CN1703033A - 数据传输设备和用于其的数据接收设备 - Google Patents

Abstract

在数据传输设备中，传输线与发射单元相连，并且包括第一传输线和第二传输线。接收单元与所述传输线相连。端接电阻连接在与接收单元侧上的第一传输线相连的第一接收节点和与接收单元侧上的第二传输线相连的第二接收节点之间。所述发射单元通过传输线向所述接收单元传送传输数据。所述接收单元根据作为第一接收节点和第二接收节点之间的电压差的幅度电压，检测与传输数据相对应的接收数据。

Description

数据传输设备和用于其的数据接收设备

技术领域

本发明涉及一种数据传输设备和用于该设备的数据接收设备，特别地，涉及一种通过具有一对传输线的传输线来传送数据的技术。

背景技术

随着半导体技术的进步，安装了具有高速操作的高密度半导体集成电路的数据处理设备(计算机)得到普及。在这样的数据处理设备，需要设备以更高的处理速度来进行操作。此外，移动终端也得到普及，其配置为具有高密度半导体集成电路。不仅需要移动终端的半导体集成电路高速地操作，而且需要其具有更低的功率消耗。在这样的半导体集成电路中，已经提出了各种技术来提高数据处理速度。一种技术为加速在半导体集成电路之间传送和接收的数据的传输速度。

例如，日本待审公开专利申请(JP-P2001-53598A和JP-P2003-348176；第一和第二传统示例)中公开了一种接口电路。在第一和第二传统示例中，将从半导体集成电路中输出的数据通过传输线提供给另一半导体集成电路。发射电路包含在数据发射侧上的半导体集成电路中。接收电路包含在数据接收侧上的半导体集成电路中。

图1是示出了在上述第一传统示例中所述的接收电路的配置的电路图。如图1所示，等效于第一传统示例中的接收部分51的接收电路100配置有N沟道晶体管101、N沟道晶体管102、第一接收部分110、第二接收部分120、触发器130和反相器103。

N沟道晶体管101和N沟道晶体管102的栅极彼此相连。N沟道晶体管101设置在节点141和地电位GND之间。N沟道晶体管101通过节点141与第一接收部分110相连。此外，N沟道晶体管101通过节点141与第二接收部分120相连。类似地，N沟道晶体管102设置在节点142和地电位GND之间。N沟道晶体管102通过节点142与第一接收部分110和第二接收部分120相连。第一接收部分110包括第一P沟道晶体管111和第二P沟道晶体管112、第一N沟道晶体管113和第二N沟道晶体管114。类似地，第二接收部分120包括第三P沟道晶体管121和第四P沟道晶体管122、第三N沟道晶体管123和N沟道晶体管124。而且，触发器130包括第一与非电路131和第二与非电路132。第一与非电路131和第二与非电路132彼此相连，从而配置了RS锁存电路。

而且，第一输入端子104和第二输入端子105通过两个传输线与发射电路(未示出)相连。此外，偏置端子106与第一N沟道晶体管113、第二N沟道晶体管114、第三N沟道晶体管123和第四N沟道晶体管124的每一个的栅极相连。将预定电压从偏置端子106提供给上述晶体管的每一个栅极。发射电路根据传输数据的信号电平，将第一输入端子104或第二输入端子105设置为地电位或高阻状态(之后，被称为浮置电压)。当将第一输入端子104和第二输入端子105之一设置为地电位时，将另一端子设置为浮置电压。

当第一输入端子104处于地电位而第二输入端子105处于浮置电压时，第一N沟道晶体管113和第三N沟道晶体管123导通。因此，节点125变为低电平。此时，第二N沟道晶体管114和第四N沟道晶体管125截止。因此，节点115变为高电平。此外，当第一输入端子104处于浮置电压，而第二输入端子105处于地电位时，第一N沟道晶体管113和第三N沟道晶体管123截止。因此，节点125变为高电平。此时，第二N沟道晶体管114和第四N沟道晶体管125导通。因此，节点115变为低电平。触发器130根据节点115和125的电平来存储输出信号，并且通过反相器103，从输出端子107中输出所存储的信号。

第一N沟道晶体管113和第三N沟道晶体管123或第二N沟道晶体管114和第四N沟道晶体管124向N沟道晶体管101或N沟道晶体管102提供电流，即使在第一输入端子104或第二输入端子105设置为浮置电压的情况下。为此，即使在浮置状态下，将第一输入端子104或第二输入端子105设置为50到200mV的电位。此时的电压是传输线上的幅度电压。在这种情况下，流入第一N沟道晶体管113和第三N沟道晶体管123或第二N沟道晶体管114和第四N沟道晶体管124的电流取决于第一N沟道晶体管113和第三N沟道晶体管123或第二N沟道晶体管114和第四N沟道晶体管124的栅极源极电压(此后，分别被称为电压GS113、电压GS114、电压GS123、和电压GS124)。

总之，流入第一N沟道晶体管113和第三N沟道晶体管123或第二N沟道晶体管114和第四N沟道晶体管124的电流取决于第一输入端子104或第二输入端子105的电位与偏置端子106的电位的差值。即使当将第一输入端子104或第二输入端子105设置为地电位时，此情况也是类似的。在接收电路100中的第一输入端子104和第二输入端子105的幅度电压取决于N沟道晶体管101的电阻、N沟道晶体管102的电阻和从发射电路的输出晶体管到第一输入端子104或第二输入端子105的电阻。

例如，假定从发射电路的输出晶体管到第一输入端子104(或第二输入端子105)的电阻为200Ω。此外，假定响应来自发射电路的信号而从第二输入端子105流到发射电路的电流值为200μA。在这种情况下，第二输入端子105具有比地电位高40mV(＝200Ω*200μA)的浮置状态下的电压。根据N沟道晶体管102的电阻和流入图1所示的接收电路100中的N沟道晶体管102的电流，来确定当晶体管截止时第二输入端子105的电压。因此，根据N沟道晶体管101和N沟道晶体管102的电阻和从发射电路的晶体管到第一输入端子104(或第二输入端子105)的电阻，来改变第二输入端子105处的幅度电压。

即使第一输入端子104(或第二输入端子105)设置为地电位，由于发射电路的晶体管的导通电阻、传输线的阻抗等，第一输入端子104(或第二输入端子105)处的电压比地电位略高一电压(此后该电压被称为浮置电压)。因此，电压GS113到GS114受到浮置电压的偏差的影响。为此，接收电路100的功率消耗会发生变化。

此外，作为传输线的幅度电压，第一输入端子104(或第二输入端子105)的电压差由于浮置电压而发生改变。功率消耗的变化对于必须需要低功率消耗的移动终端而言是一个问题。此外，传输线上的幅度电压的变化引起了高速传送操作中的不稳定性。而且，如果因为某种原因，发射电路中的地电位上升到高于接收电路的地电位，则传输线上的幅度电压变小。为此，有时可能会需要一些测量，例如加宽发射电路的晶体管的栅极宽度。在这种情况下，需要增大布局区，其限制了高密度集成。而且，并不理想地，为了与传输线的阻抗匹配，所述导通电阻会极大地降低。

图2是示出了在上述第二传统示例中所示的发射电路的配置的电路图。如图2所示，发射电路200(等效于上述第二传统示例中的发射机41)包括反相器201、反相器202、第一N沟道晶体管203、第二N沟道晶体管204、第三N沟道晶体管205。在发射电路200中，通过第三N沟道晶体管203来连接互补信号输出。当传送信号时，第三N沟道晶体管205导通，而当不传送该信号时，第三N沟道晶体管205截止。按照该方式，当将信号从发射电路传送到接收电路时，使互补信号的幅度电压较小，并且缩短了延迟。

在图2所示的高速传输线中，晶体管连接在发射电路侧的互补信号输出之间。如图2所示，在发射电路200中，将第三N沟道晶体管205添加到发射电路。优选地，发射电路的配置较为简单。然而，发射电路200的配置使简化变得困难。而且，接收电路和发射电路分别是独立地产品。因此，考虑到在发射电路上可能需要一些修改，因此需要该配置具有修改上的灵活性。

发明内容

本发明的目的是提出一种数据传输设备，其中在设置在接收单元和发射电路之间的传输线上，以稳定的幅度电压来实现数据通信。

本发明的另一目的是提出一种数据传输设备，其中通过以稳定的电流进行操作，高速地实现数据通信，且减小了功率消耗。

本发明的另一目的是提出一种数据传输设备，其中以更低的功率消耗来高速地传送数据。

本发明的另一目的是提出一种数据传输设备，其中将接收单元中所接收到的所有电流提供给发射电路。

本发明的另一目的是提出一种数据传输设备，其中设计变化较为容易，且对于不同设计中的发射电路而言具有灵活性。

在本发明的一个方面中，一种数据传输设备包括：发射单元；与所述发射单元相连的传输线，并且包括第一传输线和第二传输线；与所述传输线相连的接收单元；以及端接电阻，连接在与接收单元侧上的所述第一传输线相连的第一接收节点和与接收单元侧上的所述第二传输线相连的第二接收节点之间。所述发射单元通过所述传输线向所述接收单元传送传输数据。所述接收单元根据作为所述第一接收节点和所述第二接收节点之间的电压差的幅度电压来检测与所述传输数据相对应的接收数据。

这里，优选地，所述端接电阻的电阻值与所述传输线的差分阻抗一致。

此外，所述数据传输设备还可以包括：第三电阻；以及电容。当所述端接电阻包括：第一电阻，其一端与所述第一接收节点相连，而另一端与连接节点相连；以及第二电阻，其一端与所述第二接收节点相连，而另一端与所述连接节点相连时，所述第三电阻和所述电容可以串联在所述连接节点和所述接地端子之间。

此外，所述发射单元包括：第一开关，连接在所述第一传输线和接地端子之间；以及第二开关，连接在所述第二传输线和所述接地端子之间。优选地，所述传输设备响应所述传输数据，互斥地导通所述第一开关和所述第二开关之一；以及电流从所述接收单元通过所述传输线流到所导通的开关。作为替代，所述发射单元可以包括：第三开关，连接在所述第一传输线和电源端子之间；以及第四开关，连接在所述第二传输线和所述电源端子之间。此时，优选地，所述传输设备响应所述传输数据，互斥地导通所述第一开关和所述第二开关之一；以及电流从所导通的开关通过所述传输线流到所述接收单元。

此外，所述第一开关可以包括第一MOS晶体管，具有与所述传输线的特性阻抗相一致的导通电阻，并且所述第二开关可以包括第二MOS晶体管，具有与所述传输线的特性阻抗相一致的导通电阻。

此外，所述接收单元可以包括：接收电路，配置用来响应所述幅度电压来检测所述接收数据。

此外，所述接收单元可以包括：接收电路，配置来向所述第一接收节点提供第一电流而向所述第二接收节点提供第二电流，以便响应所述幅度电压来检测所述接收数据，并且输出所检测的接收数据。在这种情况下，所述接收电路可以包括：恒流源，配置用来向所述第一接收节点提供第一恒定电流，而向所述第二接收节点提供第二恒定电流；以及数据检测电路，配置用来向所述第一接收节点提供第一子电流，而向所述第二接收节点提供第二子电流，并且响应所述幅度电压来产生所述接收数据。所述第一电流是所述第一恒定电流和所述第一子电流的和，而所述第二电流是所述第二恒定电流和所述第二子电流的和。在这种情况下，所述恒流源可以包括：第一恒流源，配置用来根据偏置，向所述第一接收节点提供所述第一恒定电流；以及第二恒流源，配置用来根据所述偏置，向所述第二接收节点提供所述第二恒定电流。此外，所述数据检测电路可以根据所述第二恒定电流，向所述第一接收节点提供所述第一子电流，而根据所述第一恒定电流，向所述第二接收节点提供所述第二子电流，并且可以响应所述幅度电压，输出与所述传输数据相对应的所述接收数据。

此外，所述接收单元可以包括：接收电路，配置用来从所述第一接收节点中引出第一电流而从所述第二接收节点中引出第二电流，以响应所述幅度电压来检测所述接收数据，并且输出所检测的接收数据。在这种情况下，所述接收电路可以包括：恒流源，配置用来从所述第一接收节点中引出第一恒定电流而从所述第二接收节点中引出第二恒定电流；以及数据检测电路，配置用来从所述第一接收节点中引出第一子电流而从所述第二接收节点中引出第二子电流，并且响应所述幅度电压来产生所述接收数据。所述第一电流是所述第一恒定电流和所述第一子电流的和，而所述第二电流是所述第二恒定电流和所述第二子电流的和。

此外，所述恒流源可以包括：第一恒流源，配置用来根据偏置，从所述第一接收节点引出所述第一恒定电流；以及第二恒流源，配置用来根据所述偏置，从所述第二接收节点引出所述第二恒定电流。在这种情况下，所述数据检测电路可以根据所述第二恒定电流，从所述第一接收节点引出所述第一子电流，而根据所述第一恒定电流，从所述第二接收节点引出所述第二子电流，并且可以响应所述幅度电压，输出与所述传输数据相对应的所述接收数据。

此外，优选地，所述第二恒定电流具有与所述第一恒定电流相同的幅度。另外，所述第一子电流和所述第二子电流分别小于所述第一恒定电流和所述第二恒定电流。

另外，所述数据检测电路可以包括：第一检测电路，与所述第一传输线和所述第二传输线相连，并且配置用来检测所述幅度电压，并且根据所述幅度电压来产生第一输出信号；第二检测电路，与所述第一传输线和所述第二传输线相连，并且配置用来检测所述幅度电压，并且根据所述幅度电压来产生第二输出信号；以及输出电路，配置用来响应所述第一和第二输出信号中的至少一个来输出所述接收数据。所述输出电路可以包括触发电路。

另外，所述第一和第二恒流源的每一个均可以包括与所述数据检测电路相连的多个P沟道晶体管。所述多个P沟道晶体管中的两个可以具有彼此相连的栅极，并且与所述偏置(bias)相连。此时，所述第一P沟道晶体管和所述第二P沟道晶体管的尺寸比为n∶m(n和m是任意自然数)。另外，所述第一和第二恒流源的每一个均可以包括与所述数据检测电路相连的多个P沟道晶体管。所述多个P沟道晶体管中的两个可以具有彼此相连的栅极，并且所述多个P沟道晶体管中的另一个具有与所述偏置相连的栅极。所述三个P沟道晶体管的尺寸比为n∶m∶1(n、m和1是任意自然数)。

另外，根据本发明的另一方面，一种数据传输设备包括：在上述数据传输设备中使用的所述传输线；第一发射/接收设备，与所述传输线相连；第二发射/接收设备，与所述传输线相连；第一端接电阻，连接在作为与所述第二发射/接收设备侧上的所述第一传输线相连的所述第一接收节点的第一节点、与作为与所述第二发射/接收设备侧上的所述第二传输线相连的所述第二接收节点的第二节点之间；以及第二端接电阻，连接在作为与所述第一发射/接收设备侧上的所述第一传输线相连的所述第一接收节点的第三节点、与作为与所述第一发射/接收设备侧上的所述第二传输线相连的所述第二接收节点的第四节点之间。所述第一发射/接收设备可以包括：第一发射单元，如在上述数据传输设备中所使用的所述发射单元；以及第一接收单元，如在上述数据传输设备中所使用的所述接收单元。所述第二发射/接收设备可以包括：第二发射单元，如在上述数据传输设备中所使用的所述发射单元；以及第二接收单元，如在上述数据传输设备中所使用的所述接收单元。

在本发明的另一方面中，接收单元是在上述数据传输设备中所使用的一种单元。

附图说明

图1是示出了第一传统示例中所示的接收电路的配置的电路图；

图2是示出了第二传统示例中所示的发射电路的配置的电路图；

图3是根据本发明的数据传输设备的配置的方框图；

图4是示出了当晶体管23导通时的电流的图；

图5是示出了当晶体管24导通时的电流的图；

图6是示出了根据本发明的接收电路的配置的电路图；

图7A和7B、8A和8B、9A和9B以及10A和10B是示出了传输线上的信号的图；

图11是示出了本发明中的传输线和端接电阻的电路图；

图12是根据本发明第一实施例的接收电路的配置的电路图；

图13A到13F是示出了第一实施例中的接收电路的操作的时序图；

图14是示出了根据本发明第二实施例的接收电路的配置的电路图；

图15是示出了根据本发明第三实施例的接收单元的配置的电路图；

图16是示出了根据本发明第四实施例的接收单元的配置的电路图；

图17是示出了根据本发明第五实施例的接收单元3的配置的电路图；

图18是示出了根据本发明第六实施例的接收单元的配置的电路图；

图19是示出了根据本发明第七实施例的接收单元的配置的电路图；

图20是示出了根据本发明第八实施例的数据传输设备的配置的电路图；

图21是示出了根据本发明第九实施例的数据传输设备的配置的电路图；

图22是示出了根据本发明第十实施例的数据传输设备的配置的电路图；

图23是示出了根据本发明第十一实施例的接收电路的配置的电路图。

具体实施方式

此后将参考附图来详细描述本发明的数据传输设备。以下要描述的数据传输设备1包括数据发射侧上的发射单元2和数据接收侧上的接收单元3，以便于本发明的理解。然而，应该注意，数据传输设备1的数据通信并不局限于单向通信。

图3是示出了根据本发明的数据传输设备1的配置的方框图。如图3所示，数据传输设备1包括发射单元2、接收单元3以及第一传输线6和第二传输线7。第一传输线6和第二传输线7设置在发射单元2和接收单元3之间。发射单元2包括发射电路20、第一输出端子4和第二输出端子5。发射电路20产生与传输数据相对应的输出信号。通过第一传输线6和第二传输线7，将发射电路20中产生的输出信号从第一输出端子4和第二输出端子5输出到接收单元3。

更详细地，发射电路20包括数据输入端子25、第一反相器21、第二反相器22、第一输出晶体管23和第二输出晶体管24。数据输入端子25接收与传输数据相对应的传输数据信号/DIN。第一反相器21对从数据输入端子25提供的传输数据信号/DIN进行反相以产生信号IN。第二反相器22对从第一反相器21通过节点26提供的信号IN进行反相以产生信号INB。第一输出晶体管23和第二输出晶体管24是MOS晶体管，其源极与地电位GND相连。第一输出晶体管23充当开关元件，以便响应信号IN，将第一输出端子4与地电位GND相连。第二输出晶体管24充当开关元件，以便响应信号INB，将第二输出端子5与地电位GND相连。第一输出晶体管23的栅极与节点26相连。将信号IN从第一反相器21提供给第一输出晶体管23的栅极。第一输出晶体管23的漏极与第一输出端子4相连。第一输出晶体管23响应从第一反相器21输出的信号IN，流过从第一输出端子4提供给地电位GND的电流。类似地，第二输出晶体管24的栅极与第二反相器22的输出相连。通过节点27，将信号INB从第二反相器22提供给第二输出晶体管24的栅极。第二输出晶体管24的漏极与第二输出端子5相连。第二输出晶体管24响应从第二反相器22输出的信号INB，流过从第二输出端子5提供给地电位GND的电流。

接收单元3包括端接电阻12、接收电路30、第一输入端子8和第二输入端子9。

端接电阻12设置在与第一输入端子8相连的节点14和与第二输入端子9相连的节点之间。端接电阻12具有电阻R，通过其，可以响应在节点14和节点15之间流过的电流来提供所需幅度电压。

接收电路30产生接收数据。所述接收电路30具有两个功能。一个功能是将电流IA和IB提供给节点14和15，以便数据传输和接收。这里，提供给节点14和15的电流IA和IB的路线取决于发射电路20中的哪些晶体管，即第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的哪一个导通。如图4所示，当第一输出晶体管23导通而第二输出晶体管24截止时，提供给节点15的电流IB通过端接电阻12流入节点14。在节点14中将电流IA和电流IB加在一起。电流IA+IB通过第一传输线6和第一输出晶体管23，流入发射电路20的地电位GND。另一方面，如图5所示，当第一输出晶体管23截止而第二输出晶体管24导通时，电流IA通过端接电阻12流入节点15。在节点15中将电流IA和电流IB加在一起。所得到的电流IA+IB通过第二传输线和第二输出晶体管24，流入发射电路20的地电位GND。

接收电路30的另一功能是根据在端接电阻12的两端所产生的电压(即，根据节点14和节点15之间的电压差)，将从发射单元2传送来的数据确定为传输数据。如上所述，取决于第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的哪一个导通(即，取决于要传送的数据)，电流以不同的方向流过端接电阻12。因此，在通过端接电阻12连接的节点14和节点15之间产生了与传输数据相对应的电压差。接收电路30根据该电压差来确定传输数据，并输出确定的数据，作为接收数据。

具有这样的配置的数据传输设备1的优点在于：由接收电路30确定传输数据所使用的电压信号(即，在端接电阻12的两端所产生的电压)基于端接电阻12的电阻值R0和流过端接电阻12的电流I。在端接电阻12两端所产生的电压信号的幅度并不取决于第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的每一个的导通电阻值、以及第一传输线6和第二传输线7的每一个的阻抗。这表示接收电路3的功率消耗不会根据浮置电压的变化而改变。如上所述，对移动终端而言重要的是，低功率消耗是必不可少且必须的。此外，在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度并不取决于第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的每一个的导通电阻值、以及第一传输线6和第二传输线7的每一个的阻抗。因此，这些元件的偏差不会影响在端接电阻12两端所产生的电压信号的幅度。这提高了高速传输数据的稳定性。

为了进一步稳定在端接电阻12两端所产生的电压信号的幅度，优选地，当节点14接地(通过第一传输线6和第一输出晶体管23)时，以及当节点15接地(通过第二传输线7和第二输出晶体管24)时，提供给节点14的电流IA的幅度和提供给节点15的电流IB的幅度彼此相等。根据这样的配置，能够稳定在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度，而与第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的哪一个导通无关。

图6是示出了根据本发明的接收电路30的配置的电路图，适合于稳定在端接电阻12两端所产生的电压信号的幅度。在第二实施例中，接收电路30包括恒流源32、恒流源33和数据检测电路34。恒流源32和33分别向节点14和15提供恒定电流I0。数据检测电路34根据在端接电阻12两端所产生的电压信号(即，节点14和节点15之间的电压差信号)来确定传输数据，并且输出所确定的数据，作为接收数据。与由恒流源32和33所产生的恒定电流I0相比，分别从数据检测电路34提供给节点14和15的电流I1和I2小到可忽略。结果，流过端接电阻12的电流I的幅度大致与恒定电流I0相同，而与第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的哪一个导通无关。因此，在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度变为大致恒定为R0I0。这对于高速传输数据而言是有利的。

当如图6所示配置接收电路30时的另一优点在于：能够将接收电路30中所流动的电流提供给发射电路20。在这样的配置中，可以减小仅在接收电路30中所消耗的电流，而与图1所示的传统接收电路100不同。因此，可以有效地降低数据传输设备1的功率消耗。

理想地，将电流I1和I2的幅度调节为零，以便减小电流消耗。然而，即使当电流I1和I2的幅度不为零时，优选地，节点14接地(通过第一传输线6和第一输出晶体管23)时提供给节点14的电流I2的幅度与当节点15接地(通过第二传输线7和第二输出晶体管24)时提供给节点15的电流I1的幅度相同。在该配置中，在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度变为恒定的，而与第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的哪一个导通无关。

在具有图3(或图6)所示的配置的数据传输设备1中可能引起的一个问题在于：从发射电路20通过第一传输线6和第二传输线7传送到接收电路30的信号会在接收电路30侧上发生反射。例如，在具有图6所示的配置的传输设备1中，当在初始状态下(t＜0)，信号IN处于高电平而信号INB处于低电平时，在t＝0时，对信号IN和INB进行反相，如图7A到10B所示。

附带地，由恒流源32和33所产生的恒定电流I0均通过第一传输线6流到第一输出晶体管23。因此，如图7A和7B所示，最初，第一传输线6的电压大体上等于RON*2I0。第二传输线7的电压大体上等于R0*I0+RON*2I0。这里，RON是第一输出晶体管23或第二输出晶体管24的导通电阻值。第一传输线6和第二传输线7之间的电压差为-R0*0。在图7A和7B(和图8A和8B到10A和10B)中，应该注意到，d＝0是第一输出端子4和第二输出端子5在发射单元2中的位置，而d＝L0是第一输入端子8和第二输入端子9在接收单元3中的位置。当在t＝0时对信号IN和INB进行反相时，第一输出晶体管23截止而第二输出晶体管24导通。因此，第一传输线6和第二传输线7上的电压和电流开始在发射电路20侧(即，第一输出端子4和第二输出端子5)最终反相。换句话说，如图9A和9B以及10A和10B所示，电压波和电流波从发射电路20传播到接收电路30。反射的电压波和电流波充当相对于第一传输线6和第二传输线7上传送的信号的噪声。因此，并不理想地，电压波和电流波传播到接收电路30，并且由接收电路30反射。

为了抑制电压波和电流波的反射，优选地，第一传输线6和第二传输线7的传输线与端接电阻12进行阻抗匹配，如图11所示。更具体地，优选地，端接电阻12的电阻值R0与第一传输线6和第二传输线7的传输路径的差分阻抗Zdiff相同。通过阻抗匹配，可以抑制电压波和电流波的反射，并且还可以抑制对传输线上的信号的噪声。

为了进一步限制由于电压波和电流波的反射所造成的影响，优选地，不仅限制接收电路30侧上的反射，而且限制发射电路20侧上的反射。可以通过将发射电路20的阻抗与第一传输线6和第二传输线7的传输路径的公共阻抗匹配来实现这一点。为此，使发射电路20的第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的导通电阻等于第一传输线6和第二传输线7的传输路径的阻抗Z0。按照该方式，可以限制在发射电路20侧上的反射，并且还可以在一层中限制要在传输路径上传送的信号的噪声。

此后，将详细地描述图3和6所示的接收单元3的具体配置。

[第一实施例]

图12是示出了根据本发明第一实施例的接收单元3的配置的电路图。第一实施例中的接收单元3具有与如图3所示的配置相对应的配置。更具体地，接收单元3中的接收电路30包括第一接收电路40、第二接收电路50、触发器60和反相器11。而且，接收电路30包括偏置提供端子13，用于向第一接收电路40和第二接收电路50提供偏置；以及输出端子10，用于输出与接收数据相对应的输出信号。

第一接收电路40响应通过第一输入端子8和第二输入端子9接收到的信号，产生第一输出信号。第一接收电路40包括第一恒流源40a和第一检测电路40b。将在第一接收电路40中所产生的第一输出信号从节点45提供到触发器60。第二接收电路50的电路配置与第一接收电路40相同。即，第二接收电路50包括第二恒流源50a和第二检测电路50b。第二接收电路50响应通过第一输入端子8和第二输入端子9接收到的信号，产生第二输出信号。将在第二接收电路50中所产生的第二输出信号从节点55提供到触发器60。触发器60执行波形整形操作，并响应以上所提到的第一输出信号和第二输出信号，输出每一个信号。反相器11对从触发器60输出的输出信号进行反相并输出。端接电阻12是设置在节点14和节点15之间的电阻元件。端接电阻12具有电阻R，通过端接电阻，可以响应在节点14和节点15之间流过的电流，提供所需的幅度电压。

第一接收电路40由以下组件构成：第一P沟道MOS晶体管41、第二P沟道MOS晶体管42、第一N沟道MOS晶体管43和第二N沟道MOS晶体管44。第一P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42的各自源极与电源线VDD相连。而且，第一P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42的栅极相互连接。将从偏置提供端子13提供的偏置提供给每一个栅极。第一N沟道MOS晶体管43设置在第一P沟道MOS晶体管41和节点14之间。第二N沟道MOS晶体管44设置在第二P沟道MOS晶体管42和节点15之间。第一N沟道MOS晶体管43和第二N沟道MOS晶体管44的栅极相互连接。此外，第一N沟道MOS晶体管43的栅极通过节点46与第一N沟道MOS晶体管43的漏极短路。

第二接收电路50具有与第一接收电路40相同的配置。第二接收电路50由以下组件构成：第三P沟道MOS晶体管51、第四P沟道MOS晶体管52、第三N沟道MOS晶体管53和第四N沟道MOS晶体管54。第三P沟道MOS晶体管51和第四P沟道MOS晶体管52的各自源极与电源线VDD相连。而且，第三P沟道MOS晶体管51和第四P沟道MOS晶体管52的栅极相互连接。将从偏置提供端子13提供的偏置提供给每一个栅极。第三N沟道MOS晶体管53设置在第三P沟道MOS晶体管51和节点14之间。第四N沟道MOS晶体管54设置在第四P沟道MOS晶体管52和节点15之间。第三N沟道MOS晶体管53和第四N沟道MOS晶体管54的栅极相互连接。此外，第四N沟道MOS晶体管54的栅极通过节点56与第三N沟道MOS晶体管53的漏极短路。

接下来，将参考图13来描述接收电路30的操作。在以下描述中，第一N沟道MOS晶体管43的栅极和源极之间的电压表达为电压GS43，而第二N沟道MOS晶体管44的栅极和源极之间的电压表达为电压GS44。类似地，第三N沟道MOS晶体管53的栅极和源极之间的电压表达为电压GS53，而第四N沟道MOS晶体管54的栅极和源极之间的电压表达为电压GS54。此外，以下描述基于节点14变为浮置电压而节点15变为地电位的情况。而且，该操作与当节点14处于地电位而节点15处于浮置电压下时的操作相同。

如图12所示，第一P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42配置了电流反射镜(current mirror)恒流源。因此，第一P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42向每一个节点提供具有相同值的电流。此时，如果电压GS43和电压GS44彼此相等，则节点45的电压和节点46的电压变得彼此相等。此外，如果电压GS53和电压GS54彼此相等，则节点55的电压和节点56的电压变得彼此相等。

这里，当节点14变为浮置电压而节点15变为地电位时，节点46和节点14之间的电压差(电压GS43)变得小于节点46和节点15之间的电压差(电压GS44)。类似地，节点56和节点14之间的电压差(电压GS53)变得小于节点56和节点15之间的电压差(电压GS54)换句话说：

节点14＝浮置电压；

节点15＝地电位；

电压GS43＜电压GS44(1)；

电压GS53＜电压GS54(2)。

此时，将节点45的电压与节点46的电压相比，节点45的电压变得低于节点46的电压，这是由于：

电压GS43＜电压GS44。

此外，将节点55的电压与节点56的电压相比，节点55的电压变得低于节点56的电压，这是由于：

电压GS53＜电压GS54。

节点45的电压变化由于电压GS44的电压变化的放大而产生。类似地，节点55的电压变化由于电压GS53的电压变化的放大而产生。因此，如果GS44和GS53的电压高于预定电压，则节点44和节点55的电压变化几乎处于电源电压和地电压之间的全部范围内。例如，假定流过端接电阻12的电流是电流I，并且幅度电压为50mV，则

电压GS44-电压GS43

＝电压GS54-电压GS53

＝50mV。

图13A到13F是示出了当将输入信号Vin提供给发射电路20的上述数据输入端子25时的接收电路30的操作的时序图。在图13A到13F中，垂直轴表示电压而水平轴表示时间。图13A示出了提供给数据输入端子25的输入信号Vin。图13B示出了节点14的电压变化。图13C示出了节点15的电压变化。图13D示出了节点45的电压变化。图13E示出了节点55的电压变化。图13F示出了输出端子10的电压变化。如图13A到13F所示，根据端接电阻12的电阻R和流过端接电阻12的电流I来确定接收电路30中的节点14和15的幅度电压。

例如，假定从第二输出晶体管24到第二输入端子9的电阻为100Ω，并且从第一输出晶体管23到第一输入端子8的电阻为100Ω。此时，当第二输出晶体管24导通而第一输出晶体管23截止时，在从第二输入端子9流到第二输出晶体管24的电流为1mA的条件下，节点15的电压从地电位变为值100mV(＝100Ω*1mA)。在这种情况下，由于节点14和节点15由端接电阻12端接(＝100Ω)，因此，当从节点14通过端接电阻12流到节点15的电流为0.5mA时，节点15的电压变为150mV(＝100Ω*0.5mA+100mV)。

类似地，当第一输出晶体管23导通而第二输出晶体管24截止时，从第二输入端子9流到第二输出端子24的电流值变为1mA。因此，节点15的电压从地电位变为值100mV(＝100Ω*1mA)。因此，节点15的幅度电压变为50mV(＝150mV-100mV)。根据端接电阻12的电阻和流到端接电阻12的电流值I来确定该值。

通过如上所述配置接收电路30，实现了该电路，在该电路中，节点15的幅度电压并不取决于发射电路20的地电位GND、第一输出晶体管23的导通电阻、第二输出晶体管24的导通电阻、以及传输线的电阻。

而且，由接收电路30的PMOS晶体管41、42、51和52的电流反射镜源电流来确定流过端接电阻12的电流I。因此，可以减小功率消耗的偏差。此外，可以通过将端接电阻12调节为更低电阻，将传输线和寄生元件和保护网络的影响阻抗、以及叠加在传输线上的噪声的影响减小到最小。此外，通过调节端接电阻12，可以容易地获得阻抗匹配。

应该注意，在上述描述中，第一接收电路40的第一P沟道MOS晶体管41的尺寸等于第二P沟道MOS晶体管42的尺寸。然而，第一P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42的尺寸比可能为m∶1(其中m大于1)。类似地，第三P沟道MOS晶体管51和第四P沟道MOS晶体管52的尺寸比可能为m∶1。当第一P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42的尺寸比为m∶1时，有效地，将第一N沟道MOS晶体管43和第二N沟道MOS晶体管44的尺寸比设置为m∶1。类似地，当第三P沟道MOS晶体管51和第四P沟道MOS晶体管52的尺寸比为m∶1时，有效地，将第三N沟道MOS晶体管53和第四N沟道MOS晶体管54的尺寸比设置为m∶1。

在上述接收电路30中，当节点14变为浮置电压而节点15变为地电位时，电流I从节点14通过端接电阻12流到节点15，并且确保了节点14和15的幅度电压。此时，从第二P沟道MOS晶体管42流到节点15的电流对于节点45的电压变化而言是必须的。而且，从第三P沟道MOS晶体管51流到节点15的电流对于节点55的电压变化而言是必须的。也就是，这些电流并未用于具有大负载容量的传输线的电压变化。由于节点45和节点55并不具有与传输线同样大的负载，因此，即使减小了流过第二P沟道MOS晶体管42和第三P沟道MOS晶体管51的电流，该电路也能够适当地操作。因此，通过在图6所示的接收电路30的电流反射镜电路中，提供设置为m∶1的P沟道MOS晶体管41和第二P沟道MOS晶体管42的尺寸比和第三P沟道MOS晶体管51和第四P沟道MOS晶体管52的尺寸比，能够减小流到节点45、第二P沟道MOS晶体管42和第三P沟道MOS晶体管51的电流。此外，能够减小接收电路的功率消耗。

[第二实施例]

图14是根据本发明的第二实施例的接收单元3的配置的电路图。在以下描述中，将相同的符号赋予第一实施例中相同或相应的元件。在第二实施例中将省略与第一实施例相同组件的描述。

如图14所示，第二实施例的接收电路3具有与图3以及第一实施例相对应的配置。然而，在第二实施例中，使用了与图12中的接收电路30不同的接收电路31。具体地，接收电路31包括第一接收电路70、第二接收电路80、触发器60和反相器11。而且，接收电路31包括偏置提供端子13，用于向第一接收电路70和第二接收电路80提供偏置；以及输出端子10，用于输出与接收数据相对应的输出信号。

第一接收电路70包括：第一到第三P沟道MOS晶体管71-73的第一恒流源70a、以及第一到第三N沟道MOS晶体管74-76的第一检测电路70b。第一P沟道MOS晶体管71的源极与电源线VDD相连，而其栅极与偏置提供端子13相连。第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的各自源极与电源线VDD相连。此外，第二P沟道MOS晶体管72的栅极和第三P沟道MOS晶体管73的栅极相互连接。而且，第三P沟道MOS晶体管73的栅极与其漏极相连。第一N沟道MOS晶体管74设置在第一P沟道MOS晶体管71和节点14之间。第一N沟道MOS晶体管74的源极与节点14相连。类似地，第二N沟道MOS晶体管75设置在第二P沟道MOS晶体管72和节点15之间。第二N沟道MOS晶体管75的源极与节点15相连。第一N沟道MOS晶体管74的栅极和第二N沟道MOS晶体管75的栅极相互连接，并且与第三N沟道MOS晶体管76的栅极相连。第三N沟道MOS晶体管76设置在节点77和节点15之间，并且其源极与节点15相连。

第二接收电路80具有与第一接收电路70相同的结构。第二接收电路80由以下组件构成：第四到第六P沟道MOS晶体管81-83的第二恒流源80a、以及第四到第六N沟道MOS晶体管84-86的第二检测电路80b。第四P沟道MOS晶体管81的源极与电源线VDD相连，而其栅极与偏置提供端子13相连。第五P沟道MOS晶体管82和第六P沟道MOS晶体管83的各自源极与电源线VDD相连。此外，第五P沟道MOS晶体管82的栅极和第六P沟道MOS晶体管83的栅极相互连接。而且，第六P沟道MOS晶体管83的栅极与其漏极相连。第四N沟道MOS晶体管84设置在第四P沟道MOS晶体管81和节点15之间。第四N沟道MOS晶体管84的源极与节点15相连。类似地，第五N沟道MOS晶体管85设置在第五P沟道MOS晶体管82和节点14之间。第五N沟道MOS晶体管85的源极与节点14相连。第四N沟道MOS晶体管84的栅极和第五N沟道MOS晶体管85的栅极相互连接，并且与第六N沟道MOS晶体管86的栅极相连。第六N沟道MOS晶体管86设置在节点89和节点14之间，并且其源极与节点14相连。

如图14所示，第三P沟道MOS晶体管73的漏极和第六N沟道MOS晶体管86的漏极通过节点89相互连接。类似地，第六P沟道MOS晶体管83的漏极和第三N沟道MOS晶体管76的漏极通过节点79相互连接。将第二接收电路80中产生的输出信号通过节点88提供给第一与非电路61。将第一接收电路70中所产生的输出信号通过节点78提供给第二与非电路62。

接下来将参考图14来描述接收电路31的操作。以下的描述基于以下条件：第一N沟道MOS晶体管74的栅极和源极之间的电压为电压GS74；第二N沟道MOS晶体管75的栅极和源极之间的电压为电压GS75；第三N沟道MOS晶体管76的栅极和源极之间的电压为电压GS76；以及第四N沟道MOS晶体管84的栅极和源极之间的电压为电压GS584，此外，第五N沟道MOS晶体管85的栅极和源极之间的电压为电压GS85；并且第六N沟道MOS晶体管86的栅极和源极之间的电压为电压GS86。而且针对节点14变为浮置电压而节点15变为地电位的情况来进行以下描述。然而，当节点14处于地电位而节点15处于浮置电压时，执行相同的操作。

如图14所示，第一到第三P沟道MOS晶体管71到73配置了电流反射镜恒流源。因此，如果电压GS74、GS75和GS76彼此相等，则节点77、78和79的电压变得彼此相等。此外，如果电压GS84、GS85和GS86彼此相等，则节点87、88和89的电压彼此相等。

这里，当节点14变为浮置电压而节点15变为地电位时，节点77和节点14之间的电压差(即电压GS74)变为小于节点77和节点15之间的电压差(即，电压GS75或GS76)。类似地，节点87和节点14之间的电压差(即电压GS86或GS85)变为小于节点87和节点15之间的电压差(即，电压GS84)。换句话说，当

节点14＝浮置电压，以及

节点15＝地电位电压；则

电压GS74＜电压GS75；

电压GS74＜电压GS76；

电压GS86＜电压GS84；以及

电压GS85＜电压GS84。

此时，节点78的电压变为低于节点77的电压，这是由于

电压GS74＜电压GS75。

而且，节点88的电压变为高于节点87的电压，这是由于

电压GS85＜电压GS84。

此外，节点78的电压下降到更低，这是由于：

电压GS86＜电压GS84。

结果，减小了流过电流反射镜配置中的第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的电流。此外，节点88的电压会变得更高，这是由于

电压GS74＜电压GS76。

结果，增加了流过电流反射镜配置中的第六P沟道MOS晶体管83和第四N沟道MOS晶体管84的电流。在这种情况下，节点78的电压变化由于电压GS75和GS86的电压变化的放大而引起。类似地，节点88的电压变化由电压GS76和GS85的电压变化的放大而引起。因此，如果GS75到GS85的电压高于预定电压，则节点78和88的电压可以几乎在电源电位和GND电位之间的完全范围内发生变化。

第二实施例的接收电路31对电压GS75和电压GS86、或电压GS76和电压GS85的两个电压变化进行放大。因此，电压放大因子大于第一实施例中的接收电路30。例如，假定电流I以50mV的幅度电压流过端接电阻12，则

电压GS75-电压GS74

＝电压GS86-电压GS84

＝50mV；以及

电压GS76-电压GS74

＝电压G885-电压GS84

＝50mV。

第二实施例中的接收电路31具有与第一实施例中的接收电路30相同的效果。例如，假定从上述发射电路20的第二输出晶体管24到第二输入端子9的电阻为100Ω，并且从第一输出晶体管23到第一输入端子8的电阻为100Ω。当第二输出晶体管24导通而第一输出晶体管23截止时，节点15的电压从地电位变为浮置值。更具体地，如果从第二输入端子9流到第二输出晶体管24的电流为1mA，节点15的电压从地电位变为浮置值100mV(＝100Ω*1mA)。此时，节点14和节点15由端接电阻12端接(＝100Ω)。因此，假定从节点14通过端接电阻12流到节点15的电流为0.5mA时，则节点15的电压变为150mV(＝100Ω*0.5mA+100mV)。类似地，当第一输出晶体管23导通而第二输出晶体管24截止时，从第二输入端子9流到第二输出端子24的电流值变为0.5mA。因此，节点15的电压从地电位变为值100mV(＝100Ω*1mA)。因此，节点15的幅度电压变为50mV(＝100mV-50mV)。根据端接电阻12的电阻和流到端接电阻12的电流值I来确定该值。

应该注意到，在假定第一接收电路70中的第一P沟道MOS晶体管71、第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的尺寸彼此相等的情况下，进行了以上描述。然而，第一P沟道MOS晶体管71、第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的尺寸比可能为m∶n∶1(m和n满足m＞n≥1)。类似地，第四P沟道MOS晶体管81、第五P沟道MOS晶体管82和第六P沟道MOS晶体管83可能为m∶n∶1。当第一P沟道MOS晶体管71、第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的尺寸比为m∶n∶1，则有效地，将第一N沟道MOS晶体管74、第二N沟道MOS晶体管75和第三N沟道MOS晶体管76设置为m∶n∶1。类似地，当第四P沟道MOS晶体管81、第五P沟道MOS晶体管82和第六P沟道MOS晶体管83的尺寸比可能为m∶n∶1时，有效地，将第四N沟道MOS晶体管84、第五N沟道MOS晶体管85和第六N沟道MOS晶体管86设置为m∶n∶1。

在图14所示的上述接收电路31中，当节点14变为浮置电压而节点15变为地电位时，电流I从节点14通过端接电阻12流到节点15，并且确保了节点14和15的幅度电压。此时，从第二P沟道MOS晶体管72和第四P沟道MOS晶体管81流到节点15的电流对于节点78的电压变化而言是必须的。而且，从第三P沟道MOS晶体管73和第五P沟道MOS晶体管82流到节点15的电流对于节点88的电压变化而言是必须的。也就是，这些电流并未用于具有大负载容量的传输线的电压变化。由于节点78和节点88并不具有与传输线同样大的负载，因此，即使减小了流过第二P沟道MOS晶体管72、第四P沟道MOS晶体管81、以及第三P沟道MOS晶体管73和第五P沟道MOS晶体管82的电流，该电路也能够适当地操作。在这种情况下，通过在图14所示的接收电路31的电流反射镜配置中，将P沟道MOS晶体管71、第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的尺寸比设置为m∶n∶1，并且通过将第四P沟道MOS晶体管81、第五P沟道MOS晶体管82和第六P沟道MOS晶体管83的尺寸比设置为m∶n∶1，能够减小流到节点78、第二P沟道MOS晶体管72和第三P沟道MOS晶体管73的电流。此外，能够减小接收电路31的功率消耗。

[第三实施例]

图15是根据本发明的第三实施例的接收单元3的配置的电路图。如图15所示，第三实施例的接收单元3在接收电路30的配置上与第一实施例的接收单元3存在部分的差别。具体地，在第三实施例中，接收电路30包括触发器90，替代了触发器60。此外，触发器90具有第一或非电路91和第二或非电路92。第一或非电路91和第二或非电路92相连从而配置了锁存电路。对于本领域的技术人员显而易见，具有触发器90的第三实施例中的接收电路30与第一实施例中的接收电路30等效地进行操作。

[第四实施例]

图16是示出了根据本发明第四实施例的接收单元3的配置的电路图。如图16所示，第四实施例的接收单元3在接收电路31的配置上与第二实施例的接收单元3存在部分的差别。具体地，在第四实施例中，接收电路31包括触发器90，替代了触发器60。此外，触发器90具有第一或非电路91和第二或非电路92。第一或非电路91和第二或非电路92相连从而配置了锁存电路。对于本领域的技术人员显而易见，具有触发器90的第四实施例中的接收电路31与第二实施例中的接收电路31等效地进行操作。

[第五实施例]

图17是示出了根据本发明第五实施例的接收单元3的配置的电路图。如图17所示，第五实施例的接收单元3与第一实施例的接收单元3的差别在于：反相器11的输入直接与节点45相连。第五实施例中的接收电路30不具有触发器60。当然，使用触发器60对于改善操作的可靠性而言是理想的。然而，如以上所提到的，接收电路30的节点45的电压几乎完全在地电位和电源电位之间变化。因此，即使反相器11的输入直接与节点45相连，也不会存在任何问题。对于高速操作而言相当优选地，不使用触发器60。反相器11的输入可以不与节点45而是与节点55相连。对本领域的技术人员显而易见，没有触发器60的配置适合于接收电路31。

[第六实施例]

图18是示出了根据本发明第六实施例的接收单元3的配置的电路图。如图18所示，第六实施例中接收单元3具有与图6所示的配置相对应的接收电路30。也就是，第六实施例中的接收单元30包括用于向节点14和15分别提供恒定电流I0的恒流源32和33，并且包括数据检测电路34，用于根据施加到端接电阻12上的电压(即节点14和节点15之间的电压差)来确定传输数据。数据检测电路34向节点14和15分别提供小电流I1和I2，与电流I0相比，从一定程度上可忽略。

从电路中的元件连接的观点来看，第六实施例的接收电路30的具体配置与图12所示的第一实施例的接收电路30相同。更具体地，恒流源32由第一P沟道MOS晶体管41和第一N沟道MOS晶体管43构成。恒流源33由第四P沟道MOS晶体管52和第四N沟道MOS晶体管54构成。选择第一P沟道MOS晶体管41和第四P沟道MOS晶体管52的尺寸，从而使其驱动能力彼此相等。选择第一N沟道MOS晶体管43和第四N沟道MOS晶体管54的尺寸，从而使其驱动能力彼此相等。恒流源32和33分别向节点14和15提供与从偏置提供端子13提供的偏置相对应的相同电流I0。数据检测电路34包括第二P沟道MOS晶体管42A、第二N沟道MOS晶体管44A、第三P沟道MOS晶体管51A、第三P沟道MOS晶体管53A、触发器60和反相器11。第二P沟道MOS晶体管42A、第二N沟道MOS晶体管44A、第三P沟道MOS晶体管51A、第三P沟道MOS晶体管53A分别对应于第一实施例的接收电路30中的第二P沟道MOS晶体管42、第二N沟道MOS晶体管44、第三P沟道MOS晶体管51、第三P沟道MOS晶体管53，并且其采用类似的参考符号。

第六实施例和第一实施例的差别在于：第二P沟道MOS晶体管42A、第二N沟道MOS晶体管44A、第三P沟道MOS晶体管51A、第三P沟道MOS晶体管53A的栅极宽度，即这些MOS晶体管的驱动能力与第一实施例的接收电路30中的对应MOS晶体管相比极其小。例如，将第二P沟道MOS晶体管42A和第二N沟道MOS晶体管44A的栅极宽度设置为第一P沟道MOS晶体管41和第一N沟道MOS晶体管43的每一个的栅极宽度的1/20。将第三P沟道MOS晶体管51A和第三N沟道MOS晶体管44A的栅极宽度设置为第四P沟道MOS晶体管52和第四N沟道MOS晶体管54的每一个的栅极宽度的1/20。重要的是，使第二P沟道MOS晶体管42A、第二N沟道MOS晶体管44A、第三P沟道MOS晶体管51A、第三P沟道MOS晶体管53A的栅极宽度较小，以便与恒定电流I0相比，极大地减小了从数据检测电路34中输出的电流I1和I2。

将描述第二输入端子9(以及节点15)在第二传输线7和发射电路20中通过第二输出晶体管24接地的情况下，第六实施例中的接收电路30的操作。在这种情况下，应该注意，节点14的电压比节点15高R0I0。这里，R0是端接电阻12的电阻。

第一N沟道MOS晶体管43和第四N沟道MOS晶体管54均为二极管接法的。因此，其栅极的电压，即节点46和56的电压，是相同的且保持恒定。当将节点15下拉到地电位时，第二N沟道MOS晶体管44A的栅极和源极之间的电压，即，电压GS44会增加。因此，与节点46的电压相比，降低了与第二N沟道MOS晶体管44A的漏级相连的节点45的电压。

另一方面，将节点14上拉到电位R0I0。因此，第四N沟道MOS晶体管54A的栅极和源极之间的电压，即电压GS54会下降，从而与第四N沟道MOS晶体管54A的漏极相连的节点55的电压变为高于节点56的电压。节点45的电压变化由电压GS44的电压变化的放大而引起。类似地，节点55的电压变化由电压GS53的电压变化的放大而引起。因此，如果GS44和GS53的电压高于预定电压，则节点45和节点55的电压几乎在电源电位和地电位之间的完全范围内发生变化。节点45和55的电压变化对应于来自发射单元20的传输数据。由触发电路60来锁存节点45和55的电压变化，并且从输出端子10输出其，作为接收数据。对本领域的技术人员显而易见，当第一输入端子8(和节点14)通过发射电路20的第一输出晶体管23和第一传输线6接地时，执行类似的操作。

第六实施例的接收电路30的优点在于：与第一实施例的接收电路30相比，能够减小功率消耗。当然，为了使节点14和15的电压变化增大到足够大，需要提供大到一定程度的恒定电流I0。这一点类似于第一实施例中的接收电路30。然而，在第六实施例的接收电路30中，限制了流到第二P沟道MOS晶体管42A、第二N沟道MOS晶体管44A、第三P沟道MOS晶体管51A、第三P沟道MOS晶体管53A的电流I1和I2。因此，有利地，减小了功率消耗。

[第七实施例]

图19是示出了根据本发明第七实施例的接收单元3的配置的电路图。第七实施例中接收单元3具有与图6所示以及第六实施例的配置相对应的接收电路30。也就是，第七实施例中的接收电路30包括用于向节点14和15分别提供恒定电流I0的恒流源32A和33A，并且包括数据检测电路34A，用于根据施加到端接电阻12上的电压(即节点14和节点15之间的电压差)来确定传输数据。数据检测电路34A向节点14和15分别提供小电流I1和I2，与电流I0相比，从一定程度上可忽略。

从配置电路的元件连接的观点来看，第七实施例的接收电路30的具体配置与图14所示的第二实施例的接收电路30相同。更具体地，恒流源32A由第一P沟道MOS晶体管71和第一N沟道MOS晶体管74构成。恒流源33A由第四P沟道MOS晶体管81和第四P沟道MOS晶体管84构成。选择第一P沟道MOS晶体管71和第四P沟道MOS晶体管81的尺寸，从而使其驱动能力彼此相等。此外，选择第一N沟道MOS晶体管74和第四N沟道MOS晶体管84的尺寸，从而使其驱动能力彼此相等。恒流源32和33分别向节点14和15提供与从偏置提供端子13提供的偏置相对应的相同电流I0。

数据检测电路34A包括第二和第三P沟道MOS晶体管72A和73A、第五和第六P沟道MOS晶体管82A和83A、第二和第三N沟道MOS晶体管75A和76A、第五和第六N沟道MOS晶体管85A和86A、触发器60和反相器11。第二和第三P沟道MOS晶体管72A和73A、第五和第六P沟道MOS晶体管82A和83A、第二和第三N沟道MOS晶体管75A和76A、第五和第六N沟道MOS晶体管85A和86A分别对应于第二实施例的接收电路31中的第二和第三P沟道MOS晶体管72和73、第五和第六P沟道MOS晶体管82和83、第二和第三N沟道MOS晶体管75和76、第五和第六N沟道MOS晶体管85和86，并且其采用类似的参考符号。

第七实施例和第二实施例的差别在于：第二和第三P沟道MOS晶体管72A和73A、第五和第六P沟道MOS晶体管82A和83A、第二和第三N沟道MOS晶体管75A和76A、第五和第六N沟道MOS晶体管85A和86A的栅极宽度，即这些MOS晶体管的驱动能力与第二实施例的接收电路31相比极其小。重要的是，使第二和第三P沟道MOS晶体管72A和73A、第五和第六P沟道MOS晶体管82A和83A、第二和第三N沟道MOS晶体管75A和76A、第五和第六N沟道MOS晶体管85A和86A的栅极宽度较小，以便与恒定电流I0相比，极大地减小了从数据检测电路34A中输出的电流I1和I2。

将描述在第二输入端子9(以及节点15)在发射电路20和第二传输线7中通过第二输出晶体管24接地的情况下，第七实施例中的接收电路31的操作。在这种情况下，应该注意，节点14的电压比节点15高R0I0。这里，R0是端接电阻12的电阻。第一N沟道MOS晶体管74和第四N沟道MOS晶体管84均为连接二极管的，由此，这些晶体管的栅极电压(即节点77和87的电压)是相同的且保持恒定。

当将节点15下拉到地电位时，第二N沟道MOS晶体管75A的栅极和源极之间的电压(即，电压GS75)会增加。因此，与节点77的电位相比，降低了与第二N沟道MOS晶体管44A的漏极相连的节点78的电压。另一方面，由于将节点14上拉到电位R0I0，因此，第五N沟道MOS晶体管85A的栅极和源极之间的电压(即电压GS85)会下降。因此，与第五N沟道MOS晶体管85A的漏极相连的节点88的电压变为高于节点87的电位。

当将节点14的电位上拉时，第六N沟道MOS晶体管86A的栅极和源极之间的电压(即，电压GS86)会增加。因此，与第六N沟道MOS晶体管86A的漏极相连的节点89的电压变得更高。当节点89的电位变得更高时，流到第二和第三P沟道MOS晶体管72A和73A的电流会减小，由此，节点78的电压进一步下降。

类似地，当将节点15的电位下拉时，第三N沟道MOS晶体管76A的栅极和源极之间的电压(即，电压GS76)会增加。因此，与第三N沟道MOS晶体管76A的漏极相连的节点79的电压变得更低。当节点79的电位变得更低时，流到第五和第六P沟道MOS晶体管82A和83A的电流会增加，由此，节点88的电位会升高。

按照该方式，节点78的电压变化由电压GS86的电压变化的放大而引起。类似地，节点88的电压变化由电压GS76和GS85的电压变化的放大而引起。因此，如果电压GS86、GS76和GS85发生一定程度的改变，则节点78和节点88的电压几乎在电源电位和地电位之间的完全范围内发生变化。节点78和88的电压变化对应于从发射单元20传送来的数据。由触发电路60来锁存节点78和88的电压变化，然后从输出端子10输出其，作为接收数据。

第七实施例中的接收单元3的优点在于：与第六实施例相比，电压放大因子较大。在第七实施例中，通过两个电压GS75和GS86的变化来引起节点78的电压变化。此外，通过两个电压GS76和GS85的变化来引起节点88的电压变化。因此，第七实施例中的接收单元3能够实现较大的电压放大因子。

[第八实施例]

图20是示出了根据本发明第八实施例的数据传输设备1A的配置的电路图。在图20所示的数据传输设备1A中，将接收单元3的配置作如下修改。也就是，接收单元3中的端接电阻12由串联的两个电阻元件12a和12b构成，并且另外，串联的电阻元件17和电容元件18连接在电阻元件12a和12b之间的连接节点16和地电位19之间。

这样的配置有效地降低了在第一传输线6和第二传输线7上传送的信号的噪声。这是由于电阻元件17和电容元件18充当将公共噪声的高频分量放电到地电位19中的路线。即使将具有高频分量的公共噪声叠加在通过第一传输线6和第二传输线7传送的信号之上，也可以由电阻元件17和电容元件18来去除该噪声。

在图20所示的配置中，需要电阻元件12a和12b的电阻和等于第一传输线6和第二传输线7中的差分阻抗Zdiff。如以上所提到的，有效地限制了接收电路30中的电压波和电流波的反射，并且在电阻元件12a和12b的电阻和等于差分阻抗Zdiff的情况下，减小了通过传输线传送的信号的噪声。

[第九实施例]

图21是示出了根据本发明第九实施例的数据传输设备1B的配置的电路图。图21所示的数据传输设备1B具有在发射/接收单元2B和3B之间执行双向通信的配置。更具体地，发射/接收单元2B和3B均包括具有如上所述的配置的发射电路20和接收电路30。发射/接收单元2B中的发射电路20和接收电路30与输入/输出端子4B和5B相连。发射/接收单元3B中的发射电路20和接收电路30与输入/输出端子8B和9B相连。端接电阻12连接在发射/接收单元2B中的输入/输出端子4B和5B之间，而另一端接电阻12连接在发射/接收单元3B中的输入/输出端子8B和9B之间。对本领域的技术人员显而易见，具有这样的配置的数据传输设备1B能够实现双向通信。

[第十实施例]

图22是示出了根据本发明的第十实施例的数据传输设备1C的配置的电路图。在图22所示的数据传输设备1C中，P沟道MOS晶体管而非N沟道MOS晶体管用作发射电路的输出晶体管。因此，修改了接收电路的配置和操作。

更具体地，图22所示的数据传输设备1C由发射单元2C和接收单元3C构成。发射单元2C包括发射电路20C、第一输出端子4和第二输出端子5。发射电路20C包括数据输入端子25、第一反相器21、第二反相器22、第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C。数据输入端子25接收与传输数据相对应的传输数据信号/DIN。第一反相器21对从数据输入端子25提供的传输数据信号/DIN进行反相以产生信号IN。第二反相器22对信号IN进行反相以产生信号INB。信号IN和信号INB是与传输数据相对应的互补信号集合。第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C均是P沟道MOS晶体管，其源极与电源线VDD相连。第一输出晶体管23充当开关元件，以便响应信号IN，将第一输出端子4与电源线VDD电连接。第二输出晶体管24C充当开关元件，以便响应信号INB，将第二输出端子5与电源线VDD电连接。第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C响应信号IN和信号INB，互斥地导通。根据传输数据来确定第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C的状态。

接收电路3C包括端接电阻12、接收电路30C、第一输入端子8和第二输入端子9。端接电阻12设置在与第一输入端子8相连的节点14和与第二输入端子9相连的节点15之间。接收电路30C产生接收数据。所述接收电路30C具有两个功能。一个功能是引出电流IA和IB，以便从节点14和15分别传送和接收数据。电流IA和IB流过其的路线取决于发射电路20C中的哪些晶体管导通，即，取决于第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C的哪一个导通。如图22所示，当第一输出晶体管23C导通而第二输出晶体管24C截止时，将通过将电流IA和IB相加所获得的电流IA+IB从第一输出晶体管23C通过第一传输线6提供给节点14。在提供给节点14的电流中，电流IA直接从节点14流入接收电路30，而电流IB从节点14通过端接电阻12流到节点15，并且流入接收电路30C。另一方面，当第一输出晶体管23C截止而第二输出晶体管24C导通时，将电流IA+IB从第二输出晶体管24C通过第二传输线7提供给节点15。在提供给节点15的电流中，电流IB直接从节点15流入接收电路30C，而电流IA从节点15通过端接电阻12流到节点14，并且流入接收电路30C。

接收电路30C的另一功能是根据在端接电阻12的两端所产生的电压(即，根据节点14和节点15之间的电压差)，确定从发射单元2C发送的数据。如上所述，取决于第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C的哪一个导通(即，取决于要传送的数据)，电流以不同的方向流过端接电阻12。因此，在通过端接电阻12连接的节点14和节点15具有与要传送的数据相对应的电压差。接收电路30C根据该电压差来确定传输的数据，并输出确定的数据，作为接收数据。

具有这样的配置的数据传输设备1C在电流流过方向上不同于图3所示的数据传输设备1。然而，在数据传输设备1C以及图3所示的数据传输设备1中可以获得相同的优点。具体地，由接收电路30C确定所述数据所使用的电压(即，在端接电阻12的两端所产生的电压)基于端接电阻12的电阻值R0和流过端接电阻12的电流I来进行确定。另一方面，在端接电阻12两端所产生的电压信号的幅度并不取决于第一输出晶体管23和第二输出晶体管24的导通电阻值、以及第一传输线6和第二传输线7的阻抗。这有助于限制功率消耗的改变，并提高高速数据传输的稳定性，如以上所提到的。

为了稳定在端接电阻12两端所产生的电压信号的幅度，优选地，当通过使第二晶体管24截止而使节点15从电源线VDD上断开时从节点15流到接收电路30C的电流IB与当通过使第一输出晶体管23截止而使节点14从电源线VDD上断开时从节点14流到接收电路30C的电流IA相同。根据这样的配置，无论第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C的哪一个导通，在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度变为恒定为R0IA(＝R0IB)。这有助于高速地传送数据。

[第十一实施例]

图23是示出了根据本发明第十一实施例的接收电路30C的配置的电路图。在第十一实施例中，接收电路30C包括恒流源32C、恒流源33C和数据检测电路34C。恒流源32C和33C从节点14和15中引出恒定电流I0以使其流出到地电位。数据检测电路34C响应端接电阻12两端所产生的电压(即，节点14和节点15之间的电压差)，确定传输数据，并且输出所确定的数据，作为接收数据。

将由数据检测电路34C分别从节点14和15中引出的电流I1和I2减小到与由恒流源32C和33C从节点14和15中引出的恒定电流I0相比可忽略的程度。结果，流过端接电阻12的电流I的幅度大致与恒定电流I0相等，而与第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C的哪一个导通无关。因此，在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度变为大致恒定为R0I0。这对于高速数据传输而言是有利的。理想地，需要将电流I1和I2的幅度设置为零。

即使当电流I1和I2的幅度不为零时，优选地，当通过使第二晶体管24C截止而使节点15从电源线VDD上断开时从节点15流到数据检测电路34C的电流I2与当通过使第一输出晶体管23C截止而使节点14从电源线VDD上断开时从节点14流到数据检测电路34C的电流I1相同。在该配置中，无论第一输出晶体管23C和第二输出晶体管24C的哪一个导通，在端接电阻12的两端所产生的电压信号的幅度变为恒定为R0I0。

根据本发明，可以稳定在接收单元和发射单元之间设置的传输线的幅度电压。

此外，根据本发明，通过使接收单元包括电流反射镜配置的恒流源，能够稳定地向电流提供电流。此外，在本发明中，由于可以将接收单元中的所有电流提供给发射电路，因此，能够减小功率消耗。

Claims (23)

1、一种数据传输设备，包括：

发射单元；

与所述发射单元相连的传输线，并且包括第一传输线和第二传输线；

与所述传输线相连的接收单元；

端接电阻，连接在与接收单元侧上的所述第一传输线相连的第一接收节点和与接收单元侧上的所述第二传输线相连的第二接收节点之间；

其中所述发射单元通过所述传输线向所述接收单元传送传输数据；以及

所述接收单元根据作为所述第一接收节点和所述第二接收节点之间的电压差的幅度电压来检测与所述传输数据相对应的接收数据。

2、根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于：所述端接电阻的电阻值与所述传输线的差分阻抗一致。

3、根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于还包括：

第三电阻；以及

电容；

其中所述端接电阻包括：

第一电阻，其一端与所述第一接收节点相连，而另一端与连接节点相连；以及

第二电阻，其一端与所述第二接收节点相连，而另一端与所述连接节点相连；

所述第三电阻和所述电容串联在所述连接节点和所述接地端子之间。

4、根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于所述发射单元包括：

第一开关，连接在所述第一传输线和接地端子之间；以及

第二开关，连接在所述第二传输线和所述接地端子之间；

所述传输设备响应所述传输数据，互斥地导通所述第一开关和所述第二开关之一；以及

电流从所述接收单元通过所述传输线流到所导通的开关。

5、根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于所述发射单元包括：

第三开关，连接在所述第一传输线和电源端子之间；以及

第四开关，连接在所述第二传输线和所述电源端子之间；

所述传输设备响应所述传输数据，互斥地导通所述第一开关和所述第二开关之一；以及

电流从所导通的开关通过所述传输线流到所述接收单元。

6、根据权利要求4所述的数据传输设备，其特征在于：所述第一到第四开关的每一个均包括MOS晶体管，具有与所述传输线的特性阻抗相一致的导通电阻。

7、根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于所述接收单元包括：

接收电路，配置用来响应所述幅度电压来检测所述接收数据。

8、根据权利要求4所述的数据传输设备，其特征在于所述接收单元包括：接收电路，配置来向所述第一接收节点提供第一电流而向所述第二接收节点提供第二电流，以便响应所述幅度电压来检测所述接收数据，并且输出所检测的接收数据。

9、根据权利要求8所述的数据传输设备，其特征在于所述接收电路包括：

恒流源，配置用来向所述第一接收节点提供第一恒定电流，而向所述第二接收节点提供第二恒定电流；以及

数据检测电路，配置用来向所述第一接收节点提供第一子电流，而向所述第二接收节点提供第二子电流，并且响应所述幅度电压来产生所述接收数据；以及

所述第一电流是所述第一恒定电流和所述第一子电流的和，而所述第二电流是所述第二恒定电流和所述第二子电流的和。

10、根据权利要求9所述的数据传输设备，其特征在于所述恒流源包括：

第一恒流源，配置用来根据偏置，向所述第一接收节点提供所述第一恒定电流；以及

第二恒流源，配置用来根据所述偏置，向所述第二接收节点提供所述第二恒定电流。

11、根据权利要求10所述的数据传输设备，其特征在于：所述数据检测电路根据所述第二恒定电流，向所述第一接收节点提供所述第一子电流，而根据所述第一恒定电流，向所述第二接收节点提供所述第二子电流，并且响应所述幅度电压，输出与所述传输数据相对应的所述接收数据。

12、根据权利要求5所述的数据传输设备，其特征在于所述接收单元包括：

接收电路，配置用来从所述第一接收节点中引出第一电流而从所述第二接收节点中引出第二电流，以响应所述幅度电压来检测所述接收数据，并且输出所检测的接收数据。

13、根据权利要求12所述的数据传输设备，其特征在于所述接收电路包括：

恒流源，配置用来从所述第一接收节点中引出第一恒定电流而从所述第二接收节点中引出第二恒定电流；以及

数据检测电路，配置用来从所述第一接收节点中引出第一子电流而从所述第二接收节点中引出第二子电流，并且响应所述幅度电压来产生所述接收数据；以及

所述第一电流是所述第一恒定电流和所述第一子电流的和，而所述第二电流是所述第二恒定电流和所述第二子电流的和。

14、根据权利要求13所述的数据传输设备，其特征在于所述恒流源包括：

第一恒流源，配置用来根据偏置，从所述第一接收节点引出所述第一恒定电流；以及

第二恒流源，配置用来根据所述偏置，从所述第二接收节点引出所述第二恒定电流。

15、根据权利要求14所述的数据传输设备，其特征在于：所述数据检测电路根据所述第二恒定电流，从所述第一接收节点引出所述第一子电流，而根据所述第一恒定电流，从所述第二接收节点引出所述第二子电流，并且响应所述幅度电压，输出与所述传输数据相对应的所述接收数据。

16、根据权利要求8所述的数据传输设备，其特征在于所述第二恒定电流具有与所述第一恒定电流的幅度相同的幅度。

17、根据权利要求8所述的数据传输设备，其特征在于：所述第一子电流和所述第二子电流分别小于所述第一恒定电流和所述第二恒定电流。

18、根据权利要求9所述的数据传输设备，其特征在于所述数据检测电路包括：

第一检测电路，与所述第一传输线和所述第二传输线相连，并且配置用来检测所述幅度电压，并且根据所述幅度电压来产生第一输出信号；

第二检测电路，与所述第一传输线和所述第二传输线的每一个相连，并且配置用来检测所述幅度电压，并且根据所述幅度电压来产生第二输出信号；

输出电路，配置用来响应所述第一和第二输出信号中的至少一个来输出所述接收数据。

19、根据权利要求18所述的数据传输设备，其特征在于所述输出电路包括触发电路。

20、根据权利要求10所述的数据传输设备，其特征在于：所述第一和第二恒流源的每一个均包括与所述数据检测电路相连的多个P沟道晶体管；

所述多个P沟道晶体管中的两个具有彼此相连的栅极，并且所述栅极与所述偏置相连；以及

所述第一P沟道晶体管和所述第二P沟道晶体管的尺寸比为n∶m(n和m是任意自然数)。

21、根据权利要求10所述的数据传输设备，其特征在于所述第一和第二恒流源的每一个均包括与所述数据检测电路相连的多个P沟道晶体管；

所述多个P沟道晶体管中的两个具有彼此相连的栅极；

所述多个P沟道晶体管中的另一个具有与所述偏置相连的栅极；以及

所述三个P沟道晶体管的尺寸比为n∶m∶l(n、m和l是任意自然数)。

22、一种数据传输设备，包括：

在根据权利要求1到21任一个所述的数据传输设备中使用的所述传输线；

第一发射/接收设备，与所述传输线相连；

第二发射/接收设备，与所述传输线相连；

第一端接电阻，连接在第一节点和第二节点之间，所述第一节点作为与所述第二发射/接收设备侧上的所述第一传输线相连的所述第一接收节点，所述第二节点作为与所述第二发射/接收设备侧上的所述第二传输线相连的所述第二接收节点；以及

第二端接电阻，连接在第三节点和第四节点之间，所述的第三节点作为与所述第一发射/接收设备侧上的所述第一传输线相连的所述第一接收节点，所述第四节点与作为与所述第一发射/接收设备侧上的所述第二传输线相连的所述第二接收节点；

其中所述第一发射/接收设备包括：

第一发射单元，如在根据权利要求1到21的任一个所述的数据传输设备中所使用的所述发射单元；以及

第一接收单元，如在根据权利要求1到21的任一个所述的数据传输设备中所使用的所述接收单元；以及

所述第二发射/接收设备包括：

第二发射单元，如在根据权利要求1到21的任一个所述的数据传输设备中所使用的所述发射单元；以及

第二接收单元，如在根据权利要求1到21的任一个所述的数据传输设备中所使用的所述接收单元。

23、一种在根据权利要求1到21的任一个所述的数据传输设备中所使用的接收单元。

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