DE4337888C2 - Hochfrequenzschaltung mit einem Ausgangstreiber - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzschaltungen mit einem Ausgangstreiber und einer Über­ tragungsleitung.

Ein digitale Kommunikation zwischen integrierten Schaltun­ gen, die mit hohen Datenraten arbeiten, erfordert Übertra­ gungsleitungen, die mit den Ausgangstreibern der Schaltungen verbunden sind. Die charakteristischen Impedanzen der Über­ tragungsleitungen sollten an die Impedanzen der Ausgangs­ treiber angepaßt sein.

Fig. 1 (IEEE Journal of Solid State Circuits, Bd 23, Nr 2, April 1988, S. 457-464) zeigt einen typischen CMOS-Ausgangstreiber, der mit einer Ausgangsübertragungsleitung mit einer charakteristi­ schen Impedanz Zo verbunden ist. Wenn im Betrieb eine Ein­ gangspannung Vi auf einem niedrigen logischen Pegel ist, ist der Pull-Up-Abschnitt des CMOS-Ausgangstreibers (der PMOS- Transistor) in einem Zustand niedriger Impedanz. Die Impe­ danz des Zustands der niedrigen Impedanz ist im wesentlichen gleich Zo, um die Impedanz der Ausgangsübertragungsleitung seriell abzuschließen. Wenn sich der PMOS-Transistor in dem Zustand niedriger Impedanz befindet, ist Vcc mit der Aus­ gangsübertragungsleitung verbunden. Durch Spannungsteilung läuft die Hälfte von Vcc die Ausgangsübertragungsleitung vom Punkt X entlang. Das andere Ende der Ausgangsübertragungs­ leitung, der Punkt Y, ist normalerweise ein Tor einer weiteren Schaltung, das typischerweise eine sehr hohe Impedanz hat. Wenn die Hälfte von Vcc den Punkt Y erreicht, wird sie über die Ausgangsübertragungsleitung zurückreflek­ tiert. Aufgrund des reflektierten Signals, das direkt zu dem einfallenden Signal hinzuaddiert wird, wird der Pegel der Spannung am Punkt Y etwa Vcc, was dem hohen logischen Pegel entspricht. Dieses Vcc-Signal breitet sich zurück zum Punkt X aus. Sobald es den Punkt X erreicht, schaltet dieses Signal den PMOS-Transistor aus und die Schaltung in Fig. 1 ist in ihrem stabilen Zustand. Auf ähnliche Weise wäre der Punkt Y, in seinem stabilen Zustand, auf dem niedrigen logischen Pegel, wenn Vi auf dem hohen logischen Pegel ist.

Wenn es eine Mehrzahl von CMOS-Ausgangstreibern gibt, die mit einer Ausgangsübertragungsleitung verbunden sind, sollte jeder Treiber einen Schalter haben. Es besteht ein Bedarf daran, die Mehrzahl der Ausgangstreiber mit Schaltern wirk­ sam zu verbinden, um die Ausgangsübertragungsleitung zu treiben.

Die US-A-3937982 zeigt eine Flip-Flop-Schaltung von D-Typ mit einem Pull-Up-Abschnitt, einem Pull-Down-Abschnitt und einem Transmissionsgatter.

Die JP 2-39619 A zeigt eine Ausgangspufferschaltung mit einem eingangsseitigen Inverter, einer Parallelschaltung zweier n-Kanal-MOS-Transistoren, die von zueinander inver­ tierten Eingangssignalen getrieben werden und einem aus­ gangsseitigen Inverter.

Die JP 63-1851121 befaßt sich mit einer Verzögerungsleitung, die eine Mehrzahl von Inverterstufen hat, wobei die jeweils letzte Inverterstufe über eine Tristate-Schaltung mit einem ausgangsseitigen Verknüpfungsgatter verbunden ist.

Die JP 4-1000409 A zeigt eine Treiberschaltung mit einer pull-up-UP-Schaltung, einer pull-down-Schaltung und einer Ausgangsschaltung, die jedoch keine Tristate-Schaltung ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochfre­ quenzschaltung zu schaffen, bei der eine Mehrzahl von CMOS- Ausgangstreibern über jeweils einen Schalter mit einer Aus­ gangsübertragungsleitung wirksam verbunden sind, um die Aus­ gangsübertragungsleitung zu treiben.

Diese Aufgabe wird durch eine Hochfrequenzschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung wird durch eine Hochfrequenzschal­ tung mit einem Ausgangstreiber, der eine Ausgangsübertra­ gungsleitung treibt, verkörpert. Die Impedanz des Ausgangs­ treibers ist im wesentlichen an die Impedanz der Ausgangs­ übertragungsleitung angepaßt.

Die Ausgangsübertragungsleitung hat eine charakteristische Impedanz Zo. Der Treiber ist an ein erstes Ende der Aus­ gangsübertragungsleitung angeschlossen. Das zweite Ende der Ausgangsübertragungsleitung liegt typischerweise an einer hohen Impedanz. Der Treiber schließt einen Pull-Up-Ab­ schnitt, einen Pull-Down-Abschnitt und einen Tristate-Ab­ schnitt ein. Der Pull-Up-Abschnitt ist zwischen einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß geschaltet; der Pull-Down-Abschnitt ist zwischen einem dritten Anschluß und dem zweiten Anschluß geschaltet; und der Tristate-Abschnitt ist zwischen dem ersten Anschluß und dem ersten Ende der Ausgangsübertragungsleitung geschaltet.

Im Betrieb reagieren sowohl der Pull-Up- als auch der Pull- Down-Abschnitt auf ein Eingangssignal. Wenn das Eingangs­ signal einen zweiten logischen Pegel annimmt, schafft der Pull-Up-Abschnitt einen Stromweg mit niedriger Impedanz zwischen dem ersten Anschluß und dem zweiten Anschluß. Die­ ser Stromweg mit einer niedrigen Impedanz stellt einen er­ sten logischen Pegel an dem zweiten Anschluß her. Der Strom­ weg mit der niedrigen Impedanz hat eine Impedanz Zd.

Wenn das Eingangssignal einen ersten logischen Pegel an­ nimmt, schafft der Pull-Down-Abschnitt einen Stromweg mit einer niedrigen Impedanz zwischen dem dritten und dem zwei­ ten Anschluß. Dieser Stromweg mit der niedrigen Impedanz stellt den zweiten logischen Pegel an dem zweiten Anschluß her. Der Stromweg mit der niedrigen Impedanz des Pull-Down- Abschnitts hat eine Impedanz, die im wesentlichen gleich Zd ist.

Der Tristate-Abschnitt reagiert auf ein Steuerungssignal, um entweder einen Zustand hoher Impedanz oder einen Zustand niedriger Impedanz anzunehmen. Der Tristate-Abschnitt iso­ liert in seinem Zustand hoher Impedanz im wesentlichen den zweiten Anschluß von der Ausgangsübertragungsleitung. In seinem Zustand niedriger Impedanz verbindet der Tristate-Ab­ schnitt den zweiten Anschluß mit der Ausgangsübertragungs­ leitung durch eine Impedanz Zc, die im wesentlichen gleich (Zo-Zd) ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die vorliegende Erfindung eine Mehrzahl von Ausgangstreibern der gerade beschriebenen Art. Alle Ausgangstreiber treiben die Ausgangsübertragungsleitung.

Von allen Ausgangstreibern wird lediglich ein Tristate-Ab­ schnitt durch sein Steuerungssignal zu jeglicher gegebenen Zeit derart auf seine niedrige Impedanz gesteuert, daß sein zweiter Ausgang mit der Ausgangsübertragungsleitung verbun­ den ist. Alle anderen Ausgangstreiber sind im wesentlichen von der Ausgangsübertragungsleitung isoliert.

Der Tristate-Abschnitt in jedem Treiber ist sowohl als Schalter als auch als Teil des Serienabschlusses für die Ausgangsübertragungsleitung wirksam. Mit dem Tristate-Ab­ schnitt ist die Impedanz des Ausgangstreibers, der mit der Ausgangsübertragungsleitung verbunden ist, im wesentlichen auf die Impedanz der Ausgangsübertragungsleitung angepaßt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Hochfrequenzausgangstreiber gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 3 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 4 ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung; und

Fig. 5 eine Mehrzahl von Ausgangstreibern der Erfindung, die durch Zwischenübertragungsleitungen verbunden sind, um eine Ausgangsübertragungsleitung zu trei­ ben.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Hochfrequenzschaltung mit einer Mehrzahl von Ausgangstreibern, die eine Ausgangs­ übertragungsleitung treiben. Jeder Treiber hat einen Tri­ state-Abschnitt, der durch ein Steuerungssignal eingestellt ist. Abhängig von dem Wert des Steuerungssignals an seinem Tristate-Abschnitt ist ein Treiber entweder impedanz-ange­ paßt an die oder isoliert von der Ausgangsübertragungsleitung.

Fig. 2 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel 100 der Erfindung. Eine Mehrzahl von Ausgangstreibern, 102 und 104, sind auf einer integrierten Schaltung angeordnet, die nicht gezeigt ist, und alle treiben eine Ausgangsübertra­ gungsleitung 106, die außerhalb der integrierten Schaltung sein kann. Die Ausgangsübertragungsleitung 106 hat eine charakteristische Impedanz Zo, die bevorzugterweise 50 Ohm beträgt. Die Ausgangsübertragungsleitung 106 hat ein erstes Ende 109 und ein zweites Ende 112. Das erste Ende 109 ist mit einem Ausgangsanschlußstift 108 verbunden. Das zweite Ende 112 ist typischerweise an einem Punkt mit hoher Impe­ danz, was bedeutet, daß dieses Ende z. B. offen gelassen ist oder mit einer Schaltung mit einer hohen Eingangsimpedanz, wie gewünscht, verbunden ist.

Jeder Treiber schließt einen Pull-Up-Abschnitt A, einen Pull-Down-Abschnitt B und einen Tristate-Abschnitt C ein.

Für den Treiber 102 umfaßt der Pull-Up-Abschitt bevorzugter­ weise einen PMOS-Transistor 114, der zwischen einen ersten Anschluß 122 und einen zweiten Anschluß 124 geschaltet ist. Der erste Anschluß 122 ist bevorzugterweise auf einem hohen logischen Pegel. Der PMOS-Transistor 114 hat eine Source 126, ein Gate 128 und eine Drain 132. Die Drain 132 ist mit dem zweiten Anschluß 124 verbunden; die Source 126 ist mit dem ersten Anschluß 122 verbunden; und das Gate 128 empfängt ein Eingangssignal 134.

Der Pull-Down-Abschnitt umfaßt bevorzugterweise einen NMOS- Transistor 116, der zwischen einem dritten Anschluß 136 und dem zweiten Anschluß 124 geschaltet ist. Der dritte Anschluß 136 ist bevorzugterweise auf einem niedrigen logischen Pe­ gel. Der NMOS-Transistor 116 hat eine Source 138, ein Gate 142 und eine Drain 144. Die Source 138 ist mit dem dritten Anschluß 136 verbunden; die Drain 144 ist mit dem zweiten Anschluß 124 verbunden; und das Gate 142 empfängt das Ein­ gangssignal 134.

Der Tristate-Abschnitt 118 ist zwischen dem zweiten Anschluß 124 und dem Ausgangsanschlußstift 108 der integrierten Schaltung geschaltet. Der Tristate-Abschnitt 118 schließt bevorzugterweise einen PMOS-Transistor 144, einen NMOS-Tran­ sistor 146 und einen Inverter 148 ein. Der NMOS-Transistor 146 liegt parallel zu dem PMOS-Transistor 144. Der Inver­ tierer 148 empfängt ein Steuerungssignal 152 des Tri­ state-Abschnitts 118 und hat einen Ausgang 154. Der PMOS- Transistor 144 hat eine Drain 156, ein Gate 158 und eine Source 162. Das Gate 158 ist mit dem Ausgang 154 des Inver­ tieres 148 verbunden. Der NMOS-Transistor 146 hat eine Drain 164, ein Gate 166 und eine Source 168. Die Drain 164 ist mit der Drain 156 des PMOS-Transistors 144 und ebenfalls mit dem zweiten Anschluß 124 verbunden; die Source 168 ist mit der Source 162 des PMOS-Transistors 144 und ebenfalls mit dem Ausgangsanschlußstift 108 verbunden; und das Gate 166 empfängt das Steuerungssignal 152 des Tristate-Abschnitts 118. Die Source und die Drain sowohl des PMOS-Transistors 144 als auch des NMOS-Transistors 146 sind bezüglich ihrer Position austauschbar. In einem weiteren bevorzugten Aus­ führungsbeispiel hat der Tristate-Abschnitt 180 entweder nur einen PMOS-Transistor oder nur einen NMOS-Transistor.

Im Betrieb schafft der PMOS-Transistor 114 des Pull-Up-Ab­ schnitts, wenn das Eingangssignal 134 den niedrigen lo­ gischen Pegel annimmmt, einen Stromweg mit der niedrigen Impedanz zwischen dem ersten Anschluß 122 und dem zweiten Anschluß 124. Der Stromweg mit der niedrigen Impedanz stellt an dem zweiten Anschluß 124 den hohen logischen Pegel her. Der Stromweg mit der niedrigen Impedanz hat ebenfalls eine Impedanz Zd.

Wenn das Eingangssignal 134 den hohen logischen Pegel an­ nimmt, reagiert der NMOS-Tranisistor 116 des Pull-Down-Ab­ schnitts auf das Eingangssignal 134, um einen Stromweg mit der niedrigen Impedanz zwischen dem dritten Anschluß 136 und dem zweiten Anschluß 124 zu schaffen. Der Stromweg mit der niedrigen Impedanz stellt an dem zweiten Anschluß 124 den niedrigen logischen Pegel her. Der Stromweg mit der niedri­ gen Impedanz hat ebenfalls eine Impedanz, die im wesentli­ chen gleich Zd ist.

Der Tristate-Abschnitt 118 wird durch das Steuerungssignal 152 entweder auf einen Zustand niedriger Impedanz oder auf einen Zustand hoher Impedanz eingestellt. Der Zustand nied­ riger Impedanz wird durch Steuerungssignal 152 mit einem ho­ hen logischen Pegel hergestellt; die hohe Impedanz wird durch das Steuerungssignal 152 mit einem niedrigen logischen Pegel hergestellt.

Wenn der Tristate-Abschnitt 118 auf dem Zustand niedriger Impedanz ist, ist der NMOS-Transistor 146 in einem ersten Zustand niedriger Impedanz, und der PMOS-Transistor 144 ist einem zweiten Zustand niedriger Impedanz. Der erste und der zweite Zustand niedriger Impedanz, der parallel auftritt, hat eine Impedanz Zc, die im wesentlichen gleich (Zo-Zd) ist. Folglich ist die gesamte Impedanz des Tristate-Ab­ schnitts 118, entweder mit dem PMOS-Tranistor 114 des Pull- Up-Abschnitts oder mit dem NMOS-Transistor 116 des Pull- Down-Abschnitts, im wesentlichen Zo, die charakteristische Impedanz der Ausgangsübertragungsleitung 106. Dieses paßt die Impedanz der Ausgangsübertragungsleitung 106 an die Im­ pedanz des Ausgangstreibers 102 an.

Wenn der Tristate-Abschnitt 118 in dem Zustand hoher Impe­ danz ist, sind sowohl der PMOS-Transistor 144 und der NMOS- Transistor 146 in ihrem entsprechenden Zustand hoher Impe­ danz. Dieser Zustand hoher Impedanz isoliert den zweiten An­ schluß 124 im wesentlichen von der Ausgangsübertragungslei­ tung 106.

Für die Mehrzahl der Ausgangstreiber, wie z. B. 102 und 104, wird lediglich ein Tristate-Abschnitt durch sein Steuerungs­ signal auf seinen Zustand niedriger Impedanz eingestellt. Alle anderen Tristate-Abschnitte werden auf ihre Zustände hoher Impedanz gesetzt. Es wird z. B. lediglich der Tristate- Abschnitt 118 auf seinen Zustand niedriger Impedanz gesetzt und der Tristate-Abschnitt 170 wird auf seinen Zustand hoher Impedanz gesetzt. Dies führt dazu, daß der zweite Anschluß 124 des Ausgangstreibers 102 mit der Ausgangsübertragungs­ leitung 106 verbunden wird. Daher wird die Spannung an der Ausgangsübertragungsleitung 106 durch den Ausgangstreiber 102 eingestellt.

Mit der Mehrzahl der Treiber, die alle mit einem Ausgangsan­ schlußstift 108 verbunden sind, reduziert die vorliegende Erfindung die Anzahl der Ausgangsanschlußstifte, die für die Hochfrequenzschaltung erforderlich sind.

Fig. 3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel 300 der Erfindung. Es ist bezüglich Struktur und Betrieb dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel 100 ähnlich. Für jeden Ausgangstreiber, wie z. B. 302, umfaßt der Pull-Down-Abschnitt 306 immer noch bevorzugterweise einen NMOS-Transistor; der Tristate-Abschnitt 308 wird bevor­ zugterweise immer noch durch ein Steuerungssignal 312 ent­ weder auf einen Zustand hoher Impedanz oder auf einen Zu­ stand niedriger Impedanz gesteuert. Der Pull-Up-Abschnitt 304 schließt jedoch bevorzugterweise eine CMOS-Schaltung 314 ein, die einen BipolarTransistor 316 treibt.

Der Bipolar-Transistor 316 hat einen Kollektor 318, eine Ba­ sis 320 und einen Emitter 322. Der Kollektor 318 ist mit dem ersten Anschluß 324 verbunden. Der Emitter 322 ist mit dem zweiten Anschluß 326 verbunden.

Die CMOS-Schaltung 314 schließt einen PMOS-Transistor 328 und einen NMOS-Transistor 332 ein. Der PMOS-Transistor 328 hat eine Source 334, ein Gate 336 und eine Drain 338. Die Drain 338 ist mit der Basis 320 des Bipolar-Transistors 316 verbunden. Die Source 334 ist mit dem ersten Anschluß 324 verbunden. Das Gate 336 empfängt das Eingangssignal 342. Der NMOS-Transistor 332 hat ebenfalls eine Source 344, ein Gate 346 und eine Drain 348. Die Drain 348 ist mit der Basis 320 des Bipolar-Transistors 316 verbunden. Die Source 344 ist mit dem dritten Anschluß 352 verbunden. Das Gate 346 empfängt das Eingangssignal 342.

Im Betrieb reagieren sowohl der Pull-Up-Abschnitt 304, der Pull-Down-Abschnitt 306 und der Tristate-Abschnitt 412 auf das Eingangssignal 342, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Lediglich der Betrieb des Pull-Up-Abschnitts 304 wird im folgenden beschrieben. Wenn das Eingangssignal 342 den niedrigen logischen Pegel annimmt, nimmt der zweite Anschluß 326 durch einen Stromweg mit niedriger Impedanz zwischen dem ersten Anschluß 324 und dem zweiten Anschluß 326 den hohen logischen Pegel ein. Der Stromweg mit niedriger Impedanz hat eine Impedanz Zd. Die Summe dieser Impedanz mit der Impedanz der Tristate-Schaltung 308 in ihrem Zustand niedriger Impe­ danz ist im wesentlichen gleich der charakteristischen Impe­ danz der Ausgangsübertragungsleitung 306. Die Tristate- Schaltung 308 dient folglich wiederum sowohl als ein Schal­ ter als auch als ein Teil der Abschlußimpedanz. Wenn der Tristate-Abschnitt 308 auf seinem Zustand hoher Impedanz ist, isoliert er den Ausgangstreiber 302 von der Ausgangs­ übertragungsleitung 360. Wenn der Tristate-Abschnitt 308 auf seinem Zustand niedriger Impedanz ist, dient er als ein Teil der Abschlußimpedanz, um auf die Impedanz der Ausgangsüber­ tragungsleitung 360 angepaßt zu sein.

Fig. 4 zeigt ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel 400 der Erfindung. Es ist bezüglich Struktur und Betrieb dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel 300 ähnlich. Der Pull-UpAbschnitt 402 schließt bevorzugterweise immer noch eine CMOS-Schaltung 404 ein, die einen Bipolar-Transistor 406 treibt. Der Bipolar-Transistor 406 hat eine Basis 408. Der Tristate-Abschnitt 412 wird durch ein Steuerungssignal 414 bevorzugterweise immer noch entweder auf einen Zustand hoher Impedanz oder auf einen Zustand niedriger Impedanz eingestellt.

Der Pull-Down-Abschnitt 416 schließt bevorzugterweise jedoch NMOS-Transistoren ein, die einen Bipolar-Transistor 418 treiben. Der Bipolar-Transistor 418 hat einen Kollektor 422, eine Basis 424 und einen Emitter 426. Der Kollektor 422 ist mit dem zweiten Anschluß 428 verbunden. Der Emitter 426 ist mit dem dritten Anschluß 432 verbunden.

Die NMOS-Transistoren schließen einen ersten NMOS-Transistor 434 und einen zweiten NMOS-Transistor 436 ein. Der erste NMOS-Transistor 434 hat eine Drain 438, ein Gate 442 und eine Source 444. Die Drain 438 ist mit dem zweiten Anschluß 428 verbunden. Das Gate 442 empfängt das Eingangssignal 446. Die Source 444 ist mit der Basis 424 des Bipolar-Transistors 418 verbunden.

Der zweite NMOS-Transistor 436 hat ebenfalls eine Drain 446, ein Gate 448 und eine Source 450. Die Drain 446 ist mit der Basis 424 des Bipolar-Transistors 418 verbunden. Das Gate 448 ist mit der Basis 408 des Bipolar-Transistors 406 des Pull-Up-Abschnitts 402 verbunden. Die Source 450 ist mit dem dritten Anschluß 432 verbunden.

Im Betrieb reagieren der Pull-Up-Abschnitt 402, der Pull- Down-Abschnitt 416 und der Tristate-Abschnitt 412 auf das Eingangssignal 446 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel 100. Sie werden nicht weiter beschrieben.

Die Mehrzahl der Treiber muß nicht in einer integrierten Schaltung angeordnet sein. Fig. 5 zeigt drei Ausgangstrei­ ber, 502, 504 und 506, und zwei Zwischenübertragungslei­ tungen, 512 und 516. Jeder Treiber, der durch eine gestri­ chelte Box dargestellt ist, kann eines der bevorzugten Aus­ führungsbeispiele sein. So kann die gestrichelte Box in Fig. 5 durch Treiber, die in Fig. 2, Fig. 3 oder Fig. 4 gezeigt sind, ersetzt werden. Jeder Treiber ist mit einem Ausgangs­ anschlußstift verbunden; z. B. ist der Ausgangstreiber 504 mit dem Ausgangsanschlußstift 508 verbunden.

Die Zwischenübertragungsleitungen können auf der integrier­ ten Schaltung sein oder sie können außerhalb der integrier­ ten Schaltung sein. Sie verbinden die Ausgangsanschlußstifte der Ausgangsübertragungsleitungen; z. B. verbinden die Zwi­ schenübertragungsleitungen 516 und 512 den Ausgangsanschluß­ stift 518 mit der Ausgangsübertragungsleitung 514. Die cha­ rakteristischen Impedanzen der Zwischenübertragungsleitungen sind im wesentlichen gleich der charakteristischen Impedanz Zo der Ausgangsübertragungsleitung. Jede Zwischenübertra­ gungsleitung ist mit mindestens einem Ausgangsanschlußstift verbunden; z. B. ist die Zwischenübertragungsleitung 560 mit dem Ausgangsanschlußstift 508 verbunden.

Für jeden Treiber hat sein Eingangssignal eine Anstiegszeit. Eine Art, die Anstiegszeit eines Eingangssignals zu defi­ nieren ist die Zeit, die für den Pegel des Eingangssignals erforderlich ist, um von 10 Prozent auf 90 Prozent zu gehen.

Die Gesamtlängen der Zwischenübertragungsleitungen sind be­ vorzugterweise durch die Anstiegszeiten der Eingangssignale begrenzt. Eine künstliche Übertragungsleitung mit einer charakteristischen Impedanz von Zo und mit einer Länge, die gleich zweimal der Summe der Längen aller Zwischenübertra­ gungsleitungen ist, wird hergestellt. Die benötigte Zeit Td für jedes Eingangssignal, um durch diese künstliche Über­ tragungsleitung zu laufen, ist im wesentlichen geringer als die Anstiegszeit dieses Eingangssignals. In einem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel ist die benötigte Zeit Td bevorzug­ terweise geringer als die Hälfte der schnellsten Anstiegs­ zeit aller Eingangssignale.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochfrequenzschal­ tung, die wirksam eine Mehrzahl von Ausgangstreibern mit einer Ausgangsübertragungsleitung verbindet. Jeder Treiber verwendet einen Tristate-Abschnitt, um entweder auf die Impedanz der Ausgangsübertragungsleitung angepaßt zu sein, oder den Treiber von der Ausgangsübertragungsleitung zu iso­ lieren.

Claims (9)

1. Hochfrequenzschaltung (100, 300, 400) mit einer Ausgangsübertragungsleitung (106) und mit einem Aus­ gangstreiber (102), der die Ausgangsübertragungsleitung (106) treibt, wobei die Ausgangsübertragungsleitung (106) eine charakteristische Impedanz Zo und ein erstes (109) und ein zweites (112) Ende hat,
wobei der Ausgangstreiber (102) folgende Merkmale auf­ weist:
einen Pull-Up-Abschnitt (A), der zwischen einem ersten Anschluß (122) und einem zweiten Anschluß (124) geschal­ tet ist, wobei der Pull-Up-Abschnitt auf ein Eingangs­ signal (134) anspricht, um einen Stromweg niedriger Im­ pedanz zwischen dem ersten Anschluß (122) und dem zwei­ ten Anschluß (124) zur Herstellung eines ersten logi­ schen Pegels an dem zweiten Anschluß (124) zu schaffen, wenn das Eingangssignal (134) einen zweiten logischen Pegel annimmt,
einen Pull-Down-Abschnitt (B), der zwischen einem drit­ ten Anschluß (136) und dem zweiten Anschluß (124) ge­ schaltet ist, wobei der Pull-Down-Abschnitt auf das Eingangssignal (134) anspricht, um einen Stromweg nie­ driger Impedanz zwischen dem dritten Anschluß (136) und dem zweiten Anschluß (124) zum Herstellen des zweiten logischen Pegels an dem zweiten Anschluß (124) zu schaffen, wenn das Eingangssignal (134) den ersten lo­ gischen Pegel annimmt,
einen Tristate-Abschnitt (C) mit einem Ausgang (119), der mit dem zweiten Anschluß (124) verbunden ist und der auf ein Steuerungssignal (152) anspricht, um einen Zustand hoher Impedanz und einen Zustand niedriger Impedanz anzunehmen, wobei der Tristate-Abschnitt in seinem Zustand hoher Impedanz den zweiten Anschluß (124) im wesentlichen von dem Ausgang (119) isoliert und in seinem Zustand niedriger Impedanz den zweiten Anschluß (124) mit dem Ausgang verbindet, wobei
der Ausgangstreiber (102) an seinem Ausgang mit dem ersten Ende der Ausgangsübertragungsleitung (106) verbunden ist;
die Stromwege niedriger Impedanz der Pull-Up-Schaltung (A) und der Pull-Down-Schaltung (B) im wesentlichen übereinstimmende Impedanzwerte Zd haben; und
der Impedanzwert Zc des Tristate-Abschnittes (C) in des­ sen Zustand niedriger Impedanz im wesentlichen gleich Zo-Zd ist.

2. Hochfrequenzschaltung (100, 300, 400) nach Anspruch 1, ferner mit einer Mehrzahl von Ausgangstreibern (102, 104), die die Ausgangsübertragungsleitung (106) treiben; wobei zu jeglicher gegebener Zeit lediglich ein Tri­ state-Abschnitt durch das Steuerungssignal (152) derart in seinen Zustand niedriger Impedanz gesteuert wird, daß sein zweiter Anschluß (124) an die Ausgangsübertragungs­ leitung (106) angeschlossen ist.

3. Hochfrequenzschaltung (100) nach Anspruch 2, bei der der Pull-Up-Abschnitt jedes Ausgangstreibers (102) einen PMOS-Transistor (114) umfaßt; und der Pull-Down-Abschnitt jedes Ausgangstreibers (102) einen NMOS-Transistor (116) umfaßt.

4. Hochfrequenzschaltung (300) nach Anspruch 2, bei der der Pull-Up-Abschnitt (304) jedes Ausgangstreibers (302) eine CMOS-Schaltung (314) umfaßt, die einen Bipolar- Transistor (316) treibt; und der Pull-Down-Abschnitt jedes Ausgangstreibers (302) einen NMOS-Transistor (306) umfaßt.

5. Hochfrequenzschaltung (400) nach Anspruch 2, bei der
der Pull-Up-Abschnitt (402) jedes Ausgangstreibers (402) eine CMOS-Schaltung (404) umfaßt, die einen Bipolar- Transistor (406) treibt; und
der Pull-Down-Abschnitt (416) jedes Ausgangstreibers eine Mehrzahl von NMOS-Transistoren (434, 436) umfaßt, die einen Bipolar-Transistor (418) treiben.

6. Hochfrequenzschaltung (400) nach Anspruch 5, bei der der Pull-Up-Abschnitt (402) jedes Ausgangstreibers den Bipolar-Transistor (406), der einen Kollektor, eine Basis (408) und einen Emitter hat, wobei der Kollektor mit dem ersten Anschluß verbunden ist und der Emitter mit dem zweiten Anschluß (428) verbunden ist; und die CMOS-Schaltung (404) umfaßt, die ihrerseits folgende Merkmale aufweist:
einen PMOS-Transistor mit einer Source, einem Gate und einer Drain, wobei die Drain mit der Basis (408) des Bi­ polar-Transistors (406) verbunden ist, wobei die Source mit dem ersten Anschluß verbunden ist, und das Gate das Eingangssignal (446) empfängt; und
einen NMOS-Transistor, mit einer Source, einem Gate und einer Drain, wobei die Drain mit der Basis (408) des Bi­ polar-Transistors (406) verbunden ist, wobei die Source mit dem dritten Anschluß (432) verbunden ist, und das Gate das Eingangssignal (446) empfängt; und
daß der Pull-Down-Abschnitt (416) jedes Ausgangstreibers den Bipolar-Transistor (418), der einen Kollektor (420), eine Basis (424) und einen Emitter (426) hat, wobei der Kollektor (422) mit dem zweiten Anschluß (428) verbunden ist, und der Emitter (426) mit dem dritten Anschluß (432) verbunden ist; und die NMOS-Transistoren (434, 436) umfaßt, die ihrerseits folgende Merkmale aufweisen:
einen ersten NMOS-Transistor (434) mit einer Drain (438), einem Gate (442) und einer Source (444), wobei die Drain (438) mit dem zweiten Anschluß (428) verbunden ist, wobei das Gate (442) das Eingangssignal (446) empfängt und die Source (444) mit der Basis (424) des Bipolar-Transistors (418) verbunden ist; und
einen zweiten NMOS-Transistor (436) mit einer Drain (446), einem Gate (448) und einer Source (450), wobei die Drain (446) mit der Basis (424) des Bipolar-Tran­ sistors (418) verbunden ist, wobei das Gate (448) mit der Basis (408) des Bipolar-Transistors (406) des Pull- Up-Abschnitts verbunden ist und die Source (450) mit dem dritten Anschluß (432) verbunden ist.

7. Hochfrequenzschaltung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der Tristate-Abschnitt (118) für jeden Ausgangstreiber (102) folgende Merkmale aufweist:
einen PMOS-Transistor (144); und
einen NMOS-Transistor (146), der parallel zu dem PMOS- Transistor (144) liegt;
wobei das Steuerungssignal (152) den Tristate-Abschnitt (118) auf seinen Zustand niedriger Impedanz durch Setzen der Impedanz des NMOS-Transistors (146) auf einen ersten Zustand niedriger Impedanz setzt, während das Komplement des Steuerungssignals (152) die Impedanz des PMOS-Tran­ sistors (144) auf eine zweite niedrige Impedanz setzt.

8. Hochfrequenzschaltung (100) nach Anspruch 7, bei der jeder Tristate-Abschnitt (118) ferner folgende Merkmale aufweist:
einen Inverter (148), wobei der Inverter (148) das Steuerungssignal (152) des Tristate-Abschnitts (118) empfängt und einen Ausgang (154) hat; und
wobei jeder Tristate-Abschnitt (118) den PMOS-Transistor (144) mit einer Drain (156), einem Gate (158) und einer Source (162), dessen Gate (158) mit dem Ausgang (154) des Inverters (148) verbunden ist; und den NMOS-Tran­ sistor (146), der eine Drain (164), ein Gate (166) und eine Source (168) hat, dessen Drain (164) mit der Drain (156) des PMOS-Transistors (144) verbunden ist, dessen Source (168) mit der Source (162) des PMOS Transistors (144) verbunden ist, und dessen Gate (166) das Steuer­ ungssignal (152) empfängt, umfaßt.

9. Hochfrequenzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Mehrzahl von Ausgangstreibern (502, 504, 506);
einer oder mehreren Zwischenübertragungsleitungen (512, 516), wobei die Zwischenübertragungsleitung (512, 516) die Ausgangstreiber (502, 504, 506) mit der Ausgangs übertragungsleitung (514) verbinden, wobei jede, Zwi­ schenübertragungsleitung (516) eine charakteristische Impedanz hat, die im wesentlichen gleich Zo ist, und wobei jede Zwischenübertragungsleitung (516) mindestens mit einem Ausgangstreiber (502) verbunden ist; und
wobei jeder Treiber (502) ein Eingangssignal mit einer Anstiegszeit hat; und wobei die Zeit für jeden Treiber (502), die sein Eingangssignal benötigt, um durch eine künstliche Übertragungsleitung mit einer charakteri­ stischen Impedanz von Zo und mit einer Länge, die gleich zweimal der Summe der Längen aller Zwischenübertra­ gungsleitungen ist, zu durchlaufen, im wesentlichen geringer ist als die Anstiegszeit seines Eingangssig­ nals.