KR19980054409A - Transmission line driver circuit, output driver circuit, and ATM-LAN adapter card - Google Patents

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KR19980054409A
KR19980054409A KR1019960073570A KR19960073570A KR19980054409A KR 19980054409 A KR19980054409 A KR 19980054409A KR 1019960073570 A KR1019960073570 A KR 1019960073570A KR 19960073570 A KR19960073570 A KR 19960073570A KR 19980054409 A KR19980054409 A KR 19980054409A
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요시하루 나가야마
가즈오 야마키도
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가나이 츠토무
히다치세사쿠쇼(주)
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Abstract

전송선 구동회로, 출력 드라이버 회로 및 ATM-LAN 어댑터 카드에 관한 것으로, 드라이버회로를 포함하게 되는 ATM-LAN의 물리층 인터페이스의 반도체집적회로의 동작전원전압을 낮게 할 수 없다는 문제점을 해소하기 위해, 출력드라이버회로는 지렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터를 각각 포함하는 제1 및 제2 쌍으로 이루어지는 CMOS 출력단을 포함하고, P채널형 MOS 트랜지스터가 전원전압용 선에 접속된 소오스를 구비하고, N채널형 MOS 트랜지스터가 접지전압용 선에 접속된 소오스를 구비하며, 제1 쌍을 형성하는 MOS 트랜지스터가 송신단자의 한쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하고, 제2 쌍을 형성하는 MOS 트랜지스터가 송신단자의 다른쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하는 출력회로와 전원전압과 접지전압을 그의 동작전원으로 사용하고, CMOS 출력단의 제1 쌍과 제2 쌍을 역상으로 푸시풀 동작시키는 출력제어회로를 마련한다.In order to solve the problem that the operating power supply voltage of the semiconductor integrated circuit of the ATM-LAN physical layer interface including the driver circuit can not be lowered, the output driver circuit, the output driver circuit, and the ATM- The circuit includes a CMOS output terminal composed of a first and a second pair each including a P-channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor connected in series, and the P-channel type MOS transistor has a source connected to the power source line Wherein the N-channel type MOS transistor has a source connected to the line for ground voltage, the MOS transistor forming the first pair has a common drain connected to one side of the transmission terminal, and the MOS A transistor having an output circuit having a common drain connected to the other side of the transmission terminal and an output circuit having a power supply voltage and a ground voltage, And an output control circuit for performing a push-pull operation on the first pair and the second pair of the CMOS output terminals in a reverse phase is provided.

이러한 장치를 이용하는 것에 의해 전원노이즈와 소비전력을 저감할 수 있다.By using such a device, power supply noise and power consumption can be reduced.

Description

전송선 구동회로, 출력 드라이버 회로 및 ATM-LAN 어댑터 카드Transmission line driver circuit, output driver circuit, and ATM-LAN adapter card

본 발명은 ATM-LAN을 위한 전송선 구동회로, 출력드라이버회로 및 ATM-LAN 어댑터 카드에 관한 것으로서, 특히 ATM-LAN중에서 물리층 인터페이스에 사용되는 반도체집적회로(IC)내의 출력드라이버회로에 적용하는 경우 반도체 IC 회로의 저전압동작을 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission line driver circuit, an output driver circuit, and an ATM-LAN adapter card for an ATM-LAN. More particularly, the present invention relates to an output driver circuit for a semiconductor integrated circuit (IC) To a technique for enabling low-voltage operation of an IC circuit.

일반적으로, 어서넷(Ethernet)이라고 불리우는 LAN(Local area network)의 하나의 사양은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3 에 의해서 표준화되어 있다. 그와 같은 표준화에 적합한 트랜시버로서의 매체접속유닛에 관해서는 일본국 특허공개 공보 1992/213940호에 전송매체로서의 트위스트쌍 회로 또는 트위스트 회선의 쌍을 구동하기 위한 CMOS 구성의 드라이버회로가 개시되어 있다.In general, one specification of a local area network (LAN), called Ethernet, is standardized by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.3. Japanese Unexamined Patent Publication No. 1992/213940 discloses a driver circuit of a CMOS structure for driving a twisted pair circuit or a pair of twisted lines as a transmission medium for a medium connection unit as a transceiver suitable for such standardization.

이 드라이버회로는 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터로 구성된 제1 회로 및 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터로 구성된 제2 회로를 갖는다. 이들 회로의 NMOS 트랜지스터는 접지전위 이상의 전위에 바이어스된 기준전압에 결합된 소오스단자를 구비하고, 회로의 PMOS 트랜지스터는 전원전압에 결합된 소오스단자를 구비한다. 제1 회로내의 MOS 트랜지스터의 공통드레인단자는 제1 출력단자를 형성한다. 제2 회로내의 MOS 트랜지스터의 공통드레인단자는제2 출력단자를 형성한다. 또, 2개의 출력단자는 종단저항으로서 기능하는 임피던스를 통해 접속되어 있다. 드라이버회로는 입력차동신호에 따라서 역상으로 상보적으로 제1 회로와 제2 회로 사이를 전환시키고, 제1 및 제2 출력단자를 거쳐서 트위스트쌍 회로 또는 회선을 구동한다.This driver circuit has a first circuit composed of PMOS transistors and NMOS transistors connected in series and a second circuit composed of PMOS transistors and NMOS transistors connected in series. The NMOS transistors of these circuits have a source terminal coupled to a reference voltage biased to a potential above the ground potential, and the PMOS transistor of the circuit has a source terminal coupled to the supply voltage. A common drain terminal of the MOS transistor in the first circuit forms a first output terminal. The common drain terminal of the MOS transistor in the second circuit forms the second output terminal. The two output terminals are connected via an impedance functioning as a terminating resistor. The driver circuit alternately switches between the first circuit and the second circuit in a reverse phase in accordance with the input differential signal, and drives the twisted pair circuit or circuit through the first and second output terminals.

또, 일본국 특허공개 공보 1992/213940호에는 상술한 CMOS 구성의 드라이버회로에 있어서 전송구획신호의 종단(ETD)에 기인하는 백스윙 또는 언더슈트라는 문제를 해결할 필요가 있다는 것이 개시되어 있다. 즉, 드라이버회로가 분리변성기를 포함하고 있는 경우, 변성기의 입력이 ETD에 의해서 하이로 유지되면, ETD가 오프로 되었을 때 분리변성기는 역기전력에 의해서 백스윙에 의한 언더슈트를 신호내에 도입하게 된다. 이 백스윙은 무의미한 신호천이로서, 그 기간이 길면 이것이 수신측에서 전송의 처음을 나타내는 유의의 신호변화로서 모니터될 우려가 있으며 시스템동작의 기능을 저하시키게 된다. 이 공보에 따르면, 백스윙을 허용범위내로 억제하기 위해 ETD를 종단할 때 제1 출력단자와 제2 출력단자(상술한 임피던스)를 단락시키는 트랜지스터를 부가하는 것이 필요하게 되고, 그것에 의해서 IEEE 802.3에 의한 규격으로 정합하는 CMOS 어서넷의 드라이버회로를 제조할 수 있는 것으로 하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 1992/213940 discloses that it is necessary to solve the problem of a backswing or undershooting due to the end ETD of a transmission divider signal in the driver circuit of the CMOS configuration described above. That is, if the driver circuit includes a discrete transformer, if the input of the transformer is held high by the ETD, when the ETD is turned off, the discrete transformer introduces undershoot due to the backswing into the signal by the counter electromotive force. This backswing is a meaningless signal transition in which a longer period of time is likely to be monitored as a significant signal change indicative of the beginning of transmission at the receiving end and degrades the functionality of the system operation. According to this publication, it is necessary to add a transistor that short-circuits the first output terminal and the second output terminal (the above-mentioned impedance) when the ETD is terminated in order to suppress the backswing within the allowable range, It is possible to manufacture a driver circuit of a CMOS array that conforms to the standard.

최근에 ATM(Asynchronous Transfer Mode)기술이 LAN에 도입되고 있다. ATM 기술의 사양은 미합중국에서 설립된 THE ATM Forum에 의해서 실행되고 있다. 어서넷에서는 여러개의 LAN노드가 1개의 전송매체를 공유하므로, LAN노드의 수가 증가할수록 각각의 LAN노드당 사용할 수 있는 대역(정보가 전송되는 속도의 범위를 결정)은 감소된다. 많은 노드를 거의 동시에 송신하는 경우, 전체의 스루풋이 급격히 저하되어 버린다. ATM 기술이 도입된 LAN(ATM-LAN이라 한다)은 저속도의 통신이나 정보량이 적은 통신부터 고속고대역의 통신까지 통신중이라도 대역을 자유롭게 변경할 수 있는 ATM 변환의 기술이 도입되고, 송수신이 1대 1 대응의 관계에서 실행되고, 그것에 의해서 스루풋을 향상시킨 초고속전송을 실현하고자 하는 것이다.Recently, Asynchronous Transfer Mode (ATM) technology has been introduced in the LAN. ATM technology specifications are being implemented by THE ATM Forum, which was established in the United States. As LAN nodes share one transmission medium, the bandwidth available for each LAN node (determining the range of the speed at which information is transmitted) decreases as the number of LAN nodes increases. When a large number of nodes are transmitted almost simultaneously, the overall throughput is rapidly lowered. In the LAN (ATM-LAN) in which ATM technology is introduced, an ATM conversion technique capable of freely changing a band even during communication ranging from low-speed communication or communication with a small amount of information to high-speed high-band communication has been introduced and transmission / Speed transmission in which the throughput is improved by the corresponding relationship.

ATM-LAN의 물리층 인터페이스에 대해서는 전송효율을 양호하게 하고 스크램블 및 부호화를 위해 전송되는 정보에 포함되는 비트 0 또는 1이 제한되고, 각각의 비트군에 대한 파형을 규정하도록 각각의 연속하는 비트군에 대한 템플레이트(펄스마스크)가 제정되고 표준화되어 있다. 예를 들면, 이미 사양서로서 표준화되어 있는 ATM Forum의 25Mb/s의 ATM-LAN 물리층을 위한 템플레이트에 의해 규정되는 송신신호파형은 단순히 구형파가 아닌 비교적 높은 정밀도를 요구하는 파형으로 되어 있다. 또, 템플레이트에 의해서 규정되는 신호진폭은 예를 들면 2V(zero to peak)가 요구된다. 그와 같은 사양을 규정한 경우, ATM-LAN의 물리층 인터페이스에 사용되는 송신용의 드라이버회로의 후단에 필터를 마련하고, 송신신호파형에 그와 같은 템플레이트에서 규정되는 신호파형을 만족시키는 것이 필요하다. 또, 드라이버회로의 후단에 출력임피던스 조정용의 저항을 마련해서 전송선로의 임피던스매칭을 도모하는 것도 필요하게 된다.For the physical layer interface of the ATM-LAN, bit 0 or 1 included in the information to be transmitted is scrambled and encoded for better transmission efficiency, and each successive bit group is defined so as to define the waveform for each bit group. A template (pulse mask) has been established and standardized. For example, the transmission signal waveform specified by the template for the ATM Forum's 25 Mb / s ATM-LAN physical layer already standardized as a specification has waveforms that require relatively high precision, not just square waves. In addition, the signal amplitude defined by the template is required to be, for example, 2 V (zero to peak). When such a specification is specified, it is necessary to provide a filter at the rear end of the driver circuit for transmission used for the physical layer interface of the ATM-LAN, and to satisfy the signal waveform defined by the template in the transmission signal waveform . It is also necessary to provide a resistor for adjusting the output impedance at the rear end of the driver circuit so as to achieve impedance matching of the transmission line.

상술한 드라이버회로로부터의 출력신호는 필터나 임피던스에 의한 전압손실 또는 전압강하를 발생하는 것이 예상되므로, 드라이버회로의 전원전압은 템플레이트에서 규정되는 신호진폭을 만족할 수 있는 비교적 높은 레벨인 것이 필요하며 낮게 설정할 수 없다.The output signal from the driver circuit described above is expected to cause a voltage loss or a voltage drop due to the filter or the impedance. Therefore, the power supply voltage of the driver circuit needs to be a relatively high level that can satisfy the signal amplitude specified by the template, Can not be set.

그러나, 드라이버회로는 출력버퍼로서의 기능상, 비교적 큰 전류공급능력을 필요로 하므로, 소비전력을 전원전압이 높을수록 증가된다. 따라서, ATM-LAN의 물리층 인터페이스에 이용되는 드라이버회로를 저전압동작시키는 기술을 확립하지 않으면, 그와 같은 드라이버회로를 포함하게 되는 ATM-LAN의 물리층 인터페이스의 반도체집적회로의 동작전원전압을 낮게 할 수 없다는 것이 명확하게 되었다. 최근, 휴대할 수 있도록 소형화된 퍼스널 컴퓨터나 정보통신단말기에서는 배터리구동 등을 고려해서 회로의 저소비전력화가 중요시되고 있다. 그와 같은 퍼스널컴퓨터나 정보통신단말에 적용되는 ATM-LAN의 인터페이스회로 또는 집적회로카드화되는 ATM-LAN 어댑터 카드에 물리층 인터페이스의 반도체집적회로가 탑재될 것을 고려하면, 드라이버회로의 저전압동작은 ATM-LAN 어댑터 카드 부분에서 저소비전력도 포함하는 중요성을 갖는 것이 본 발명자들에 의해서 발견되었다.However, since the driver circuit functions as an output buffer and requires a relatively large current supply capability, the power consumption is increased as the power supply voltage is higher. Therefore, unless a technology for operating the driver circuit used for the physical layer interface of the ATM-LAN is established, the operation power voltage of the semiconductor integrated circuit of the physical layer interface of the ATM-LAN including such driver circuit can be lowered It became clear that there was no. In recent years, in a personal computer or an information communication terminal that has been miniaturized so that it can be carried, it is important to reduce the power consumption of the circuit in consideration of battery driving and the like. Considering that a semiconductor integrated circuit of a physical layer interface is mounted on an ATM-LAN interface card or an ATM-LAN adapter card which is applied to such a personal computer or an information communication terminal or an integrated circuit card, the low- It has been discovered by the present inventors that it has the importance of including low power consumption in the part of the LAN adapter card.

본 발명의 목적은 ATM-LAN의 물리층 인터페이스에 이용되는 드라이버회로를 저전압으로 동작시키는 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a technique for operating a driver circuit used in a physical layer interface of an ATM-LAN at a low voltage.

본 발명의 다른 목적은 ATM-LAN 시스템에 사용하는 물리층 인터페이스의 반도체집적회로의 전원전압을 저감할 수 있는 ATM-LAN 물리층용의 전송선 구동회로를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transmission line driving circuit for an ATM-LAN physical layer capable of reducing a power supply voltage of a semiconductor integrated circuit of a physical layer interface used in an ATM-LAN system.

본 발명의 또 다른 목적은 저전압으로 동작할 수 있는 ATM-LAN의 어댑터 카드를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an adapter card of an ATM-LAN capable of operating at a low voltage.

본 발명의 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면에서 명확하게 될 것이다.Other and further objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 ATM 물리층을 위한 PMD 반도체칩이 전송선에 1대 1 대응으로 접속하는 출력 드라이버회로의 일 예를 나타내는 회로도,1 is a circuit diagram showing an example of an output driver circuit in which a PMD semiconductor chip for an ATM physical layer is connected to a transmission line in a one-

도 2는 ATM-LAN 물리층의 시스템구성의 일 예를 나타내는 블럭도,2 is a block diagram showing an example of a system configuration of an ATM-LAN physical layer,

도 3은 PMD의 블럭도의 일예를 나타내는 도면,3 is a diagram showing an example of a block diagram of PMD,

도 4는 NMOS 트랜지스터의 직렬회로를 포함하는 비교를 위한 출력회로의 블럭도,4 is a block diagram of an output circuit for comparison including a series circuit of NMOS transistors;

도 5는 ATM_Forum/94-1008R5에 기술된 1비트 연속데이타 반복을 위한 템플레이트를 설명하는 도면,5 is a diagram illustrating a template for 1-bit successive data repetition described in ATM_Forum / 94-1008R5,

도 6은 ATM_Forum/94-1008R5에 기술된 2비트 연속데이타 반복을 위한 템플레이트를 설명하는 도면,6 is a diagram illustrating a template for repeating 2-bit continuous data described in ATM_Forum / 94-1008R5,

도 7은 ATM_Forum/94-1008R5에 기술된 3비트 연속데이타 반복을 위한 템플레이트를 설명하는 도면,7 is a diagram illustrating a template for 3-bit continuous data repetition described in ATM_Forum / 94-1008R5,

도 8은 ATM_Forum/94-1008R5에 기술된 4비트 연속데이타 반복을 위한 템플레이트를 설명하는 도면,8 is a diagram illustrating a template for repeating 4-bit continuous data described in ATM_Forum / 94-1008R5,

도 9는 ATM_Forum/94-1008R5에 기술된 5비트 연속데이타 반복을 위한 템플레이트를 설명하는 도면,9 is a diagram illustrating a template for repeating 5-bit continuous data described in ATM_Forum / 94-1008R5,

도 10은 템플레이트에 의해 규정된 전송파형을 만족하는 필터의 등가회로의 예를 나타내는 도면,10 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of a filter satisfying a transmission waveform defined by a template,

도 11(A) 및 도 11(B)는 리턴 손실을 나타내는 설명도,11 (A) and 11 (B) are explanatory diagrams showing a return loss,

도 12는 출력구동회로의 출력단을 형성하는 MOS 트랜지스터의 레이아웃도,12 is a layout diagram of a MOS transistor forming the output stage of the output driver circuit,

도 13은 도 12의 a-a의 선에 따른 단면도,13 is a sectional view taken along the line a-a in Fig. 12,

도 14는 1대 1 대응으로 전송선에 접속된 ATM 물리층을 위한 PMD 반도체칩을 갖는 전송을 위한 출력 드라이버 회로의 다른 예를 나타내는 회로도,14 is a circuit diagram showing another example of an output driver circuit for transmission having a PMD semiconductor chip for an ATM physical layer connected to a transmission line in a one-to-one correspondence;

도 15는 도 14의 출력 드라이버 회로에 포함된 지연회로의 일예를 나타내는 도면,FIG. 15 is a diagram showing an example of a delay circuit included in the output driver circuit of FIG. 14;

도 16은 병렬로 배열된 3개의 CMOS 출력단을 갖는 출력 드라이버 회로(50)의 일예를 나타내는 도면,16 is a diagram showing an example of an output driver circuit 50 having three CMOS output stages arranged in parallel,

도 17은 전원 노이즈에 관한 시뮬레이트 대상회로의 등가회로도,17 is an equivalent circuit diagram of a simulation target circuit relating to power supply noise,

도 18(A)는 시뮬레이션에 사용된 제2의 CMOS 출력단용의 지연회로(DEL1)도,18A shows a second CMOS output stage delay circuit DEL1 used in the simulation,

도 18(B)는 시뮬레이션에 사용된 제2의 CMOS 출력단용의 지연회로(DEL2)도,18B shows a second CMOS output stage delay circuit DEL2 used in the simulation,

도 19(A)는 시뮬레이션에 사용된 제3의 CMOS 출력단용의 지연회로(DEL3)도,19 (A) shows a third delay circuit for a CMOS output stage DEL3 used in the simulation,

도 19(B)는 시뮬레이션에 사용된 제3의 CMOS 출력단용의 지연회로(DEL4)도,19B shows a third CMOS output stage delay circuit DEL4 used in the simulation,

도 20은 트랜지스터의 크기비와 지연시간에 관한 다수의 시뮬레이션 조건을 나타내는 설명도,20 is an explanatory diagram showing a plurality of simulation conditions relating to a size ratio and a delay time of a transistor,

도 21은 시뮬레이션 조건 #1~#6 하에서 트랜지스터의 크기비와 지연시간을 얻도록 MOS 트랜지스터에 대한 크기 조건의 예를 도시하는 설명도,21 is an explanatory diagram showing an example of a size condition for a MOS transistor so as to obtain a size ratio and a delay time of a transistor under simulation conditions # 1 to # 6;

도 22는 시뮬레이션 조건 #5, #7~#10 하에서 지연회로에 설정된 지연시간을 생성하도록 트랜지스터 크기비의 예를 도시하는 설명도,22 is an explanatory diagram showing an example of the transistor size ratio so as to generate the delay time set in the delay circuit under the simulation conditions # 5 and # 7 to # 10,

도 23(A) 및 도 23(B)는 시뮬레이션에 의해 얻어진 전원전류파형의 일예를 나타내는 설명도,23A and 23B are explanatory diagrams showing an example of a power supply current waveform obtained by simulation,

도 24(A), 도 24(B) 및 도 24(C)는 시뮬레이션에 의해 얻어진 전원전류파형에 따라서 전원전류 노이즈의 양을 결정하는 방법을 도 24(A)에, 또한 결정된 전원전류 노이즈의 양을 도 24(B) 및 도 24(C)에 나타내는 설명도,24A, 24B, and 24C show a method of determining the amount of power source current noise according to the power source current waveform obtained by the simulation, and FIG. 24A shows a method of determining the amount of power source current noise 24 (B) and 24 (C)

도 25는 ATM-LAN의 블럭도의 일예를 나타내는 도면.25 is a diagram showing an example of a block diagram of an ATM-LAN;

본원에 있어서 개시되는 발명중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.Outline of the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

ATM-LAN에서는 송신회로(예를 들어, 제1도에 도시된 요소(10))과 수신회로(11)이 전송선(3)을 거쳐 서로 1대1의 관계로서 결합된다. 송신회로(10)의 출력 드라이버회로(50)은 CMOS(상보형 MOS 트랜지스터)로 형성된 그 출력회로(21)을 구비한다. 즉, 출력회로(21)은 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터의 제1 및 제2 쌍을 각각 포함하는 CMOS 출력단(51, 52, 57)을 구비한다. P채널형 MOS 트랜지스터의 소오스는 전원전압(Vdd)에 접속되고, N채널형 MOS 트랜지스터의 소오스는 접지전위(Vss)에 접속된다. 제1 쌍을 구성하는 MOS 트랜지스터의 공통드레인은 한쪽의 송신단자(TxA)에 접속되고, 제2 쌍을 구성하는 MOS 트랜지스터의 공통드레인은 다른쪽의 송신단자(TxB)에 접속된다. 이 출력회로를 제어하는 출력제어회로(20)은 전원전압과 접지전압을 동작전원으로 사용하고, 역상으로 CMOS 출력단의 제1 쌍과 제2 쌍을 푸시풀동작시킨다. 출력 드라이버회로의 1쌍의 송신단자는 송신 신호파형을 정형하기 위한 필터(35)의 입력단자에 결합된 출력 임피던스 조정용의 저항(33, 34)에 결합된다. 필터의 출력단자는 변압기(36)의 1차측에 결합된다(변압기의 2차측은 전송선에 결합된다). 그 결과 송신회로가 전송선을 거쳐서 수신회로에 1대1 대응으로 접속되는 ATM-LAN 물리층용의 전송선 구동회로가 형성된다.In the ATM-LAN, a transmission circuit (for example, the element 10 shown in FIG. 1) and a reception circuit 11 are coupled to each other via a transmission line 3 in a one-to-one relationship. The output driver circuit 50 of the transmission circuit 10 has its output circuit 21 formed of a CMOS (complementary MOS transistor). That is, the output circuit 21 has CMOS output terminals 51, 52, 57 each including a first and a second pair of p-channel type MOS transistors and n-channel type MOS transistors connected in series. The source of the P-channel MOS transistor is connected to the power supply voltage Vdd, and the source of the N-channel MOS transistor is connected to the ground potential Vss. The common drain of the MOS transistors constituting the first pair is connected to one of the transmission terminals TxA and the common drain of the MOS transistors constituting the second pair is connected to the other transmission terminal TxB. The output control circuit 20 for controlling the output circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as the operating power source, and performs the push-pull operation on the first pair and the second pair of the CMOS output terminal in opposite phases. A pair of transmitting terminals of the output driver circuit are coupled to resistors 33 and 34 for adjusting the output impedance, which are coupled to the input terminal of the filter 35 for shaping the transmission signal waveform. The output terminal of the filter is coupled to the primary side of the transformer 36 (the secondary side of the transformer is coupled to the transmission line). As a result, a transmission line driving circuit for the ATM-LAN physical layer is formed in which the transmission circuit is connected to the reception circuit through a transmission line in a one-to-one correspondence.

송신용의 출력 드라이버회로(50)의 출력회로(21)에 CMOS 출력단이 사용되므로, 온 상태일 때 전원전압측에 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터의 게이트-소오스간 전압은 송신단자의 전압에 의존되지 않고 실질적으로 전원전압의 레벨로 된다. 이것은 직렬접속된 NMOS 트랜지스터를 푸시풀동작시키는 출력회로에 비해서 출력회로를 구성하는 전원전압측의 MOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)의 온저항을 감소시킬 수 있다. 따라서, 출력 드라이버회로의 동작전압을 감소시킬 뿐만 아니라, 출력 드라이버회로를 포함하는 ATM-LAN 물리층 제어용의 반도체집적회로칩(9)를 구성하는 내부회로의 동작 전원전압을 낮게 할 수 있다.Since the CMOS output terminal is used for the output circuit 21 of the output driver circuit 50 for transmission, the gate-source voltage of the P-channel MOS transistor connected to the power supply voltage side when in the ON state depends on the voltage of the transmission terminal And is substantially at the level of the power supply voltage. This can reduce the ON resistance of the MOS transistors Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, and Q11 on the power supply voltage side constituting the output circuit as compared with the output circuit that performs the push-pull operation on the NMOS transistors connected in series. Therefore, not only the operating voltage of the output driver circuit is reduced, but also the operating power supply voltage of the internal circuit constituting the semiconductor integrated circuit chip 9 for ATM-LAN physical layer control including the output driver circuit can be lowered.

상술한 바와 같이, CMOS 구성으로 출력회로(21)을 형성하여 그 구성의 MOS 트랜지스터의 온저항을 감소시키는 것에 의해, 예를 들면 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s(메가비트/초)의 ATM-LAN의 물리층을 위한 템플레이트로 규정되는 원하는 송신신호파형을 마련하도록 필터(35),(45)를 사용하고, 또 출력임피던스 조정용의 저항(33, 34)를 배치하는 시스템의 구성에 있어서, 템플레이트에서 규정되는 신호진폭을 5[V]에 비해 낮은 3.3[V]의 전원전압에서 얻을 수 있다. 이와 같이, CMOS 구성의 출력회로(21)을 형성하는 것은 후술하는 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN 물리층에 적용되는 PMD 반도체칩과 같은 반도체집적회로칩(9)의 동작 전원전압을 감소시키는 것에 최적이다. 또, 이것에 의해 변압기(36)의 1차측 코일과 2차측 코일 사이의 감기수비를 1:1로 설정해도 템플레이트를 만족하는 출력신호진폭을 쉽게 얻을 수 있으므로, 출력회로에 흐르는 동작전류가 증가시킬 때까지 변압기(36)의 2차측 감기수를 증가시키는 것을 필요로 하지 않는다. 이것도 ATM-LAN 물리층 제어용의 반도체집적회로칩(9)의 저소비전력에 기여한다.As described above, the output circuit 21 is formed in the CMOS configuration to reduce the on-resistance of the MOS transistor of the configuration. Thus, for example, 25 Mb / s (megabits per second) of the transistor described in ATM_Forum / 94-1008R5 In the configuration of the system using the filters 35 and 45 and arranging the resistors 33 and 34 for adjusting the output impedance to provide the desired transmission signal waveform defined by the template for the physical layer of the ATM-LAN, The signal amplitude specified by the template can be obtained at a power supply voltage of 3.3 [V], which is lower than 5 [V]. The formation of the output circuit 21 of the CMOS configuration in this way is performed by the operation power of the semiconductor integrated circuit chip 9 such as the PMD semiconductor chip applied to the ATM-LAN physical layer of 25 Mb / s described in ATM_Forum / 94-1008R5 It is optimal to reduce the voltage. In this way, even if the winding ratio between the primary coil and the secondary coil of the transformer 36 is set to 1: 1, the output signal amplitude satisfying the template can be easily obtained. Therefore, It is not necessary to increase the number of windings of the secondary winding of the transformer 36 until such time. This also contributes to low power consumption of the semiconductor integrated circuit chip 9 for ATM-LAN physical layer control.

변압기는 1mH이상의 인덕턴스, 5Ω 이하의 직렬저항, 0.999이상의 결합계수, 5pF 이하의 등가용량, 12KHz~약 16MHz의 주파수대역을 갖는다.The transformer has an inductance of 1 mH or more, a series resistance of 5 Ω or less, a coupling coefficient of 0.999 or more, an equivalent capacitance of 5 pF or less, and a frequency band of 12 KHz to 16 MHz.

ATM-LAN 물리층 제어용의 반도체집적회로칩(9)로의 전원공급이 차단된 상태에 있어서, 반도체칩(9)의 출력 드라이버회로(50)의 출력단을 구성하는 PMOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)의 N형 웰영역은 전원전압(Vdd)가 공급되지 않고 플로팅의 상태로 된다. ATM-LAN에 있어서, 상술한 바와 같이 송신회로와 수신회로가 1대 1의 관계로서 전송선에 결합되어 있으므로, N형 웰영역이 플로팅의 상태로 되어 있을 때에도 PMOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)의 드레인에는 전송선(3, 4)를 거쳐서 고레벨이 공급되는 일 없고 드레인에서 N형 웰에 큰 전류가 흐르지 않아 PMOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)가 파괴될 염려는 없다. 그러나, CMOS 형식의 출력 드라이버회로를 여러개의 출력 드라이버회로의 출력단자가 1개의 전송선에 공통접속되는 어서넷에 적용한 경우, 임의의 노드 출력 드라이버회로의 N형 웰영역이 플로팅 상태로 되어 있을 때 다른 노드의 출력동작에 있어서 플로팅의 N형 웰영역에 높은 레벨이 공급될 염려가 있다. 따라서, 어서넷의 출력 드라이버회로의 출력단을 CMOS로 구성한 경우, 드레인에서 N형 웰로 큰 전류가 흘러 PMOS 트랜지스터가 파괴될 염려가 있다.The PMOS transistors Q1, Q3, Q5 and Q7 constituting the output terminal of the output driver circuit 50 of the semiconductor chip 9 are turned off when the supply of power to the semiconductor integrated circuit chip 9 for ATM- , Q9, and Q11 are not supplied with the power supply voltage Vdd but are in a floating state. In the ATM-LAN, since the transmission circuit and the reception circuit are connected to the transmission line in a one-to-one relationship as described above, even when the N-type well region is in the floating state, the PMOS transistors Q1, Q3, Q5, and Q7 Q3, Q5, Q7, Q9 and Q11 do not flow into the N-type well at the drain, and the PMOS transistors Q1, Q3, Q5, Q7, Q9 and Q11 are destroyed There is no worry. However, when an output driver circuit of a CMOS format is applied to an Ethernet in which output terminals of a plurality of output driver circuits are commonly connected to one transmission line, when the N-type well region of an arbitrary node output driver circuit is in a floating state, There is a possibility that a high level is supplied to the N-type well region of the floating in the output operation of the floating gate. Therefore, when the output terminal of the output driver circuit of the net is formed of CMOS, a large current flows from the drain to the N-type well, which may destroy the PMOS transistor.

출력회로로서의 기능상, 출력 드라이버회로(50)의 CMOS 출력단를 구성하는 MOS 트랜지스터의 전류공급능력(트랜지스터 사이즈)는 비교적 크게 된다. 또한, 제1 및 제2 쌍을 각각 구비한 CMOS 출력단을 병렬로 2단 이상 마련하고, 각 단의 푸시풀동작의 타이밍을 어긋나게 하는 제1 타이밍제어수단(54)를 출력제어회로(20)에 사용한다. 이것에 의해 CMOS 출력단으로의 전원전압(Vdd)의 공급선 및 접지전압(Vss)의 공급선에 있어서의 단위시간당 전류의 변화율을 저감할 수 있으므로 전원노이즈를 저감할 수 있다.The current supply capability (transistor size) of the MOS transistor constituting the CMOS output terminal of the output driver circuit 50 becomes relatively large due to its function as an output circuit. In addition, two or more CMOS output stages each having first and second pairs are provided in parallel, and first timing control means 54 for shifting the timing of the push-pull operation at each stage is connected to the output control circuit 20 use. As a result, the change rate of the current per unit time in the supply line of the supply voltage Vdd to the CMOS output terminal and the supply line of the ground voltage Vss can be reduced, and power supply noise can be reduced.

CMOS 출력단을 구성하는 MOS 트랜지스터의 턴온동작을 턴오프동작에 비해 지연시키는 제2 타이밍제어수단(예를 들어 도 16에서 (80), (81), (82), (83)의 요소)도 출력제어회로(20)에 채용한다. 이것은 과도응답시 CMOS 출력단에 흐르는 관통전류를 저감한다. 이점에 있어서도 본 발명은 전원노이즈의 저감과 저소비전력에 기여한다.The second timing control means (for example, elements of (80), (81), (82), and (83) in FIG. 16) for delaying the turn-on operation of the MOS transistor constituting the CMOS output terminal as compared with the turn- And is employed in the control circuit 20. This reduces the through current flowing in the CMOS output stage in the transient response. Also in this respect, the present invention contributes to reduction of power supply noise and low power consumption.

3개의 CMOS 출력단을 병렬적으로 마련한 경우, 제1 CMOS 출력단(52)를 구성하는 MOS 트랜지스터 사이의 사이즈, 제2 CMOS 출력단(51)을 구성하는 MOS 트랜지스터 사이의 사이즈와 제3 CMOS 출력단(57)을 구성하는 MOS 트랜지스터 사이의 사이즈의 비를 대략 1 : 2.5 : 6.25로 한다. 제1 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작에 대해 제2 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작을 대략 3ns 지연시키고, 제3 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작을 대략 6ns 지연시키는 지연수단(80, 81, 82, 83)을 출력제어회로(20)에 채용한다. 이러한 구성은 전원노이즈를 현저히 저감할 수 있다.The size between the MOS transistors constituting the first CMOS output stage 52 and the size between the MOS transistors constituting the second CMOS output stage 51 and the size of the third CMOS output stage 57, The ratio of the sizes of the MOS transistors constituting the MOS transistor is approximately 1: 2.5: 6.25. The turn-on operation of the MOS transistor included in the second CMOS output terminal is delayed by approximately 3 ns for the turn-on operation of the MOS transistor included in the first CMOS output terminal, and the delay for delaying the turn- The means (80, 81, 82, 83) are employed in the output control circuit (20). This configuration can significantly reduce the power source noise.

단말장치에 장착되고, 전송선에 결합되고, 전송선을 거쳐서 단말장치에 접속되는 단말장치와 다른 단말장치 사이에서 ATM-LAN의 인터페이스제어를 실행하는 IC카드인 ATM-LAN 어댑터카드(200)은 ATM-LAN 물리층용의 송신회로(10) 및 수신회로(11)를 구비한 ATM-LAN 물리층 제어칩(9), 송신회로의 출력임피던스를 조정하기 위한 저항(33, 34), 저항에 직렬접속되어 송신파형을 정형하는 필터(35), 필터의 출력을 전송선(3)으로 전송하는 송신용의 결합변압기(36), 전송선(4)로부터의 수신신호를 수신회로(11)로 전송하는 수신용의 결합변압기(47) 및 ATM-LAN을 위한 송신 및 수신의 프로토콜처리를 실행하는 제어회로(202, 203, 204, 205)을 카드기판(201)상에 마련한다. ATM-LAN 물리층 제어칩의 송신회로(10)에는 출력 드라이버회로(50)을 채용할 수 있다. 출력 드라이버회로(50)은 출력회로(21)과 출력제어회로(도 16에서 (20))을 포함한다. 출력회로(21)은 각각 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터의 제1 및 제2 쌍으로 이루어지는 다수의 CMOS 출력단을 포함하고, 각 CMOS 출력단에 있어서의 P채널형 MOS 트랜지스터의 소오스는 전원전압(Vdd)에 접속되고, N채널형 MOS 트랜지스터의 소오스는 접지전압(Vss)에 결합되고, 제1 쌍을 구성하는 MOS 트랜지스터의 공통드레인은 한쪽의 송신단자(TxA)에 접속되며, 제2 쌍을 구성하는 MOS 트랜지스터의 공통드레인은 다른쪽의 송신단자(TxB)에 접속된다. 출력제어회로는 전원전압과 접지전압을 동작전원으로 사용하므로, 각각의 CMOS 출력단의 제1 쌍과 제2 쌍이 역상으로 푸시풀동작하고, 각각의 CMOS 출력단의 푸시풀동작의 타이밍이 어긋나게 되고, 또한 소정의 CMOS 출력단에서의 MOS 트랜지스터의 턴온동작을 턴오프동작에 비해 지연시킨다.The ATM-LAN adapter card 200, which is an IC card that is mounted on a terminal device and is connected to a transmission line and performs interface control of the ATM-LAN between a terminal device connected to the terminal device via a transmission line and another terminal device, An ATM-LAN physical layer control chip 9 having a transmitting circuit 10 and a receiving circuit 11 for the LAN physical layer, resistors 33 and 34 for adjusting the output impedance of the transmitting circuit, A coupling transformer 36 for transmitting the output of the filter to the transmission line 3 and a coupling circuit for transmitting the reception signal from the transmission line 4 to the reception circuit 11, Control circuits 202, 203, 204, and 205 for performing protocol processing of transmission and reception for the transformer 47 and the ATM-LAN are provided on the card substrate 201. [ The output driver circuit 50 can be employed for the transmission circuit 10 of the ATM-LAN physical layer control chip. The output driver circuit 50 includes an output circuit 21 and an output control circuit (20 in Fig. 16). The output circuit 21 includes a plurality of CMOS output stages each of which is composed of first and second pairs of a P-channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor connected in series, and the P-channel type MOS transistor The source of the N-channel type MOS transistor is coupled to the ground voltage Vss and the common drain of the MOS transistor constituting the first pair is connected to one of the transmission terminals TxA And the common drain of the MOS transistor constituting the second pair is connected to the other transmission terminal TxB. Since the output control circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as the operation power source, the first pair and the second pair of the CMOS output terminals perform the push-pull operation in opposite phases, and the timing of the push-pull operation of each CMOS output terminal is shifted The turn-on operation of the MOS transistor at a predetermined CMOS output terminal is delayed as compared with the turn-off operation.

PMD_@(물리매체의존) 반도체칩(9)가 3.3[V]의 동작전원에 의해서 ATM_Forum/94-1008R5에 규정된 25Mb/s의 ATM-LAN의 물리층을 위한 템플레이트로 규정되는 송신신호파형을 만족하도록 형성되는 것에 의해, ATM-LAN 물리층 제어칩(9)의 소비전력을 예를 들면 200mW정도의 낮은 레벨로 억제할 수 있다. ATM-LAN 물리층제어칩(9)가 ATM-LAN 어댑터카드(200)중에서 가장 전력소비가 큰 회로부분이므로, ATM-LAN 물리층제어칩(9)의 소비전력을 200mW 정도로 억제할 수 있으면, ATM-LAN 어댑터카드(200)의 전체적인 소비전력을 약 1w정도로 저감할 수 있다.PMD _ @ (Physical Medium Dependent) The semiconductor chip 9 satisfies the transmission signal waveform defined by the template for the physical layer of 25 Mb / s ATM-LAN specified in ATM_Forum / 94-1008R5 by the operating power of 3.3 [V] The power consumption of the ATM-LAN physical layer control chip 9 can be suppressed to a low level of about 200 mW, for example. Since the ATM-LAN physical layer control chip 9 is the portion of the ATM-LAN adapter card 200 having the largest power consumption, if the power consumption of the ATM-LAN physical layer control chip 9 can be reduced to about 200 mW, The overall power consumption of the LAN adapter card 200 can be reduced to about 1 watt.

[발명의 실시형태]BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.

ATM-LAN 물리층의 시스템구성System configuration of ATM-LAN physical layer

도 2는 ATM-LAN 물리층의 시스템구성의 1예를 도시한 것이다. ATM-LAN은 전송선 전유형의 LAN이다. 전송선 전유형의 LAN은 각각의 전송선에 하나의 노드만 접속하고, 그것을 허브에 집선하고 교환하는 것이다. 도 2에 있어서, (1)(1a~1i)는 퍼스널컴퓨터 또는 워크스테이션 등의 단말장치, (2)(2a~2i)는 각각의 단말장치에 대해 1대 1로 마련된 ATM-LAN 인터페이스 회로, (3)(3a~3i), 4(4a~4i)는 전송선, (5)는 전송선(3), (4)가 집선된 ATM 허브, (6), (7)은 고속전송용 케이블이다.2 shows an example of the system configuration of the ATM-LAN physical layer. ATM-LAN is a type of LAN before transmission line. LANs of all types of transmission lines connect only one node to each transmission line and collect it on the hub and exchange it. 2, (1), (1a to 1i) are terminal devices such as personal computers or work stations, (2) (2a to 2i) are ATM-LAN interface circuits provided one- (3) (3a to 3i), 4 (4a to 4i) are transmission lines, (5) are transmission lines 3 and 4 are ATM hubs, and (6) and (7) are high-speed transmission cables.

ATM-LAN 인터페이스회로(2)(2a~2i)와 허브(5)는 ATM-LAN의 PMD(Physical Media Dependent : 물리매체의존)서브층용의 반도체칩(이하 단지 PMD 반도체칩이라 한다)(9)를 포함하고, 각각의 PMD 반도체칩은 송신회로(10)과 수신회로(11)을 구비하고 있다. ATM-LAN 인터페이스회로(2)(2a~2i)의 PMD 반도체칩(9)과 ATM 허브(5)의 PMD 반도체칩(9)는 인터페이스회로 또는 허브측상의 송신회로(10)의 출력이 전송선 (3), (4)를 거쳐서 다른쪽의 수신회로(11)의 입력에 접속되도록 배열되어 있다. 또한, 도시를 생략하지만, 전송선(3), (4)는 초광대역특성을 갖는 변압기(결합변압기)를 거쳐서 송신회로(10)과 수신회로(11)에 접속되어 있다.The ATM-LAN interface circuits 2 (2a to 2i) and the hub 5 are connected to a semiconductor chip (hereinafter simply referred to as a PMD semiconductor chip) 9 for a PMD (Physical Media Dependent) Each of the PMD semiconductor chips includes a transmitting circuit 10 and a receiving circuit 11. The PMD semiconductor chip 9 of the ATM-LAN interface circuit 2 (2a to 2i) and the PMD semiconductor chip 9 of the ATM hub 5 are connected to each other via the transmission line 10 3, and 4, and is connected to the input of the other receiving circuit 11. [ Although not shown, the transmission lines 3 and 4 are connected to the transmission circuit 10 and the reception circuit 11 via a transformer (coupling transformer) having an ultra-wideband characteristic.

ATM 허브(5)는 여러개의 PMD 반도체칩(9)이외에 ATM 교환기로서의 스위치매트릭스(12)와 허브간의 전송을 고속으로 실행하기 위한 다중분리장치(13)을 구비한다. 다중분리장치(13)에 결합된 고속전송용 케이블(6), (7)에 허브(5)와 마찬가지의 다른 허브나 루터(도시하지 않음) 등이 접속된다. 도면에서 명확한 바와 같이, ATM-LAN은 적어도 물리층에 있어서 송신회로(10)과 수신회로(11) 사이에서 송수신이 1대 1 대응으로 실행되므로 출력데이타의 충돌은 일어나지 않는다.The ATM hub 5 includes a switch matrix 12 as an ATM exchange and a multiplexing / demultiplexing device 13 for performing transmission between hubs at high speed in addition to a plurality of PMD semiconductor chips 9. Another hub or router (not shown) similar to the hub 5 is connected to the high-speed transmission cables 6 and 7 coupled to the multiple separation apparatus 13. As is clear from the figure, the ATM-LAN does not collide with the output data because transmission and reception are performed in a one-to-one correspondence between the transmission circuit 10 and the reception circuit 11 in at least the physical layer.

송신용의 사용자데이타가 단말장치(1)에서 ATM-LAN 인터페이스회로(2)가 부가되면, ATM-LAN 인터페이스회로(2)는 그 정보를 48바이트의 섹터로 구획하고, 각각의 섹터에 수신지 헤더정보로서 5바이트의 헤더를 부가하고, 48바이트와 5바이트의 합계인 53바이트의 고정길이를 갖는 셀을 단위로 하는 전보를 전송선(3)을 거쳐 송신한다. ATM 허브(5)는 전송선(3)에서 전송된 셀을 수신회로(11)에서 수취하면, 셀에 포함되는 수신지 헤더정보에 따라 스위치매트릭스(12)에 의해서 고속으로 셀을 교환 또는 송출된다. 그후, 셀은 수신측의 수신지 단말장치(1)로 송출된다. 수신측의 수신지 단말장치용 ATM-LAN 인터페이스회로(2)에 도착한 셀은 수신지 헤더의 확인이 실행되고, 원래의 사용자데이타로 복원된다. 수신측의 단말장치가 송신측과 동일한 ATM 허브(5)에 접속된 것이 아닌 경우, 셀은 다중분리장치(13)을 거쳐서 고속전송용 케이블(6)을 통해 송출된다.When the user data for transmission is added to the ATM-LAN interface circuit 2 in the terminal device 1, the ATM-LAN interface circuit 2 divides the information into 48-byte sectors, A header of 5 bytes is added as header information, and a telegram is transmitted via the transmission line 3 in units of a cell having a fixed length of 53 bytes, which is the sum of 48 bytes and 5 bytes. The ATM hub 5 receives a cell transmitted from the transmission line 3 from the receiving circuit 11 and exchanges or transmits the cell at a high speed by the switch matrix 12 according to the destination header information included in the cell. Then, the cell is transmitted to the destination terminal device 1 on the receiving side. Cells arriving at the ATM-LAN interface circuit 2 for the destination terminal device on the receiving side are checked for the destination header and restored to the original user data. When the terminal device on the receiving side is not connected to the same ATM hub 5 as the transmitting side, the cell is sent out via the multiplexing / separating device 13 via the high-speed transmission cable 6.

PMD 반도체칩PMD semiconductor chip

도 3에는 PMD 반도체칩(9)의 블럭도가 도시되어 있다. PMD 반도체칩(9)는 예를 들어, CMOS 집적회로 제조기술에 의해서 단결정 실리콘 등의 1개의 반도체기판상에 형성된다. PMD 반도체칩(9)는 송신회로(10)과 수신회로(11)을 포함하고, 또한 대표적으로 도시된 단자로서 1쌍의 송신단자TxA, TxB, 한쌍의 수신단자 RxA, RxB, 데이타출력단자 RxDATA, 데이타입력단자TxDATA, 클럭입력단자TxCLK, 클럭출력단자RxCLK를 갖는다. 외부전원단자로서는 3.3[V]와 같은 전원전압Vdd가 공급되는 단자와 0[V]와 같은 접지전압Vss가 공급되는 단자가 도시되어 있다.Fig. 3 shows a block diagram of the PMD semiconductor chip 9. As shown in Fig. The PMD semiconductor chip 9 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by, for example, CMOS integrated circuit manufacturing technology. The PMD semiconductor chip 9 includes a transmission circuit 10 and a reception circuit 11. The PMD semiconductor chip 9 also includes a pair of transmission terminals TxA and TxB, a pair of reception terminals RxA and RxB, a data output terminal RxDATA A data input terminal TxDATA, a clock input terminal TxCLK, and a clock output terminal RxCLK. As an external power supply terminal, a terminal to which a power supply voltage Vdd such as 3.3 [V] is supplied and a terminal to which a ground voltage Vss such as 0 [V] is supplied is shown.

송신회로(10)은 D형 래치와 같은 플립플롭(25), 출력제어회로(20) 및 출력회로(21)을 구비한다. 출력제어회로(20) 및 출력회로(21)은 송신측의 출력 드라이버회로(50)을 구성한다. 데이타입력단자TxDATA에서 입력된 데이타는 클럭신호TxCLK와 동기해서 플립플롭(20)에 의해 래치된다. 래치된 데이타는 출력제어회로(20)에 공급된다. 출력제어회로(20)은 그곳에 공급된 데이타의 논리값에 따른 제어신호를 출력회로(21)에 부가하고, 이것에 의해서 출력회로(21)은 단자TxA를 전원전압Vdd으로, 단자TxB를 접지전압Vss로 구동하고, 또는 단자TxA,TxB를 그 반대의 상태로 구동한다. 상세한 설명은 후에 기술하지만, 출력회로(21)의 출력동작에 의해서 생기는 전원노이즈를 작게 하고 또 관통전류를 작게 하도록 회로구성을 고려하였다.The transmission circuit 10 includes a flip-flop 25 such as a D-type latch, an output control circuit 20, and an output circuit 21. The output control circuit 20 and the output circuit 21 constitute the output driver circuit 50 on the transmission side. The data input at the data input terminal TxDATA is latched by the flip-flop 20 in synchronization with the clock signal TxCLK. The latched data is supplied to the output control circuit 20. The output control circuit 20 adds a control signal in accordance with the logic value of the data supplied thereto to the output circuit 21 so that the output circuit 21 outputs the terminal TxA as the power supply voltage Vdd and the terminal TxB as the ground voltage Vss, or drives the terminals TxA, TxB in the opposite state. Although a detailed description will be described later, the circuit configuration is considered so as to reduce the power source noise caused by the output operation of the output circuit 21 and reduce the penetration current.

PMD 반도체칩(9)에 포함되는 수신회로(11)은 입력버퍼(22), PLL회로(23), 출력래치(24)를 구비한다. 수신단자RxA, RxB에는 저항(220), (221)을 경유해서 전압폴로어회로(222)에서 바이어스전압VB가 공급된다. 수신단자RxA, RxB에 입력된 신호는 파형등화기(223)에 공급되고 전송선상에서 저하된 파형의 정형이 실행된다.The receiving circuit 11 included in the PMD semiconductor chip 9 includes an input buffer 22, a PLL circuit 23, and an output latch 24. The bias voltage VB is supplied to the reception terminals RxA and RxB from the voltage follower circuit 222 via the resistors 220 and 221. [ The signals input to the reception terminals RxA and RxB are supplied to the waveform equalizer 223 and the waveform shaping of the degraded waveform is performed on the transmission line.

PLL회로(23)은 위상비교기PC(230), 주파수비교기FC(231), 신호검출회로E-Det(232), 셀렉터SEL(234), 챠지펌프C-Pump(235) 및 전압제어발진기VCO(236)을 구비한다. 주파수비교기(231)은 클럭단자TxCLK에서 입력되는 클럭신호와 전압제어발진기(236)에서 귀환되는 클럭신호 사이의 주파수 차에 따른 오차신호를 형성한다. 위상비교기(230)은 파형등화기(223)의 출력신호와 전압제어발진기(236)에서 귀환되는 클럭신호 사이의 위상차에 따른 오차신호를 형성한다. 신호검출회로(232)는 파형등화기(223)의 출력에 유효한 신호성분이 포함되어 있는지 포함되어 있지 않는지를, 예를 들면 그 신호의 에너지에 따라서 검출한다. 신호검출회로(232)는 유효한 신호가 검출될 때 셀렉터(234)에 위상비교기(230)의 출력을 선택하고, 유효한 신호가 검출되지 않을 때 주파수비교기(231)의 출력을 선택한다. 챠지펌프(235)는 셀렉터(234)에서 출력되는 오차신호에 따른 전류를 생성하고, 생성된 전류는 챠지펌프내의 로우패스필터에 의해서 소정의 전압신호로 변환된다. 전압제어발진기(236)은 이것에 공급되는 전압신호의 레벨에 대응하는 발진주파수를 갖는 신호를 출력한다.The PLL circuit 23 includes a phase comparator PC 230, a frequency comparator FC 231, a signal detection circuit E-Det 232, a selector SEL 234, a charge pump C-Pump 235 and a voltage controlled oscillator VCO 236). The frequency comparator 231 forms an error signal according to the frequency difference between the clock signal input at the clock terminal TxCLK and the clock signal fed back from the voltage controlled oscillator 236. The phase comparator 230 forms an error signal according to the phase difference between the output signal of the waveform equalizer 223 and the clock signal fed back from the voltage controlled oscillator 236. The signal detection circuit 232 detects whether the output of the waveform equalizer 223 includes an effective signal component or not, for example, in accordance with the energy of the signal. The signal detection circuit 232 selects the output of the phase comparator 230 to the selector 234 when a valid signal is detected and selects the output of the frequency comparator 231 when no valid signal is detected. The charge pump 235 generates a current according to an error signal output from the selector 234, and the generated current is converted into a predetermined voltage signal by a low-pass filter in the charge pump. The voltage-controlled oscillator 236 outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to the level of the voltage signal supplied thereto.

파형등화기(223)의 출력신호가 유효한 신호가 아닐 때, 이 PLL회로(23)은 클럭단자TxCLK에서 공급되는 클럭신호에 대한 동기화를 실행하고 있고, 그 후 파형등화기(223)의 출력신호가 유효하게 되었을 때, 위상인입을 효과적으로 실행할 수 있도록 된다. 파형등화기(223)의 출력신호가 유효로 되면, 전압제어발진기(236)의 출력은 파형등화기(223)의 출력신호와 동기화된 클럭신호로 된다. 데이타래치(24)는 전압제어발진기(236)에서의 출력클럭신호와 동기해서 파형등화기(223)의 출력신호를 래치한다. 그 결과 수신된 데이타가 데이타출력단자RxDATA에서 출력되고 또한 동시에 그것과 동기한 클럭신호가 클럭단자RxCLK에서 출력된다.When the output signal of the waveform equalizer 223 is not a valid signal, the PLL circuit 23 is performing synchronization with the clock signal supplied from the clock terminal TxCLK, and then the output signal of the waveform equalizer 223 The phase lead-in can be effectively performed. When the output signal of the waveform equalizer 223 becomes valid, the output of the voltage controlled oscillator 236 becomes a clock signal synchronized with the output signal of the waveform equalizer 223. Data latch 24 latches the output signal of waveform equalizer 223 in synchronization with the output clock signal at voltage controlled oscillator 236. As a result, the received data is output at the data output terminal RxDATA and at the same time, a clock signal synchronized with it is output at the clock terminal RxCLK.

PMD 반도체칩과 전송선의 결합Combination of PMD semiconductor chip and transmission line

도 1에는 출력회로(21)의 상세한 1예와 함께 전송선(3), (4)를 거쳐서 1대 1 대응으로 접속된 송수신측의 PMD 반도체칩(9)가 도시되어 있다. 송수신용의 PMD 반도체칩(9)는 송신상태, 수신상태 및 송수신상태의 3개 중 어느 하나의 상태를 선택적으로 채용할 수 있다. 따라서, PMD 반도체칩(9)에 있어서, 동일 반도체기판상의 송신회로(10)과 수신회로(11)은 교대로 노이즈의 영향을 받게 된다. 특히, 수신회로(11)이 송신회로(10)에서 발생하는 전원노이즈의 영향을 받기 쉬우므로, 송신회로(10)의 노이즈를 감소시키는 것이 중요하다.1 shows a PMD semiconductor chip 9 on the transmission / reception side connected in a one-to-one correspondence via transmission lines 3 and 4 together with a detailed example of the output circuit 21. The PMD semiconductor chip 9 for transmission and reception can selectively adopt any one of the three states of the transmission state, the reception state, and the transmission / reception state. Therefore, in the PMD semiconductor chip 9, the transmission circuit 10 and the reception circuit 11 on the same semiconductor substrate are affected by noise alternately. Particularly, since the receiving circuit 11 is easily influenced by the power source noise generated in the transmitting circuit 10, it is important to reduce the noise of the transmitting circuit 10.

도 1에 있어서, 전송선(3)은 (31), (32)로 이루어지는 트위스트쌍선으로서 도시되고, 전송선(4)는 (41), (42)로 이루어지는 트위스트쌍선으로서 도시되어 있다. 트위스트쌍선으로서는 STP(차폐된 150Ω의 트위스트쌍선), UTP(차폐되지 않은 100Ω의 트위스트쌍선), FTP(차폐되지 않은 120Ω의 트위스트쌍선)을 사용해도 좋다. 전송선(3)에 의해서 접속되는 송신회로(10)과 수신회로(11) 사이의 전송채널에 있어서, 송신회로(10)의 전송단자TxA,TxB는 입력 임피던스 조정용의 저항(33), (34)을 거쳐서 필터(35)의 입력단자에 결합되고, 필터(35)의 출력단자에는 변압기(36)의 1차측이 결합된다. 변압기(36)의 2차측은 전송선(3)(31, 32)의 한쪽끝에 결합되고, 전송선(3)의 다른쪽끝은 변압기(37)의 1차측에 결합된다. 이 변압기(37)의 2차측은 수신회로(11)의 수신단자RxA, RxB에 결합되고, 전송선(3)에 의해서 접속되는 송신회로(10)과 수신회로(11) 사이의 전송채널은 수신회로(11)에 의해 종단되어 있다. 마찬가지로, 전송선(4)에 의해서 접속되는 송신회로(10)과 수신회로(11) 사이의 전송채널에는 송신회로(10)의 송신단자TxA,TxB에 출력임피던스 조정용의 저항(43), (44)를 거쳐서 필터(45)의 입력단자가 결합되고, 필터(45)의 출력단자에는 변압기(46)의 1차측이 결합된다. 이 변압기(46)의 2차측이 전송선(4)(41, 42)의 한쪽끝에 결합되고, 전송선(4)의 다른쪽끝은 변압기(47)의 1차측에 결합된다. 이 변압기(47)의 2차측은 수신회로(11)의 수신단자RxA, RxB에 결합되고, 전송선(4)에 의해서 접속되는 송신회로(10)과 수신회로(11) 사이의 전송채널은 수신회로(11)에서 종단되어 있다. 도 1에 있어서, 수신회로(11) 및 송신회로(10)의 상세한 것은 ATM-LAN 인터페이스(2) 측에 대해서만 도시하고 있지만, ATM 허브(5)의 수신회로(11) 및 송신회로(10)에도 마찬가지로 구성되어 있다.1, the transmission line 3 is shown as a twisted pair consisting of (31) and (32), and the transmission line 4 is shown as a twisted pair consisting of (41) and (42). For the twisted pair, use STP (shielded 150 Ω twisted pair), UTP (unshielded 100 Ω twisted pair), FTP (unshielded 120 Ω twisted pair). The transmission terminals TxA and TxB of the transmission circuit 10 in the transmission channel between the transmission circuit 10 and the reception circuit 11 connected by the transmission line 3 are connected to the resistors 33 and 34 for adjusting the input impedance, And the primary side of the transformer 36 is coupled to the output terminal of the filter 35. [ The secondary side of the transformer 36 is coupled to one end of the transmission line 3 (31, 32) and the other end of the transmission line 3 is coupled to the primary side of the transformer 37. The secondary side of the transformer 37 is coupled to the reception terminals RxA and RxB of the reception circuit 11 and the transmission channel between the transmission circuit 10 and the reception circuit 11, (11). Similarly, in the transmission channel between the transmission circuit 10 and the reception circuit 11 connected by the transmission line 4, resistors 43 and 44 for adjusting the output impedance are connected to the transmission terminals TxA and TxB of the transmission circuit 10, And the primary side of the transformer 46 is coupled to the output terminal of the filter 45. [ The secondary side of this transformer 46 is coupled to one end of the transmission line 4 (41, 42) and the other end of the transmission line 4 is coupled to the primary side of the transformer 47. The secondary side of the transformer 47 is coupled to the reception terminals RxA and RxB of the reception circuit 11 and the transmission channel between the transmission circuit 10 and the reception circuit 11, (11). The reception circuit 11 and the transmission circuit 10 of the ATM hub 5 are shown in detail only in the ATM-LAN interface 2 side in Fig. .

출력 드라이버회로의 구성Configuration of output driver circuit

도 1에 도시된 바와 같이, 송신회로(10)의 출력 드라이버회로(50)을 구성하는 출력회로(21)은 예를 들면 병렬로 접속된 제2 출력단(51)과 제1 출력단(52)를 갖는다. 제2 출력단(51)은 제3 CMOS 회로와, 제4 CMOS 회로를 구비하며, 제3 CMOS 회로는 직렬로 접속된 P채널형 MOS(단순히 PMOS라 한다) 트랜지스터 Q1와 N채널형 MOS(단순히 NMOS라 한다) 트랜지스터 Q2를 포함하며, 제4 CMOS 회로는 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터 Q3과 NMOS 트랜지스터 Q4를 포함한다. 제1 출력단(52)는 제1 CMOS 회로와 제2 CMOS 회로를 구비하며, 제1 CMOS 회로는 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터 Q5와 NMOS 트랜지스터 Q6을 포함하고, 제2 CMOS 회로는 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터 Q7과 NMOS 트랜지스터 Q8을 포함한다. NMOS 트랜지스터 Q2, Q4, Q6, Q8의 소오스단자는 접지전압Vss에 결합되고, PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7의 소오스단자는 전원전압Vdd에 결합되어 있다. PMOS 트랜지스터 Q1과 NMOS 트랜지스터 Q2의 공통드레인은 PMOS 트랜지스터 Q5와 NMOS 트랜지스터 Q6의 공통드레인에 결합되고, 그 결합점이 한쪽의 송신단자TxA에 결합되어 있다. 마찬가지로 PMOS 트랜지스터 Q3과 NMOS 트랜지스터 Q4의 공통드레인은 PMOS 트랜지스터 Q7과 NMOS 트랜지스터 Q8의 공통드레인에 결합되고, 그 결합점이 다른쪽의 송신단자TxB에 결합되어 있다.1, the output circuit 21 constituting the output driver circuit 50 of the transmission circuit 10 includes, for example, a second output stage 51 and a first output stage 52 connected in parallel . The third CMOS circuit includes a P-channel MOS (simply referred to as PMOS) transistor Q1 and an N-channel MOS (simply NMOS Quot;) transistor Q2, and the fourth CMOS circuit includes a PMOS transistor Q3 and an NMOS transistor Q4 connected in series. The first CMOS circuit includes a PMOS transistor Q5 and an NMOS transistor Q6 connected in series, and the second CMOS circuit includes a series-connected PMOS transistor Q5 and a NMOS transistor Q6. And includes a transistor Q7 and an NMOS transistor Q8. The source terminals of the NMOS transistors Q2, Q4, Q6 and Q8 are coupled to the ground voltage Vss and the source terminals of the PMOS transistors Q1, Q3, Q5 and Q7 are coupled to the power supply voltage Vdd. The common drain of the PMOS transistor Q1 and the NMOS transistor Q2 is coupled to the common drain of the PMOS transistor Q5 and the NMOS transistor Q6, and its coupling point is coupled to one transmission terminal TxA. Similarly, the common drain of the PMOS transistor Q3 and the NMOS transistor Q4 is coupled to the common drain of the PMOS transistor Q7 and the NMOS transistor Q8, and its coupling point is coupled to the other transmission terminal TxB.

출력제어회로(20)은 플립플롭(25)에서 출력되는 신호Vs의 논리값을 반전시키는 CMOS 인버터(53), 신호Vs를 지연시키는 지연회로(54) 및 지연회로(54)의 출력의 논리값을 반전하는 CMOS 인버터(55)를 포함한다. PMOS 트랜지스터 Q7 및 NMOS 트랜지스터 Q8의 게이트에는 신호Vs가 공급되고, PMOS 트랜지스터 Q5 및 NMOS 트랜지스터 Q6의 게이트에는 CMOS 인버터회로(53)의 출력이 공급된다. PMOS 트랜지스터 Q3 및 NMOS 트랜지스터 Q4의 게이트에는 지연회로(54)의 출력이 공급되고, PMOS 트랜지스터 Q2 및 NMOS 트랜지스터 Q1의 게이트에는 CMOS 인버터회로(55)의 출력이 공급된다. 신호Vs의 논리값이 변화되었을 때, 지연회로(54)는 제2 출력단(51)을 구성하는 CMOS 회로의 과도응답 타이밍을 제1 출력단(52)을 구성하는 CMOS 회로의 과도응답 타이밍과 다르게 한다. 예를 들면, 우수단의 CMOS 인버터를 직렬로 접속해서 원하는 지연시간을 얻을 수 있다.The output control circuit 20 includes a CMOS inverter 53 for inverting the logic value of the signal Vs output from the flip-flop 25, a delay circuit 54 for delaying the signal Vs, and a logic value And a CMOS inverter 55 for inverting the inverted signal. The signal Vs is supplied to the gates of the PMOS transistor Q7 and the NMOS transistor Q8, and the output of the CMOS inverter circuit 53 is supplied to the gates of the PMOS transistor Q5 and the NMOS transistor Q6. The output of the delay circuit 54 is supplied to the gates of the PMOS transistor Q3 and the NMOS transistor Q4 and the output of the CMOS inverter circuit 55 is supplied to the gates of the PMOS transistor Q2 and the NMOS transistor Q1. When the logic value of the signal Vs changes, the delay circuit 54 makes the transient response timing of the CMOS circuit constituting the second output stage 51 different from the transient response timing of the CMOS circuit constituting the first output stage 52 . For example, a CMOS inverter of a good stage can be connected in series to obtain a desired delay time.

입력신호Vs가 H레벨(전원전압Vdd의 레벨)로 되면, NMOS 트랜지스터 Q8 및 PMOS 트랜지스터 Q5가 온상태로 되고 PMOS 트랜지스터 Q7 및 NMOS 트랜지스터 Q6이 오프상태로 되므로, 송신단자TxA에서 송신단자TxB를 향해서 변압기(36)의 1차측 코일로 전류가 흐른다. 계속해서 지연회로(54)의 출력이 소정의 지연시간후에 하이레벨로 되면, NMOS 트랜지스터 Q4 및 PMOS 트랜지스터 Q1이 온상태로 되고, PMOS 트랜지스터 Q3 및 NMOS 트랜지스터 Q2가 오프상태로 되므로, 송신단자TxA에서 송신단자TxB를 향해서 변압기(36)의 1차측 코일로 흐르는 전류가 더욱 증대된다. 입력신호Vs가 로우레벨(접지전압Vss 레벨)로 되면, PMOS 트랜지스터 Q7 및 NMOS 트랜지스터 Q6이 온상태로 되고, NMOS 트랜지스터 Q8 및 PMOS 트랜지스터 Q5가 오프상태로 되므로, 송신단자TxB에서 송신단자TxA를 향해서 변압기(36)의 1차측코일로 전류가 흐른다. 계속해서 지연회로(54)의 출력이 소정의 지연시간후에 로우레벨로 되면, PMOS 트랜지스터 Q3 및 NMOS 트랜지스터 Q2가 온상태로 되고, NMOS 트랜지스터 Q4 및 PMOS 트랜지스터 Q1이 오프상태로 되므로, 송신단자TxB에서 송신단자TxA를 향해 변압기(36)의 1차측코일로 흐르는 전류가 더욱 증대된다. 이 결과, 입력신호Vs가 펄스형상으로 변화되면, 변압기(36)의 1차측에 펄스전압이 발생한다. 따라서, 변압기(36)의 2차측에 코일의 권선비에 따른 펄스전압이 발생한다. 변압기(36)의 2차측에 발생한 펄스전압은 전송선(3)을 통해 전달되고, 수신측의 변압기(37)을 거쳐서 수신회로(11)의 수신단자RxA, RxB로 펄스전압이 인가된다. 수신단자RxA, RxB는 직렬로 접속된 저항(220), (221) 사이의 접속점에 바이어스전압VB가 인가된다. 수신단자RxA, RxB에 입력된 펄스전압신호는 파형등화기(223)에 의해 파형정형되고 내부에 페치된다.When the input signal Vs is at the H level (level of the power supply voltage Vdd), the NMOS transistor Q8 and the PMOS transistor Q5 are turned on and the PMOS transistor Q7 and the NMOS transistor Q6 are turned off, Current flows to the primary coil of the transformer 36. Subsequently, when the output of the delay circuit 54 becomes a high level after a predetermined delay time, the NMOS transistor Q4 and the PMOS transistor Q1 are turned on and the PMOS transistor Q3 and the NMOS transistor Q2 are turned off, The current flowing to the primary coil of the transformer 36 toward the transmission terminal TxB is further increased. When the input signal Vs is at the low level (ground voltage Vss level), the PMOS transistor Q7 and the NMOS transistor Q6 are turned on, and the NMOS transistor Q8 and the PMOS transistor Q5 are turned off, Current flows to the primary coil of the transformer 36. Subsequently, when the output of the delay circuit 54 becomes a low level after a predetermined delay time, the PMOS transistor Q3 and the NMOS transistor Q2 are turned on and the NMOS transistor Q4 and the PMOS transistor Q1 are turned off, The current flowing to the primary coil of the transformer 36 toward the transmission terminal TxA is further increased. As a result, when the input signal Vs changes into a pulse shape, a pulse voltage is generated on the primary side of the transformer 36. [ Therefore, a pulse voltage is generated on the secondary side of the transformer 36 in accordance with the winding ratio of the coil. The pulse voltage generated on the secondary side of the transformer 36 is transmitted through the transmission line 3 and the pulse voltage is applied to the reception terminals RxA and RxB of the reception circuit 11 via the transformer 37 on the reception side. The reception terminals RxA and RxB are applied with a bias voltage VB at a connection point between the resistors 220 and 221 connected in series. The pulse voltage signals input to the reception terminals RxA and RxB are waveform-shaped by the waveform equalizer 223 and fetched therein.

제1 출력단과 제2 출력단의 순차구동Sequentially driving the first output terminal and the second output terminal

도 1의 출력 드라이버회로(50)에 있어서, 신호Vs의 변화에 대하여 제2 출력단(51)을 구성하는 MOS 트랜지스터의 온-오프동작을 개시하는 타이밍과 제1 출력단(52)를 구성하는 MOS 트랜지스터의 온-오프동작을 개시하는 타이밍이 어긋나므로, 전원전압Vdd의 공급선 및 접지전압Vss의 공급선에 있어서의 단위시간당 전류의 변화률을 저감할 수 있다. 이것에 의해 PMD 반도체칩(9)내부의 전원전압Vdd의 공급선 및 접지전압Vss의 공급선에 있어서의 전원노이즈를 저감할 수 있다. 도 1의 예에서는 2단의 출력단을 구성하였지만, 그와 같은 전원노이즈의 저감이라는 관점에 있어서는 출력단을 3단 이상으로 해서 출력 드라이버회로를 구성하는 것도 가능하다.In the output driver circuit 50 of FIG. 1, the timing for starting the on-off operation of the MOS transistor constituting the second output stage 51 with respect to the change of the signal Vs, Off operation, the rate of change of the current per unit time in the supply line of the power supply voltage Vdd and the supply line of the ground voltage Vss can be reduced. As a result, the power supply noise of the power supply voltage Vdd inside the PMD semiconductor chip 9 and the power supply line of the ground voltage Vss can be reduced. In the example of Fig. 1, the output stages of two stages are constituted. However, from the viewpoint of reduction of such power source noise, it is also possible to constitute the output driver circuit with three stages or more of output stages.

출력단의 CMOS화CMOS output stage

도 1의 출력 드라이버회로(50)을 구성하는 출력회로(21)은 상술한 바와 같이 CMOS 트랜지스터를 사용하여 제조하였다. 따라서, MOS 트랜지스터 Q1~Q8의 게이트-소오스간 전압은 변압기(36)의 1차측 코일에 접속되는 송신단자TxA,TxB의 전압의 영향을 받지 않는다. 도 1의 실시예에 따르면, PMD 반도체칩(9)의 각 내부회로의 동작전원은 전원전압Vdd 및 접지전압Vss로 된다. 따라서, 출력회로(21)은 전원전압Vdd 및 접지전압Vss을 동작전원으로 사용한다. 출력회로(21)의 MOS 트랜지스터 Q1~Q8이 게이트에 선택적으로 공급되는 전원전압Vdd 또는 접지전압Vss에 의해서 스위치제어되므로, 온상태에 있어서의 MOS 트랜지스터 Q1~Q8의 게이트-소오스간 전압은 전원전압Vdd의 레벨로 된다. 이것은 변압기(36)의 임피던스에 비해 MOS 트랜지스터 Q1~Q8의 온저항을 충분히 작게 할 수 있는 것을 의미한다.The output circuit 21 constituting the output driver circuit 50 of FIG. 1 was manufactured using the CMOS transistor as described above. Therefore, the gate-source voltage of the MOS transistors Q1 to Q8 is not influenced by the voltages of the transmission terminals TxA and TxB connected to the primary coil of the transformer 36. [ According to the embodiment of FIG. 1, the operating power of each internal circuit of the PMD semiconductor chip 9 becomes the power supply voltage Vdd and the ground voltage Vss. Therefore, the output circuit 21 uses the power supply voltage Vdd and the ground voltage Vss as operating power. Since the MOS transistors Q1 to Q8 of the output circuit 21 are switch-controlled by the power supply voltage Vdd or the ground voltage Vss selectively supplied to the gate, the gate-source voltage of the MOS transistors Q1 to Q8 in the ON state is controlled by the power supply voltage Vdd. This means that the on resistance of the MOS transistors Q1 to Q8 can be made sufficiently small as compared with the impedance of the transformer 36. [

한편, 도 4에 도시되는 바와 같이, 전원전압Vdd와 접지전압Vss를 동작전원으로 하는 NMOS 트랜지스터 Q20, Q21의 직렬회로와, NMOS 트랜지스터 Q22, Q23의 직렬회로가 역상으로 푸시풀동작되는 출력회로에 있어서, NMOS 트랜지스터 Q20, Q22의 게이트-소오스간 전압은 송신단자TxA의 전압에 의존하게 되고, 출력회로 및 그 제어회로를 단일동작전원으로 동작시키는 경우에는 NMOS 트랜지스터 Q20, Q22가 온상태로 될 때의 게이트-소오스간 전압에 전원전압Vdd의 레벨을 부가할 수 없다. NMOS 트랜지스터 Q20, Q22가 온상태로 될 때의 게이트-소오스간 전압을 전원전압Vdd의 레벨로 설정해서 MOS 트랜지스터 Q20, Q22의 온저항을 충분히 작게 하고자 하면, 신호Vs의 진폭을 전원전압Vdd이상으로 하고 또한 인버터(56)의 동작전원전압을 전원전압Vdd 보다 높게 하는 것이 필요하게 된다.On the other hand, as shown in Fig. 4, the series circuit of the NMOS transistors Q20 and Q21 which use the power supply voltage Vdd and the ground voltage Vss as the operation power supply and the series circuit of the NMOS transistors Q22 and Q23 perform the push- The gate-source voltage of the NMOS transistors Q20 and Q22 depends on the voltage of the transmission terminal TxA. When the output circuit and its control circuit are operated by a single operation power supply, when the NMOS transistors Q20 and Q22 are turned on It is not possible to add the level of the power supply voltage Vdd to the gate-source voltage of the transistor Q1. If the on-resistance of the MOS transistors Q20 and Q22 is set to be sufficiently small by setting the gate-source voltage when the NMOS transistors Q20 and Q22 are turned on to the level of the power supply voltage Vdd, the amplitude of the signal Vs is set to be equal to or higher than the power supply voltage Vdd And the operating power supply voltage of the inverter 56 must be higher than the power supply voltage Vdd.

예를 들면, β를 MOS 트랜지스터의 구성에서 규정된 정수, W를 MOS 트랜지스터의 게이트폭, L을 MOS 트랜지스터의 게이트길이, VGS를 MOS 트랜지스터의 게이트-소오스간 전압, Vth를 MOS 트랜지스터의 임계값 전압, VDS를 MOS 트랜지스터의 드레인-소오스간 전압으로 하면, 비포화영역에 있어서의 MOS 트랜지스터의 드레인-소오스간 전류의 근사식에 의해 MOS 트랜지스터의 교류적인 저항Rm은For example, let? Be an integer defined in the configuration of the MOS transistor, W the gate width of the MOS transistor, L the gate length of the MOS transistor, VGS the gate-source voltage of the MOS transistor, Vth the threshold voltage , And VDS is the drain-source voltage of the MOS transistor, the alternating current resistance Rm of the MOS transistor is approximated by the approximate expression of the drain-source current of the MOS transistor in the non-

Rm = 1/{β×W/L×(VGS-Vth-VDS)}Rm = 1 / {? W / L VGS-Vth-VDS}

로 나타낼 수 있다. 도 1의 CMOS 출력회로(21)의 경우에 있어서, PMD 반도체칩(9)의 동작전원이 Vdd와 Vss의 단일동작전원으로 되는 경우에도 VGS는 전원전압Vdd의 레벨로 된다. 따라서,. In the case of the CMOS output circuit 21 of Fig. 1, even when the operating power of the PMD semiconductor chip 9 becomes a single operating power supply of Vdd and Vss, VGS becomes the level of the power supply voltage Vdd. therefore,

Rm = 1/{β×W/L×(Vdd-Vth-VDS)}Rm = 1 / {? W / L (Vdd-Vth-VDS)}

로 나타낼 수 있다. 이것에 의해 온저항은 전원전압Vdd와 접지전압Vss의 레벨과 MOS 트랜지스터의 사이즈만으로 정해지므로 작게 할 수 있다. 한편, 도 4의 경우에 있어서, NMOS 트랜지스터 Q20, Q22의 게이트 전압을 전원전압Vdd 이상으로 하지않으면, NMOS 트랜지스터 Q20, Q22의 게이트-소오스간 전압VGS를 전원전압Vdd의 레벨로 하는 것은 불가능하다.. As a result, the ON resistance can be reduced because it is determined only by the level of the power supply voltage Vdd and the ground voltage Vss and the size of the MOS transistor. 4, it is impossible to set the gate-source voltage VGS of the NMOS transistors Q20 and Q22 to the level of the power supply voltage Vdd unless the gate voltages of the NMOS transistors Q20 and Q22 are made higher than the power supply voltage Vdd.

따라서, 출력회로를 구성하는 MOS 트랜지스터의 온저항을 작게 해야 할때, PMD 반도체칩(9)를 구성하는 내부회로의 동작전압을 저전압화하고자 하면, 출력 드라이버회로(50)의 출력회로를 CMOS 트랜지스터로 형성하는 것이 필수적이다.Therefore, when the on-resistance of the MOS transistor constituting the output circuit needs to be reduced, if the operating voltage of the internal circuit constituting the PMD semiconductor chip 9 is to be lowered, the output circuit of the output driver circuit 50 is turned off, Is required.

ATM-LAN 물리층의 사양ATM-LAN Physical Layer Specifications

다음에, 도 1에서 설명한 회로구성을 특정의 ATM-LAN의 사양에 접합시키는 경우에 대해서 설명한다. ATM을 사용자가 사용하기 쉽게 네트워크 구성기술로서 보급시키기 위해 설립된 THE ATM Forum은 ATM의 기술사양을 작성하고 있지만, ATM-LAN에 관해서도 그 분료회(working group)가 존재한다. 최근, 25Mb/s(Mega-bit/sec)의 ATM-LAN(물리층에 있어서의 데이타전송속도는 32Mb/s)에 대해서도 그 인터페이스 사양이 제정되고 있다. 여기서는 특히 이 인터페이스의 물리층의 사양에 주목한다. 이 사양(이하, 관심사양이라 한다)은 ATM포럼에 있어서 아직 표준화된 사양서로 되어 있지는 않다.Next, a case of connecting the circuit configuration described in Fig. 1 to the specification of a specific ATM-LAN will be described. The ATM Forum, which was established in order to make ATM easy to use as a network configuration technology for users, has written technical specifications of ATM, but there is also a working group on ATM-LAN. Recently, an interface specification has been established for an ATM-LAN (a data transfer rate in a physical layer is 32 Mb / s) of 25 Mb / s (Mega-bit / sec). In particular, note the specification of the physical layer of this interface. This specification (hereinafter referred to as the "interest specification") is not yet standardized in the ATM forum.

도 5~도 9는 그와 같은 물리층에 관한 초안을 ATM_Forum/94-1008R5의 P, 4~8에 기재된 템플레이트(펄스마스크)를 도시한 것이다. 그 초안의 저작권은 ATM포럼이 보유하고 있다. ATM-LAN의 물리층 인터페이스에 있어서, 전송효율을 양호하게 하기 위해 스크램블 및 부호화의 관계상 전송된 정보에서의 논리값 0 또는 1의 연속비트수(심볼수)를 5심볼로 제한한다. 템플레이트는 동일 논리값의 심볼수마다 그 파형(변압기의 출력신호 파형)을 규정하기 위한 규격이다. 도 5는 동일 논리값의 심볼수가 1심볼인 경우(1비트 연속데이타 반복), 도 6은 2심볼인 경우(2비트 연속데이타 반복), 도 7은 3심볼인 경우(3비트 연속데이타 반복), 도 8은 4심볼인 경우(4비트 연속데이타 반복), 도 9는 5심볼인 경우(5비트 연속데이타 반복)을 나타낸다. 각 도면에 도시된 템플레이트는 그것이 규정하는 심볼수의 파형에 대해 횡축은 시간의 상대값(%), 종축은 진폭(zero-to-peak)의 상대값을 나타낸다. 템플레이트는 상한파형과 하한파형을 규정하고 실제의 출력파형은 그 한계 사이의 범위내이면 좋게 된다. 템플레이트가 규정하는 파형의 횡축의 실제의 시간은 전송레이트와 심볼수에서 정해진다. 템플레이트가 규정하는 파형의 종축의 실제의 진폭은 전송선의 종류에 따라서 규정되어 있는 진폭과 종축의 상대값에 의해 정해진다. 예를 들면, ATM_Forum/94-1008R5에 있어서, 송신회로의 피크값에서 피크값(peak-to-peak)의 송신진폭(TLA)은 UTP의 경우 2.7[V] TLA 3.4[V], STP의 경우 3.3[V] TLA 4.2[V], FTP의 경우는 2.95[V] TLA 3.75[V]로 규정되어 있다. 따라서, 각 템플레이트에 있어서, 종축의 상대값 1은 전송선의 종류로 규정되는 peak-to-peak의 진폭의 범위의 1/2의 값에 상당하는 zero-to-peak의 진폭의 범위의 중심값으로서 취해진다.FIGS. 5 to 9 show a template (pulse mask) described at P, 4-8 of ATM_Forum / 94-1008R5 as a draft of such a physical layer. The draft's copyright is owned by the ATM Forum. In the physical layer interface of the ATM-LAN, in order to improve the transmission efficiency, the number of consecutive bits (the number of symbols) of the logical value 0 or 1 in the transmitted information in terms of scrambling and encoding is limited to 5 symbols. The template is a standard for defining the waveform (output signal waveform of the transformer) for each symbol number of the same logic value. FIG. 6 shows a case of two symbols (repetition of two-bit continuous data); FIG. 7 shows a case of three symbols (repetition of three-bit continuous data) , FIG. 8 shows a case of 4 symbols (4-bit continuous data repetition), and FIG. 9 shows 5-symbol case (5-bit continuous data repetition). The template shown in each figure represents the relative value (%) of the time, and the vertical axis represents the relative value of the amplitude (zero-to-peak) with respect to the waveform of the number of symbols defined by the abscissa. The template defines the upper and lower limit waveforms, and the actual output waveform is in the range between the limits. The actual time of the transverse axis of the waveform defined by the template is determined by the transfer rate and the number of symbols. The actual amplitude of the vertical axis of the waveform defined by the template is determined by the relative value of the amplitude and the vertical axis that is defined according to the type of transmission line. For example, in ATM_Forum / 94-1008R5, the transmission amplitude (TLA) of the peak value (peak-to-peak) at the peak value of the transmission circuit is 2.7 [V] TLA 3.4 [V] for UTP, 3.4 [ 3.3 [V] TLA 4.2 [V] for FTP and 2.95 [V] TLA 3.75 [V] for FTP. Therefore, for each template, the relative value 1 on the vertical axis is the center value of the amplitude range of the zero-to-peak corresponding to 1/2 of the amplitude of the peak-to-peak amplitude defined by the type of transmission line It is taken.

도 5~도 9에 도시되는 템플레이트를 만족하는 송신파형을 변압기(36),(46)의 2차코일측에서 송신하도록, 도 1에 도시된 필터(35), (45)가 마련된다. 필터(35), (45)의 등가회로의 1예를 도 10에 나타낸다. 이 필터회로는 송신단자TxA,TxB에서 출력되는 대략 구형의 펄스신호를 템플레이트를 만족하는 파형으로 정형한다.The filters 35 and 45 shown in Fig. 1 are provided to transmit the transmission waveforms satisfying the template shown in Figs. 5 to 9 on the secondary coil side of the transformers 36 and 46. Fig. An example of an equivalent circuit of the filters 35 and 45 is shown in Fig. This filter circuit shapes the substantially rectangular pulse signal output from the transmission terminals TxA and TxB into a waveform satisfying the template.

ATM-LAN의 물리층에 관해 ATM_Forum/94-1008R5은 또 송신회로의 리턴손실TRL(Transmitter Return Loss)을 규정한다. 리턴손실은 1~6MHz의 주파수대역에서는 14dB이상, 6~17MHz의 주파수대역에서는 12dB이상, 17~25MHz의 주파수대역에서는 8dB이상으로 규정되어 있다. 이하, 리턴손실에 대해서 도 11(A) 및 도 11(B)를 참조하면서 설명한다. 이해를 용이하게 하기 위해, 도 11(A)에 도시한 바와 같이 신호원Vs, 신호원측의 임피던스r0, 변압기, 전송선, 부하측의 임피던스RL을 모델화하고, 그것을 도 11(B)에 도시되는 바와 같이 등가회로로서 나타낸다. 도 11(B)에 있어서, L은 변압기의 인덕턴스, rt는 변압기의 직렬저항, k는 변압기의 결합계수이다. kL은 주 자속에 의한 인덕턴스, (1-k)L은 누설인덕턴스이다. 신호원Vs에서 부하측을 보았을 때의 임피던스ZL은Regarding the physical layer of ATM-LAN, ATM_Forum / 94-1008R5 also specifies the return loss of the transmitter circuit, TRL (Transmitter Return Loss). The return loss is specified to be more than 14dB in the frequency band of 1 ~ 6MHz, more than 12dB in the frequency band of 6 ~ 17MHz, more than 8dB in the frequency band of 17 ~ 25MHz. Hereinafter, the return loss will be described with reference to Figs. 11 (A) and 11 (B). To facilitate understanding, as shown in Fig. 11A, the signal source Vs, the impedance r0 of the signal source, the transformer, the transmission line, and the impedance RL of the load side are modeled, As an equivalent circuit. 11 (B), L is the inductance of the transformer, rt is the series resistance of the transformer, and k is the coupling coefficient of the transformer. kL is the inductance due to the main flux, and (1-k) L is the leakage inductance. The impedance ZL when the load side is viewed from the signal source Vs

ZL = rt + jω(1-k)L + {ω2kLL(1-k) +ZL = rt + j? (1-k) L + {? 2 kLL (1-k) +

jωkL(rt + RL)}/(rt + RL + jωL)j? kL (rt + RL)} / (rt + RL + j? L)

로 나타내어진다. 여기서, ω = 2πf이고, f는 주파수이다.Lt; / RTI > Here,? = 2? F and f is a frequency.

임피던스ZL의 식에 있어서 k≒1, ωL 》rt + RL로 하면, 임피던스ZL은Assuming that k? 1 and? L "rt + RL in the equation of the impedance ZL, the impedance ZL is

ZL ≒ 2rt + RLZL? 2rt + RL

로 간략화할 수 있다..

리턴손실은 10·log(1/P2)로 정의되고, P(반사율)은 P = |(r0-ZL)/(r0+ZL)|이다. 따라서, ATM_Forum/94-1008R3이 규정하는 리턴손실을 비교적 용이하게 만족시키기 위해서는 k≒1과 ωL 》 rt + RL의 조건을 만족하는 고성능인 변압기를 이용하는 것이 바람직하다. 이것을 고려하면, 실제로 이용하는 변압기(36), (37), (46), (47)의 바람직한 사양의 1예는 인덕턴스(L) = 1mH, 직렬저항(rt) = 5Ω, 결함계수(k) = 0.999, 등가용량 = 5pF이다. 또한, 인덕턴스(L)을 1mH이상, 직렬저항(rt)를 5Ω이하, 결합계수(k)를 0.999이상, 등가용량을 5pF이하라도 마찬가지로 바람직한 사양으로 할 수 있다.The return loss is defined as 10 · log (1 / P 2 ), and P (reflectance) is P = | (r0-ZL) / (r0 + ZL) |. Therefore, in order to relatively easily satisfy the return loss defined by the ATM_Forum / 94-1008R3, it is preferable to use a high-performance transformer satisfying the condition of k? 1 and? L "rt + RL. Taking this into consideration, one example of a preferable specification of the transformers 36, 37, 46, 47 actually used is the inductance L = 1 mH, the series resistance rt = 5 ?, the defect coefficient k = 0.999, equivalent capacitance = 5 pF. It is also preferable that the inductance (L) is 1 mH or more, the series resistance (rt) is 5? Or less, the coupling coefficient (k) is 0.999 or more, and the equivalent capacitance is 5 pF or less.

그리고, 25Mb/s의 ATM-LAN(물리층에 있어서의 데이타전송속도는 32Mb/s)에 이용되는 변압기(36), (37), (46), (47)은 12KHz~약 16MHz의 초광대역특성이 필요하게 된다. 대역의 하한은 ATM_Forum/94-1008R3로 규정되고, 대역의 상한은 그 물리층에 있어서의 데이타전송속도가 32Mb/s인 것에서 정해진다.The transformers 36, 37, 46, and 47 used for the ATM-LAN (the data transmission rate in the physical layer is 32 Mb / s) at 25 Mb / s have ultra-wideband characteristics . The lower limit of the band is defined as ATM_Forum / 94-1008R3, and the upper limit of the band is determined by the data transmission rate of the physical layer being 32 Mb / s.

ATM-LAN 물리층의 사양과 CMOS 출력단의 사용과의 관계Relationship between specifications of ATM-LAN physical layer and use of CMOS output stage

상술한 바와 같이 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN의 물리층을 위한 템플레이트에서 규정되는 송신신호파형을 만족하기 위해서는 도 10에 도시된 바와 같은 회로구성의 필터(35)(45)를 필요로 하고, 또 변압기(36)((46))으로부터의 송신신호에는 템플레이터에서 규정되는 바와 같이, 2V 정도의 zero-to-peak의 신호진폭이 요구된다. 또, 필터(35)((45))의 상단에는 전송선측의 임피던스매칭을 도모하기 위한 저항(33)((34))를 마련하여 전압반사의 영향을 최소한으로 해 두지 않으면 안된다.In order to satisfy the transmission signal waveform defined by the template for the physical layer of the ATM-LAN of 25 Mb / s described in the ATM_Forum / 94-1008R5 as described above, the filters 35 and 45 having the circuit configuration as shown in Fig. And the transmission signal from the transformer 36 ((46)) requires a signal amplitude of zero-to-peak on the order of 2V as specified by the template. In addition, the resistor 33 ((34)) for providing impedance matching on the transmission line side should be provided at the upper end of the filter 35 ((45)) so that the influence of the voltage reflection must be minimized.

따라서, 출력회로(21)에서 출력되는 신호는 필터나 저항에 의한 전압손실 또는 전압강하를 발생하므로, 템플레이트에서 규정되는 신호진폭을 만족한다는 관점에 있어서 출력회로(21)의 출력단을 구성하는 MOS 트랜지스터는 그 온저항이 작을수록 바람직하다고 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 출력단(출력회로(21))이 CMOS 트랜지스터로 형성되어 있는 (즉, 회로를 구성하는 MOS 트랜지스터의 온저항이 작음)결과, 이 실시예는 PMD 반도체칩(9)의 동작전압의 저전압화를 실현하기에 최적이다. 따라서, 본 실시예에서는 전원전압Vdd는 3.3[V]로 설정되어 있다. 또, 출력단(출력회로(21))이 CMOS화되어 있는 것, 즉 전원전압Vdd측에 접속되는 MOS 트랜지스터의 온저항이 작게 되어 있는 것에 의해 변압기(36)((46))의 1차측 코일과 2차측 코일 사이의 감기수비를 1:1로 해도 템플레이트를 만족하는 출력신호진폭을 쉽게 얻을 수 있다. 출력단을 NMOS 트랜지스터만으로 구성한 경우, NMOS 트랜지스터의 온저항이 크게 되어도 변압기의 2차측 감기수를 늘리면, 템플레이트를 만족하는 출력신호진폭을 얻는 것이 가능하지만, 그 만큼 출력단에 흐르는 전류량이 증가하게 되어 저소비전력화에 반하는 결과로 된다. 본 발명자는 출력 드라이버회로(50)을 3.3[V]의 전원전압Vdd로 구동해서 템플레이트의 송신파형을 만족하는 결과를 시물레이션에 의해 실제로 얻을 수 있었다.Therefore, the signal output from the output circuit 21 generates a voltage loss or a voltage drop due to a filter or a resistor. Therefore, from the viewpoint of satisfying the signal amplitude specified by the template, the output signal of the MOS transistor The smaller the on-resistance, the better. As described above, in this embodiment, the output stage (the output circuit 21) is formed of a CMOS transistor (that is, the ON resistance of the MOS transistor constituting the circuit is small) It is optimal to realize the lowering of the operating voltage. Therefore, in this embodiment, the power supply voltage Vdd is set to 3.3 [V]. Since the output terminal (output circuit 21) is made CMOS, that is, the ON resistance of the MOS transistor connected to the power supply voltage Vdd side is small, the primary coil of the transformer 36 ((46) The output signal amplitude satisfying the template can easily be obtained even if the winding ratio between the secondary coils is 1: 1. In the case where the output stage is composed only of NMOS transistors, it is possible to obtain the output signal amplitude satisfying the template by increasing the number of windings on the secondary side of the transformer even if the ON resistance of the NMOS transistor is increased. However, the amount of current flowing in the output stage increases accordingly, . ≪ / RTI > The inventor of the present invention has actually obtained the result that the output driver circuit 50 is driven at the power supply voltage Vdd of 3.3 [V] to satisfy the transmission waveform of the template.

출력단에 포함되는 PMOS 트랜지스터의 비파괴Non-destruction of PMOS transistor included in output stage

PMD 반도체칩(9)로의 전원공급이 차단된 상태에 있어서, PMD 반도체칩(9)의 출력 드라이버회로(50)의 출력단을 구성하는 PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7의 N형 웰영역에는 전원전압Vdd가 공급되지 않고 플로팅의 상태로 된다. 이때, 도 2 및 도 1에서 명확한 바와 같이, ATM-LAN이 적어도 물리층에 있어서는 송수신이 1대 1의 관계로 실시되므로, 송신회로(10)에는 다른 송신회로(10)으로부터의 신호가 입력되지 않는다. 따라서, N형 웰영역이 플로팅상태로 되어 있을 때에도 PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7의 드레인에는 전송선(3)을 거쳐서 높은 레벨로 공급되는 일은 없고, 드레인에서 N웰로 큰 전류가 흐르지 않아 PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7이 파괴될 우려는 없다. 송신회로(10)에는 자신이 출력한 신호의 반사신호만이 입력된다. 임피던스매칭을 도모하는 것에 의해서 출력신호의 반사를 저감할 수 있다.In the N-type well region of the PMOS transistors Q1, Q3, Q5, and Q7 constituting the output terminal of the output driver circuit 50 of the PMD semiconductor chip 9, power is supplied to the PMD semiconductor chip 9, The voltage Vdd is not supplied and the floating state is established. 2 and Fig. 1, since at least the physical layer of the ATM-LAN carries out the transmission and reception in a one-to-one relation, the signal from the other transmission circuit 10 is not inputted to the transmission circuit 10 . Therefore, even when the N-type well region is in the floating state, the drains of the PMOS transistors Q1, Q3, Q5 and Q7 are not supplied at a high level through the transmission line 3, There is no possibility that Q1, Q3, Q5 and Q7 are destroyed. Only the reflected signal of the signal output by the transmitting circuit 10 is input to the transmitting circuit 10. [ Reflection of the output signal can be reduced by providing impedance matching.

출력단의 래치업대책Latchup measures at the output stage

도 12에는 도 1의 제2 출력단을 구성하는 MOS 트랜지스터 Q1~Q4의 레이아웃도가 도시되어 있다. 도 12에 있어서, (60), (61)은 N형 웰영역(N-WELL), (62), (63)은 P형 웰영역(P-WELL), (64)~(71)은 MOS 트랜지스터 Q1~Q4의 드레인 또는 소오스의 전극, (72)는 MOS 트랜지스터 Q1, Q2의 게이트, (73)은 MOS 트랜지스터 Q3, Q4의 게이트, (74), (75)는 PMOS 트랜지스터의 기판 급전용의 전극이다. 기판 급전용의 전극(74), (75)에는 전원전압Vdd가 공급된다.12 is a layout diagram of the MOS transistors Q1 to Q4 constituting the second output terminal of FIG. 12, reference numerals 60 and 61 denote N-type well regions (N-WELL), reference numerals 62 and 63 denote P-type well regions (P-WELL) 72 denotes a gate of the MOS transistors Q1 and Q2; 73 denotes a gate of the MOS transistors Q3 and Q4; and 74 and 75 denote gate and drain electrodes of the transistors Q1 to Q4, Electrode. The power supply voltage Vdd is supplied to the electrodes 74 and 75 for supplying the substrates.

도 13은 도 12의 a-a선 화살표에 따른 단면도이다. 도면에서 명확한 바와 같이, 기판 급전용의 전극(74)는 P-WELL(63)에 인접하여 배치되고, 기판 급전용의 전극(75)는 P-WELL(62)에 인접하여 배치되어 있다. 도 12의 레이아웃에 있어서, 동시에 온하는 트랜지스터의 조합은 Q1과 Q4 또는 Q2와 Q3이고, Y방향으로 전위의 구배가 발생하여, 즉 N-WELL(60)과 P-WELL(63)의 전위차, N-WELL(61)과 P-WELL(62)의 전위차가 작아진다. 이 때, N-WELL(60), (61)에는 P-WELL(62), (63)에 인접하여 배치된 전극(74), (75)에서 기판 급전이 이루어지므로, 래치업의 방지가 효과적으로 실행된다.13 is a cross-sectional view taken along the line a-a in Fig. As clearly shown in the figure, the electrode 74 dedicated to the substrate feeding is disposed adjacent to the P-WELL 63, and the electrode 75 dedicated to feeding the substrate is disposed adjacent to the P-WELL 62. [ In the layout of Fig. 12, the combination of transistors that are turned on simultaneously is Q1 and Q4 or Q2 and Q3, and a gradient of potential in the Y direction is generated, that is, a potential difference between N-WELL 60 and P- The potential difference between the N-WELL 61 and the P-WELL 62 becomes small. At this time, since the substrate is fed to the N-WELLs 60 and 61 via the electrodes 74 and 75 disposed adjacent to the P-WELLs 62 and 63, .

CMOS 출력단의 관통전류저감Reduced through current at the CMOS output stage

도 14는 출력 드라이버회로(50)의 다른 구성을 도시한 것이다. 도 14에 있어서, 출력회로(21)을 구성하는 제2 출력단(51)은 제1 출력단(52)을 구성하는 MOS 트랜지스터 Q5~Q8보다 사이즈(게이트폭/게이트길이)가 큰 MOS 트랜지스터 Q1~Q4를 구비한다. 도 14의 출력제어회로(20)은 도 1과 마찬가지로 제1 출력단(52)의 출력동작의 변화에서 지연되어 제2 출력단(51)의 출력을 변화시킨다.Fig. 14 shows another configuration of the output driver circuit 50. Fig. 14, the second output stage 51 constituting the output circuit 21 is connected to the MOS transistors Q1 to Q4 (Q4 to Q4) having a larger size (gate width / gate length) than the MOS transistors Q5 to Q8 constituting the first output stage 52 Respectively. The output control circuit 20 of Fig. 14 changes the output of the second output stage 51 by delaying the change of the output operation of the first output stage 52 as in Fig.

제2 출력단(51)의 MOS 트랜지스터 사이즈가 상대적으로 큰 것을 고려하면, 과도응답시에 제2 출력단(51)에 흐르는 관통전류를 감소시키게 한다. 즉, 제1 출력단(52)에 대한 제어는 도 1의 경우와 동일하지만, 2에 대해서는 PMOS 트랜지스터에 공급되는 스위치제어신호 ψp1, ψp2의 상승변화의 지연을 작게(오프타이밍을 상대적으로 빨리), 그 하강변화의 지연을 크게(온타이밍을 상대적으로 느리게)하고, NMOS 트랜지스터에 공급되는 스위치제어신호 ψn1, ψn2의 상승변화의 지연을 크게(온타이밍을 상대적으로 느리게), 그 하강변화의 지연을 작게(오프타이밍을 상대적으로 빨리)하는 지연회로(80), (81)을 사용한다. 지연회로(80)의 입력은 신호Vs로 되고, 지연회로(81)의 입력은 입력신호Vs와는 역상의 인버터(53)의 출력신호로 된다.Considering that the MOS transistor size of the second output stage 51 is relatively large, the through current flowing through the second output stage 51 in the transient response is reduced. 1, the delay of the rise of the switch control signals? P1 and? P2 supplied to the PMOS transistors is set to be small (the off timing is relatively fast) for the two, (The ON timing is relatively slow), the delay of the rising change of the switch control signals? N1 and? N2 supplied to the NMOS transistor is made large (the ON timing is relatively slow), and the delay of the falling change Delay circuit 80 (81) which is small (off timing relatively fast) is used. The input of the delay circuit 80 becomes the signal Vs and the input of the delay circuit 81 becomes the output signal of the inverter 53 which is opposite in phase to the input signal Vs.

도 15에는 지연회로(80), (81)의 회로구성예가 도시되어 있다. 전원전압Vdd와 접지전압Vss 사이에는 PMOS 트랜지스터 Q30과 NMOS 트랜지스터 Q31의 직렬회로, PMOS 트랜지스터 Q32와 NMOS 트랜지스터 Q34의 직렬회로 및 PMOS 트랜지스터 Q35와 NMOS 트랜지스터 Q37의 직렬회로가 마련된다. 이들 직렬회로는 각각 인버터로서 동작한다. MOS 트랜지스터 Q32와 Q34 사이에는 지연요소 또는 저항요소로서 기능하는 NMOS 트랜지스터 Q33이 개재되어 있다. MOS 트랜지스터 Q35와 Q37 사이에는 지연요소 또는 저항요소로서 기능하는 PMOS 트랜지스터 Q36이 개재되어 있다. MOS 트랜지스터 Q32, Q34, Q35, Q37의 게이트는 MOS 트랜지스터 Q32과 Q31의 결합점에 공통 접속되고, MOS 트랜지스터 Q33의 게이트는 전원전압Vdd에 접속되고, MOS 트랜지스터 Q36의 게이트는 접지전압Vss에 접속되어 있다. 지연회로(80)에 있어서, 신호Vs는 MOS 트랜지스터 Q30과 Q31의 게이트에 공급된다. 지연회로(81)에 있어서, MOS 트랜지스터 Q30과 Q31의 게이트에는 인버터(53)의 출력이 공급된다. 스위치제어신호 ψp1(ψp2)는 PMOS 트랜지스터 Q32의 드레인에서 출력되고, 스위치제어신호 ψn1(ψn2)는 NMOS 트랜지스터 Q37의 드레인에서 출력된다.15 shows an example of the circuit configuration of the delay circuits 80 and 81. In Fig. Between the power supply voltage Vdd and the ground voltage Vss, a series circuit of the PMOS transistor Q30 and the NMOS transistor Q31, a series circuit of the PMOS transistor Q32 and the NMOS transistor Q34, and a series circuit of the PMOS transistor Q35 and the NMOS transistor Q37 are provided. Each of these series circuits operates as an inverter. An NMOS transistor Q33 functioning as a delay element or a resistance element is interposed between the MOS transistors Q32 and Q34. A PMOS transistor Q36 functioning as a delay element or a resistance element is interposed between the MOS transistors Q35 and Q37. The gates of the MOS transistors Q32, Q34, Q35 and Q37 are commonly connected to the coupling points of the MOS transistors Q32 and Q31, the gate of the MOS transistor Q33 is connected to the power supply voltage Vdd and the gate of the MOS transistor Q36 is connected to the ground voltage Vss have. In the delay circuit 80, the signal Vs is supplied to the gates of the MOS transistors Q30 and Q31. In the delay circuit 81, the output of the inverter 53 is supplied to the gates of the MOS transistors Q30 and Q31. The switch control signal? P1 (? P2) is output from the drain of the PMOS transistor Q32, and the switch control signal? N1 (? N2) is output from the drain of the NMOS transistor Q37.

지연회로(80)((81))에 있어서, 입력신호Vs(인버터(53)의 출력)의 변화는 MOS 트랜지스터 Q30~Q34로 이루어지는 2단의 직렬회로 인버터에 의해 지연되어 스위치제어신호 ψp1(ψp2)에 반영된다. 또, MOS 트랜지스터 Q30, Q31, Q35~Q37로 이루어지는 2단의 직렬회로 인버터에 의해 지연되어 스위치제어신호 ψn1(ψn2)에 반영된다. 이 때, 스위치제어신호 ψp1(ψp2)는 MOS 트랜지스터 Q33의 온저항에 의해 상승변화에 비해 하강변화의 지연이 크게 된다. 또, 스위치제어신호 ψn1(ψn2)는 MOS 트랜지스터 Q36의 온저항에 의해 하강변화에 비해 상승변화의 지연이 크게 된다. 즉, 제2 출력단(51)의MOS 트랜지스터 Q1~Q4의 오프동작에 비해 상대적으로 온동작이 지연되게 된다. 따라서, 제2 출력단(51)이 반전될 때, 직렬접속된 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터가 동시에 온상태로 되지 않아 과도응답시에 흐르는 관통전류를 저감할 수 있다. 출력회로(21)에는 상대적으로 큰 구동능력 또는 전류공급능력이 요구되므로, 그와 같은 관통전류의 저감은 PMD 반도체칩(9)의 소비전력과 전원노이즈를 현저히 저감할 수 있다.In the delay circuit 80 (81), the change of the input signal Vs (the output of the inverter 53) is delayed by the two-stage series circuit inverter consisting of the MOS transistors Q30 to Q34 to generate the switch control signal? P1 ). It is delayed by the two-stage series circuit inverter composed of the MOS transistors Q30, Q31 and Q35 to Q37 and reflected in the switch control signal? N1 (? N2). At this time, the switch control signal? P1 (? P2) is delayed by the on-resistance of the MOS transistor Q33 to a large extent. In addition, the switch control signal? N1 (? N2) is delayed by the on-resistance of the MOS transistor Q36 to a greater delay than the falling transition. That is, the ON operation is delayed relative to the OFF operation of the MOS transistors Q1 to Q4 of the second output stage 51. [ Therefore, when the second output stage 51 is inverted, the serially connected PMOS transistor and NMOS transistor are not turned on at the same time, so that the through current flowing in the transient response can be reduced. Since the output circuit 21 is required to have a relatively large driving capability or current supply capability, such reduction of the through current can significantly reduce power consumption and power supply noise of the PMD semiconductor chip 9.

CMOS 출력단의 병렬 3단구성Parallel three-stage configuration of CMOS output

도 16에는 CMOS 출력단을 병렬 3단 구성으로 한 출력 드라이버회로(50)의 실시예가 도시되어 있다. 도 16의 출력회로(21)은 도 14의 출력회로와 제3 출력단(57)의 조합이다. 도 16의 출력제어회로(20)은 도 14의 출력제어회로와 지연회로(82), (83)의 조합이다.FIG. 16 shows an embodiment of an output driver circuit 50 having a CMOS output stage in a parallel three-stage configuration. The output circuit 21 of FIG. 16 is a combination of the output circuit of FIG. 14 and the third output stage 57. The output control circuit 20 of FIG. 16 is a combination of the output control circuit of FIG. 14 and the delay circuits 82 and 83.

제3 출력단(57)은 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터 Q9와 NMOS 트랜지스터 Q10을 포함하는 제5 CMOS 회로 및 직렬로 접속된 PMOS 트랜지스터 Q11과 NMOS 트랜지스터 Q12를 포함하는 제6 CMOS 회로를 갖고, PMOS 트랜지스터 Q9, Q11의 소오스가 전원전압Vdd에 접속되고, NMOS 트랜지스터 Q10, Q12의 소오스가 접지전압Vss에 접속된다. PMOS 트랜지스터 Q9와 NMOS 트랜지스터 Q10의 공통드레인은 한쪽의 송신단자TxA에 접속되고, PMOS 트랜지스터 Q11과 NMOS 트랜지스터 Q12의 공통드레인에는 다른쪽의 송신단자TxB에 접속된다.The third output terminal 57 has a sixth CMOS circuit including a PMOS transistor Q9 and an NMOS transistor Q10 connected in series and a sixth CMOS circuit including a PMOS transistor Q11 and an NMOS transistor Q12 connected in series and the PMOS transistor Q9 , The source of Q11 is connected to the power supply voltage Vdd and the source of the NMOS transistors Q10 and Q12 is connected to the ground voltage Vss. The common drain of the PMOS transistor Q9 and the NMOS transistor Q10 is connected to one transmission terminal TxA and the common drain of the PMOS transistor Q11 and the NMOS transistor Q12 is connected to the other transmission terminal TxB.

지연회로(82), (83)은 도 15에 도시되는 회로와 마찬가지로 구성된다.The delay circuits 82 and 83 are configured similarly to the circuit shown in Fig.

지연회로(82)는 스위치제어신호 ψp3을 PMOS 트랜지스터 Q11의 게이트에 공급하고, 스위치제어신호 ψn3,을 NMOS 트랜지스터 Q12의 게이트에 공급한다. 지연회로(83)은 스위치제어신호 ψp4를 PMOS 트랜지스터 Q9의 게이트에 공급하고, 스위치제어신호 ψn4를 NMOS 트랜지스터 Q10의 게이트에 공급한다. PMOS 트랜지스터용의 스위치제어신호 ψp3(ψp4)와 NMOS 트랜지스터용의 스위치제어신호 ψn3(ψn4) 사이의 관계는 도 15에 따라서 설명한 관계와 마찬가지이다. 즉, 제3 출력단(57)의 MOS 트랜지스터 Q9~Q12는 오프동작에 비해 상대적으로 온동작이 지연되도록 배치된다. 지연회로(82), (83)에 의해서 형성되는 지연시간은 지연회로(80), (81)에 의해서 형성되는 지연시간보다 크게 되고, 제3 출력단(57)의 동작은 제2 출력단(51)의 동작에 대해서 지연된다. 예를 들면, 신호Vs가 로우레벨에서 하이레벨로 변환되면, 제1 출력단(52)에서는 MOS 트랜지스터 Q7, Q6이 턴온, MOS 트랜지스터 Q8, Q5가 턴오프를 개시한다. 그후, 제2 출력단(51)에 있어서 MOS 트랜지스터 Q3, Q2가 턴온, MOS 트랜지스터 Q4, Q1이 턴오프를 개시한다. 마지막으로, 제3 출력단(57)에 있어서 MOS 트랜지스터 Q11, Q10이 턴온, MOS 트랜지스터 Q9, Q12 가 턴오프를 개시한다. 이 때, 제2 및 제3 출력단(51), (57)에 있어서, 온상태로 될 MOS 트랜지스터의 턴온동작은 오프상태로 될 MOS 트랜지스터의 턴오프동작보다 늦게 개시된다. 따라서, 도 16의 CMOS 출력단의 병렬 3단 구성은 도 14의 CMOS 출력단의 병렬 2단 구성보다 전원노이즈를 저감할 수 있는 것으로 고려된다.The delay circuit 82 supplies the switch control signal? P3 to the gate of the PMOS transistor Q11 and the switch control signal? N3 to the gate of the NMOS transistor Q12. The delay circuit 83 supplies the switch control signal? P4 to the gate of the PMOS transistor Q9 and the switch control signal? N4 to the gate of the NMOS transistor Q10. The relationship between the switch control signal? P3 (? P4) for the PMOS transistor and the switch control signal? N3 (? N4) for the NMOS transistor is similar to the relationship described with reference to Fig. That is, the MOS transistors Q9 to Q12 of the third output stage 57 are arranged so that the ON operation is relatively delayed as compared with the OFF operation. The delay time formed by the delay circuits 82 and 83 becomes larger than the delay time formed by the delay circuits 80 and 81 and the operation of the third output stage 57 is delayed by the second output stage 51, Lt; / RTI > For example, when the signal Vs is changed from the low level to the high level, at the first output stage 52, the MOS transistors Q7 and Q6 are turned on and the MOS transistors Q8 and Q5 are turned off. Then, at the second output stage 51, the MOS transistors Q3 and Q2 are turned on and the MOS transistors Q4 and Q1 are turned off. Finally, at the third output stage 57, the MOS transistors Q11 and Q10 are turned on and the MOS transistors Q9 and Q12 are turned off. At this time, in the second and third output stages 51 and 57, the turn-on operation of the MOS transistor to be turned on is started later than the turn-off operation of the MOS transistor to be turned off. Therefore, it is considered that the parallel three-stage configuration of the CMOS output stage of Fig. 16 can reduce the power source noise more than the parallel two-stage configuration of the CMOS output stage of Fig.

CMOS 출력단의 트랜지스트 사이즈비와 지연시간의 최적화Optimization of Transistor Size Ratio and Delay Time at CMOS Output

다음에, 전원노이즈에 관한 시물레이션결과에 대해서 설명한다. 도 17에는 시물레이션이 실행된 회로가 도시되어 있다. 도 17에 도시되는 회로의 동작전원은 전원전압Vdd = 3.3[V], 접지전압Vss = 0[V]로 한다. 신호Vs는 하이레벨 = 3.3[V], 로우레벨 = 0[V]로 한다. 도 17에 도시되는 MOS 트랜지스터의 부호는 도 16과는 다르고, MB1 = Q5, MB2 = Q6, MB3 = Q7, MB4 = Q8, MB7 = Q1, MB8 = Q2, MB9 = Q3, MB10 = Q4, MB11 = Q9, MB12 = Q10, MB13 = Q11, MB14 = Q12의 대응을 갖는다. MB5와 MB6은 도 16의 CMOS 인버터(53)을 구성하는 MOS 트랜지스터를 의미한다. 도 18(A)와 도 18(B)에는 각각 지연회로(80)(DEL1)과 지연회로(81)(DEL2)의 구성이 도시되어 있다. 도 19(A)와 도 19(B)에는 각각 지연회로(82)(DEL3)과 지연회로(83)(DEL4)의 구성이 도시되어 있다. 도 18(A)와 도 18(B) 및 도 19(A)와 도 19(B)에 도시되는 회로는 도 15의 트랜지스터부호와 상위하지만, 도 15에서 설명한 회로구성에 대응된다.Next, a simulation result concerning power supply noise will be described. Fig. 17 shows a circuit in which simulation is performed. The operating power source of the circuit shown in Fig. 17 is set to the power supply voltage Vdd = 3.3 [V] and the ground voltage Vss = 0 [V]. The signal Vs is set to high level = 3.3 [V] and low level = 0 [V]. 16, MB1 = Q5, MB2 = Q6, MB3 = Q7, MB4 = Q8, MB7 = Q1, MB8 = Q2, MB9 = Q3, MB10 = Q4, MB11 = Q9, MB12 = Q10, MB13 = Q11, and MB14 = Q12. And MB5 and MB6 denote MOS transistors constituting the CMOS inverter 53 shown in Fig. 18A and 18B show the configurations of the delay circuit 80 (DEL1) and the delay circuit 81 (DEL2), respectively. 19A and 19B show the configurations of the delay circuit 82 (DEL3) and the delay circuit 83 (DEL4), respectively. The circuit shown in Figs. 18 (A), 18 (B), 19 (A) and 19 (B) is different from the transistor code in Fig. 15, but corresponds to the circuit configuration described in Fig.

도 20에는 #1~#10을 포함하는 시뮬레이션 조건이 도시되어 있다. 조건 #1은 도 17과 다르고, 출력회로를 1단의 CMOS 출력단으로 구성한 것이다. 예를 들어, 도 17과 비교하면 트랜지스터 사이즈가 다르지만, 출력회로가 제1 출력단(52)으로 형성된다. 조건 #2~#10은 도 17, 도 18(A), 도 18(B), 도 19(A)와 도 19(B)에 도시된 회로를 사용한 경우를 나타낸다. 도 17~도 19(B)의 회로에 있어서, 전원전압Vdd을 3.3[V], 접지전압Vss을 0[V]로 하고, 입력신호Vs의 하이레벨을 전원전압레벨, 그 로우레벨을 접지전위레벨로 한다.20 shows simulation conditions including # 1 to # 10. The condition # 1 is different from that of FIG. 17, and the output circuit is constituted by a single-stage CMOS output stage. For example, an output circuit is formed at the first output terminal 52, although the transistor size differs from that of FIG. Conditions # 2 to # 10 show the case where the circuits shown in FIGS. 17, 18 (A), 18 (B), 19 (A) and 19 (B) are used. 17 to 19 (B), the power supply voltage Vdd is set to 3.3 [V], the ground voltage Vss is set to 0 [V], the high level of the input signal Vs is set to the power supply voltage level, Level.

도 20에 도시된 조건 #2~#6은 지연회로(80), (81)(DEL1, DEL2)의 지연시간을 2ns, 지연회로(82), (83)(DEL3, DEL4)의 지연시간을 4ns로 설정되도록 일정화하고, 그 상태에서 3단의 CMOS 출력단을 구성하는 트랜지스터 사이즈를 단마다 다르게 한 것이다. 이 시물레이션에 있어서 주목하는 지연시간이라고 하는 것은 신호Vs가 변화하고 나서 PMOS 트랜지스터의 게이트 제어신호가 로우레벨로 변화될 때까지의 지연시간과 NMOS 트랜지스터의 게이트 제어신호가 하이레벨로 변화될 때까지의 지연시간으로 된다. 즉, 신호Vs가 변화하고 나서 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터가 턴온될 때까지의 지연시간에 주목한다. 신호Vs가 변화하고 나서 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터가 턴오프될 때까지의 지연시간에 대해 적극적으로 제어 또는 주목하지 않는다. 이 지연시간은 특별히 문제로 되지 않는다.Conditions # 2 to # 6 shown in FIG. 20 indicate that the delay times of the delay circuits 80 and 81 (DEL1 and DEL2) are 2 ns and the delay times of the delay circuits 82 and 83 (DEL3 and DEL4) 4 ns, and the sizes of the transistors constituting the three stages of the CMOS output stages are made different for each stage in this state. The delay time noted in this simulation refers to the delay time until the gate control signal of the PMOS transistor changes to the low level after the signal Vs changes and the delay time until the gate control signal of the NMOS transistor changes to the high level Delay time. That is, attention is paid to the delay time until the PMOS transistor or the NMOS transistor is turned on after the signal Vs changes. The delay time until the PMOS transistor or the NMOS transistor is turned off after the signal Vs changes does not actively control or pay attention to the delay time. This delay time is not particularly a problem.

도 20의 트랜지스터 사이즈비의 항목에 도시되어 있는 b : c : d는 제1 CMOS 출력단(52) : 제2 CMOS 출력단(51) : 제3 CMOS 출력단(57)을 의미한다. 조건 #7~#10은 3단의 CMOS 출력단을 구성하는 트랜지스터 사이즈의 단마다 트랜지스터 사이즈비를 1 : 2.5 : 6.25(후술하는 바와 같이, 사이즈비는 전원전류 노이즈량을 최소로 하는 조건 #1~#6에 따른 시뮬레이션 결과에서 얻어지는 값)로 하고, 그 경우에 지연회로(80), (81)(DEL1, DEL2)의 지연시간과 지연회로(82), (83)(DEL3, DEL4)의 지연시간을 다르게 한 것이다. 트랜지스터 사이즈비는 게이트폭/게이트길이(W/L)로 한다. 상술한 바와 같이, 지연회로(80)~(83)(DEL1~DEL3)의 지연시간은 출력제어회로에 입력되는 신호Vs의 변화에 대해서 PMOS 트랜지스터에 대한 그 게이트 제어신호의 하강의 지연시간, NMOS 트랜지스터에 대한 그 게이트 제어신호의 상승의 지연시간을 의미한다.B: c: d shown in the item of the transistor size ratio in FIG. 20 means the first CMOS output stage 52: the second CMOS output stage 51: the third CMOS output stage 57. Conditions # 7 to # 10 correspond to the conditions of the transistor size ratio of 1: 2.5: 6.25 (the conditions of # 1 to # 10 that the size ratio of the power source current noise is minimized as described later) The delay times of the delay circuits 80 and 81 (DEL1 and DEL2) and the delays of the delay circuits 82 and 83 (DEL3 and DEL4) Time is different. The transistor size ratio is gate width / gate length (W / L). As described above, the delay times of the delay circuits 80 to 83 (DEL1 to DEL3) depend on the delay time of the fall of the gate control signal for the PMOS transistor with respect to the change of the signal Vs input to the output control circuit, Means the delay time of the rise of the gate control signal for the transistor.

도 21에는 조건 #1~#6에 있어서의 트랜지스터 사이즈 및 지연시간을 얻기 위한 각각의 MOS 트랜지스터의 사이즈의 조건의 1예가 도시되어 있다. 예를 들면, 도 20의 조건 #8은 지연회로DEL1, 2의 지연시간이 3ns이고, 지연회로DEL3, 4의 지연시간이 6ns인 것이다. 이것은 제2 CMOS 출력단(51)의 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터가 제1 CMOS 출력단(52)의 턴오프 후의 3ns에서 턴온되고, 제3 CMOS 출력단(57)의 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터가 제2 CMOS 출력단의 트랜지스터의 턴온 후의 3ns에서 턴온되는 것을 의미한다.21 shows an example of the conditions of the size of each MOS transistor for obtaining the transistor size and the delay time in the conditions # 1 to # 6. For example, in condition # 8 in FIG. 20, the delay time of the delay circuits DEL1 and DEL2 is 3 ns and the delay time of the delay circuits DEL3 and 4 is 6 ns. This is because the PMOS transistor or NMOS transistor of the second CMOS output stage 51 is turned on at 3 ns after the first CMOS output stage 52 is turned off and the PMOS transistor or NMOS transistor of the third CMOS output stage 57 is turned on at the second CMOS output stage Which is turned on at 3 ns after turning on the transistor.

도 22에는 조건 #5, #7~#10하에 지연시간이 지연회로DEL1~DEL4에 대해 설정되는 트랜지스터 사이즈비의 1예가 도시되어 있다. 도 22의 비고란에 기재된 W/L : MB18 : 7배의 표기는 MOS 트랜지스터 MB18의 W/L의 값이 7인 것을 의미한다.FIG. 22 shows an example of the transistor size ratio in which the delay time is set for the delay circuits DEL1 to DEL4 under the conditions # 5 and # 7 to # 10. The notation of W / L: MB18: 7 times stated in the remarks column of FIG. 22 means that the W / L value of the MOS transistor MB18 is 7.

시뮬레이션에서는 상술한 조건에 따라서 전원전류Idd의 파형이 얻어진다. 예를 들면, 도 23의 (A)에는 조건 #1에서 시뮬레이션을 실행했을 때의 전원전류파형이 도시되고, 도 23의 (B)에는 조건 #8에서 시뮬레이션을 실행했을 때의 전원전류파형이 도시되어 있다. 각종 조건하에서 얻어진 전원전류파형에서 전원노이즈를 평가하기 위해 도 24의 (A)에 도시되는 바와 같이, 출력회로의 과도응답기간에 해당되는 기간(t2-t1) 동안, 도면중의 사선부분의 전류값의 총량ISUM에 주목해서 평가값IX = ISUM/(t2-t1)이 결정된다. 따라서, IX의 값이 작을수록 출력회로의 과도응답동작에 있어서 전원전류의 변동(전원전류 노이즈량)이 작아지게 된다. 도 24의 (B)에는 조건 #1~#6에 대한 평가값IX가 도시되어 있다. 이것에 의하면 전원전류 노이즈량이 가장 작은 것은 조건 #5이다. 이와 같은 조건하에서 형성된 출력 드라이버회로(50)을 사용했을 때의 변압기(36)으로부터의 출력전압파형은 그것에 의해서 어떠한 악영향도 받지 않았다. 병렬 3단의 CMOS 출력단의 트랜지스터 사이즈비를 조건 #5로 하고, 조건 #5, #7~#10에 관해서 동일 시뮬레이션으로 취득한 평가값IX는 도 24의 (C)에 도시되어 있다. 이것에 의하면 전원전류 노이즈량이 가장 작은 것은 조건 #8이다. 이와 같은 조건하에서 출력 드라이버회로(50)을 사용했을 때의 변압기(36)으로부터의 출력전압파형은 그것에 의해서 어떠한 악영향도 받지 않았다. 따라서, 시뮬레이션 결과에서 보면 조건 #8의 트랜지스터 사이즈비와 지연시간을 출력 드라이버회로(50)에 사용하는 것에 의해 전원노이즈를 극히 작게 할 수 있다는 것이 실증된다.In the simulation, the waveform of the power supply current Idd is obtained according to the above-described conditions. For example, FIG. 23A shows the power source current waveform when the simulation is executed under the condition # 1, and FIG. 23B shows the power source current waveform when the simulation is executed under the condition # . To evaluate the power supply noise in the power supply current waveform obtained under various conditions, as shown in Fig. 24A, during the period (t2-t1) corresponding to the transient response period of the output circuit, The evaluation value IX = ISUM / (t2 - t1) is determined by paying attention to the total amount ISUM of values. Therefore, the smaller the value of IX, the smaller the variation of the power supply current (the amount of power supply current noise) in the transient response operation of the output circuit. FIG. 24 (B) shows the evaluation values IX for the conditions # 1 to # 6. According to this, condition # 5 is the smallest amount of power supply current noise. The output voltage waveform from the transformer 36 when using the output driver circuit 50 formed under such conditions was not adversely affected thereby. The evaluation value IX obtained by the same simulation with respect to the conditions # 5 and # 7 to # 10 is shown in FIG. 24C, with the transistor size ratio of the parallel three-stage CMOS output terminal being condition # 5. According to this, condition # 8 is the smallest amount of power supply current noise. Under this condition, the output voltage waveform from the transformer 36 when using the output driver circuit 50 was not adversely affected thereby. Therefore, from the simulation results, it is demonstrated that the power source noise can be made extremely small by using the transistor size ratio and delay time of the condition # 8 in the output driver circuit 50.

ATM-LAN 카드ATM-LAN card

도 25에는 ATM-LAN 어댑터카드의 1실시예가 도시되어 있다. ATM-LAN 어댑터카드(200)은 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)의 규격에 대응하여 구성된 IC 카드이며, ATM-LAN 인터페이스회로(2)의 1예를 구성한다. 이 ATM-LAN 어댑터카드(200)은 표면 및 이면에 배선을 갖는 카드기판(201)에 각각 개별로 반도체집적회로가 형성되며, 마이크로프로세서(202), 마이크로프로그램 등이 저장된 펌웨어로 되는 ROM(203), 마이크로프로세서의 워크영역으로 사용되는 RAM(204), ATM콘트롤러(205), 송신데이타버퍼 및 수신데이타버퍼 등에 사용되는 RAM(206), 물리층 제어칩으로서의 PMD 반도체칩(9) 및 필터/변압기(207)을 포함한다. ATM콘트롤러(205)는 PCMCIA의 규격에 적합한 인터페이스 사양으로 구성되고, 퍼스널컴퓨터 등의 단말장치(1)에 착탈가능하게 장착된다. 필터/변압기(207)은 트위스트쌍 등의 전송선에 접속된다. 필터/변압기(207)은 도 14 등에서 설명된 출력저항(33), (34), 필터(35) 및 변압기(36)을 포함하여 단일칩으로 형성된다.Fig. 25 shows an embodiment of an ATM-LAN adapter card. The ATM-LAN adapter card 200 is an IC card configured in accordance with the standard of PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), and constitutes one example of the ATM-LAN interface circuit 2. In this ATM-LAN adapter card 200, a semiconductor integrated circuit is individually formed on a card substrate 201 having wiring on its front surface and back surface, and a microprocessor 202, a ROM 203 A RAM 204 used as a work area of the microprocessor, an ATM controller 205, a RAM 206 used for a transmission data buffer and a reception data buffer, a PMD semiconductor chip 9 as a physical layer control chip, and a filter / (207). The ATM controller 205 is constituted by an interface specification conforming to the specification of the PCMCIA, and is detachably mounted on the terminal device 1 such as a personal computer. The filter / transformer 207 is connected to a transmission line such as a twisted pair. The filter / transformer 207 is formed as a single chip including the output resistors 33 and 34, the filter 35 and the transformer 36 described in FIG. 14 and the like.

ATM콘트롤러(205)는 단말장치에서 공급되는 데이타에 대해서 스크램블 및 코드화의 처리를 실행하여 셀을 형성하고 다중화해서 PMD 반도체칩(9)로 전달한다. 또, ATM콘트롤러(205)는 PMD 반도체칩(9)가 수신한 정보를 수신하면, 수신지헤더를 검색하고, 셀의 분해 및 복호화의 처리를 실행한다. ATM콘트롤러(205)의 제어는 ROM(203)에 저장된 프로그램에 따라 마이크로프로세서(202)가 실행한다. 마이크로프로세서(202), ROM(203), RAM(204), ATM콘트롤러(205)는 ATM-LAN의 전송프로토콜을 제어하는 제어수단으로서 기능한다.The ATM controller 205 scrambles and encodes the data supplied from the terminal device, forms cells, multiplexes them, and transmits the multiplexed data to the PMD semiconductor chip 9. Upon receiving the information received by the PMD semiconductor chip 9, the ATM controller 205 searches the destination header, and performs processing of decomposing and decoding the cell. The control of the ATM controller 205 is executed by the microprocessor 202 in accordance with the program stored in the ROM 203. [ The microprocessor 202, the ROM 203, the RAM 204, and the ATM controller 205 function as control means for controlling the transfer protocol of the ATM-LAN.

PMD 반도체칩(9)는 상술한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 3.3[V]의 동작전원에 의해서 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN용 물리층을 위한 템플레이트에 의해 규정되는 송신신호파형을 만족시키고, 또 변압기(36)((46))으로부터의 송신신호에 대해 템플레이트에 의해 규정된 약 2V의 zero-to-peak의 신호진폭을 만족시킨다. 이것은 PMD 반도체칩(9)이 소비전력의 예를 들면 200mW정도로 낮게 억제할 수 있다. PMD 반도체칩(9)는 ATM-LAN 어댑터카드(200)중에서 가장 전력소비량이 큰 회로부분이다. 본 발명자의 계산에 의하면, PMD 반도체칩(9)의 소비전력을 200mW정도로 억제할 수 있으면, ATM-LAN 어댑터카드(200)의 전체적인 소비전력을 1W 정도로 저감할 수 있다는 것이 명확하게 되었다.The PMD semiconductor chip 9 is a transmission which is defined by a template for a physical layer for an ATM-LAN of 25 Mb / s described in ATM_Forum / 94-1008R5 by an operating power source of 3.3 [V] Satisfies the signal waveform and also the zero-to-peak signal amplitude of about 2 V defined by the template for the transmitted signal from the transformer 36 ((46)). This can suppress the PMD semiconductor chip 9 to a low power consumption of, for example, about 200 mW. The PMD semiconductor chip 9 is the circuit portion of the ATM-LAN adapter card 200 that has the highest power consumption. According to the calculations by the present inventor, it has become clear that if the power consumption of the PMD semiconductor chip 9 can be reduced to about 200 mW, the overall power consumption of the ATM-LAN adapter card 200 can be reduced to about 1 W.

《실시예의 작용효과》&Quot; Function and effect of the embodiment "

상술한 실시예에 의하면, 다음과 같은 작용효과가 얻어진다.According to the above-described embodiment, the following operational effects are obtained.

[1] 출력 드라이버회로(50)의 CMOS 출력회로(21)을 사용하는 것에 의해, 직렬로 접속된 NMOS 트랜지스터를 푸시풀 동작시키는 형식의 출력회로에 비해, 출력회로를 구성하는 MOS 트랜지스터의 온저항을 작게 할 수 있고, PMD 반도체칩(9)를 구성하는 내부회로의 동작전원전압을 저전압화할 수 있다.[1] By using the CMOS output circuit 21 of the output driver circuit 50, compared with an output circuit of the type in which an NMOS transistor connected in series is operated in a push-pull operation, the ON resistance And the operating power supply voltage of the internal circuit constituting the PMD semiconductor chip 9 can be lowered.

[2] 작은 온저항의 MOS 트랜지스터를 포함하는 CMOS 출력회로를 사용하는 것에 의해, ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN용 물리층을 위한 템플레이트에 의해 규정되는 송신신호파형을 만족시키기 위한 필터(35)((45))를 사용하고, 또 출력임피던스 조정용 저항(33), (44)를 마련하는 경우에도, 템플레이트에 의해 규정되는 신호진폭을 3.3[V]와 같은 5[V]에 비해 낮은 전압으로 얻을 수 있다. 이와 같이, CMOS 출력회로(21)의 사용은 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN 물리층에 적용되는 PMD 반도체칩(9)의 동작전원전압의 저전압화에 가장 적합하다. 이것은 또, 변압기(36)((46))의 1차측 코일과 2차측 코일의 감기수의 비(턴수비)를 1 : 1로 해도 템플레이트를 만족시키는 출력신호진폭을 용이하게 얻을 수 있으므로, 출력회로에 흐르는 동작전류를 증가시켜 변압기의 2차측 감기수(턴수)를 증가시키는 것을 필요로 하지 않는다. 이 점에 있어서도 CMOS 출력회로의 사용은 PMD 반도체칩(9)의 저소비전력에 기여한다.[2] By using a CMOS output circuit including a small on-resistance MOS transistor, it is possible to satisfy a transmission signal waveform defined by a template for a physical layer for ATM-LAN of 25 Mb / s described in ATM_Forum / 94-1008R5 The signal amplitude defined by the template is set to 5 [V], which is equal to 3.3 [V], even when the filter 35 ((45) for adjusting the output impedance is provided and the resistors 33 and 44 for the output impedance are provided. Can be obtained at a low voltage. Thus, the use of the CMOS output circuit 21 is most suitable for lowering the operating power supply voltage of the PMD semiconductor chip 9 applied to the 25-Mb / s ATM-LAN physical layer described in ATM_Forum / 94-1008R5. This also makes it possible to easily obtain the output signal amplitude satisfying the template even when the ratio of the number of turns of the primary coil of the transformer 36 ((46)) to the number of turns of the secondary coil (turn ratio) is 1: It is not necessary to increase the number of turns (number of turns) on the secondary side of the transformer by increasing the operating current flowing through the circuit. Also in this respect, the use of the CMOS output circuit contributes to the low power consumption of the PMD semiconductor chip 9.

[3] PMD 반도체칩(9)로의 전원공급이 차단된 상태에 있어서, PMD 반도체칩(9)의 출력 드라이버회로(50)의 출력단을 구성하는 PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11의 N형 웰영역은 전원전압Vdd가 공급되지 않고 플로팅 상태로 된다. ATM-LAN에서는 송신회로와 수신회로가 1대 1의 관계를 갖고 전송선에 의해 결합되므로, N형 웰영역이 플로팅상태로 되어 있을 때에도 PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11의 드레인에는 전송선(3)을 거쳐서 높은 레벨이 공급되는 일은 없고, 드레인에서 N형 웰로 큰 전류가 흐르지 않아 PMOS 트랜지스터 Q1, Q3, Q5, Q7이 파괴될 우려는 없다. 한편, CMOS 형식의 출력드라이버회로를 1개의 전송선에 여러개의 출력 드라이버회로의 출력단자가 공통 접속되는 어서넷에 적용한 경우, 어떤 노드의 출력 드라이버회로의 N형 웰영역이 플로팅 상태로 되어 있을 때, 다른 노드의 출력동작에 의해서 플로팅의 N형 웰영역이 높은 레벨이 공급될 우려가 있고, 이것에 의해서 드레인에서 N웰로 큰 전류가 흘러 PMOS 트랜지스터가 파괴될 우려가 있다.3, PMOS transistors Q1, Q3, Q5, Q7, Q9 and Q11 constituting the output terminal of the output driver circuit 50 of the PMD semiconductor chip 9 are turned off when the power supply to the PMD semiconductor chip 9 is cut off The power supply voltage Vdd is not supplied to the N-type well region, and the N-type well region becomes a floating state. In the ATM-LAN, since the transmission circuit and the reception circuit have a one-to-one relationship and are coupled by the transmission line, even when the N-type well region is in the floating state, the drains of the PMOS transistors Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, A high level is not supplied through the transmission line 3 and a large current does not flow from the drain to the N-type well, so that there is no possibility that the PMOS transistors Q1, Q3, Q5 and Q7 are destroyed. On the other hand, when an output driver circuit of a CMOS format is applied to an Ethernet in which the output terminals of a plurality of output driver circuits are commonly connected to one transmission line, when the N type well region of the output driver circuit of a certain node is in the floating state, There is a possibility that the N-type well region of the floating is supplied at a high level by the output operation of the node, which causes a large current to flow from the drain to the N-well, which may destroy the PMOS transistor.

[4] ATM-LAN 물리층의 송신용 출력 드라이버회로(50)을 도 1, 도 14 및 도 16에 의해 설명한 바와 같이, 2단 이상의 CMOS 출력단(52), (51), (57)을 병렬 배치하고, 각각을 구동하는 타이밍을 출력제어회로(20)에 의해서 조금씩 어긋나게 하는 것에 의해, 전원전압Vdd의 공급선 및 접지전압Vss의 공급선에 있어서의 단위시간당의 전류의 변화율을 저감할 수 있다. 이것에 의해 PMD 반도체칩(9) 내부의 전원전압Vdd의 공급선 및 접지전압Vss의 공급선에 있어서의 전원노이즈를 저감할 수 있다.[4] The transmission output driver circuit 50 of the ATM-LAN physical layer is configured by arranging two or more stages of CMOS output terminals 52, 51, and 57 in parallel as described with reference to FIGS. 1, 14, And the rate of change of the current per unit time in the supply line of the power supply voltage Vdd and the supply line of the ground voltage Vss can be reduced by slightly shifting the timing of driving each of them by the output control circuit 20. [ As a result, the power supply noise of the power supply voltage Vdd inside the PMD semiconductor chip 9 and the power supply line of the ground voltage Vss can be reduced.

[5] 그 경우에 도 20의 시뮬레이션조건과 도 24(A), 도 24(B) 및 도 24(C)의 시뮬레이션결과에서도 명확한 바와 같이, 최초로 턴온되는 출력단 후에 턴온되는 출력단을 형성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈를 최초로 턴온되는 출력단보다 크게 하는 것이 전원노이즈를 작게 할 수 있다.In this case, as is clear from the simulation conditions of FIG. 20 and the simulation results of FIGS. 24A, 24B, and 24C, the MOS transistor forming the output stage turned on after the output stage that is turned on for the first time, It is possible to reduce the power supply noise by making the size of the output terminal larger than the output terminal that is turned on for the first time.

[6] 도 16에 도시한 바와 같이, 제2 및 제3 출력단(51), (57)에 있어서 온상태로 될 MOS 트랜지스터의 턴온 동작을 오프 상태로 될 MOS 트랜지스터의 턴오프 동작보다 지연해서 개시시키는 것에 의해, 출력단(51), (57)에 흐르는 관통전류를 저감할수 있고, 소비전력과 전원노이즈도 한층 저감할 수 있다.[6] As shown in FIG. 16, the turn-on operation of the MOS transistor to be turned on at the second and third output stages 51 and 57 is delayed from the turn-off operation of the MOS transistor to be turned off, The through current flowing through the output stages 51 and 57 can be reduced, and power consumption and power supply noise can be further reduced.

[7] 도 20의 시뮬레이션결과에서 명확한 바와 같이, 도 16에 도시한 병렬 3단의 출력단을 갖는 출력회로에 있어서, 제1 CMOS 출력단(52), 제2 CMOS 출력단(51), 제3 CMOS 출력단(57)의 트랜지스터사이즈비를 약 1 : 2.5 : 6.25으로 하고, 지연회로(80), (81)의 지연시간을 약 3ns로 하고, 지연회로(82), (83)의 지연시간을 약 6ns로 하는 조건에 의해서 전원 노이즈를 매우 작게 할 수 있다.As apparent from the simulation result of FIG. 20, in the output circuit having the output stages of the parallel three stages shown in FIG. 16, the first CMOS output stage 52, the second CMOS output stage 51, The delay times of the delay circuits 80 and 81 are set to about 3 ns and the delay times of the delay circuits 82 and 83 are set to about 6 ns The power supply noise can be made very small.

[8] PMD 반도체칩(9)가 3.3[V]의 동작전원에 의해서 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN의 물리층을 위한 템플레이트에 의해 규정되는 송신신호파형을 만족시키는 것에 의해, PMD 반도체칩(9)의 소비전력을 200mW정도로 낮게 억제할 수 있다. PMD 반도체칩(9)는 ATM-LAN 어댑터카드(200)중에서 가장 전력소비가 큰 회로부분이므로, PMD 반도체칩(9)의 소비전력을 200mW정도로 억제할 수 있으면, ATM-LAN 어댑터카드(200)의 전체적인 소비전력을 1W정도로 저감할 수 있다.[8] By satisfying the transmission signal waveform defined by the template for the physical layer of 25 Mb / s ATM-LAN described in ATM_Forum / 94-1008R5 by the operating power of 3.3 [V] by the PMD semiconductor chip 9 , The power consumption of the PMD semiconductor chip 9 can be suppressed to as low as about 200 mW. Since the PMD semiconductor chip 9 is the portion of the ATM-LAN adapter card 200 having the largest power consumption, if the power consumption of the PMD semiconductor chip 9 can be reduced to about 200 mW, Can be reduced to about 1W.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 따라서 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventors has been described concretely according to the embodiments, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that various changes can be made within the scope of not departing from the gist of the present invention.

예를 들면, 도 1의 병렬 2단의 출력회로에 대해서도 도 16의 경우와 마찬가지로 온상태로 될 MOS 트랜지스터의 턴온 동작을 오프상태로 될 MOS 트랜지스터의 턴오프 동작보다 지연해서 개시시키도록 하는 것이 가능하다. 또, 출력드라이버회로는 1단의 CMOS 출력단으로 구성하는 것도 가능하다. 1단의 CMOS 출력단의 구성에 있어서, 그것을 구성하는 MOS 트랜지스터의 턴온 동작을 턴오프동작에 대해서 지연시킬 수 있다.For example, similarly to the case of Fig. 16, the turn-on operation of the MOS transistor to be turned on may be delayed with respect to the parallel two-stage output circuit of Fig. 1 with delaying the turn-off operation of the MOS transistor to be turned off Do. The output driver circuit may be constituted by a single-stage CMOS output stage. In the configuration of the single stage CMOS output stage, the turn-on operation of the MOS transistor constituting it can be delayed with respect to the turn-off operation.

이상의 설명에서 주로 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 그 배경으로 된 이용분야인 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN용 물리층에 적용하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니고, 장래 표준화될 그 밖의 ATM-LAN의 사양에 대해서도 적용 가능하다. 본 발명은 적어도 ATM-LAN의 출력 드라이버회로의 출력단을 CMOS 트랜지스터로 구성하는 경우 적용할 수 있다.In the above description, the invention mainly made by the present inventor is applied to the 25-Mb / s physical layer for ATM-LAN described in ATM_Forum / 94-1008R5, which is the field of use thereof, but the present invention is not limited thereto But it is also applicable to other ATM-LAN specifications to be standardized in the future. The present invention can be applied to at least the output stage of the output driver circuit of the ATM-LAN as a CMOS transistor.

본 원에 있어서 개시되는 발명중 대표적인 것에 의해서 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.Effects obtained by representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

ATM-LAN에서는 송신회로와 수신회로가 1대 1의 관계를 갖고 전송선에 의해 결합되고, 송신회로(10)의 출력 드라이버회로(50)에 대해서는 그 출력회로(21)의 출력단을 CMOS 트랜지스터로 구성하므로, CMOS 출력단에 포함되고 전원전압측에 접속된 P채널 MOS 트랜지스터의 게이트-소오스간 전압은 송신단자의 전압에 의존하지 않고, 실질적으로 전원전압의 레벨로 설정할 수 있다. 이것은 직렬 접속된 NMOS 트랜지스터를 푸시풀 동작시키는 형식의 출력회로에 비해서 출력회로를 구성하는 전원전압측의 MOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)의 온저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 출력 드라이버회로의 동작전압을 감소시키고, 출력 드라이버회로를 포함하며 ATM-LAN 물리층 제어를 위해 사용되는 반도체집적회로칩(9) 등을 구성하는 내부회로의 동작전원전압을 낮게 할 수 있다.In the ATM-LAN, the transmission circuit and the reception circuit have a one-to-one relationship and are coupled by a transmission line. For the output driver circuit 50 of the transmission circuit 10, the output terminal of the output circuit 21 is composed of a CMOS transistor Therefore, the gate-source voltage of the P-channel MOS transistor included in the CMOS output terminal and connected to the power supply voltage side can be set substantially at the level of the power supply voltage without depending on the voltage of the transmission terminal. This makes it possible to reduce the ON resistance of the MOS transistors Q1, Q3, Q5, Q7, Q9 and Q11 on the power supply voltage side constituting the output circuit as compared with the output circuit of the type in which the NMOS transistors connected in series are operated in a push-pull operation. Therefore, the operating voltage of the output driver circuit can be reduced, and the operating power voltage of the internal circuit including the output driver circuit and the semiconductor integrated circuit chip 9 used for the ATM-LAN physical layer control can be lowered.

상술한 바와 같이, CMOS 출력회로(21)을 사용해서 MOS 트랜지스터의 온저항을 작게 하는 것에 의해, 예를 들면 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN용 물리층을 위한 템플레이트에 의해 규정되는 송신신호파형의 요구를 만족시키기 위한 필터(35)((45))를 사용하고, 또 출력 임피던스조정용 저항(33, 44)를 배치하는 경우에도 템플레이트에 의해 규정되는 신호진폭을 3.3[V]와 같은 비교적 낮은 전원전압으로 얻을 수 있다.As described above, by using the CMOS output circuit 21 to reduce the on-resistance of the MOS transistor, the ON-resistance of the MOS transistor is regulated by the template for the ATM-LAN physical layer of 25 Mb / s described in, for example, ATM_Forum / 94-1008R5 The signal amplitude defined by the template is set to 3.3 [V] even when the filter 35 ((45) is used to satisfy the requirement of the transmission signal waveform to be used and the resistors 33 and 44 for the output impedance adjustment are arranged, Can be obtained with a relatively low power supply voltage.

CMOS 출력회로(21)을 사용하는 것은 ATM_Forum/94-1008R5에 기재된 25Mb/s의 ATM-LAN용 물리층에 적용되는 PMD 반도체칩(9)의 동작전원전압의 저전압화에 가장 적합하다. 이것은 변압기(36)((46))의 1차측 코일과 2차측 코일의 감기수의 비(턴수비)를 1:1로 해도 템플레이트를 만족시키는 출력신호진폭을 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 출력회로에 흐르는 동작전류를 증가시켜서까지 변압기(36)의 2차측 감기수(턴수)를 증가시키는 것을 필요로 하지 않는다. 이 점에 있어서도 ATM-LAN 물리층 제어용 반도체 집적회로칩(9)의 저소비전력화에 기여한다.The use of the CMOS output circuit 21 is most suitable for lowering the operating power supply voltage of the PMD semiconductor chip 9 applied to the 25-Mb / s ATM-LAN physical layer described in ATM_Forum / 94-1008R5. This makes it possible to easily obtain the output signal amplitude that satisfies the template even if the ratio of the number of turns of the primary coil of the transformer 36 ((46)) to the number of turns of the secondary coil (turn ratio) is 1: Therefore, it is not necessary to increase the number of turns (number of turns) of the secondary winding of the transformer 36 until the operating current flowing through the output circuit is increased. This also contributes to lowering the power consumption of the semiconductor integrated circuit chip 9 for ATM-LAN physical layer control.

어서넷과는 달리, ATM-LAN은 송신회로와 수신회로가 1대 1의 관계를 갖고 전송선에 의해 결합되므로, CMOS 출력단의 N형 웰영역이 플로팅상태로 되어 있을 때에도 CMOS 출력단의 PMOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)의 드레인에는 전송선(3, 4)을 거쳐서 높은 레벨이 공급되는 일은 없고, 드레인에서 N형 웰로 큰 전류가 흐르지 않아 PMOS 트랜지스터(Q1, Q3, Q5, Q7, Q9, Q11)이 파괴될 우려는 없다.Unlike the Ethernet, the ATM-LAN has a one-to-one relationship between the transmitting circuit and the receiving circuit and is coupled by the transmission line. Therefore, even when the N-type well region of the CMOS output terminal is in the floating state, the PMOS transistor Q1 Q3, Q5, Q6, Q7, Q9, and Q11 are not supplied with a high level through the transmission lines 3 and 4 and no large current flows from the drain to the N- , Q9, and Q11) may be destroyed.

출력회로의 특성상, 출력 드라이버회로(50)의 CMOS 출력단을 구성하는 MOS 트랜지스터의 전류공급능력(트랜지스터 사이즈)는 비교적 커진다. 이 때, CMOS 트랜지스터의 제1 및 제2 쌍을 각각 포함하는 CMOS 출력단을 병렬로 2단 이상 마련하고, 각 단의 푸시풀동작의 타이밍을 서로 어긋나게 하는 제1 타이밍 제어수단(54)를 출력제어회로(20)에 마련한다. 이러한 구성은 CMOS 출력단으로의 전원전압(Vdd)의 공급선 및 접지전압(Vss)이 공급선에 있어서의 단위시간당의 전류 변화율을 저감할 수 있으므로 전원노이즈를 저감할 수 있다.Due to the characteristics of the output circuit, the current supply capability (transistor size) of the MOS transistor constituting the CMOS output terminal of the output driver circuit 50 becomes relatively large. At this time, the first timing control means 54 for providing two or more CMOS output stages including the first and second pairs of CMOS transistors in parallel and shifting the timing of the push- Is provided in the circuit (20). Such a configuration can reduce the power source noise because the supply line of the power source voltage Vdd to the CMOS output terminal and the ground voltage Vss can reduce the current change rate per unit time in the supply line.

CMOS 출력단을 구성하는 MOS 트랜지스터의 턴온 동작을 턴오프동작에 비해서 지연해서 개시시키는 제2 타이밍제어수단(80, 81, 82, 83)을 출력제어회로(20)에 마련하는 것에 의해, 과도응답시에 CMOS 출력단에 흐르는 관통전류를 저감할 수 있다. 이것도 전원노이즈의 저감과 저소비전력에 기여한다.The output control circuit 20 is provided with the second timing control means 80, 81, 82, 83 for delaying the turn-on operation of the MOS transistor constituting the CMOS output terminal with respect to the turn-off operation, The through current flowing in the CMOS output stage can be reduced. This also contributes to reduction of power noise and low power consumption.

CMOS 출력단을 병렬로 마련한 경우, 제1 CMOS 출력단(52)을 구성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈, 제2 CMOS 출력단(51)을 구성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈와 제3 CMOS 출력단(57)을 구성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈의 비를 대략 1 : 2.5 : 6.25로 한다. 제1 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작에 대해서 제2 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온 동작을 약 3ns 지연시키고, 제3 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온 동작을 약 6ns 지연시키는 지연수단((80), (81), (82), (83))을 출력제어회로(20)에 마련한다. 이것은 전원노이즈를 현저하게 저감할 수 있다.The size of the MOS transistor constituting the first CMOS output stage 52 and the size of the MOS transistor constituting the second CMOS output stage 51 and the size of the MOS transistor constituting the third CMOS output stage 57, Is set to approximately 1: 2.5: 6.25. The turn-on operation of the MOS transistor included in the second CMOS output terminal is delayed by about 3ns with respect to the turn-on operation of the MOS transistor included in the first CMOS output terminal, and the delay (80), (81), (82), and (83)) are provided in the output control circuit (20). This can significantly reduce power supply noise.

Claims (15)

전송선을 거쳐서 수신회로에 1대 1로 접속되는 ATM-LAN 물리층용의 전송선 구동회로로서,A transmission line driving circuit for an ATM-LAN physical layer, which is connected to a receiving circuit on a one-to-one basis via a transmission line, 1쌍의 송신단자를 구비한 출력 드라이버회로,An output driver circuit having a pair of transmission terminals, 각각의 쌍으로 된 전송단자에 결합된 출력 임피던스 조정용의 저항.Resistor for output impedance adjustment coupled to each pair of transmission terminals. 상기 저항에 직렬로 접속된 필터 및A filter connected in series with the resistor and 상기 필터의 출력단자에 접속된 1차측과 전송선에 접속된 2차측을 갖는 변압기를 포함하고,And a transformer having a primary connected to the output terminal of the filter and a secondary connected to the transmission line, 상기 출력 드라이버회로는 출력회로와 출력제어회로를 구비하며,Wherein the output driver circuit includes an output circuit and an output control circuit, 상기 출력회로는 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터를 각각 포함하는 제1 및 제2 쌍으로 이루어지는 CMOS 출력단을 포함하고, 상기 제1 및 제2 쌍의 상기 P채널형 MOS 트랜지스터는 접지전위와는 다른 전원전압용 선에 접속된 소오스를 구비하고, 상기 제1 및 제2 쌍의 상기 N채널형 MOS 트랜지스터는 접지전압용 선에 접속된 소오스를 구비하며, 상기 제1 쌍을 형성하는 MOS 트랜지스터는 송신단자의 한쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하고, 상기 제2 쌍을 형성하는 MOS 트랜지스터는 송신단자의 다른쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하며,Wherein the output circuit includes a CMOS output terminal comprising a first and a second pair each including a P-channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor connected in series, the first and second pairs of the P- Wherein the transistor has a source connected to a line for a power supply voltage different from the ground potential, the first and second pairs of the N-channel MOS transistors have a source connected to a ground voltage line, Wherein the MOS transistor forming the second pair has a common drain connected to the other side of the transmission terminal, and the MOS transistor forming the second pair has a common drain connected to one side of the transmission terminal, 상기 출력제어회로는 상기 전원전압과 접지전압을 그의 동작전원으로 사용하고, 상기 CMOS 출력단의 상기 제1 쌍과 제2 쌍을 역상으로 푸시풀 동작시키는 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.Wherein the output control circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as its operating power and push-pulls the first pair and the second pair of the CMOS output terminals in opposite phases. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 출력회로는 상기 제1 및 제2 쌍을 각각 구비하는 병렬로 접속된 2단 이상의 CMOS 출력단을 포함하고, 상기 출력제어회로는 상기 병렬로 접속된 CMOS 출력단의 푸시풀동작의 타이밍을 어긋나게 하는 제1 타이밍제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.Wherein the output circuit includes two or more stages of CMOS output stages connected in parallel with the first and second pairs, respectively, and the output control circuit includes a first output stage for shifting the timing of the push-pull operation of the CMOS output stages connected in parallel 1 timing control means. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 출력제어회로는 상기 제1 및 제2 쌍의 상기 P채널 및 N채널 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시를 지연시키는 제2 타이밍제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.And said output control circuit includes second timing control means for delaying the start of the turn-on operation of said P-channel and N-channel MOS transistors of said first and second pairs. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 변압기는 인덕턴스가 1mH이상, 직렬저항이 5Ω이하, 결합계수가 0.999이상, 등가용량이 5pF이하로 되고, 12KHz 내지 약 16MHz의 주파수대역을 갖는 것인 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.Wherein the transformer has an inductance of 1 mH or more, a series resistance of 5 or less, a coupling coefficient of 0.999 or more, and an equivalent capacitance of 5 pF or less and a frequency band of 12 KHz to 16 MHz. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 변압기의 1차측과 2차측의 코일의 권수비가 1 : 1 인 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.Wherein a winding ratio of the primary winding and the secondary winding of the transformer is 1: 1. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 출력 드라이버회로의 전원전압은 3.3V인 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.And the power supply voltage of the output driver circuit is 3.3V. 전송선을 거쳐서 수신회로에 1대 1로 접속되는 ATM-LAN 물리층용의 출력 드라이버회로로서,An output driver circuit for an ATM-LAN physical layer, which is connected to a receiving circuit on a one-to-one basis via a transmission line, 출력회로와Output circuit 출력제어회로를 포함하며,Output control circuit, 상기 출력회로는 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터의 제1 및 제2 쌍을 각각 구비하는 다수의 CMOS 출력단을 포함하고, 각각의 단의 상기 P채널형 MOS 트랜지스터는 접지전위와는 다른 전원전압용 선에 접속된 소오스를 구비하고, 각각의 단의 상기 N채널형 MOS 트랜지스터는 접지전압용 선에 접속된 소오스를 구비하며, 상기 제1 쌍을 구성하는 각각의 단의 MOS 트랜지스터는 제1 송신단자에 접속된 공통 드레인을 구비하고, 상기 제2 쌍을 구성하는 각각의 단의 MOS 트랜지스터는 제2 송신단자에 접속된 공통 드레인을 구비하며,Wherein the output circuit includes a plurality of CMOS output stages each having a first and a second pair of serially connected P-channel type MOS transistors and N-channel type MOS transistors, and the P- And a source connected to a line for a power supply voltage different from the potential, and the N-channel type MOS transistor of each stage has a source connected to a line for ground voltage, and each of the stages constituting the first pair The MOS transistor having a common drain connected to the first transmission terminal and the MOS transistor at each end constituting the second pair having a common drain connected to the second transmission terminal, 상기 출력제어회로는 상기 전원전압과 접지전압을 동작전원으로 사용하고, 각각의 상기 CMOS 출력단의 상기 제1 쌍과 제2 쌍을 역상으로 푸시풀 동작시키며, 상기 다수의 CMOS 출력단의 푸시풀동작의 타이밍을 서로 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 출력 드라이버회로.Wherein the output control circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as an operation power source and performs push-pull operation of the first pair and the second pair of each of the CMOS output terminals in a reverse phase, The timing being shifted from each other. 전송선을 거쳐서 수신회로에 1대 1로 접속되는 ATM-LAN 물리층용의 출력 드라이버회로로서,An output driver circuit for an ATM-LAN physical layer, which is connected to a receiving circuit on a one-to-one basis via a transmission line, 출력회로와Output circuit 출력제어회로를 포함하며,Output control circuit, 상기 출력회로는 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터의 제1 및 제2 쌍을 각각 구비하는 다수의 CMOS 출력단을 포함하고, 각각의 단의 상기 P채널형 MOS 트랜지스터는 접지전위와는 다른 전원전압용 선에 접속된 소오스를 구비하고, 각각의 단의 상기 N채널형 MOS 트랜지스터는 접지전압용 선에 접속된 소오스를 구비하며, 상기 제1 쌍을 구성하는 각각의 단의 MOS 트랜지스터는 제1 송신단자에 접속된 공통 드레인을 구비하고, 상기 제2 쌍을 구성하는 각각의 단의 MOS 트랜지스터는 제2 송신단자에 접속된 공통 드레인을 구비하며,Wherein the output circuit includes a plurality of CMOS output stages each having a first and a second pair of serially connected P-channel type MOS transistors and N-channel type MOS transistors, and the P- And a source connected to a line for a power supply voltage different from the potential, and the N-channel type MOS transistor of each stage has a source connected to a line for ground voltage, and each of the stages constituting the first pair The MOS transistor having a common drain connected to the first transmission terminal and the MOS transistor at each end constituting the second pair having a common drain connected to the second transmission terminal, 상기 출력제어회로는 상기 전원전압과 접지전압을 동작전원으로 사용하고, 각각의 상기 CMOS 출력단의 상기 제1 쌍과 제2 쌍을 역상으로 푸시풀 동작시키며, 소정의 CMOS 출력단에 있어서 상기 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시를 지연시키는 것을 특징으로 하는 출력 드라이버회로.Wherein the output control circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as operating power, push-pulls the first pair and the second pair of each of the CMOS output terminals in a reverse phase, And delaying the start of the turn-on operation. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 출력회로는 각각 상기 제1 및 제2 쌍을 구비하는 제1, 제2 및 제3의 병렬 접속된 CMOS 출력단을 포함하고,Wherein the output circuit comprises first, second and third parallel connected CMOS output stages each having the first and second pairs, 상기 출력제어회로는 제1 지연수단과 제2 지연수단을 포함하며,Wherein the output control circuit includes a first delay means and a second delay means, 상기 제1 지연수단은 제1 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시에 비해 제2 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시를 제1 시간 길이만큼 지연시키고,The first delay means delays the start of the turn-on operation of the MOS transistor included in the second CMOS output terminal by the first time length as compared with the start of the turn-on operation of the MOS transistor included in the first CMOS output terminal, 상기 제2 지연수단은 제2 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시에 비해 제3 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시르 제2 시간 길이만큼 지연시키는 것을 특징으로 하는 출력 드라이버회로.Wherein the second delay means delays the first CMOS output terminal by a second time length of the turn-on operation of the MOS transistor included in the third CMOS output terminal as compared to the start of the turn-on operation of the MOS transistor included in the second CMOS output terminal. Circuit. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 출력회로는 각각 상기 제1 및 제2 쌍을 구비하는 제1, 제2 및 제3의 병렬 접속된 CMOS 출력단을 포함하고,Wherein the output circuit comprises first, second and third parallel connected CMOS output stages each having the first and second pairs, 제1 CMOS 출력단을 형성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈, 제2 CMOS 출력단을 형성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈 및 제3 CMOS 출력단을 형성하는 MOS 트랜지스터의 사이즈의 비가 대략 1 : 2.5 : 6.25이며,The ratio of the size of the MOS transistor forming the first CMOS output stage, the size of the MOS transistor forming the second CMOS output stage, and the size of the MOS transistor forming the third CMOS output stage is approximately 1: 2.5: 6.25, 상기 출력제어회로는 상기 제1 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시에 비해 상기 제2 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시를 약 3ns만큼 지연시키고, 상기 제3 CMOS 출력단에 포함되는 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시를 약 6ns만큼 지연시키는 지연수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 드라이버회로.The output control circuit delays the start of the turn-on operation of the MOS transistor included in the second CMOS output terminal by about 3 ns as compared with the start of the turn-on operation of the MOS transistor included in the first CMOS output terminal, And delay means for delaying the onset of the turn-on operation of the included MOS transistor by about 6 ns. 단말장치에 장착되어 전송선에 결합되고, 상기 전송선을 거쳐서 상기 단말장치에 접속되는 다른 단말장치 사이에서 ATM-LAN의 인터페이스제어를 실행하는 ATM-LAN 집적회로 어댑터카드로서,An ATM-LAN integrated circuit adapter card mounted on a terminal device and coupled to a transmission line, and performing interface control of the ATM-LAN between other terminal devices connected to the terminal device via the transmission line, ATM-LAN 물리층용의 송신회로 및 수신회로를 구비한 ATM-LAN 물리층제어칩,An ATM-LAN physical layer control chip having a transmitting circuit and a receiving circuit for an ATM-LAN physical layer, 상기 송신회로의 출력임피던스를 조정하기 위한 저항,A resistor for adjusting an output impedance of the transmission circuit, 상기 저항에 직렬 접속되고 송신된 신호파형을 조정하는 필터,A filter connected in series to the resistor and for adjusting the transmitted signal waveform, 상기 필터의 출력을 전송선으로 전송하는 송신용의 결합변압기,A transmission coupling transformer for transmitting the output of the filter to a transmission line, 전송선으로부터의 송신신호를 상기 수신회로로 전송하는 수신용의 결합변압기 및A receiving coupling transformer for transmitting a transmission signal from the transmission line to the reception circuit; ATM-LAN을 위한 송신 및 수신의 프로토콜 처리를 실행하는 제어수단을 포함하고,And control means for executing protocol processing of transmission and reception for the ATM-LAN, 상기 제어칩, 상기 저항, 상기 필터, 상기 변압기 및 상기 제어수단은 전부 카드 기판상에 형성되고,The control chip, the resistor, the filter, the transformer, and the control means are all formed on the card substrate, 상기 ATM-LAN 물리층 제어칩내의 상기 송신회로는 상기 저항에 결합된 1쌍의 송신단자를 구비한 출력 드라이버회로를 포함하고,Wherein the transmitting circuit in the ATM-LAN physical layer control chip includes an output driver circuit having a pair of transmitting terminals coupled to the resistor, 상기 출력 드라이버회로는 출력회로와 출력제어회로를 구비하며,Wherein the output driver circuit includes an output circuit and an output control circuit, 상기 출력회로는 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터를 각각 포함하는 제1 및 제2 쌍으로 이루어지는 CMOS 출력단을 포함하고, 상기 P채널형 MOS 트랜지스터는 접지전위와는 다른 전원전압용 선에 접속된 소오스를 구비하고, 상기 제1 및 제2 쌍의 상기 N채널형 MOS 트랜지스터는 접지전압용 선에 접속된 소오스를 구비하며, 상기 제1 쌍을 형성하는 MOS 트랜지스터는 송신단자의 한쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하고, 상기 제2 쌍을 형성하는 MOS 트랜지스터는 송신단자의 다른쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하며,Wherein the output circuit includes a CMOS output terminal comprising first and second pairs each including a P-channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor connected in series, wherein the P-channel type MOS transistor has a power supply different from the ground potential Wherein the first and second pairs of the N-channel type MOS transistors each have a source connected to a line for ground voltage, and the MOS transistor forming the first pair comprises a source connected to the transmission line, And the MOS transistor forming the second pair has a common drain connected to the other side of the transmission terminal, 상기 출력제어회로는 상기 전원전압과 접지전압을 그의 동작전원으로 사용하고, 상기 CMOS 출력단의 상기 제1 쌍과 제2 쌍을 역상으로 푸시풀 동작시키는 것을 특징으로 하는 ATM-LAN 집적회로 어댑터카드.Wherein the output control circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as operating power and push-pulls the first pair and the second pair of the CMOS output terminals in a reverse phase. 단말장치에 장착되어 전송선에 결합되고, 상기 전송선을 거쳐서 상기 단말장치에 접속되는 다른 단말장치 사이에서 ATM-LAN의 인터페이스제어를 실행하는 ATM-LAN 집적회로 어댑터카드로서,An ATM-LAN integrated circuit adapter card mounted on a terminal device and coupled to a transmission line, and performing interface control of the ATM-LAN between other terminal devices connected to the terminal device via the transmission line, ATM-LAN 물리층용의 송신회로 및 수신회로를 구비한 ATM-LAN 물리층제어칩,An ATM-LAN physical layer control chip having a transmitting circuit and a receiving circuit for an ATM-LAN physical layer, 상기 송신회로의 출력임피던스를 조정하기 위한 저항,A resistor for adjusting an output impedance of the transmission circuit, 상기 저항에 직렬 접속되고 송신된 신호파형을 조정하는 필터,A filter connected in series to the resistor and for adjusting the transmitted signal waveform, 상기 필터의 출력을 전송선으로 전송하는 송신용의 결합변압기,A transmission coupling transformer for transmitting the output of the filter to a transmission line, 전송선으로부터의 송신신호를 상기 수신회로로 전송하는 수신용의 결합변압기 및A receiving coupling transformer for transmitting a transmission signal from the transmission line to the reception circuit; ATM-LAN을 위한 송신 및 수신의 프로토콜 처리를 실행하는 제어수단을 포함하고,And control means for executing protocol processing of transmission and reception for the ATM-LAN, 상기 제어칩, 상기 저항, 상기 필터, 상기 변압기 및 상기 제어수단은 전부 카드 기판상에 형성되고,The control chip, the resistor, the filter, the transformer, and the control means are all formed on the card substrate, 상기 ATM-LAN 물리층 제어칩내의 상기 송신회로는 상기 저항에 결합된 1쌍의 송신단자를 구비한 출력 드라이버회로를 포함하고,Wherein the transmitting circuit in the ATM-LAN physical layer control chip includes an output driver circuit having a pair of transmitting terminals coupled to the resistor, 상기 출력 드라이버회로는 출력회로와 출력제어회로를 구비하며,Wherein the output driver circuit includes an output circuit and an output control circuit, 상기 출력회로는 직렬로 접속된 P채널형 MOS 트랜지스터와 N채널형 MOS 트랜지스터의 제1 및 제2 쌍을 각각 구비하는 다수의 CMOS 출력단을 포함하고, 각각의 단의 상기 P채널형 MOS 트랜지스터는 접지전위와는 다른 전원전압용 선에 접속된 소오스를 구비하고, 각각의 단의 상기 N채널형 MOS 트랜지스터는 접지전압용 선에 접속된 소오스를 구비하며, 상기 제1 쌍을 형성하는 각각의 단의 MOS 트랜지스터는 송신단자의 한쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하고, 상기 제2 쌍을 형성하는 각각의 단의 MOS 트랜지스터는 송신단자의 다른쪽에 접속된 공통 드레인을 구비하며,Wherein the output circuit includes a plurality of CMOS output stages each having a first and a second pair of serially connected P-channel type MOS transistors and N-channel type MOS transistors, and the P- And a source connected to a line for a power supply voltage different from the potential, wherein the N-channel type MOS transistor of each stage has a source connected to a ground voltage line, and each of the stages forming the first pair Wherein the MOS transistor has a common drain connected to one side of the transmission terminal and each of the MOS transistors forming the second pair has a common drain connected to the other side of the transmission terminal, 상기 출력제어회로는 상기 전원전압과 접지전압을 그의 동작전원으로 사용하고, 각각의 상기 CMOS 출력단의 상기 제1 쌍과 제2 쌍을 역상으로 푸시풀 동작시키고, 상기 CMOS 출력단의 푸시풀동작의 타이밍을 서로 어긋나게 하며, 소정의 CMOS 출력단에 있어서 상기 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 개시를 지연시키는 것을 특징으로 하는 ATM-LAN 집적회로 어댑터카드.Wherein the output control circuit uses the power supply voltage and the ground voltage as its operating power, push-pulls the first pair and the second pair of each of the CMOS output terminals in a reverse phase, and the timing of the push- And delays the start of the turn-on operation of the MOS transistor at a predetermined CMOS output terminal. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제2 타이밍제어수단은 상기 제1 및 제2 쌍의 MOS 트랜지스터의 턴온동작의 지연을 상기 MOS 트랜지스터의 턴오프동작보다 비교적 일찍 감소시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송선 구동회로.Wherein the second timing control means includes means for reducing the delay of the turn-on operation of the first and second pairs of MOS transistors relatively earlier than the turn-off operation of the MOS transistors. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 출력제어회로는 소정의 CMOS 출력단내의 MOS 트랜지스터의 턴오프동작의 지연을 상기 MOS 트랜지스터의 턴오프동작보다 비교적 일찍 감소시키는 것을 특징으로 하는 출력 드라이버회로.Wherein the output control circuit reduces the delay of the turn-off operation of the MOS transistor in a predetermined CMOS output terminal relatively earlier than the turn-off operation of the MOS transistor. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 출력제어회로는 소정의 CMOS 출력단내의 MOS 트랜지스터의 턴오프동작의 지연을 상기 MOS 트랜지스터의 턴오프동작보다 비교적 일찍 감소시키는 것을 특징으로 하는 ATM-LAN 집적회로 어댑터카드.Wherein the output control circuit reduces the delay of the turn-off operation of the MOS transistor in the predetermined CMOS output terminal relatively earlier than the turn-off operation of the MOS transistor.
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