DE112018005419T5 - Sensorausgangsschaltung - Google Patents

Sensorausgangsschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE112018005419T5
DE112018005419T5 DE112018005419.5T DE112018005419T DE112018005419T5 DE 112018005419 T5 DE112018005419 T5 DE 112018005419T5 DE 112018005419 T DE112018005419 T DE 112018005419T DE 112018005419 T5 DE112018005419 T5 DE 112018005419T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mos transistor
current
circuit
sensor output
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112018005419.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Matsumoto
Hiroshi Nakano
Akira Kotabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of DE112018005419T5 publication Critical patent/DE112018005419T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509—Interface arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/125—Discriminating pulses
    • H03K5/1252—Suppression or limitation of noise or interference
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00315—Modifications for increasing the reliability for protection in field-effect transistor circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346—Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361—Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors
    • G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

In einer herkömmlichen Sensorausgangsschaltung kann der Ausgangsstrom nicht mit hoher Genauigkeit begrenzt werden, und es war schwierig, die Radiowellenstrahlung durch Signalübertragung unter Verwendung eines Einzelleitungssignals zu reduzieren. Eine Sensorausgangsschaltung 1 dieser Ausführungsform enthält ein Impulssignal Vin, das sich entsprechend einer zu messenden physikalischen Größe ändert, die MOS-Transistoren 3 und 5, die Ein-/Aus-Vorgänge entsprechend dem Impulssignal Vin durchführen, eine Konstantstromquelle 2, die einen konstanten Strom erzeugt, einen MOS-Transistor 4, der eine Gate-Spannung eines MOS-Transistors 7 erzeugt, die MOS-Transistoren 6 und 8, die eine Stromspiegelschaltung bilden, und den MOS-Transistor 7, der so arbeitet, dass er eine Drain-Spannung des MOS-Transistors 8 auf einer konstanten Spannung hält, sowie den Ausgangsanschluss 9, der von den in Reihe geschalteten MOS-Transistoren 7 und 8 angesteuert wird. Darüber hinaus wird ein Ausgangssignal von der Sensorausgangsschaltung 1 über eine Ausgangssignalleitung 10 an eine Steuerschaltung 11 übertragen. Die Steuerschaltung 11 weist einen Pull-up-Widerstand 12, einen Kondensator 14 und eine Eingangs-Gate-Schaltung 13 auf.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorausgangsschaltung, die eine Pulswellenform an eine Ausgangssignalleitung (eine Ausgangsschaltung einer Sensorvorrichtung) ausgibt, und insbesondere eine Sensorausgangsschaltung, die Radiowellenstrahlung von der Ausgangssignalleitung reduzieren kann.
  • Stand der Technik
  • Als Beispiel für ein Verfahren zum Reduzieren des Rauschens in einer Ausgangsschaltung, die eine Pulswellenform an eine Ausgangssignalleitung ausgibt, gibt es eine Technik, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist. In der Patentliteratur 1 wird das Rauschen dadurch reduziert, dass der Ausgangsstrom in einen konstanten Strom umgewandelt wird und der Ausgangsstrom in ein Differenzsignal umgewandelt wird.
  • Literaturstellenliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: JP 7-249975 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In der Patentliteratur 1 wird das Rauschen durch Umwandeln eines Ausgangsstroms in einen konstanten Strom und Umwandeln des Ausgangsstroms in ein Differenzsignal reduziert. Da die Patentliteratur 1 die Signalübertragung innerhalb eines LSI beabsichtigt, ist es außerdem möglich, ein Differenzsignal zu verwenden. Das Differenzsignal hat eine hervorragende Wirkung sowohl auf Rauschwirkungen als auch auf die Rauschabstrahlung. Die Ausgangssignalleitung beträgt jedoch mehrere Meter oder mehr wie eine Sensorausgangsschaltung, so dass es schwierig ist, ein Differenzsignal in einer Ausgangsschaltung bei strengen Kostenbeschränkungen zu verwenden, und die Signalübertragung erfolgt durch ein Einzelleitungssignal. Aus diesem Grund ist es notwendig, in der Sensorausgangsschaltung den Ausgangsstrom mit höherer Präzision zu begrenzen, um die Radiowellenstrahlung zu unterdrücken. Das bedeutet, dass in dem oben beschriebenen verwandten Gebiet Überlegungen fehlen, um den Ausgangsstrom mit hoher Genauigkeit zu begrenzen.
  • Die Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben genannten Umstände, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sensorausgangsschaltung zur Verfügung zu stellen, die Funkwellenstrahlung selbst bei der Signalübertragung mit dem Einzelleitungssignal reduziert.
  • Lösung des Problems
  • Um das obige Problem zu lösen, ist in der Erfindung ein Ausgangsanschluss zum Ausgeben eines Impulssignals vorgesehen, sind ein erster MOS-Transistor und ein zweiter MOS-Transistor mit dem Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet und wird der erste MOS-Transistor mit einem konstanten Strom angesteuert, arbeitet der zweite MOS-Transistor, um den Drain-Anschluss des ersten MOS-Transistors auf einer konstanten Spannung zu halten.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Sensorausgangsschaltung bereitzustellen, die eine Radiowellenstrahlung auch bei der Signalübertragung mit einem Einzelleitungssignal reduziert.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Sensorausgangsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 2 ist eine grafische Darstellung, die die Merkmale eines MOS-Transistors 8 veranschaulicht.
    • 3 ist eine grafische Darstellung, die die Spannungs-Strom-Charakteristik eines Ausgangsanschlusses 9 veranschaulicht.
    • 4 ist ein Diagramm, das die Betriebswellenform des Ausgangsanschlusses 9 veranschaulicht.
    • 5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Sensorausgangsschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 6 ist ein Diagramm, das eine Stromwellenform am Ausgangsanschluss 9 in der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 7 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Sensorausgangsschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Sensorausgangsschaltung gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
    • 9 ist ein Diagramm, das eine Spannungswellenform am Ausgangsanschluss 9 in der fünften Ausführungsform veranschaulicht.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden, solange keine Unvereinbarkeit vorliegt.
  • Erste Ausführungsform
  • Zunächst wird eine Sensorausgangsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Weiter veranschaulicht 1 die Konfiguration der Sensorausgangsschaltung der ersten Ausführungsform, 2 veranschaulicht die Merkmale eines MOS-Transistors 8, 3 veranschaulicht die Spannungs-Strom-Charakteristik eines Ausgangsanschlusses 9 und 4 stellt eine Betriebswellenform des Ausgangsanschlusses 9 dar.
  • Eine Sensorausgangsschaltung 1 dieser Ausführungsform enthält ein Impulssignal Vin, das sich entsprechend einer zu messenden physikalischen Größe ändert, die MOS-Transistoren 3 und 5, die Ein-/Aus-Vorgänge entsprechend dem Impulssignal Vin durchführen, eine Konstantstromquelle 2, die einen konstanten Strom erzeugt, einen MOS-Transistor 4, der eine Gate-Spannung eines MOS-Transistors 7 erzeugt, die MOS-Transistoren 6 und 8, die eine Stromspiegelschaltung bilden, und den MOS-Transistor 7, der so arbeitet, dass er eine Drain-Spannung des MOS-Transistors 8 auf einer konstanten Spannung hält, sowie den Ausgangsanschluss 9, der von den in Reihe geschalteten MOS-Transistoren 7 und 8 angesteuert wird. Darüber hinaus wird ein Ausgangssignal von der Sensorausgangsschaltung 1 über eine Ausgangssignalleitung 10 an eine Steuerschaltung 11 übertragen. Die Steuerschaltung 11 weist einen Pull-up-Widerstand 12, einen Kondensator 14 und eine Eingangs-Gate-Schaltung 13 auf.
  • Hier werden die Merkmale des MOS-Transistors 8 grundsätzlich durch einen konstanten Strom angesteuert, wie in 2 dargestellt, aber der Drain-Strom steigt, wenn die Drain-Anschlussspannung zunimmt.
  • Insbesondere steigt, wenn der Prozess feiner wird, der Zunahmebetrag des Drain-Stroms an. In den letzten Jahren ist selbst bei einer Schaltung, die hauptsächlich durch eine analoge Schaltung, wie beispielsweise eine Sensorausgangsschaltung, konfiguriert ist, die Miniaturisierung einer auf demselben Chip integrierten Sensorsignalverarbeitungseinheit vorangetrieben worden. Dieses Merkmal des zunehmenden Drain-Stroms führt dazu, dass die Radiowellenstrahlung ansteigt, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Deshalb ist in dieser Ausführungsform der MOS-Transistor 7 zwischen dem Ausgangsanschluss und dem MOS-Transistor 8 so angeordnet, dass die Drain-Spannung des MOS-Transistors 8 konstant wird. Die Gate-Spannung des MOS-Transistors 7 wird durch den Stromwert der Konstantstromquelle 2 und der als Diode geschalteten MOS-Transistoren 4 und 6 bestimmt und im Wesentlichen konstant gehalten. Die Source-Spannung des MOS-Transistors 7 (die Drain-Spannung des MOS-Transistors 8) wird durch einen Schwellenwert des MOS-Transistors 7 niedriger als die Gate-Spannung des MOS-Transistors 7 gehalten. Dadurch kann, wie in 3 veranschaulicht ist, der Anstieg des Stroms am Ausgangsanschluss 9 aufgrund des Anstiegs der Spannung am Ausgangsanschluss 9 auf 1/10 oder weniger reduziert werden.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise der Sensorausgangsschaltung 1 mit Bezug auf 4 beschrieben. Wenn sich das Impulssignal Vin auf einem hohen Pegel befindet, wird der MOS-Transistor 3 abgeschaltet und der MOS-Transistor 5 wird eingeschaltet. Im Ergebnis werden die Gate-Spannungen der MOS-Transistoren 7 und 8 zu 0 V, so dass die MOS-Transistoren 7 und 8 abgeschaltet werden und die Spannung des Ausgangsanschlusses 9 durch den Pull-up-Widerstand 12 auf den hohen Pegel gebracht wird. Wenn sich das Impulssignal Vin auf einem niedrigen Pegel befindet, wird als Nächstes der MOS-Transistor 3 eingeschaltet und der MOS-Transistor 5 abgeschaltet, so dass der Strom aus der Konstantstromquelle 2 durch die MOS-Transistoren 4 und 6 fließt. Im Ergebnis fließt ein Strom, der proportional zum Drain-Strom des MOS-Transistors 6 ist, der die Source-Seite der Stromspiegelschaltung ist, die durch die MOS-Transistoren 6 und 8 konfiguriert ist, zum Drain des MOS-Transistors 8 und wird mit einem konstanten Strom angesteuert. Wie in 2 dargestellt ist, steigt der Drain-Strom hier mit zunehmender Drain-Spannung tendenziell an. Da der MOS-Transistor 7 in dieser Ausführungsform im Sättigungsbereich arbeitet, arbeitet er so, dass die Drain-Spannung des MOS-Transistors 8 konstant ist und ein Konstantstrom durch den Ausgangsanschluss 9 fließt, wie in 3 dargestellt ist. Da dieser Strom durch den Pull-up-Widerstand 12 fließt, wird die Spannung des Ausgangsanschlusses zum niedrigen Pegel.
  • Wenn der MOS-Transistor 7 nicht vorgesehen ist, wird zu diesem Zeitpunkt ein großer whiskerartiger Strom erzeugt, der zum Ausgangsanschluss 9 fließt, wie in 4 dargestellt ist; wenn aber der MOS-Transistor 7 vorgesehen ist, wird kein whiskerartiger Strom erzeugt. Der in 4 veranschaulichte whiskerartige Strom wird erzeugt, wenn die Spannungs-und Stromcharakteristik des in 3 dargestellten Ausgangsschlusses 9 einen Gradienten aufweist. Durch Hinzufügen des MOS-Transistors 7 wie in dieser Ausführungsform kann diese Charakteristik verbessert werden, so dass ein whiskerartiger Strom unterdrückt werden kann. Da der in 4 veranschaulichte whiskerartige Strom viele Hochfrequenzanteile hat, kommt es außerdem, wenn dieser Strom durch die Ausgangssignalleitung 10 fließt, zur Abstrahlung von Radiowellen. Gemäß dieser Ausführungsform kann der whiskerartige Strom jedoch eliminiert werden, so dass die Abstrahlung von Radiowellen aus der Ausgangssignalleitung 10 reduziert werden kann.
  • Zusätzlich kann in dieser Ausführungsform eine Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 durch Hinzufügen des MOS-Transistors 7 verbessert werden. In der Sensorausgangsschaltung 1 ist es notwendig zu verhindern, dass die Sensorausgangsschaltung 1 zerstört wird, selbst wenn eine statische Elektrizität oder Überspannung am Ausgangsanschluss 9 angelegt wird, und ist es notwendig, die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 zu verbessern.
  • Nachfolgend wird der Grund beschrieben, warum die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 in dieser Ausführungsform verbessert wird. Zunächst ist in einem Fall, in dem sich das Impulssignal Vin auf einem hohen Pegel befindet und die MOS-Transistoren 7 und 8 abgeschaltet sind, die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 die Summe der Source = Drain Durchbruchspannungen der MOS-Transistoren 7 und 8. Das bedeutet, dass durch Hinzufügen des MOS-Transistors 7 die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 um einen Betrag verbessert werden kann, der der Source = Drain Durchbruchspannung des MOS-Transistors 7 entspricht.
  • Als Nächstes wird in einem Fall, in dem sich das Impulssignal Vin auf einem niedrigen Pegel befindet und die MOS-Transistoren 7 und 8 eingeschaltet sind, die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 durch das Produkt aus dem durch den Ausgangsanschluss 9 fließenden Strom und der Spannung des Ausgangsanschlusses 9 bestimmt. In dieser Ausführungsform, in der der Strom am Ausgangsanschluss 9 unabhängig von der Spannung am Ausgangsanschluss 9 konstant gehalten werden kann, kann daher ein Durchbruch bis zu einer höheren Spannung verhindert werden. Das bedeutet, dass eine höhere Durchbruchspannung erhalten werden kann.
  • Als Nächstes wird die Anwendung eines MOS-Transistors mit hoher Durchbruchspannung für die erste Ausführungsform beschrieben.
  • Der im Feinprozess einsetzbare MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung hat eine schlechtere Drain-Spannungsabhängigkeit des Drain-Stroms als die in 2 dargestellten Merkmale des MOS-Transistors im Feinprozess. Daher ist es sinnvoll, nur den MOS-Transistor 7 in einen MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung zu ändern. Da zunächst die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 durch die Summe der Durchbruchspannungen des MOS-Transistors 7 und des MOS-Transistors 8 bestimmt wird, kann eine höhere Durchbruchspannung erreicht werden, indem zumindest der MOS-Transistor 7 durch einen MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung ersetzt wird.
  • Als Nächstes wird in der ersten Ausführungsform eine Ansteuerungsmethode beschrieben. Die Schaltungskonfiguration dieser Ausführungsform kann als eine Stromspiegelschaltung betrachtet werden, die durch die MOS-Transistoren 4, 6, 7 und 8 konfiguriert wird. Der Strom auf der Source-Seite dieser Stromspiegelschaltung wird durch die Verwendung der MOS-Transistoren 3 und 5 gesteuert. Durch die Steuerung des Stroms auf der Source-Seite der Stromspiegelschaltung auf diese Weise kann die Amplitude der Spannung zum Ansteuern des Gates des MOS-Transistors 7 reduziert werden. Das Signal zum Ansteuern des Gates des MOS-Transistors 7 gelangt über die Kapazität zwischen dem Gate und dem Drain des MOS-Transistors 7 an den Ausgangsanschluss 9 und verursacht eine Radiowellenabstrahlung von der Ausgangssignalleitung 10. Das bedeutet, dass durch das Steuern des Stroms auf der Source-Seite der Stromspiegelschaltung, die durch die MOS-Transistoren 4, 6, 7 und 8 unter Verwendung der MOS-Transistoren 3 und 5 konfiguriert ist, der Strom zwischen dem Gate und dem Drain des MOS-Transistors 7 gesteuert wird. Radiowellen, die zum Ausgangsanschluss 9 gelangen und von der Ausgangssignalleitung 10 abgestrahlt werden, können reduziert werden.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Es wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Eine Beschreibung der Entsprechungen, die mit der ersten Ausführungsform gleich sind, erfolgt nicht.
  • In dieser Ausführung ist der MOS-Transistor 8 ein MOS-Transistor mit niedriger Durchbruchspannung und der MOS-Transistor 7 ist ein MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung. Da die Drain-Spannungsabhängigkeit des Drain-Stroms des MOS-Transistors 8 reduziert werden kann und die Drain-Spannung des MOS-Transistors 8 durch den MOS-Transistor 7 konstant gehalten werden kann, ist die Abhängigkeit des Stroms des Ausgangsanschlusses 9 von der Spannung des Ausgangsanschlusses 9 gut.
  • Dies liegt daran, dass die Drain-Spannungsabhängigkeit des Drain-Stroms des MOS-Transistors bei einem MOS mit niedriger Durchbruchspannung besser als bei einem MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung ist, und die Wirkung des MOS-Transistors 7, der die Drain-Spannung des MOS-Transistors 8 konstant hält, ist zwischen einem MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung und dem MOS-Transistor mit niedriger Durchbruchspannung nicht unterschiedlich. Darüber hinaus ist in Bezug auf die Chipgröße die Größe des MOS-Transistors mit hoher Durchbruchspannung, der den gleichen Drain-Strom fließen lässt, größer als die Größe, die für den MOS-Transistor mit niedriger Durchbruchspannung erforderlich ist. Aus diesem Grund ist es möglich, die Chipgröße dadurch zu reduzieren, dass der MOS-Transistor 7 als MOS-Transistor mit hoher Durchbruchspannung und der MOS-Transistor 8 als MOS-Transistor mit niedriger Durchbruchspannung verwendet wird. Mit anderen Worten kann die Durchbruchspannung des Ausgangsanschlusses 9 dadurch verbessert werden, dass die Durchbruchspannung zwischen Drain und Source des MOS-Transistors 7 im Vergleich zur Durchbruchspannung zwischen Drain und Source des MOS-Transistors 8 erhöht wird, kann die Abhängigkeit der Spannung des Ausgangsanschlusses 9 vom Strom des Ausgangsanschlusses 9 verbessert werden und kann die Chip-Größe verringert werden.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Sensorausgangsschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Weiter wird in 5 die Konfiguration der Sensorausgangsschaltung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht und in 6 wird die Stromwellenform des Ausgangsanschlusses 9 dargestellt.
  • Eine Sensorausgangsschaltung 1 dieser Ausführungsform ist im Prinzip die gleiche wie die Sensorausgangsschaltung 1 der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass ein Kondensator 15 hinzugefügt wurde. Durch die Hinzufügung des Kondensators 15 wird die Änderung der Gate-Spannung der MOS-Transistoren 7 und 8 sanft. Das liegt daran, dass der Kondensator 15 von der Konstantstromquelle 2 geladen wird und die Änderungsgeschwindigkeit des durch die MOS-Transistoren 4 und 6 fließenden Stroms um den Kapazitätswert des Kondensators 15 und den Strom der Konstantstromquelle 2 reduziert wird. Dadurch wird, wie in 6 dargestellt ist, die Stromänderung des Ausgangsanschlusses 9 sanft. Wenn man die Stromänderung des Ausgangsanschlusses 9 sanft macht, dann kann die harmonische Komponente der in 9 dargestellten Stromwellenform reduziert werden, so dass die Radiowellenabstrahlung von der Ausgangssignalleitung 10 reduziert werden kann.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Sensorausgangsschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 7 beschrieben. Weiter wird in 7 die Konfiguration der Sensorausgangsschaltung der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
  • Eine Sensorausgangsschaltung 1 dieser Ausführungsform ist im Prinzip die gleiche wie die Sensorausgangsschaltung 1 der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass die Treiberschaltungen für den MOS-Transistor 7 und den MOS-Transistor 8 separat vorgesehen sind. Die Treiberschaltung des MOS-Transistors 7 enthält die MOS-Transistoren 17 und 18, die als Reaktion auf das Impulssignal Vin Ein- und Ausschaltvorgänge durchführen, eine Konstantstromquelle 16, die einen konstanten Strom erzeugt, und einen MOS-Transistor 19, der eine Gate-Spannung des MOS-Transistors 7 erzeugt. Die Treiberschaltung des MOS-Transistors 8 enthält die MOS-Transistoren 21 und 22, die als Reaktion auf das Impulssignal Vin Ein-/Aus-Vorgänge durchführen, eine Konstantstromquelle 20, die einen konstanten Strom erzeugt, und einen MOS-Transistor 23, der mit dem MOS-Transistor 8 eine Stromspiegelschaltung bildet.
  • Die Konfiguration der dritten Ausführungsform erlaubt es, dass die Gate-Spannung des MOS-Transistors 7 niedriger als die der ersten Ausführungsform ist. Aus diesem Grund kann der niedrige Pegel des Ausgangsanschlusses 9 auf eine niedrigere Spannung eingestellt werden.
  • [Fünfte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Sensorausgangsschaltung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 8 und 9 beschrieben. Weiter wird in 8 die Konfiguration der Sensorausgangsschaltung der fünften Ausführungsform veranschaulicht und wird in 9 die Spannungswellenform des Ausgangsanschlusses 9 dargestellt.
  • Eine Sensorausgangsschaltung 1 dieser Ausführungsform ist im Prinzip die gleiche wie die Sensorausgangsschaltung 1 der vierten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass die Treiberschaltung des MOS-Transistors 7 in einen DA-Wandler 24 umgewandelt wird und die Ausgangsspannung des DA-Wandlers 24 durch das Signal Din zur Steuerung der Gate-Spannung des MOS-Transistors 7 gesteuert wird. In der Konfiguration der dritten Ausführungsform kann, da die Gate-Spannung des MOS-Transistors 7 gesteuert werden kann, der niedrige Pegel des Ausgangsanschlusses 9 gesteuert werden. Dadurch wird, wie in 9 dargestellt, ein Niedrig-Pegel-Signal des Ausgangssignals so verändert, dass eine Wellenform mit niedriger Amplitude überlagert werden kann.
  • In einem Fall, in dem eine Spannungswellenform, wie sie in 9 dargestellt ist, an eine Einzelleitungs-Signalleitung angelegt wird, werden bei Hochfrequenzsignalen Radiowellen entsprechend dem Strom des Einzelleitungssignals ausgegeben, während bei Niederfrequenzsignalen Radiowellen entsprechend der Spannung ausgesendet werden. Die Frequenzkomponente dieser niederfrequenten Radiowellenstrahlung entspricht im Wesentlichen der Frequenzkomponente der in 4 dargestellten Spannungswellenform. Um die harmonischen Komponenten der in 4 dargestellten Spannungswellenform auszulöschen, wurde hier dem niedrigen Pegel eine Wellenform mit kleiner Amplitude überlagert, wie in 9 veranschaulicht ist. Das bedeutet, dass es durch das Überlagern des niedrigen Pegels des Ausgangsanschlusses 9 mit einer Wellenform mit kleiner Amplitude möglich ist, die Radiowellenstrahlung der harmonischen Komponente der in 4 veranschaulichten Spannungswellenform zu reduzieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sensorausgangsschaltung
    2
    Konstantstromquelle
    3
    MOS-Transistor
    4
    MOS-Transistor
    5
    MOS-Transistor
    6
    MOS-Transistor
    7
    MOS-Transistor
    8
    MOS-Transistor
    9
    Ausgangsanschluss
    10
    Ausgangssignalleitung
    11
    Steuerschaltung
    12
    Pull-up-Widerstand
    13
    Eingangs-Gate-Schaltung
    14
    Kondensator
    15
    Kondensator
    16
    Konstantstromquelle
    17
    MOS-Transistor
    18
    MOS-Transistor
    19
    MOS-Transistor
    20
    Konstantstromquelle
    21
    MOS-Transistor
    22
    MOS-Transistor
    23
    MOS-Transistor
    24
    DA-Wandler
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 7249975 A [0003]

Claims (10)

  1. Sensorausgangsschaltung mit einem Ausgangsanschluss, der ein Impulssignal ausgibt, umfassend: einen ersten MOS-Transistor, der durch einen konstanten Strom angesteuert wird; und einen zweiten MOS-Transistor, der zwischen dem ersten MOS-Transistor und dem Ausgangsanschluss vorgesehen ist, wobei ein Source-Anschluss des zweiten MOS-Transistors mit einem Drain-Anschluss des ersten MOS-Transistors verbunden ist, und ein Drain-Anschluss des zweiten MOS-Transistors mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist.
  2. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 1, wobei eine Durchbruchspannung zwischen einem Drain und einer Source des zweiten MOS-Transistors höher als eine Durchbruchspannung zwischen einem Drain und einer Source des ersten MOS-Transistors ist.
  3. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 1, wobei eine Gate-Spannung des zweiten MOS-Transistors konstant gehalten wird, so dass eine Spannung eines Drain-Anschlusses des ersten MOS-Transistors als konstante Spannung gehalten wird.
  4. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 2, wobei ein Kondensator auf einem Gate-Anschluss des ersten MOS-Transistors und/oder einem Gate-Anschluss des zweiten MOS-Transistors angeordnet ist.
  5. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 2, wobei der erste MOS-Transistor ein Teil eines MOS-Transistors ist, der eine Stromspiegelschaltung bildet.
  6. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 5, wobei zwischen der Source-Seite der Stromspiegelschaltung und einer Konstantstromquelle ein Schaltkreis besteht, der einen Strom auf einer Source-Seite steuert.
  7. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 6, weiter umfassend: eine zweite Stromspiegelschaltung, die den zweiten MOS-Transistor als Komponente enthält, wobei ein Schaltkreis zum Steuern eines Stroms der zweiten Stromspiegelschaltung zwischen einer Source-Seite der zweiten Stromspiegelschaltung und einer zweiten Konstantstromquelle besteht.
  8. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 6, wobei ein DA-Wandler mit einem Gate-Anschluss des zweiten MOS-Transistors verbunden ist.
  9. Sensorausgangsschaltung nach Anspruch 8, wobei eine Wellenform mit einer kleinen Amplitude einem niedrigen Pegel des Ausgangsanschlusses überlagert wird.
  10. Sensorvorrichtung, umfassend: die Sensorausgangsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
DE112018005419.5T 2017-11-30 2018-11-08 Sensorausgangsschaltung Pending DE112018005419T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017229802A JP6969991B2 (ja) 2017-11-30 2017-11-30 センサ出力回路およびセンサ装置
JP2017-229802 2017-11-30
PCT/JP2018/041424 WO2019107102A1 (ja) 2017-11-30 2018-11-08 センサ出力回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112018005419T5 true DE112018005419T5 (de) 2020-07-02

Family

ID=66664481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112018005419.5T Pending DE112018005419T5 (de) 2017-11-30 2018-11-08 Sensorausgangsschaltung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11381228B2 (de)
JP (1) JP6969991B2 (de)
DE (1) DE112018005419T5 (de)
WO (1) WO2019107102A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113568460B (zh) * 2020-04-29 2022-11-18 无锡华润上华科技有限公司 偏置电流产生电路及闪存

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07249975A (ja) 1994-03-10 1995-09-26 Fujitsu Ltd 状態遷移時間制御型差動出力回路

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62147815A (ja) * 1985-12-23 1987-07-01 Aisin Warner Ltd 入力インタフエ−ス回路
JPH04158629A (ja) * 1990-10-23 1992-06-01 Nec Eng Ltd レベル変換回路
JP3593396B2 (ja) * 1995-11-17 2004-11-24 富士通株式会社 電流出力回路
US6369620B1 (en) * 2000-09-29 2002-04-09 Intel Corporation Cross coupled transmitter output stage
JP4301404B2 (ja) * 2004-02-17 2009-07-22 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 出力バッファ回路
JP2007214605A (ja) * 2004-02-27 2007-08-23 Rohm Co Ltd インバータ駆動回路、及びそれを備えたｃｍｏｓ出力回路並びにスイッチングレギュレータ
JP2005311689A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Sharp Corp 高耐圧力スコード型増幅回路
JP4384008B2 (ja) * 2004-11-01 2009-12-16 三菱電機株式会社 レベルシフト回路
JP2007135097A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Renesas Technology Corp 高出力増幅器
JP2007306042A (ja) 2006-05-08 2007-11-22 Sony Corp レベル変換回路及びこれを用いた入出力装置
US8213145B2 (en) * 2009-12-21 2012-07-03 Intel Corporation Output driver protection
JP5933466B2 (ja) * 2013-02-15 2016-06-08 パナソニック株式会社 電流出力回路および無線通信装置
JP2016126550A (ja) * 2015-01-05 2016-07-11 アルプス電気株式会社 定電流回路及びこれを有するセンサ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07249975A (ja) 1994-03-10 1995-09-26 Fujitsu Ltd 状態遷移時間制御型差動出力回路

Also Published As

Publication number Publication date
US20210409012A1 (en) 2021-12-30
JP2019102903A (ja) 2019-06-24
JP6969991B2 (ja) 2021-11-24
US11381228B2 (en) 2022-07-05
WO2019107102A1 (ja) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68910711T2 (de) Zeitlich abweichende Ansteuerung zur Verwendung in integrierten Schaltungen.
DE10254618B4 (de) Schaltung zum Ansteuern einer Leistungsvorrichtung
DE3689296T2 (de) Ausgangsschaltung mit Pegelstabilisierung.
DE2834110C2 (de)
EP0275941B1 (de) ECL-kompatible Eingangs-/Ausgangsschaltungen in CMOS-Technik
DE69011713T2 (de) Schaltung und Verfahren zur Feststellung eines elektrischen Stromflusses in einem MOS-Transistor.
DE69023751T2 (de) Leistungsquellenschaltung.
DE4233850C1 (de) Schaltungsanordnung zur Stromeinstellung eines monolithisch integrierten Padtreibers
DE3784285T2 (de) Integrierte komplementaere mos-schaltung.
EP2184853A2 (de) Pegelschieber mit Kaskodenschaltung und dynamischer Toransteuerung
EP0076963A2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines von Schwankungen einer Versorgungsgleichspannung freien Gleichspannungspegels
DE102013209149A1 (de) Treiberschaltung zum Treiben von Halbleiterschaltern
DE102015218656A1 (de) Linearer Regulierer mit verbessertem Versorgungsspannungsdurchgriff
DE10223763B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE3323446A1 (de) Eingangssignalpegelwandler fuer eine mos-digitalschaltung
DE112018005419T5 (de) Sensorausgangsschaltung
DE2548457A1 (de) Konstantspannungsschaltung
DE3904910C2 (de)
DE102017205651A1 (de) Vorrichtung und verfahren eines steigungsreglers und regelung der steigung von schaltleistungs-fets
DE2049859A1 (de) Anordnung zur Umwandlung von zwei Großen m eine dem Integral ihres Produkts proportionale Anzahl von Impulsen
DE102014010202B3 (de) EMV gerechte Flanken-Regelung für Transceiver eines Eindrahtbussystems, insbesondere für einen LINBUS-Transceiver
EP0748047A1 (de) Integrierte Pufferschaltung
DE3024014A1 (de) Wechsel- in gleichspannungswandler in form einer integrierten schaltung
DE3913801A1 (de) Logikgatter
DE2712350A1 (de) Binaerschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: HITACHI ASTEMO, LTD., HITACHINAKA-SHI, JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS, LTD., HITACHINAKA-SHI, IBARAKI, JP