下げることができる。このとき入力端ＩＮの電位
はハイレベル入力電位とすることが好ましいが、ローレベル入力電位であってもよい。ま
た、スイッチＳＷ２はオン状態でもオフ状態でもよいが、オン状態の場合、図に点線の矢
印で示すように電流が流れ、ノードＮ５の電位を十分低い電位に下げにくくなるため、オ
フ状態とする方がより望ましい。
【００５６】
同様に、図１１ｂに示すように、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに接続された容量Ｃ３
の設定動作（Ｎチャネル設定動作）の前の初期化動作においてスイッチＳＷ７をオンする
と、例えばノイズなどにより容量Ｃ３に不要な電荷が溜まってＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲ
ートと容量Ｃ３との間のノードＮ６の電位が不所望に低くなっていたとしても、ノードＮ
６の電位を概ねハイレベル電源電位ＶＤＤまで上げることができる。このとき入力端ＩＮ
の電位はローレベル入力電位とすることが好ましいが、ハイレベル入力電位であってもよ
い。また、スイッチＳＷ３はオン状態でもオフ状態でもよいが、オン状態の場合、図に点
線の矢印で示すように電流が流れ、ノードＮ６の電位を十分高い電位に上げにくくなるた
め、オフ状態とする方がより望ましい。
【００５７】
設定動作では、スイッチＳＷ６、ＳＷ７をオフし、図６ａ及び図６ｂを参照して説明し
たように、スイッチＳＷ２またはＳＷ３をオンする。上記したような初期化動作によって
設定動作に先立ってノードＮ５、Ｎ６の電位を適切な値にしておくことにより、設定動作
においてスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンしたとき、ダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴ３
５、３７を順方向にバイアスして確実にオンさせ、これらＭＯＳＦＥＴ３５、３７を通じ
て電流を流し、容量Ｃ２、Ｃ３を適切に充電することができる。尚、図１０及び１１の実
施例では、初期化動作においてノードＮ５をローレベル電源電位ＶＳＳに、ノードＮ６を
ハイレベル電源電位ＶＤＤに接続したが、初期化動作の後の設定動作においてダイオード
接続されたＭＯＳＦＥＴ３５、３７が順方向バイアスされオンする限り、電源電位以外の
別の電位に接続してもよい。ただし、電源電位を用いると、そのような電位を容易に確保
することができるため好ましい。また、上記実施例ではＰチャネル初期化動作とＮチャネ
ル初期化動作を別々に行っているが、スイッチＳＷ６、ＳＷ７を同時にオンすることで一
度に行うことも可能である。
【００５８】
図１２は、図１０に示したスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ６、ＳＷ７をＭＯＳＦＥＴ４
４、４５、４６、４７として具現したデジタル回路３０ｃを示す回路図である。ＭＯＳＦ
ＥＴ４４はＰ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートはＰチャネル制御信号ライン４８に接続
されている。ＭＯＳＦＥＴ４５はＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートはＮチャネル制御
信号ライン４９に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４６はＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲ
ートはＰチャネル初期化信号ライン５０に接続されている。そして、ＭＯＳＦＥＴ４７は
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートはＮチャネル初期化信号ライン５１に接続されてい
る。制御信号ライン４８、４９及び初期化信号ライン５０、５１の電位を適切に制御する
ことで、ＭＯＳＦＥＴ４４〜４７を適切にオンオフして、上記したような初期化、設定、
通常動作を行わせることが可能である。このように、各スイッチを適切な半導体素子で実
現することができる。
【００５９】
図１３は、図５に示したデジタル回路３０の更に別の変形実施例を示す回路図である。
本図において図５に示したのと同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
このデジタル回路３０ｄでは、容量Ｃ２のＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続されたの
とは反対側の端子が、スイッチＳＷ８を介して入力端ＩＮに接続されるとともに、スイッ
チＳＷ９を介して通常動作において入力端ＩＮに加えられる入力信号のハイレベル入力電
位ＶＩＮＨと概ね同じ電位ＶＨに接続されている。同様に、容量Ｃ３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ
３３のゲートに接続されたのと反対側の端子が、スイッチＳＷ１０を介して入力端ＩＮに
接続されるとともに、スイッチＳＷ１１を介して通常動作において入力端ＩＮに加えられ
る入力信号のローレベル入力電位ＶＩＮＬに概ね同じ電位ＶＬに接続されている。
【００６０】
この実施例では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ９、ＳＷ１１をオン、スイッチＳＷ８
、ＳＷ１０をオフとすることにより、容量Ｃ２、Ｃ３の設定動作を同時に、かつ、入力端
ＩＮの電位に依存せずに行うことができる。通常動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、Ｓ
Ｗ９、ＳＷ１１をオフ、スイッチＳＷ８、ＳＷ１０をオンとし、入力端ＩＮにハイレベル
／ローレベル入力電位ＶＩＮＨ、ＶＩＮＬの間で振幅する入力信号が印加される。
【００６１】
ところで、ＣＭＯＳインバータにおいて、インバータを構成するＰ型及びＮ型ＭＯＳＦ
ＥＴに直列にＭＯＳＦＥＴを接続し、これらＭＯＳＦＥＴをクロック信号（またはそれと
逆位相のクロックバー信号などの同期信号）によりオン／オフすることで、インバータの
出力をクロック信号などの同期信号に同期させることが知られている。そのようなインバ
ータを、クロックトインバータという。本発明は、クロックトインバータにおいて、ＣＭ
ＯＳインバータを構成するＰ型及びＮ型ＭＯＳＦＥＴに直列に接続されたクロック信号同
期用ＭＯＳＦＥＴにも適用することが可能であり、そのような実施例を図１４に示す。
【００６２】
図１４に示したクロックトインバータ回路（デジタル回路）６０は、ＣＭＯＳインバー
タを構成するＰ型及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１、６２を有しており、これらＭＯＳＦＥＴ６
１、６２のゲートは入力端ＩＮに接続され、共通のドレインに出力端ＯＵＴが接続されて
いる。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６１のソースはクロック同期用のＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３を
介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソースはクロック
同期用のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４を介してローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではグランド
電位ＶＧＮＤ）に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲートはクロックバー信号を
供給するクロックバー信号ライン６５に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートはクロック信号
を供給するクロック信号ライン６６に接続されている。クロック信号及びクロックバー信
号は、ハイレベル電源電位ＶＤＤより低いハイレベル電位ＶＣＨと、ローレベル電源電位
ＶＳＳより高いローレベル電位ＶＣＬとの間で振幅するものとする。尚、本実施例では、
入力端ＩＮに印加される入力信号はハイレベル電源電位ＶＤＤとローレベル電源電位ＶＳ
Ｓの間で振幅するものとするが、入力信号の振幅が小さい場合、上記した実施例と同様に
、インバータを構成するＭＯＳＦＥＴ６１、６２に対して補正回路を設けることが可能で
ある。尚、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６１はＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３と電源電位ＶＤＤとの間に接続
されていても良いし、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２はＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４と電源電位ＶＳＳと
の間に接続されていても良い。
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲートとクロックバー信号ライン６５との間には、本発明に基
づき、補正回路６７が接続されている。この補正回路６７は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲ
ートとクロックバー信号ライン６５との間に接続された容量Ｃ４と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６
３と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ６８と、スイ
ッチＳＷ１２とを有しており、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６８のドレインは容量Ｃ４とＰ型ＭＯＳ
ＦＥＴ６３のゲートとの間のノードＮ７に接続され、ソースはハイレベル電源電位ＶＤＤ
にスイッチＳＷ１２を介して接続されている。
【００６３】
同様に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートとクロック信号ライン６６との間には、補正回
路６９が接続されている。この補正回路６９は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートとクロッ
ク信号ライン６６との間に接続された容量Ｃ５と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４と概ね同じしき
い値電圧を有するダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ７０と、スイッチＳＷ１３とを
有しており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７０のドレインは容量Ｃ５とＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲー
トとの間のノードＮ８に接続され、ソースはローレベル電源電位ＶＳＳにスイッチＳＷ１
３を介して接続されている。
【００６４】
尚、この実施例において、クロック信号、クロックバー信号は、対象となっているＭＯ
ＳＦＥＴ６３、６４から見た場合、本発明における入力信号と言うことができる。また、
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３と補正回路６７とによって或いはＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４と補正回路
６９とによって本発明のデジタル回路が形成されているということができ、その場合、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ６３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４のドレインを出力端とみなすことができる
。
【００６５】
設定動作においては、まずスイッチＳＷ１２及びスイッチＳＷ１３を共にオンした状態
で、クロックバー信号としてハイレベル電位ＶＣＨを印加する（このときクロック信号は
ローレベル電位ＶＣＬとなる）。ハイレベル電位ＶＣＨはハイレベル電源電位ＶＤＤより
低いため、ダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ６８が順方向バイアスされてオン状態
となり、電流が流れて容量Ｃ４が充電される。電流は容量Ｃ４の両端の電圧がＰ型ＭＯＳ
ＦＥＴ６８をオフさせるのに十分な大きさとなるまで流れる。またこのとき、クロック信
号としてローレベル電源電位ＶＳＳより高いローレベル電位ＶＣＬを印加しているので、
ダイオード接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ７０が順方向バイアスされてオンし、電流が流れ
て容量Ｃ５が充電される。容量Ｃ５の両端の電圧が十分な大きさになると、Ｎ型ＭＯＳＦ
ＥＴ７０はオフし、電流は停止する。このように、この実施例では２つの補正回路６７、
６９内の容量Ｃ４、Ｃ５の設定動作を同時に行うことができる。
【００６６】
通常動作では、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３を両方ともオフし、クロック信号、クロッ
クバー信号及び入力信号を印加する。この場合も、容量Ｃ４、Ｃ５がＰ型ＭＯＳＦＥＴ６
３、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のしきい値電圧に合った適度な電圧に充電されクロック信号、
クロックバー信号が適切にバイアスされてＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ６
４のゲートに加えられるため、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６３及びＭ型ＭＯＳＦＥＴ６４を確実に
オン・オフして、出力信号のクロック信号への同期を行うことができる。
【００６７】
図１５は、図１４に示したクロックトインバータ回路６０の変形実施例を示す回路図で
ある。本図において図１４と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図
１５のクロックトインバータ回路６０ａは、図１０の実施例と同様に、容量Ｃ４、Ｃ５と
対応するＭＯＳＦＥＴ６３、６４のゲートとの間のノードＮ７、Ｎ８をローレベル電源電
位ＶＳＳ及びハイレベル電源電位ＶＤＤに選択的に接続するためのスイッチＳＷ１４、Ｓ
Ｗ１５を有している。これにより、設定動作に先立ってスイッチＳＷ１４、ＳＷ１５をオ
ンすることで補正用容量Ｃ４、Ｃ５を初期化することができ、ノイズ等によって容量Ｃ４
、Ｃ５に不所望な電荷が蓄積されていたとしても、それによりＭＯＳＦＥＴ６８、７０が
悪影響を受けることがない。
【００６８】
図１６は、図１４に示した本発明に基づくクロックトインバータ回路６０の別の変形実
施例を示す回路図である。本図において図１４と同様の部分には同じ符号を付して詳しい
説明を省略する。図１６のクロックトインバータ回路６０ｂでは、図１３の実施例と同様
に、容量Ｃ４のＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３のゲートに接続されたのと反対側の端子が、スイッ
チＳＷ１６を介してクロックバー信号ライン６５に接続されるとともに、スイッチＳＷ１
７を介してクロックバー信号のハイレベル電位ＶＣＨと概ね同じ電位ＶＨ′に接続されて
いる。同様に、容量Ｃ５のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートに接続されたのと反対側の端子
が、スイッチＳＷ１８を介してクロック信号ライン６６に接続されるとともに、スイッチ
ＳＷ１９を介してクロック信号のローレベル電位ＶＣＬに概ね同じ電位ＶＬ′に接続され
ている。
【００６９】
この実施例では、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１７、ＳＷ１９をオンし、スイッ
チＳＷ１６、ＳＷ１８をオフした状態とすることにより、容量Ｃ４、Ｃ５の設定動作を同
時に、かつ、クロック信号やクロックバー信号の電位に依存せずに行うことができる。通
常動作では、スイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１７、ＳＷ１９をオフし、スイッチＳＷ
１６、ＳＷ１８をオンした状態で、クロック信号及びクロックバー信号が容量Ｃ４、Ｃ５
を通じてＰ型ＭＯＳＦＥＴ６３、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６４のゲートに加えられるとともに、
入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル入力電位ＶＩＮＬの間で振幅する
入力信号が印加される。
【００７０】
図１７は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどで用いられるアクティ
ブマトリックス装置のドライバ回路の要部を模式的に示すとともに、ドライバ回路のシフ
トレジスタにおける典型的な単位回路を示している。ドライバ回路８０はクロック信号と
クロックバー信号に同期して選択信号を順次出力するためのシフトレジスタ８１と、シフ
トレジスタ８１からの選択信号に基づきビデオ信号をラッチする第１ラッチ回路８２と、
第１ラッチ回路８２から転送されたデータをラッチする第２ラッチ回路８３とを有する。
シフトレジスタ８１は複数の単位回路８４を有し、各単位回路８４は２つのクロックトイ
ンバータ８５、８６と１つのインバータ８７とを有し、例えばクロック信号がハイレベル
電位ＶＣＨとなったとき入力信号を取り込み（このとき出力信号が変化し得る）、クロッ
ク信号がローレベルとなったときは、出力信号を保持するように動作する。１つの単位回
路８４と隣接する単位回路８４とではクロック信号とクロックバー信号が逆になっている
ため、ある単位回路８４で入力信号を取り込んでいるときは隣接する単位回路８４は出力
信号を保持し、ある単位回路８４で出力信号を保持しているときは隣接する単位回路８４
で入力信号の取り込みがなされる。このようなシフトレジスタ８１の構成及び動作につい
ては本分野ではよく知られている。シフトレジスタ８１のクロックトインバータ８５、８
６に印加されるクロック信号（またはクロックバー信号）の振幅は、電源電圧（ハイレベ
ル電源電位ＶＤＤ−ローレベル電源電位ＶＳＳ）に比べて小さいとする。その場合、これ
らクロックトインバータ８５、８６を誤動作なく確実にオフさせるための対策を講じるこ
とが好ましい。本発明をこれらクロックトインバータ８５、８６に適用することにより、
そのような目的を動作速度を低下させることなく好適に達成することができる。
【００７１】
図１８は、図１７に示したシフトレジスタ８１の単位回路８４における左側のクロック
トインバータ８５に本発明を適用した実施例を示す回路図である。本図において他のクロ
ックトインバータ８６及びインバータ８７は図示を省略した。
【００７２】
図１８の左側のクロックトインバータ８５ａ（図１７における左側の単位回路８４内の
クロックトインバータ８５に対応する）は、ＣＭＯＳインバータを構成するべくドレイン
同士が接続されて直列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ９１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ９２を有し
、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９１はクロック同期用Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３を介してハイレベル電源
電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９２はクロック同期用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４を
介してローレベル電源電位ＶＳＳ（例えばＶＧＮＤ）に接続されている。
【００７３】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートは補正回路９７を介してクロックバー信号ライン９５に
接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートは補正回路９８を介してクロック信号ライン９
６に接続されている。補正回路９７は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートとクロックバー信
号ライン９５との間に接続された容量Ｃ６と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３と概ね同じしきい値
電圧を有するダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ９９と、選択的に設定動作を行うた
めのスイッチとして働くＰ型ＭＯＳＦＥＴ１００とを有し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９９とＰ型
ＭＯＳＦＥＴ１００は、容量Ｃ６とＰ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートとの間のノードＮ９と
ハイレベル電源電位ＶＤＤとの間に直列に接続されている。同様に、補正回路９８は、Ｎ
型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートとクロック信号ライン９６との間に接続された容量Ｃ７と、
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続されたＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴ１０１と、選択的に設定動作を行うためのスイッチとして働くＮ型ＭＯＳＦＥＴ１
０２とを有し、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０２は、容量Ｃ７とＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ９４のゲートとの間のノードＮ１０とローレベル電源電位ＶＳＳとの間に直列
に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１００のゲートはインバータ１０３を介して第１制
御信号ライン１０４に接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０２のゲートは直接第１制御信号ラ
イン１０４に接続されている。
【００７４】
更に、容量Ｃ６とＰ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートとの間のノードＮ９は、Ｎ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１０６を介してローレベル電源電位ＶＳＳに接続され、容量Ｃ７とＮ型ＭＯＳＦＥＴ
９４のゲートとの間のノードＮ１０は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１０７を介してハイレベル電源
電位ＶＤＤに接続されており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型ＭＯＳＦＥＴ１０７を選
択的にオンオフすることで、容量Ｃ６、Ｃ７を初期化することができるようになっている
。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０６のゲートは直接初期化信号ライン１０８に接続され、Ｐ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１０７のゲートはインバータ１０９を介して初期化信号ライン１０８に接続され
、これらＭＯＳＦＥＴ１０６、１０７のゲートには極性が逆の信号が入力されるようにな
っている。
【００７５】
図１８の右側のクロックトインバータ８５ｂ（図１７における右側の単位回路８４内の
クロックトインバータ８５に対応する）は、左側のクロックトインバータ８５ａと同じ構
造を有するが、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートが容量Ｃ６を介してクロック信号ライン９
６に接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートが容量Ｃ７を介してクロックバー信号ライ
ン９５に接続され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１００及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０２のゲートが第２
制御信号ライン１０５に接続されている点が異なる。尚、図１８には、２つのクロックト
インバータ８５ａ、８５ｂしか示していないが、実際の回路では、これらが交互に複数個
配置されていることを理解されたい。
【００７６】
このように構成したシフトレジスタ８１のクロックトインバータ８５ａ、８５ｂの初期
化、設定動作及び通常動作における各部の好適な信号（電位）変化を図１９のタイミング
チャートに示す。
【００７７】
初期化動作では、クロック信号ライン９６の電位はハイレベル、クロックバー信号ライ
ン９５の電位はローレベル、そして第１制御信号ライン１０４及び第２制御信号ライン１
０５の電位はローレベルの状態で、初期化信号ライン１０８の電位がハイレベルとなる。
これにより、各クロックトインバータ８５ａ、８５ｂのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型
ＭＯＳＦＥＴ１０７がオン状態となり、補正回路９７、９８内の容量Ｃ６、Ｃ７の初期化
がなされる。初期化信号ライン１０８の電位がローレベルとなると、初期化動作は終了す
る。尚、この実施例では、初期化動作が左側及び右側クロックトインバータ８５ａ、８５
ｂに対して同時になされるため、初期化動作において、一方の（この例では右側）クロッ
クトインバータ８５ｂでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートに接続された容量Ｃ６にハイ
レベル電位ＶＣＨを印加するとともにＮ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに接続された容量Ｃ
７にローレベル電位ＶＣＬを印加することができるが、他方の（この例では左側）クロッ
クトインバータ８５ａでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートに接続された容量Ｃ６にロー
レベル電位ＶＣＬが印加され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに接続された容量Ｃ７にハ
イレベル電位ＶＣＨが印加される。
【００７８】
設定動作は、図１８の左側のクロックトインバータ８５ａの容量Ｃ６、Ｃ７への電荷蓄
積を行う第１設定動作と、図１８の右側のクロックトインバータ８５ｂの容量Ｃ６、Ｃ７
への電荷蓄積を行う第２設定動作からなる。第１設定動作では、フェーズＩにおいて、第
１制御信号ライン１０４及びクロックバー信号ライン９５の電位がハイレベルとなり、第
２制御信号ライン１０５及びクロック信号ライン９６の電位がローレベルとなる。これに
より、左側のクロックトインバータ８５ａではＰ型ＭＯＳＦＥＴ１００及びＮ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１０２がオンとなり、容量Ｃ６、Ｃ７の設定動作がなされ、容量Ｃ６、Ｃ７が適切に
充電される。右側のクロックトインバータ８５ｂではＰ型ＭＯＳＦＥＴ１００及びＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１０２がオフ状態であるため、設定動作はなされない。フェーズＩＩでは、第
１制御信号ライン１０４の電位がローレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２がオ
フとなるため、左側のクロックトインバータ８５ａにおける設定動作は終了する。
【００７９】
続いて第２設定動作では、フェーズＩにおいて、第２制御信号ライン１０５及びクロッ
ク信号ライン９６の電位がハイレベルとなるとともに、クロックバー信号ライン９５の電
位がローレベルとなる。これにより、右側のクロックトインバータ８５ｂのＰ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１００及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０２がオンとなり、容量Ｃ６、Ｃ７の設定動作がなさ
れる。フェーズＩＩでは第２制御信号ライン１０５の電位がローレベルとなり右側のクロ
ックトインバータ８５ｂにおける設定動作が終了する。そうして通常動作では、第１及び
第２制御信号ライン１０４、１０５の電位をローレベルに保って各クロックトインバータ
８５ａ、８５ｂの容量Ｃ６、Ｃ７に蓄積された電荷を保存した状態で、クロック信号及び
クロックバー信号ライン９６、９５にクロック信号が供給される。
【００８０】
図２０は、図１８に示したクロックトインバータ８５ａ、８５ｂを含むシフトレジスタ
８１の変形実施例を示す回路図である。本図において図１８と同様の箇所には同じ符号を
付した。図２０の実施例では、初期化信号ライン１０８（第１初期化信号ラインという）
に加えて第２初期化信号ライン１０８ａが設けられ、右側のクロックトインバータ８５ｂ
の初期化用ＭＯＳＦＥＴ１０６、１０７のゲートが第２初期化信号ライン１０８ａに接続
され、左側のクロックトインバータ８５ａと右側のクロックトインバータ８５ｂにおける
初期化動作を別個に行えるようになっている点が図１８の実施例と異なる。
【００８１】
図２１は、図２０の実施例における初期化、設定動作及び通常動作における各部の好適
な信号（電位）変化を示すタイミングチャートである。図示されているように、この実施
例では、図２０の左側のクロックトインバータ８５ａの容量Ｃ６、Ｃ７への電荷の蓄積を
行う第１設定動作の前に第１初期化動作がなされ、右側のクロックトインバータ８５ｂの
容量Ｃ６、Ｃ７への電荷の蓄積を行う第２設定動作の前に第２初期化動作がなされる。
【００８２】
第１初期化動作では、クロック信号ライン９６の電位はローレベル、クロックバー信号
ライン９５の電位はハイレベル、そして第１制御信号ライン１０４及び第２制御信号ライ
ン１０５の電位はローレベルの状態で、第１初期化信号ライン１０８の電位がハイレベル
となる。これにより、クロックトインバータ８５ａのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１０７がオン状態となり、補正回路９７、９８内の容量Ｃ６、Ｃ７の初期化が
なされる。第１設定動作については図１９を参照して説明したので、ここでは説明を省略
する。
【００８３】
第２初期化動作では、クロック信号ライン９６の電位はハイレベル、クロックバー信号
ライン９５の電位はローレベル、そして第１制御信号ライン１０４及び第２制御信号ライ
ン１０５の電位はローレベルの状態で、第２初期化信号ライン１０８ａの電位がハイレベ
ルとなる。これにより、クロックトインバータ８５ｂのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０６及びＰ型
ＭＯＳＦＥＴ１０７がオン状態となり、補正回路９７、９８内の容量Ｃ６、Ｃ７の初期化
がなされる。第２設定動作については図１９を参照して説明したので、ここでは説明を省
略する。
【００８４】
上記実施例では、初期化動作が第１初期化動作と第２初期化動作の２つに分かれている
ため、各初期化動作において、クロック信号ライン９６及びクロックバー信号ライン９５
の電位を適切に制御して、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲートに接続された容量Ｃ６にはハイ
レベル電位ＶＣＨを、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに接続された容量Ｃ７にはローレベ
ル電位ＶＣＬを印加することができる。
【００８５】
図２２は、図１８に示したクロックトインバータ８５ａ（８５ｂ）の別の実施例を示す
回路図である。本図において図１８と同様の部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略
する。このクロックトインバータ８５ｃでは、容量Ｃ６のＰ型ＭＯＳＦＥＴ９３のゲート
に接続されたのと反対側の端子がＰ型ＭＯＳＦＥＴ１１０を介してクロックバー信号ライ
ン９５に接続されるとともに、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１１１を介してクロックバー信号のハイ
レベル電位ＶＣＨと概ね同じ電位ＶＨ′に接続されている。同様に、容量Ｃ７のＮ型ＭＯ
ＳＦＥＴ９４のゲートに接続されたのと反対側の端子がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１２を介して
クロック信号ライン９６に接続されるとともに、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１３を介してクロッ
ク信号のローレベル電位ＶＣＬと概ね同じ電位ＶＬ′に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１
００、１１１及び１１２のゲートはインバータ１１４を介して制御信号ライン１１５に接
続され、ＭＯＳＦＥＴ１０２、１１０及び１１３のゲートは制御信号ライン１１５に直接
接続されている。これにより、制御信号ライン１１５の電位がハイレベルになると、ＭＯ
ＳＦＥＴ１００、１１１、１０２及び１１３がオン状態となり、ＭＯＳＦＥＴ１１０、１
１２がオフ状態となって、容量Ｃ６及びＣ７への電荷の蓄積（設定動作）がなされる。一
方、制御信号ライン１１５の電位がローレベルの場合、ＭＯＳＦＥＴ１００、１１１、１
０２及び１１３がオフ状態となり、ＭＯＳＦＥＴ１１０、１１２がオン状態となって、ク
ロックバー信号及びクロック信号が充電された容量Ｃ６、Ｃ７を介してＰ型ＭＯＳＦＥＴ
９３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ９４のゲートに供給される。このような図２２の実施例は、図
１６に示したクロックトインバータ回路６０ｂのスイッチＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１６
〜ＳＷ１９をＭＯＳＦＥＴ１００、１０２、１１０〜１１３によって具現したものという
ことができる。尚、この実施例は、図１８に示したような容量Ｃ６、Ｃ７初期化用のＭＯ
ＳＦＥＴ１０６、１０７を有していないが、必要ならば設けてもよいことは勿論である。
【００８６】
図２３は、図１７に示した第１ラッチ回路８２における典型的な単位回路を示す回路図
である。この単位回路１２０は、２つのインバータ１２１、１２２と２つのクロックトイ
ンバータ１２３、１２４を有し、シフトレジスタ８１からの選択信号に応答して、デジタ
ル化されたビデオ信号をラッチする働きをする。ビデオ信号のハイレベル電位がハイレベ
ル電源電位ＶＤＤより低い場合及び／またはビデオ信号のローレベル電位がローレベル電
源電位ＶＳＳより高い場合、ビデオ信号が入力信号として供給されるクロックトインバー
タ１２３に本発明を適用するとよい。
【００８７】
図２４は、図２３に示した第１ラッチ回路３２のクロックトインバータ１２３に本発明
を適用した実施例を示す回路図である。図２２では、クロック信号同期用ＭＯＳＦＥＴに
補正回路を用いたクロックトインバータ８５ｃを示したが、図２４では、入力信号が入力
されるＭＯＳＦＥＴに補正回路を用いたクロックトインバータを示す。このクロックトイ
ンバータ１２３は、ＣＭＯＳインバータを構成するべくドレインが共に出力端ＯＵＴに接
続されて直列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３２を有し、こ
れらＭＯＳＦＥＴ１３１、１３２のゲートはともに入力信号としてビデオ信号が入力され
る入力端ＩＮに接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３１のソースはＰ型ＭＯＳＦＥＴ１
３３を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のソースは
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３４を介してローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧＮＤ）に接
続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３３及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３４のゲートにはシフト
レジスタからの選択信号が入力されるが、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３３のゲートにはインバー
タ１３５が設けられているため、これらＭＯＳＦＥＴ１３３、１３４に入力される信号は
極性が逆となる。
【００８８】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートと入力端ＩＮの間には補
正回路１３６、１３７がそれぞれ接続されている。補正回路１３６は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
１３１のゲートと入力端ＩＮとの間に接続された容量Ｃ８と、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３１と
概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３８と、選択的
に設定動作を行うためのスイッチとして働くＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３９とを有し、Ｐ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１３８とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３９は、容量Ｃ８とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３１のゲー
トとの間のノードＮ１１とハイレベル電源電位ＶＤＤとの間に直列に接続されている。同
様に、補正回路１３７は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートと入力端ＩＮとの間に接続さ
れた容量Ｃ９と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３２と概ね同じしきい値電圧を有するダイオード接
続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４０と、選択的に設定動作を行うためのスイッチとして働く
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４１とを有し、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４０とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４１は
、容量Ｃ９とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートとの間のノードＮ１２とローレベル電源電
位ＶＳＳとの間に直列に接続されている。この実施例では、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３９のゲ
ートはＰチャネル制御信号ライン１４２に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートはＮチャネ
ル制御信号ライン１４３に接続されているが、図１６、図２２のようにＰ型ＭＯＳＦＥＴ
とＮ型ＭＯＳＦＥＴとで設定動作を平行して行える場合は、図１８に示した実施例と同様
に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３９のゲートまたはＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４１のゲートのいずれか
にインバータを設けることで、共通の１つの制御信号ラインのみを用いることも可能であ
る。
【００８９】
更に、容量Ｃ８とＰ型ＭＯＳＦＥＴ１３１のゲートとの間のノードＮ１１は、Ｎ型ＭＯ
ＳＦＥＴ１４４を介してローレベル電源電位ＶＳＳに接続され、容量Ｃ９とＮ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１３２のゲートとの間のノードＮ１２は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４５を介してハイレベ
ル電源電位ＶＤＤに接続されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４４は直接初期化信号ライン１
４６に接続され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４５のゲートはインバータ１４７を介して初期化信
号ライン１４６に接続され、これらＭＯＳＦＥＴ１４４、１４５のゲートには位相が逆の
信号が入力されるようになっている。尚、図１２のように、初期化信号ラインを別々に配
置しても良い。
【００９０】
このように構成したラッチ回路のクロックトインバータ１２３の初期化、設定動作及び
通常動作における各部の好適な信号（電位）変化を図２５のタイミングチャートに示す。
図示されているように、初期化動作、Ｎチャネル設定動作（容量Ｃ９の設定動作）、Ｐチ
ャネル設定動作（容量Ｃ８の設定動作）、通常動作の順に実行され、Ｎチャネル設定動作
及びＰチャネル設定動作はそれぞれ２つのフェーズからなる。Ｎチャネル設定動作とＰチ
ャネル設定動作の順番を入れ替えても良いことは勿論である。
【００９１】
初期化動作では、入力信号（ビデオ信号）、選択信号、Ｎチャネル制御信号（１４３）
はローレベル、Ｐチャネル制御信号（１４２）はハイレベルの状態で、初期化信号（１４
６）がハイレベルとなる。Ｐチャネル制御信号がハイレベル、Ｎチャネル制御信号がロー
レベルであることから、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１３９及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４１はオフ状態
である。初期化信号がハイレベルとなると、ＭＯＳＦＥＴ１４４、１４５がオンして、容
量Ｃ８、Ｃ９の初期化がなされる（即ち、ノードＮ１１の電位はローレベル電源電位ＶＳ
Ｓに下げられ、ノードＮ１２の電位はハイレベル電源電位ＶＤＤへと上げられる）。初期
化信号がローレベルとなると、初期化動作は終了する。
【００９２】
ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１３２のゲートに接続された容量Ｃ９への電荷の蓄積を行うＮ
チャネル設定動作では、フェーズＩにおいてビデオ信号（ＩＮ）はローレベルのままＮチ
ャネル制御信号（１４３）がハイレベルとなる。それにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４１が
オンして、入力端ＩＮからローレベル電源電位ＶＳＳへと電流が流れ容量Ｃ９の充電がな
される。Ｎチャネル制御信号は容量Ｃ９の両端の電圧が適切な値となりＮ型ＭＯＳＦＥＴ
１４１がオフ状態となるのに十分な時間ハイレベルを保つ。フェーズＩＩではＮチャネル
制御信号がローレベルとなり、Ｎチャネル設定動作は終了する。
【００９３】
ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１３１のゲートに接続された容量Ｃ８への電荷の蓄積を行うＰ
チャネル設定動作では、フェーズＩにおいてビデオ信号（ＩＮ）がハイレベルになるとと
もにＰチャネル制御信号（１４２）がローレベルとなる。これにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
１３９がオンして、ハイレベル電源電位ＶＤＤから入力端ＩＮへと電流が流れ、容量Ｃ８
の充電がなされる。Ｐチャネル制御信号は容量Ｃ８の両端の電圧が適切な値となりＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１３９がオフ状態となるのに十分な時間ローレベルを保った後、フェーズＩＩ
においてハイレベルに戻る。そうして、ビデオ信号がローレベルとなると、通常動作が開
始可能となる。図示されているように、通常動作ではＰチャネル制御信号はハイレベル、
Ｎチャネル制御信号はローレベルの状態で、ビデオ信号及び選択信号が印加される。この
ように、図５、図７のように容量が入力端ＩＮに直接つながっているタイプと、図１３、
図１６のようにスイッチを介してつながっているタイプとがある。これらの２つのタイプ
を組み合わせることで、様々な回路を構成することが可能である。そして各回路の構成に
合わせて、設定動作のタイミングを適宜変更することができる。
【００９４】
上記した本発明に基づく様々な実施例において、補正回路に含まれる容量の設定動作を
行った後は容量と電源電位（ＶＤＤまたはＶＳＳ）との間に接続されたスイッチがオフ状
態となるため原理的には容量に蓄積された電荷は保存されるが、実際には多少の漏れ電流
があるため、適切な間隔で設定動作を行うことが好ましい。例えば液晶ディスプレイのア
クティブマトリクス回路のシフトレジスタにおけるトランジスタに本発明を適用した場合
、入力されるビデオ信号の帰線期間ではシフトレジスタは動作していないため、その期間
に設定動作を行うとよい（図２６ａ参照）。
【００９５】
また、１フレーム期間内において複数の異なる発光期間Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３．．．を選択
的に組み合わせることで各画素の１フレームにおける発光状態にあるトータルの期間を変
化させて階調を得る時間階調方式のディスプレイが知られている（例えば、４ビットの場
合、最小の発光期間をＥ１としたとき、Ｅ２＝２×Ｅ１、Ｅ３＝４×Ｅ１、Ｅ４＝８×Ｅ
１とすることで、Ｅ１〜Ｅ４を組み合わせて１６階調を得ることができる）。このような
時間階調方式のディスプレイでは、例えば発光期間Ｅ３に対し発光を行うか否かを示す情
報のメモリへの書き込みを各画素について行った後、発光期間Ｅ４に対する同様の書き込
みを開始するまでの期間や、発光期間Ｅ４に対し発光を行うか否かを示す情報のメモリへ
の書き込みを終了した後のように、ドライバ回路が動作していない期間がある（図２６ｂ
参照）。このようなドライバ回路の停止期間に、上記した補正回路の設定動作を行うこと
も可能である。尚、設定動作は全ての補正回路について同時に行う必要はなく、補正回路
毎に異なるタイミングで行ってもよい。また、図１７や図１８に示すようなシフトレジス
タでは、信号が順次シフトして転送されてくる。従って、数段前の信号を用いて自段の補
正回路の設定動作を行っても良い。
【００９６】
本発明は、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路やトランスファーゲートなどのような論理回路に
も用いることができる。図２７は、例として、本発明をＮＡＮＤ回路を構成するトランジ
スタに適用した実施例を示す回路図であり、図２８は本発明をＮＯＲ回路を構成するトラ
ンジスタに適用した実施例を示す回路図である。
【００９７】
図２７に示したデジタル回路１５０は、２つの並列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１５１
、１５２と２つの直列接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５３、１５４とを有し、これら４つ
のＭＯＳＦＥＴ１５１〜１５４によってＮＡＮＤ回路が形成されている。詳述すると、Ｐ
型ＭＯＳＦＥＴ１５１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５３のゲートは第１入力端ＩＮ１に接続さ
れ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１５２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５４のゲートは第２入力端ＩＮ２に
接続されている。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１５１、１５２のソースは共にハイレベル電源
電位ＶＤＤに接続され、ドレインは共にＮ型ＭＯＳＦＥＴ１５４のドレインに接続される
とともに出力端ＯＵＴに接続されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１５４のソースはＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴ１５３のドレインに接続され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１５３のソースはローレベル電源
電位ＶＳＳ（この例では、グランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。このようなＮＡＮ
Ｄ回路は本分野ではよく知られている。
【００９８】
本発明に基づき、ＭＯＳＦＥＴ１５１〜１５４に対し補正回路１５５〜１５８がそれぞ
れ設けられている。上記した実施例と同様に、各補正回路１５５〜１５８は対応するＭＯ
ＳＦＥＴのゲートに接続された容量と、対応するＭＯＳＦＥＴと同じ極性で且つ概ね同じ
しきい値電圧を有するダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴと、ダイオード接続されたＭＯ
ＳＦＥＴに直列に接続されたスイッチとを有している。このような補正回路１５５〜１５
８の動作及び作用効果は上記した実施例について説明したのと同様であるので、説明を省
略する。
【００９９】
図２８に示すデジタル回路は、２つの直列接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ１６１、１６２
と２つの並列接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１６３、１６４とを有し、これら４つのＭＯＳ
ＦＥＴ１６１〜１６４によってＮＯＲ回路が形成されている。詳述すると、Ｐ型ＭＯＳＦ
ＥＴ１６１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１６３のゲートは第１入力端ＩＮ１に接続され、Ｐ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ１６２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１６４のゲートは第２入力端ＩＮ２に接続されて
いる。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１６１のソースはハイレベル電源電位ＶＤＤに接続され、
ドレインはＰ型ＭＯＳＦＥＴ１６２のソースに接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１６２
のドレインは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１６３、１６４のドレインに接続されるとともに、出力
端ＯＵＴに接続されている。そして、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１６３、１６４のソースは共にロ
ーレベル電源電位ＶＳＳ（この例では、グランド電位ＶＧＮＤ）に接続されている。この
ようなＮＯＲ回路は本分野ではよく知られている。
【０１００】
本発明に基づき、ＭＯＳＦＥＴ１６１〜１６４に対し補正回路１６５〜１６８がそれぞ
れ設けられている。上記した実施例と同様に、各補正回路１６５〜１６８は対応するＭＯ
ＳＦＥＴのゲートに接続された容量と、対応するＭＯＳＦＥＴと同じ極性で且つ概ね同じ
しきい値電圧を有するダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴと、ダイオード接続されたＭＯ
ＳＦＥＴに直列に接続されたスイッチとを有している。このような補正回路１６５〜１６
８の動作及び作用効果は上記した実施例について説明したのと同様であるので、説明を省
略する。
【０１０１】
上記において、入力信号の振幅が電源電圧（ハイレベル電源電位とローレベル電源電位
の差）より小さい場合でも、確実にトランジスタをオンオフさせることが可能な、トラン
ジスタを用いたスイッチ回路を有するデジタル回路の好適実施例について説明してきたが
、上記実施例は、設定動作を適切に変更することで、電源電圧がトランジスタのしきい値
電圧の絶対値に対して十分大きくない場合にトランジスタの動作速度を向上させることが
望まれる場合にも対応することができる。図２９に、そのような設定動作が可能なデジタ
ル回路の別の変形実施例を示す。尚、この実施例で図５の実施例と同様の箇所には同じ符
号を付して詳しい説明を省略する。
【０１０２】
図２９のデジタル回路（インバータ回路）３０ｅでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート
と容量Ｃ２との間のノードＮ５がスイッチＳＷ２０を介してローレベル電位ＶＬ″に接続
され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートと容量Ｃ３との間のノードＮ６がスイッチＳＷ２１
を介してハイレベル電位ＶＨ″に接続されている。ローレベル電位ＶＬ″はローレベル電
源電位ＶＳＳに等しくすることができ、また、ハイレベル電位ＶＨ″は例えばハイレベル
電源電位ＶＤＤに等しくすることができるが、その場合デジタル回路３０ｅは、図１０に
示したデジタル回路３０ｃと同じになる。
【０１０３】
このように構成されたデジタル回路３０ｅの設定及び通常動作について以下に説明する
。ここで、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧＮ
Ｄ）に等しく、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいものと
する。
【０１０４】
図３０ａに示すように、容量Ｃ２に対する第１の設定動作において、スイッチＳＷ２、
ＳＷ３及びＳＷ２１はオフの状態で、ＳＷ２０をオンし入力端ＩＮにハイレベル入力電位
ＶＩＮＨを印加すると、図の矢印の向きに電流が流れて、容量Ｃ２は入力端ＩＮ側がハイ
、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート側がローとなる向きに充電される。続いて図３０ｂに示
すように、第２の設定動作において、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨを印加し
たままでスイッチＳＷ２０をオフし、スイッチＳＷ２をオンすると、容量Ｃ２が放電して
図において矢印で示すように電流が流れ、容量Ｃ２の両端の電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５
のしきい値電圧ＶＴＨＰに等しくなったところで電流が停止する。尚、第１の設定動作に
おいてスイッチＳＷ２をオンしておいてもよい。またローレベル電位ＶＬ″は、第１の設
定動作において容量Ｃ２がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５の（即ちＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２の）しき
い値電圧ＶＴＨＰより大きな電圧で充電できるような値であればよく、必ずしもＶＳＳに
等しくなくてもよい。第１の設定動作を初期化動作と言うこともできる。
【０１０５】
同様に、図３１ａに示すように、容量Ｃ３に対する第１の設定動作において、スイッチ
ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ２０はオフの状態で、ＳＷ２１をオンし入力端ＩＮにローレベル
入力電位ＶＩＮＬを印加すると、図の矢印の向きに電流が流れて、容量Ｃ３は入力端ＩＮ
側がロー、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート側がハイとなる向きに充電される。続いて第２
の設定動作において、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬを印加したままでスイッ
チＳＷ２１をオフし、スイッチＳＷ３をオンすると、容量Ｃ３が放電して図３１ｂにおい
て矢印で示すように電流が流れ、容量Ｃ３の両端の電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３７のしきい
値電圧ＶＴＨＮに等しくなったところで電流が停止する。尚、第１の設定動作においてス
イッチＳＷ３をオンしておいてもよい。またハイレベル電位ＶＬ″は、第１の設定動作に
おいて容量Ｃ３がＮ型ＭＯＳＦＥＴ３７の（即ちＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３の）しきい値電圧
ＶＴＨＮより大きな電圧で充電できるような値であればよく、必ずしもＶＤＤに等しくな
くてもよい。
【０１０６】
このように容量Ｃ２、Ｃ３を充電した後、通常動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、Ｓ
Ｗ２０及びＳＷ２１をオフし、入力端ＩＮにハイレベル入力電位ＶＩＮＨとローレベル入
力電位ＶＩＮＬとの間で振幅する入力信号が加えられる。ハイレベル入力電位ＶＩＮＨが
印加されたときには、図３２ａに示すように、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲート電位はＶＩ
ＮＨ−｜ＶＴＨＰ｜＝ＶＤＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、従って、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲ
ート・ソース間電圧ＶＧＳ＝−｜ＶＴＨＰ｜となって、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２はオフする
。一方、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート電位はＶＩＮＨ＋｜ＶＴＨＮ｜＝ＶＤＤ＋｜ＶＴ
ＨＮ｜となり、従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳからＶＴＨＮ
を差し引いた電圧はＶＤＤに等しく、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３に大きな電流を流して高速に
オンさせるのに十分な電圧を確保できる。
【０１０７】
同様に、入力端ＩＮにローレベル入力電位ＶＩＮＬが印加されたときには、図３２ｂに
示すように、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート電位はＶＩＮＬ＋｜ＶＴＨＮ｜＝ＶＧＮＤ＋
｜ＶＴＨＮ｜となり、従って、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ＝｜
ＶＴＨＮ｜となって、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３はオフする。一方、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２の
ゲート電位はＶＩＮＬ−｜ＶＴＨＰ｜＝ＶＧＮＤ−｜ＶＴＨＰ｜となり、従ってＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３２のゲート・ソース間電圧ＶＧＳからＶＴＨＰを差し引いた電圧は−ＶＤＤに
等しく、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２に大きな電流を流して高速にオンさせるのに十分な電圧（
絶対値）を確保できる。
【０１０８】
このように、図２９〜図３２を参照して説明した実施例では、設定動作において、補正
回路の容量Ｃ２、Ｃ３を、対応するＭＯＳＦＥＴ３２、３３のオン動作速度を高めるべく
入力信号のＤＣレベルを補正するように充電することが可能である。従って、回路の動作
速度を落とすことなく、電源電圧を小さくして消費電力の低減を図ることができる。尚、
上記説明ではローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧ
ＮＤ）に等しく、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいもの
としたが、本発明はそれに限定されるものではない。上記回路では、一般に、設定動作後
の容量Ｃ２の電圧の絶対値は｜ＶＴＨＰ｜−（ＶＤＤ−ＶＩＮＨ）、設定動作後の容量Ｃ
３の電圧の絶対値は｜ＶＴＨＮ｜−（ＶＩＮＬ−ＶＳＳ）となり、オフ状態ではＰ型ＭＯ
ＳＦＥＴ３２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３のいずれでもＶＧＳ＝しきい値電圧となりぎりぎり
でオフするが、オン状態では｜ＶＧＳ｜＝｜しきい値電圧｜＋ＶＩＮＨ−ＶＩＮＬとなる
ことが理解されるだろう。
【０１０９】
図２９のデジタル回路３０ｅでは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続された容量Ｃ
２とＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに接続された容量Ｃ３の設定動作を入力端ＩＮに印加
される入力信号の電位を変えて別々に行ったが、これらを同時できると好ましい。そのよ
うなデジタル回路を図３３に示す。尚、この実施例は、図１３に示したデジタル回路３０
ｄを応用したものであり、本図において図１３及び図２９に示したのと同様の箇所には同
じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【０１１０】
図３３のデジタル回路３０ｆでは、容量Ｃ２のＰ型ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートに接続さ
れたのとは反対側の端子が、スイッチＳＷ８を介して入力端ＩＮに接続されるとともに、
スイッチＳＷ９を介してハイレベル電源電位ＶＤＤに接続されている。同様に、容量Ｃ３
のＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートに接続されたのと反対側の端子が、スイッチＳＷ１０を
介して入力端ＩＮに接続されるとともに、スイッチＳＷ１１を介してローレベル電源電位
ＶＳＳに接続されている。
【０１１１】
このように構成されたデジタル回路３０ｆの設定及び通常動作について以下に説明する
。ここでもデジタル回路３０ｅの動作についての説明と同様に、ローレベル入力電位ＶＩ
ＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳ（この例ではＶＧＮＤ）に等しく、ハイレベル入力電位
ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいものとする。
【０１１２】
図３４ａに示すように、第１の設定動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ８及びＳ
Ｗ１０をオフ、スイッチＳＷ９、ＳＷ１１、ＳＷ２０及びＳＷ２１をオンとする。すると
電流が図の矢印の向きに流れ、容量Ｃ２は入力端ＩＮ側がハイ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３２の
ゲート側がローとなる向きに、容量Ｃ３は入力端ＩＮ側がロー、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３の
ゲート側がハイとなる向きに充電される。第１の設定動作を初期化動作と言うこともでき
る。
【０１１３】
図３４ｂに示すように、第２の設定動作では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ９及びＳ
Ｗ１１をオン、スイッチＳＷ８、ＳＷ１０、ＳＷ２０及び２１をオフとする。これにより
、容量Ｃ２、Ｃ３が放電し、図において矢印で示す向きに電流が流れ、容量Ｃ２の両端の
電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５のしきい値電圧に等しくなり、容量Ｃ３の両端の電圧がＮ型
ＭＯＳＦＥＴ３７のしきい値電圧に等しくなったところでそれぞれの電流が停止する。
【０１１４】
容量Ｃ２、Ｃ３の設定が終了した後、通常動作では、図３５に示すように、スイッチＳ
Ｗ２、ＳＷ３、ＳＷ９、ＳＷ１１、ＳＷ２０及びＳＷ２１をオフ、スイッチＳＷ８及びＳ
Ｗ１０をオンし、入力端ＩＮに入力信号を加える。この場合のＭＯＳＦＥＴ３２、３３に
おける動作は図３２ａ、図３２ｂにおいて説明したのと同じなので、ここでは説明を省略
する。尚、この実施例では、ローレベル入力電位ＶＩＮＬはローレベル電源電位ＶＳＳに
等しく、ハイレベル入力電位ＶＩＮＨはハイレベル電源電位ＶＤＤに等しいものとしたた
め、容量Ｃ２、Ｃ３はそれぞれスイッチＳＷ９、ＳＷ１１を介してハイレベル電源電位Ｖ
ＤＤ、ローレベル電源電位ＶＳＳに接続されるものとしたが、そうでない場合には、容量
Ｃ２、Ｃ３はそれぞれスイッチＳＷ９、ＳＷ１１を介してハイレベル入力電位ＶＩＮＨに
概ね等しい電位、ローレベル入力電位ＶＩＮＬに概ね等しい電位に接続することができる
。
【０１１５】
以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例はあくまでも例示
であって本発明は実施例によって限定されるものではない。当業者であれば特許請求の範
囲によって定められる本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な変形若しくは変更が
可能であることは言うまでもない。
【０１１６】
例えば、上記実施例ではローレベル電源電位ＶＳＳをグランド電位ＶＧＮＤとし、ハイ
レベル電源電位ＶＤＤをＶＧＮＤより高い電位としたが、例えばハイレベル電源電位ＶＤ
Ｄをグランド電位ＶＧＮＤとし、ローレベル電源電位ＶＳＳをグランド電位ＶＧＮＤより
低い電位とするように、他の電位とすることもできる。また、上記実施例ではトランジス
タとしてＭＯＳＦＥＴについて説明したが、バイポーラトランジスタや他のタイプのＦＥ
Ｔなど、別のトランジスタを用いることも可能である。トランジスタはどのような構造、
材料、製造方法によるものであってもよい。通常の単結晶基板を用いたものでも良いし、
ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いたものでも良い。また
、アモルファスシリコンやポリシリコンなどを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であっ
ても良いし、有機半導体を用いたトランジスタであっても、カーボンナノチューブを用い
たトランジスタであっても良い。またトランジスタは、ガラス基板、石英基板、プラスチ
ック基板またはその他の基板上に形成されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明を適用可能な電子機器として、デスクトップ、床置き、または壁掛け型ディスプ
レイ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディス
プレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ
等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュ
ータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（
具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体に記
録された映像や静止画を再生し、それを表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙
げられる。それらの電子機器の具体例を図３８ａ〜図３８ｈに示す。
【０１１８】
図３８ａはデスクトップ、床置き、または壁掛け型ディスプレイであり、筐体１３００
１、支持台１３００２、表示部１３００３、スピーカー部１３００４、ビデオ入力端子１
３００５等を含む。本発明は表示部１３００３を構成する電気回路に用いることができる
。このようなディスプレイは、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用など任意の情報
表示用表示装置として用いることができる。
【０１１９】
図３８ｂはデジタルスチルカメラであり、本体１３１０１、表示部１３１０２、受像部
１３１０３、操作キー１３１０４、外部接続ポート１３１０５、シャッター１３１０６等
を含む。本発明は、表示部１３１０２を構成する電気回路に用いることができる。
【０１２０】
図３８ｃはノート型パーソナルコンピュータであり、本体１３２０１、筐体１３２０２
、表示部１３２０３、キーボード１３２０４、外部接続ポート１３２０５、ポインティン
グマウス１３２０６等を含む。本発明は、表示部１３２０３を構成する電気回路に用いる
ことができる。
【０１２１】
図３８ｄはモバイルコンピュータであり、本体１３３０１、表示部１３３０２、スイッ
チ１３３０３、操作キー１３３０４、赤外線ポート１３３０５等を含む。本発明は、表示
部１３３０２を構成する電気回路に用いることができる。
【０１２２】
図３８ｅは記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であ
り、本体１３４０１、筐体１３４０２、第１表示部１３４０３、第２表示部１３４０４、
記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部１３４０５、操作キー１３４０６、スピーカー部１３４
０７等を含む。第１表示部１３４０３は主として画像情報を表示し、第２表示部Ｂ１３４
０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、第１及び第２表示部１３４０３、１３
４０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置
には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１２３】
図３８ｆはゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体１３
５０１、表示部１３５０２、アーム部１３５０３を含む。本発明は、表示部１３５０２を
構成する電気回路に用いることができる。
【０１２４】
図３８ｇはビデオカメラであり、本体１３６０１、表示部１３６０２、筐体１３６０３
、外部接続ポート１３６０４、リモコン受信部１３６０５、受像部１３６０６、バッテリ
ー１３６０７、音声入力部１３６０８、操作キー１３６０９等を含む。本発明は、表示部
１３６０２を構成する電気回路に用いることができる。
【０１２５】
図３８ｈは携帯電話であり、本体１３７０１、筐体１３７０２、表示部１３７０３、音
声入力部１３７０４、音声出力部１３７０５、操作キー１３７０６、外部接続ポート１３
７０７、アンテナ１３７０８等を含む。本発明は、表示部１３７０３を構成する電気回路
に用いることができる。
【０１２６】
上記したような電子機器の表示部は、例えば各画素にＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子
を用いた自発光型とすることも、或いは、液晶ディスプレイのようにバックライトなど別
の光源を用いたものとすることもできるが、自発光型の場合、バックライトが必要なく、
液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０１２７】
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。表示部が自発光型の場合、有機ＥＬ等の発光材料の応答速度は液晶に比べ
て非常に速いため、そのような動画表示に好適である。将来的に発光材料の発光輝度が高
くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア
型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１２８】
自発光型の表示部では発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なく
なるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響
再生装置のような文字情報を主とする表示部を自発光型とする場合には、非発光部分を背
景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１２９】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが
可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第４の薄膜トランジスタと、第１及び第２の容量素子と、を有する半導体装置であって、
前記第１の薄膜トランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第１の薄膜トランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第１の薄膜トランジスタと前記第３の薄膜トランジスタとは、第１の配線と前記第２の薄膜トランジスタのゲートとの間に直列に電気的に接続され、
前記第１の容量素子の一対の端子のうち一方は、第１の端子と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタのゲートは、前記第１の容量素子の一対の端子のうち他方と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタのソースまたはドレインの一方は、第２の端子と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第１の配線と電気的に接続され、
前記第３の薄膜トランジスタのゲートは、第２の配線と電気的に接続され、
前記第４の薄膜トランジスタは、前記第２の薄膜トランジスタと直列に電気的に接続され、
前記第４の薄膜トランジスタのゲートは、前記第２の容量素子の一対の端子のうち一方と電気的に接続され、
前記第２の容量素子の一対の端子のうち他方は、前記第１の端子と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタと前記第４の薄膜トランジスタとは、互いに異なる極性を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の液晶表示装置、又は、請求項４乃至請求項６のいずれか一に記載の半導体装置を有する電子機器。
【請求項１】
第１乃至第４の薄膜トランジスタと、第１及び第２の容量素子と、を有する半導体装置であって、
前記第１の薄膜トランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第１の薄膜トランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第１の薄膜トランジスタと前記第３の薄膜トランジスタとは、第１の配線と前記第２の薄膜トランジスタのゲートとの間に直列に電気的に接続され、
前記第１の容量素子の一対の端子のうち一方は、第１の端子と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタのゲートは、前記第１の容量素子の一対の端子のうち他方と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタのソースまたはドレインの一方は、第２の端子と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第１の配線と電気的に接続され、
前記第３の薄膜トランジスタのゲートは、第２の配線と電気的に接続され、
前記第４の薄膜トランジスタは、前記第２の薄膜トランジスタと直列に電気的に接続され、
前記第４の薄膜トランジスタのゲートは、前記第２の容量素子の一対の端子のうち一方と電気的に接続され、
前記第２の容量素子の一対の端子のうち他方は、前記第１の端子と電気的に接続され、
前記第２の薄膜トランジスタと前記第４の薄膜トランジスタとは、互いに異なる極性を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の液晶表示装置、又は、請求項４乃至請求項６のいずれか一に記載の半導体装置を有する電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１２−１２０２４７（Ｐ２０１２−１２０２４７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３３０２６（Ｐ２０１２−３３０２６）
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【分割の表示】特願２００９−２７６４６４（Ｐ２００９−２７６４６４）の分割
【原出願日】平成１５年１２月１８日（２００３．１２．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【分割の表示】特願２００９−２７６４６４（Ｐ２００９−２７６４６４）の分割
【原出願日】平成１５年１２月１８日（２００３．１２．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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