[发明专利]半导体器件和使用该半导体器件的显示器件

说明书

本申请系申请号为200380109689.1、申请日为2003年12月2日、发明名称为“半导体器件和使用该半导体器件的显示器件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及根据数字信号而工作的数字电路。更详细地说，涉及一种半导体器件，其具有1个或多个、输入信号的信号电压的振幅比数字电路的电源电压的振幅小的情况下的数字电路。

背景技术

处理数字信号的逻辑电路(以下称为数字电路)单独地用成为基本单位的逻辑元件来构成，或组合了多个上述逻辑元件来构成。逻辑元件是对于单个或多个输入可得到一个输出的电路，例如倒相器、AND、OR、NOT、NAND、NOR、定时倒相器、传输门(模拟开关)等就相当于所述逻辑元件。

逻辑元件连接晶体管、电阻、电容元件等单个或多个电路元件而被构成。而且，通过该多个各电路元件按照对逻辑元件输入了的数字信号而工作，控制对后级的电路供给的信号的电位或电流。

举出作为逻辑元件的一个的倒相器为例，具体地说明其结构和工作。

在图16中示出一般的倒相器的电路图。在图16中，IN意味着被输入的信号(输入信号)，OUT意味着被输出的信号(输出信号)。此外，VDD、VSS意味着电源电位，假定VDD＞VSS。

图16中示出的倒相器具有p沟道型TFT1301和n沟道型TFT1302。互相连接了p沟道型TFT1301的栅(G)与n沟道型TFT1302的栅，对该2个栅输入了输入信号IN。而且，对p沟道型TFT1301的第1端子供给了VDD，对n沟道型TFT1302的第1端子供给了VSS。此外，互相连接了p沟道型TFT1301的第2端子与n沟道型TFT1302的第2端子，从该2个端子对后级的电路输出输出信号OUT。

再有，第1端子和第2端子的任一方相当于源，另一方相当于漏。在p沟道型TFT的情况下，电位高的一方成为源，低的一方成为漏。此外，n沟道型TFT的电位低的一方成为源，高的一方成为漏。于是，在图16中，在2个TFT中第1端子相当于源(S)，第2端子相当于漏(D)。

一般来说，在输入信号中使用具有2进制值的电位的数字信号。倒相器具有的2个电路元件按照该输入信号IN的电位来工作，控制输出信号OUT的电位。

如果对输入信号IN输入VDD或VSS，则输出信号OUT的电位分别成为VSS或VDD，信号的逻辑反转。

此外，在对输入信号IN输入了振幅比电源电压的振幅大的VDD’、VSS’的情况下，也与输入了VDD、VSS的情况同样地各电路元件工作，输出信号OUT的电位分别成为VSS、VDD，可得到具有所希望的电位的输出信号OUT。

这样，通常各电路元件按照输入信号IN的电位来工作，控制输出信号OUT的电位。

发明的公开

(发明欲解决的课题)

如果对输入信号IN输入了振幅比电源电压的振幅小的VDD’、VSS’，则有时各电路元件不能正常地工作，不能得到所希望的输出信号。

验证输入信号IN具有的2进制值的电位VDD’、VSS’分别假定为VDD’＜VDD、VSS’＞VSS时的倒相器的工作。其中，假定VSS’＜VDD’。

首先，在图16(A)中示出输入信号IN具有高电位侧的电位VDD’(VDD’＜VDD)时的各电路元件的工作的状况。在此，为了使说明简单起见，假定n沟道型TFT的阈值电压V_THn≥0，p沟道型TFT的阈值电压V_THp≤0。

如果对输入信号IN输入高电位侧的电位VDD’，则n沟道型TFT1302的栅、源间电压V_GS(VDD’-VSS)＞0。通常，由于(VDD’-VSS)比n沟道型TFT1302的阈值电压V_THn大，故n沟道型TFT1302导通。