JP2000031810A - ドライバ回路 - Google Patents
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- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
- H04L25/0272—Arrangements for coupling to multiple lines, e.g. for differential transmission
- H04L25/0274—Arrangements for ensuring balanced coupling
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
- H03K19/018521—Interface arrangements of complementary type, e.g. CMOS
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- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス幅歪みをなくし、小振幅信号の高速伝
送を可能にする。 【解決手段】 高電位側のPMOSトランジスタ対P0,P1
と、低電位側のNMOSトランジスタ対N0,N1と、PMOSトラ
ンジスタ対の一方とNMOSトランジスタ対の一方をそれぞ
れ駆動する正相制御信号S及びPMOSトランジスタ対の他
方とNMOSトランジスタ対の他方をそれぞれ駆動する逆相
制御信号*Sを発生して各トランジスタのゲートに入力
する制御信号発生回路B1を備え、PMOSトランジスタ対の
一方のドレインをNMOSトランジスタ対の一方のドレイン
に接続すると共に、該ドレイン接続部に第1の伝送線路
3を接続し、PMOSトランジスタ対の他方のドレインをNM
OSトランジスタ対の他方のドレインに接続すると共に、
該ドレイン接続部に第2の伝送線路を接続してドライバ
回を構成する。
送を可能にする。 【解決手段】 高電位側のPMOSトランジスタ対P0,P1
と、低電位側のNMOSトランジスタ対N0,N1と、PMOSトラ
ンジスタ対の一方とNMOSトランジスタ対の一方をそれぞ
れ駆動する正相制御信号S及びPMOSトランジスタ対の他
方とNMOSトランジスタ対の他方をそれぞれ駆動する逆相
制御信号*Sを発生して各トランジスタのゲートに入力
する制御信号発生回路B1を備え、PMOSトランジスタ対の
一方のドレインをNMOSトランジスタ対の一方のドレイン
に接続すると共に、該ドレイン接続部に第1の伝送線路
3を接続し、PMOSトランジスタ対の他方のドレインをNM
OSトランジスタ対の他方のドレインに接続すると共に、
該ドレイン接続部に第2の伝送線路を接続してドライバ
回を構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一対の伝送路に流れ
る信号電流の向きを切り替えることにより信号を伝送す
るドライバ回路に係わり、特に、小振幅信号の高速伝送
用インタフェースに用いられるドライバ回路に関する。
る信号電流の向きを切り替えることにより信号を伝送す
るドライバ回路に係わり、特に、小振幅信号の高速伝送
用インタフェースに用いられるドライバ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高速データ転送の要求を満たすた
めに、小振幅差動伝送のLVDS(LowVoltage Differential
Signal)インターフェースが注目されている。図12は
LVDSインタフェースの構成図であり、ドライバ1とレシ
ーバ2の間は、50Ωの往路伝送線路3と復路伝送線路4
により結ばれ、伝送線路3,4はレシーバ入力において
100Ωの抵抗5で終端されている。ドライバ1は、約3mA
の電流を駆動し、終端抵抗5において約300mVの電圧を
発生する。往路伝送線路3と復路伝送線路4は電気的特
性が等しい、いわゆる平衡伝送路を形成しており、LVDS
ではこの2本の伝送路により1つの信号の伝送を行うこ
とが大きな特徴となっている。ドライバ1は入力端子6
からの入力信号に基づいて、往路伝送線路3、復路伝送
線路4の間に電位差を生ずるような差動信号を生成す
る。これに対して、レシーバ2は往路伝送線路3、復路
伝送線路4の間に生成された差動信号をCMOSレベルに変
換し、これを出力端子7から出力する。
めに、小振幅差動伝送のLVDS(LowVoltage Differential
Signal)インターフェースが注目されている。図12は
LVDSインタフェースの構成図であり、ドライバ1とレシ
ーバ2の間は、50Ωの往路伝送線路3と復路伝送線路4
により結ばれ、伝送線路3,4はレシーバ入力において
100Ωの抵抗5で終端されている。ドライバ1は、約3mA
の電流を駆動し、終端抵抗5において約300mVの電圧を
発生する。往路伝送線路3と復路伝送線路4は電気的特
性が等しい、いわゆる平衡伝送路を形成しており、LVDS
ではこの2本の伝送路により1つの信号の伝送を行うこ
とが大きな特徴となっている。ドライバ1は入力端子6
からの入力信号に基づいて、往路伝送線路3、復路伝送
線路4の間に電位差を生ずるような差動信号を生成す
る。これに対して、レシーバ2は往路伝送線路3、復路
伝送線路4の間に生成された差動信号をCMOSレベルに変
換し、これを出力端子7から出力する。
【0003】LVDSの原理は、ドライバ1側で発生した信
号電流Isを、往路伝送線路3と復路伝送線路4の平衡
伝送線と、レシーバ2側の終端抵抗5で形成されるルー
プに流すことにより、終端抵抗5の部分に信号電圧を発
生させて信号を伝送するものである。信号の“1”、
“0”は、信号電流Isの流れる向きを切り替えること
により識別する。かかる構成によれば、往路伝送線路3
および復路伝送線路4を流れる信号電流Isは、大きさ
が同じで、向きが逆であるため、平衡伝送線全体の電流
により生成される磁界が互いにキャンセルされる。この
ような特性は、伝送系の電流変動によって生じるノイズ
が小さいことを意味しており、隣接ポート間の伝送線同
士の干渉やLSI間の同時スイッチング干渉が小さいた
め高速信号の伝送に適している。
号電流Isを、往路伝送線路3と復路伝送線路4の平衡
伝送線と、レシーバ2側の終端抵抗5で形成されるルー
プに流すことにより、終端抵抗5の部分に信号電圧を発
生させて信号を伝送するものである。信号の“1”、
“0”は、信号電流Isの流れる向きを切り替えること
により識別する。かかる構成によれば、往路伝送線路3
および復路伝送線路4を流れる信号電流Isは、大きさ
が同じで、向きが逆であるため、平衡伝送線全体の電流
により生成される磁界が互いにキャンセルされる。この
ような特性は、伝送系の電流変動によって生じるノイズ
が小さいことを意味しており、隣接ポート間の伝送線同
士の干渉やLSI間の同時スイッチング干渉が小さいた
め高速信号の伝送に適している。
【0004】図13はLVDSドライバ回路の従来回路例で
ある。N100〜N101は高電位側の電流スイッチング素子と
しての一対のNMOSトランジスタ、N102〜N103は低電位側
の電流スイッチング素子としての一対のNMOSトランジス
タである。NMOSトランジスタN100のソースはNMOSトラン
ジスタN102のドレインに直列に接続され、NMOSトランジ
スタN101のソースはNMOSトランジスタ103のドレインに
直列に接続されている。又、NMOSトランジスタN100、N1
01のドレインは共に電流源I100に接続され、NMOSトラン
ジスタN102、N103のソースは共に負荷素子であるNMOSト
ランジスタN104に接続されている。
ある。N100〜N101は高電位側の電流スイッチング素子と
しての一対のNMOSトランジスタ、N102〜N103は低電位側
の電流スイッチング素子としての一対のNMOSトランジス
タである。NMOSトランジスタN100のソースはNMOSトラン
ジスタN102のドレインに直列に接続され、NMOSトランジ
スタN101のソースはNMOSトランジスタ103のドレインに
直列に接続されている。又、NMOSトランジスタN100、N1
01のドレインは共に電流源I100に接続され、NMOSトラン
ジスタN102、N103のソースは共に負荷素子であるNMOSト
ランジスタN104に接続されている。
【0005】B100は制御信号発生回路であり、CMOSロジ
ック回路(インバータ)X100,X101を備え、高電位側の
一方のNMOSトランジスタN100と低電位側の一方のNMOSト
ランジスタN103をそれぞれ駆動する正相制御信号Sを発
生すると共に、高電位側の他方のNMOSトランジスタN1
01と低電位側の他方のNMOSトランジスタN102をそれぞれ
駆動する逆相制御信号*Sを発生する。すなわち、制御
信号発生回路B100は、CMOS入力信号をインバータX100,X
101に入力し、インバータX101より正相制御信号Sを出
力してNMOSトランジスタN100,N103のゲート端子に入力
し、インバータX100より逆相制御信号*Sを出力してNMO
SトランジスタN101,N102のゲート端子に入力する。
ック回路(インバータ)X100,X101を備え、高電位側の
一方のNMOSトランジスタN100と低電位側の一方のNMOSト
ランジスタN103をそれぞれ駆動する正相制御信号Sを発
生すると共に、高電位側の他方のNMOSトランジスタN1
01と低電位側の他方のNMOSトランジスタN102をそれぞれ
駆動する逆相制御信号*Sを発生する。すなわち、制御
信号発生回路B100は、CMOS入力信号をインバータX100,X
101に入力し、インバータX101より正相制御信号Sを出
力してNMOSトランジスタN100,N103のゲート端子に入力
し、インバータX100より逆相制御信号*Sを出力してNMO
SトランジスタN101,N102のゲート端子に入力する。
【0006】入力信号がHであれば、逆相制御信号*S
はLとなり、正相制御信号はHとなる。このため、NMOSト
ランジスタN100,N103がオンし、NMOSトランジスタN101,
N102がオフし、電流は点線で示すようにNMOSトランジス
タN100から伝送線路3→終端抵抗5→伝送線路4を介し
てNMOSトランジスタN103に向かって流れ、LVDS出力信号
はHとなる。一方、入力信号がLであれば、逆相制御信号
*SはHとなり、正相制御信号はLとなる。このため、NM
OSトランジスタN101,N102がオンし、NMOSトランジスタN
100,N103がオフし、電流は一点鎖線で示すようにNMOSト
ランジスタN101から伝送線路4→終端抵抗5→伝送線路
3を介してNMOSトランジスタN102に向かって流れ、LVDS
出力信号はLとなる。尚、直流電位は、負荷素子であるN
MOSトランジスタN104で発生する電圧によって供給され
る。
はLとなり、正相制御信号はHとなる。このため、NMOSト
ランジスタN100,N103がオンし、NMOSトランジスタN101,
N102がオフし、電流は点線で示すようにNMOSトランジス
タN100から伝送線路3→終端抵抗5→伝送線路4を介し
てNMOSトランジスタN103に向かって流れ、LVDS出力信号
はHとなる。一方、入力信号がLであれば、逆相制御信号
*SはHとなり、正相制御信号はLとなる。このため、NM
OSトランジスタN101,N102がオンし、NMOSトランジスタN
100,N103がオフし、電流は一点鎖線で示すようにNMOSト
ランジスタN101から伝送線路4→終端抵抗5→伝送線路
3を介してNMOSトランジスタN102に向かって流れ、LVDS
出力信号はLとなる。尚、直流電位は、負荷素子であるN
MOSトランジスタN104で発生する電圧によって供給され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、正相
制御信号Sと逆相制御信号*S間にインバータ1個分の
位相差が存在する。このため、LVDS出力がHの時にオン
するNMOSトランジスタN100,103のスイッチングと、LVDS
出力がLの時にオンするNMOSトランジスタN101,102のス
イッチングとで時間差が生じ、LVDS出力信号の立ち上が
り/立ち下がりが非対称になり出力波形にパルス幅歪み
を生じる問題がある。図14はかかる従来の問題点を説
明するために波形応答の模式図であり、正相制御信号S
と逆相制御信号*S間にθの位相差が存在する。このた
め、NMOSN100→N103の第1の電流経路がオンするタイミ
ングとNMOSN101→N102の第2の電流経路がオフするタイ
ミングが一致せず、オフするタイミングが前記位相差θ
分遅れる。このため、第1、第2の両方の経路が共にオ
ンする期間が発生し、かかる期間ではLVDS出力が不定に
なり、LVDS出力のパルス幅が一定にならない。かかるパ
ルス幅歪みは入力信号のビットレートが低ければ問題に
ならないが、ビットレートが高速になると正しく信号伝
送ができなくなるという問題が顕著化する。
制御信号Sと逆相制御信号*S間にインバータ1個分の
位相差が存在する。このため、LVDS出力がHの時にオン
するNMOSトランジスタN100,103のスイッチングと、LVDS
出力がLの時にオンするNMOSトランジスタN101,102のス
イッチングとで時間差が生じ、LVDS出力信号の立ち上が
り/立ち下がりが非対称になり出力波形にパルス幅歪み
を生じる問題がある。図14はかかる従来の問題点を説
明するために波形応答の模式図であり、正相制御信号S
と逆相制御信号*S間にθの位相差が存在する。このた
め、NMOSN100→N103の第1の電流経路がオンするタイミ
ングとNMOSN101→N102の第2の電流経路がオフするタイ
ミングが一致せず、オフするタイミングが前記位相差θ
分遅れる。このため、第1、第2の両方の経路が共にオ
ンする期間が発生し、かかる期間ではLVDS出力が不定に
なり、LVDS出力のパルス幅が一定にならない。かかるパ
ルス幅歪みは入力信号のビットレートが低ければ問題に
ならないが、ビットレートが高速になると正しく信号伝
送ができなくなるという問題が顕著化する。
【0008】また、高電位側のNMOSトランジスタ対N100
〜N101は飽和状態で動作するが、低電位側のNMOSトラン
ジスタ対N102〜N103は常に非飽和領域で動作する。非飽
和領域では飽和動作時に比べてスイッチング特性が悪
く、それが出力波形の劣化を招くもう1つの原因となっ
ている。通常動作では、この程度の波形劣化は問題にな
らない場合も多い。しかしながら、ノイズマージンが小
さい場合、例えば微少な信号レベルを増幅する光受信回
路の出力等として用いる場合には、出力波形のパルス歪
みを厳しく制御する必要がある。
〜N101は飽和状態で動作するが、低電位側のNMOSトラン
ジスタ対N102〜N103は常に非飽和領域で動作する。非飽
和領域では飽和動作時に比べてスイッチング特性が悪
く、それが出力波形の劣化を招くもう1つの原因となっ
ている。通常動作では、この程度の波形劣化は問題にな
らない場合も多い。しかしながら、ノイズマージンが小
さい場合、例えば微少な信号レベルを増幅する光受信回
路の出力等として用いる場合には、出力波形のパルス歪
みを厳しく制御する必要がある。
【0009】以上より本発明の目的は、第1の電流経路
を構成するMOSトランジスタ対と第2の電流経路を構成
するMOSトランジスタ対のオン/オフ時のスイッチング特
性を対称にできるドライバ回路を提供することである。
本発明の別の目的は、スイッチングに用いるMOSトラン
ジスタを飽和領域で用いてスイッチング特性を改善でき
るドライバ回路を提供することである。本発明の目的は
パルス幅歪みをなくし、小振幅信号を高速伝送するのに
好適なドライバ回路を提供することである。
を構成するMOSトランジスタ対と第2の電流経路を構成
するMOSトランジスタ対のオン/オフ時のスイッチング特
性を対称にできるドライバ回路を提供することである。
本発明の別の目的は、スイッチングに用いるMOSトラン
ジスタを飽和領域で用いてスイッチング特性を改善でき
るドライバ回路を提供することである。本発明の目的は
パルス幅歪みをなくし、小振幅信号を高速伝送するのに
好適なドライバ回路を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、(1) 極性の異なる電界効果トランジスタのドレイン
を接続した第1と第2のスイッチング手段を有し、(2)
該第1スイッチング手段の該電界効果トランジスタのベ
ースにそれぞれ差動駆動信号の一方を入力し、該電界効
果トランジスタのドレインを前記一対の伝送路の一方に
接続し、(3) 該第2スイッチング手段の該電界効果トラ
ンジスタのベースにそれぞれ差動駆動信号の他方を入力
し、該電界効果トランジスタのドレインを前記一対の伝
送路の他方に接続したバライバ回路により達成される。
例えば、前記極性の異なる電界効果トランジスタとして
PMOSトランジスタとNMOSトランジスタを用いた場合、上
記課題は本発明によれば、(1) 高電位側の電流スイッチ
ング素子としての一対のPMOSトランジスタと、(2) 低電
位側の電流スイッチング素子としての一対のNMOSトラン
ジスタと、(3) 前記PMOSトランジスタ対の一方とNMOSト
ランジスタ対の一方をそれぞれ駆動する正相制御信号及
びPMOSトランジスタ対の他方とNMOSトランジスタ対の他
方をそれぞれ駆動する逆相制御信号を発生する制御信号
発生回路を備え、(4) 前記PMOSトランジスタ対の一方の
ドレインを前記NMOSトランジスタ対の一方のドレインに
接続すると共に、該ドレイン接続部に第1の伝送路を接
続し、前記PMOSトランジスタ対の他方のドレインを前記
NMOSトランジスタ対の他方のドレインに接続すると共
に、該ドレイン接続部に第2の伝送路を接続してなるド
ライバ回路により達成される。
ば、(1) 極性の異なる電界効果トランジスタのドレイン
を接続した第1と第2のスイッチング手段を有し、(2)
該第1スイッチング手段の該電界効果トランジスタのベ
ースにそれぞれ差動駆動信号の一方を入力し、該電界効
果トランジスタのドレインを前記一対の伝送路の一方に
接続し、(3) 該第2スイッチング手段の該電界効果トラ
ンジスタのベースにそれぞれ差動駆動信号の他方を入力
し、該電界効果トランジスタのドレインを前記一対の伝
送路の他方に接続したバライバ回路により達成される。
例えば、前記極性の異なる電界効果トランジスタとして
PMOSトランジスタとNMOSトランジスタを用いた場合、上
記課題は本発明によれば、(1) 高電位側の電流スイッチ
ング素子としての一対のPMOSトランジスタと、(2) 低電
位側の電流スイッチング素子としての一対のNMOSトラン
ジスタと、(3) 前記PMOSトランジスタ対の一方とNMOSト
ランジスタ対の一方をそれぞれ駆動する正相制御信号及
びPMOSトランジスタ対の他方とNMOSトランジスタ対の他
方をそれぞれ駆動する逆相制御信号を発生する制御信号
発生回路を備え、(4) 前記PMOSトランジスタ対の一方の
ドレインを前記NMOSトランジスタ対の一方のドレインに
接続すると共に、該ドレイン接続部に第1の伝送路を接
続し、前記PMOSトランジスタ対の他方のドレインを前記
NMOSトランジスタ対の他方のドレインに接続すると共
に、該ドレイン接続部に第2の伝送路を接続してなるド
ライバ回路により達成される。
【0011】かかるドライバ回路によれば、入力信号が
Hのとき、逆相制御信号(L)により駆動されるPMOSトラン
ジスタと正相制御信号(H)により駆動されるNMOSトラン
ジスタが第1伝送線路→第2伝送線路を介して第1の電
流経路を形成し、又、入力信号がLのとき、正相制御信
号(L)により駆動されるPMOSトランジスタと逆相制御信
号(H)により駆動されるNMOSトランジスタが第2伝送線
路→第1伝送線路を介して第2の電流経路を形成する。
すなわち、第1の電流経路は正相制御信号がHで、か
つ、逆相制御信号がLのときに電流を流し、第2の電流
経路は正相制御信号がLで、かつ、逆相制御信号がHのと
きに電流を流す。この結果、LVDS出力信号の立上り、立
下がりが対称になり、パルス幅歪みを低減することがで
き、高速伝送に対応できる。
Hのとき、逆相制御信号(L)により駆動されるPMOSトラン
ジスタと正相制御信号(H)により駆動されるNMOSトラン
ジスタが第1伝送線路→第2伝送線路を介して第1の電
流経路を形成し、又、入力信号がLのとき、正相制御信
号(L)により駆動されるPMOSトランジスタと逆相制御信
号(H)により駆動されるNMOSトランジスタが第2伝送線
路→第1伝送線路を介して第2の電流経路を形成する。
すなわち、第1の電流経路は正相制御信号がHで、か
つ、逆相制御信号がLのときに電流を流し、第2の電流
経路は正相制御信号がLで、かつ、逆相制御信号がHのと
きに電流を流す。この結果、LVDS出力信号の立上り、立
下がりが対称になり、パルス幅歪みを低減することがで
き、高速伝送に対応できる。
【0012】又、制御信号発生回路を2以上のCMOSロジ
ック回路(インバータ)で構成し、正相制御信号を発生す
るCMOSロジック回路側及び逆相制御信号を発生するCMOS
ロジック回路側の少なくとも一方に遅延回路を挿入し、
正相制御信号と逆相信号間の位相差を小さく、例えば零
とする。このようにすれば、第1の電流経路と第2の電
流経路が同時にオフする状態をなくせ、第1の電流経路
がオンすれば同時に第2の電流経路をオフでき、又、第
2の電流経路がオンすれば同時に第1の電流経路をオフ
できる。すなわち、第1の電流経路を構成するMOSトラ
ンジスタ対と第2の電流経路を構成するMOSトランジス
タ対のオン/オフ時のスイッチング特性を対称にでき、L
VDS出力波形をより改善できる。
ック回路(インバータ)で構成し、正相制御信号を発生す
るCMOSロジック回路側及び逆相制御信号を発生するCMOS
ロジック回路側の少なくとも一方に遅延回路を挿入し、
正相制御信号と逆相信号間の位相差を小さく、例えば零
とする。このようにすれば、第1の電流経路と第2の電
流経路が同時にオフする状態をなくせ、第1の電流経路
がオンすれば同時に第2の電流経路をオフでき、又、第
2の電流経路がオンすれば同時に第1の電流経路をオフ
できる。すなわち、第1の電流経路を構成するMOSトラ
ンジスタ対と第2の電流経路を構成するMOSトランジス
タ対のオン/オフ時のスイッチング特性を対称にでき、L
VDS出力波形をより改善できる。
【0013】又、高電位側のPMOSトランジスタ対のソー
ス端子と高電位線間に第1の電流源を接続し、低電位側
のNMOSトランジスタ対のソースと低電位線間に第2の電
流源を接続、該低電位側のNMOSトランジスタ対の各ドレ
インと定電圧源間をバイアス抵抗素子で接続する。この
ようにすれば、低電位側のNMOSトランジスタ対を飽和領
域で用いることができ、スイッチング特性を改善でき、
LVDS出力のパルス幅歪みを減小できる。又、制御信号発
生回路を、アナログ差動信号が入力される差動増幅回路
で構成し、該差動増幅回路より正相制御信号及び逆相制
御信号を出力する。このようにすれば、アナログ差動信
号が入力される場合であっても、LVDS用ドライバ回路を
提供できる。
ス端子と高電位線間に第1の電流源を接続し、低電位側
のNMOSトランジスタ対のソースと低電位線間に第2の電
流源を接続、該低電位側のNMOSトランジスタ対の各ドレ
インと定電圧源間をバイアス抵抗素子で接続する。この
ようにすれば、低電位側のNMOSトランジスタ対を飽和領
域で用いることができ、スイッチング特性を改善でき、
LVDS出力のパルス幅歪みを減小できる。又、制御信号発
生回路を、アナログ差動信号が入力される差動増幅回路
で構成し、該差動増幅回路より正相制御信号及び逆相制
御信号を出力する。このようにすれば、アナログ差動信
号が入力される場合であっても、LVDS用ドライバ回路を
提供できる。
【0014】
【発明の実施の形態】(A)第1実施例 図1は本発明の第1実施例であるドライバ回路の構成図
であり、図12と同一部分には同一符号を付している。
1はLVDS用のドライバ回路、3はLVDSインタフェースの
第1の伝送線路、4は第2の伝送線路、5は終端抵抗、
6はCMOS入力端子、8,9は図示しないLVDSレシーバの
入力端子である。ドライバ回路1において、P0〜P1は高
電位側の電流スイッチング素子としての一対のPMOSトラ
ンジスタ、N0〜N1は低電位側の電流スイッチング素子と
しての一対のNMOSトランジスタである。PMOSトランジス
タP0のドレインはNMOSトランジスタN0のドレインに直列
に接続され、PMOSトランジスタP1のドレインはNMOSトラ
ンジスタN1のドレインに直列に接続されている。又、PM
OSトランジスタP0、P1のソースは共に電流源I1に接続さ
れ、NMOSトランジスタN0、N1のソースは共に負荷素子で
あるNMOSトランジスタN3に接続されている。
であり、図12と同一部分には同一符号を付している。
1はLVDS用のドライバ回路、3はLVDSインタフェースの
第1の伝送線路、4は第2の伝送線路、5は終端抵抗、
6はCMOS入力端子、8,9は図示しないLVDSレシーバの
入力端子である。ドライバ回路1において、P0〜P1は高
電位側の電流スイッチング素子としての一対のPMOSトラ
ンジスタ、N0〜N1は低電位側の電流スイッチング素子と
しての一対のNMOSトランジスタである。PMOSトランジス
タP0のドレインはNMOSトランジスタN0のドレインに直列
に接続され、PMOSトランジスタP1のドレインはNMOSトラ
ンジスタN1のドレインに直列に接続されている。又、PM
OSトランジスタP0、P1のソースは共に電流源I1に接続さ
れ、NMOSトランジスタN0、N1のソースは共に負荷素子で
あるNMOSトランジスタN3に接続されている。
【0015】B1は制御信号発生回路であり、直列に接続
されたCMOSロジック回路(インバータ)X0,X1を備え、
高電位側の一方のPMOSトランジスタP1と低電位側の一方
のNMOSトランジスタN1をそれぞれ駆動する正相制御信号
Sを発生すると共に、高電位側の他方のPMOSトランジ
スタP0と低電位側の他方のNMOSトランジスタN0をそれぞ
れ駆動する逆相制御信号*Sを発生する。すなわち、制
御信号発生回路B1は、CMOS入力信号をインバータX0,X1
に入力し、インバータX1より正相制御信号Sを出力して
PMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1のゲート端子
に入力し、インバータX0より逆相制御信号*Sを出力し
てPMOSトランジスタP0とNMOSトランジスタN0のゲート端
子に入力する。
されたCMOSロジック回路(インバータ)X0,X1を備え、
高電位側の一方のPMOSトランジスタP1と低電位側の一方
のNMOSトランジスタN1をそれぞれ駆動する正相制御信号
Sを発生すると共に、高電位側の他方のPMOSトランジ
スタP0と低電位側の他方のNMOSトランジスタN0をそれぞ
れ駆動する逆相制御信号*Sを発生する。すなわち、制
御信号発生回路B1は、CMOS入力信号をインバータX0,X1
に入力し、インバータX1より正相制御信号Sを出力して
PMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1のゲート端子
に入力し、インバータX0より逆相制御信号*Sを出力し
てPMOSトランジスタP0とNMOSトランジスタN0のゲート端
子に入力する。
【0016】入力信号がHであれば、逆相制御信号*S
はLとなり、正相制御信号はHとなる。このため、PMOSト
ランジスタP0とNMOSトランジスタN1がオンし、PMOSトラ
ンジスタP1とNMOSトランジスタN0がオフし、電流は点線
で示す第1の電流経路に沿って流れる。すなわち、電流
はPMOSトランジスタP0から伝送線路3→終端抵抗5→伝
送線路4→NMOSトランジスタN1を介してNMOSトランジス
タN3に向かって流れ、LVDS出力信号はHとなる。一方、
入力信号がLであれば、逆相制御信号*SはHとなり、正
相制御信号はLとなる。このため、PMOSトランジスタP1
とNMOSトランジスタN0がオンし、PMOSトランジスタP0と
NMOSトランジスタN1がオフし、電流は一点鎖線で示す第
2の電流経路に沿って流れる。すなわち、電流はPMOSト
ランジスタP1から伝送線路4→終端抵抗5→伝送線路3
→NMOSトランジスタN0を介してNMOSトランジスタN3に向
かって流れ、LVDS出力信号はLとなる。尚、直流電位
は、負荷素子N3で発生する電圧によって供給される。
はLとなり、正相制御信号はHとなる。このため、PMOSト
ランジスタP0とNMOSトランジスタN1がオンし、PMOSトラ
ンジスタP1とNMOSトランジスタN0がオフし、電流は点線
で示す第1の電流経路に沿って流れる。すなわち、電流
はPMOSトランジスタP0から伝送線路3→終端抵抗5→伝
送線路4→NMOSトランジスタN1を介してNMOSトランジス
タN3に向かって流れ、LVDS出力信号はHとなる。一方、
入力信号がLであれば、逆相制御信号*SはHとなり、正
相制御信号はLとなる。このため、PMOSトランジスタP1
とNMOSトランジスタN0がオンし、PMOSトランジスタP0と
NMOSトランジスタN1がオフし、電流は一点鎖線で示す第
2の電流経路に沿って流れる。すなわち、電流はPMOSト
ランジスタP1から伝送線路4→終端抵抗5→伝送線路3
→NMOSトランジスタN0を介してNMOSトランジスタN3に向
かって流れ、LVDS出力信号はLとなる。尚、直流電位
は、負荷素子N3で発生する電圧によって供給される。
【0017】かかるドライバ回路によれば、図2に示す
ように、第1の電流経路は正相制御信号SがHで、か
つ、逆相制御信号*SがLのときに電流を流し、第2の
電流経路は正相制御信号がLで、かつ、逆相制御信号がH
のときに電流を流す。この結果、第1実施例のドライバ
回路では、高電位側のスイッチング素子をPMOSトランジ
スタP0,P1としたことにより、そのスイッチングの論理
が従来のドライバ回路(図13)と反転しLVDS出力のH/
Lの波形はほぼ対称となり、高速伝送に対応できる。す
なわち、第1の電流経路と第2の電流経路が同時にオフ
することはあっても、同時にオンすることはなく、LVDS
出力は不定にならずパルス幅歪みを低減することができ
る。
ように、第1の電流経路は正相制御信号SがHで、か
つ、逆相制御信号*SがLのときに電流を流し、第2の
電流経路は正相制御信号がLで、かつ、逆相制御信号がH
のときに電流を流す。この結果、第1実施例のドライバ
回路では、高電位側のスイッチング素子をPMOSトランジ
スタP0,P1としたことにより、そのスイッチングの論理
が従来のドライバ回路(図13)と反転しLVDS出力のH/
Lの波形はほぼ対称となり、高速伝送に対応できる。す
なわち、第1の電流経路と第2の電流経路が同時にオフ
することはあっても、同時にオンすることはなく、LVDS
出力は不定にならずパルス幅歪みを低減することができ
る。
【0018】(B)第2実施例 図3は本発明の第2実施例であるドライバ回路の構成図
であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付
している。第2実施例が第1実施例と異なる点は、制御
信号発生回路B1の構成及び直流レベルを与える低電位側
の負荷素子をNMOSトランジスタの替わりに抵抗R2を用い
た点である。第2実施例の制御信号発生回路B1におい
て、インバータX0,X1が直列に接続され、初段のインバ
ータX0の出力端子に遅延回路D0が接続され、次段のイン
バータX1の出力端子に遅延回路D1が接続されている。各
遅延回路D0,D1は正相制御信号Sと逆相制御信号*S間
の位相差が零となるように所定時間インバータX0、X1の
出力を遅延するものである。第1実施例では、インバー
タX1の伝搬遅延分だけ、正相制御信号Sと逆相制御信号
*S間に位相差が生じる。しかし、第2実施例によれ
ば、遅延量の異なる遅延回路D0,D1を挿入して正相制御
信号S、逆相制御信号*Sの位相を調整し、位相差を低
減している(理想的には零にしている)。
であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付
している。第2実施例が第1実施例と異なる点は、制御
信号発生回路B1の構成及び直流レベルを与える低電位側
の負荷素子をNMOSトランジスタの替わりに抵抗R2を用い
た点である。第2実施例の制御信号発生回路B1におい
て、インバータX0,X1が直列に接続され、初段のインバ
ータX0の出力端子に遅延回路D0が接続され、次段のイン
バータX1の出力端子に遅延回路D1が接続されている。各
遅延回路D0,D1は正相制御信号Sと逆相制御信号*S間
の位相差が零となるように所定時間インバータX0、X1の
出力を遅延するものである。第1実施例では、インバー
タX1の伝搬遅延分だけ、正相制御信号Sと逆相制御信号
*S間に位相差が生じる。しかし、第2実施例によれ
ば、遅延量の異なる遅延回路D0,D1を挿入して正相制御
信号S、逆相制御信号*Sの位相を調整し、位相差を低
減している(理想的には零にしている)。
【0019】第2実施例によれば、第1の電流経路と第
2の電流経路が同時にオフする状態をなくせ、第1の電
流経路がオンすれば同時に第2の電流経路をオフでき、
又、第2の電流経路がオンすれば同時に第1の電流経路
をオフできる。すなわち、第1の電流経路を構成するMO
Sトランジスタ対と第2の電流経路を構成するMOSトラン
ジスタ対のオン/オフ時のスイッチング特性を対称にで
き、LVDS出力波形をより改善することができる。
2の電流経路が同時にオフする状態をなくせ、第1の電
流経路がオンすれば同時に第2の電流経路をオフでき、
又、第2の電流経路がオンすれば同時に第1の電流経路
をオフできる。すなわち、第1の電流経路を構成するMO
Sトランジスタ対と第2の電流経路を構成するMOSトラン
ジスタ対のオン/オフ時のスイッチング特性を対称にで
き、LVDS出力波形をより改善することができる。
【0020】尚、図3の第2実施例では遅延回路を2つ
設けたが、位相の進んでいる逆相制御信号側に遅延回路
D0を設けるだけでもよい。又、遅延回路D0,D1は例え
ば、駆動能力の異なるインバータ等で構成される。又、
第1実施例、第2実施例では、高電位側のPMOSトランジ
スタ対PO,P1のソースに電流源を接続し、低電位側のNMO
Sトランジスタ対NO,N1のソースに負荷素子を接続する構
成としたが、逆の構成で、PMOSトランジスタ対PO,P1の
ソースに負荷素子を接続し、NMOSトランジスタ対NO,N1
のソースに電流源を接続する構成とすることもできる。
又、第1実施例、第2実施例では、制御信号発生回路B1
としてCMOSインバータを用いたが、NAND等のロジック回
路を用いて構成することもできる。
設けたが、位相の進んでいる逆相制御信号側に遅延回路
D0を設けるだけでもよい。又、遅延回路D0,D1は例え
ば、駆動能力の異なるインバータ等で構成される。又、
第1実施例、第2実施例では、高電位側のPMOSトランジ
スタ対PO,P1のソースに電流源を接続し、低電位側のNMO
Sトランジスタ対NO,N1のソースに負荷素子を接続する構
成としたが、逆の構成で、PMOSトランジスタ対PO,P1の
ソースに負荷素子を接続し、NMOSトランジスタ対NO,N1
のソースに電流源を接続する構成とすることもできる。
又、第1実施例、第2実施例では、制御信号発生回路B1
としてCMOSインバータを用いたが、NAND等のロジック回
路を用いて構成することもできる。
【0021】(C)第3実施例 図4は本発明の第3実施例であるドライバ回路の構成図
であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付
している。第3実施例が第1実施例と異なる点は、(1)
NMOSトランジスタの負荷素子に替えて電流源I2を低電位
側のNMOSトランジスタ対N0,N1のソースに接続している
点、(2) PMOSトランジスタP0のドレインとNMOSトランジ
スタN0のドレインとの接続部と定電圧源V1の間にNMOSト
ランジスタN4で構成されたバイアス抵抗素子が接続され
ている点、(3) PMOSトランジスタP1のドレインとNMOSト
ランジスタN1のドレインとの接続部と定電圧源V1の間に
NMOSトランジスタN5で構成されたバイアス抵抗素子が接
続されている点である。
であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付
している。第3実施例が第1実施例と異なる点は、(1)
NMOSトランジスタの負荷素子に替えて電流源I2を低電位
側のNMOSトランジスタ対N0,N1のソースに接続している
点、(2) PMOSトランジスタP0のドレインとNMOSトランジ
スタN0のドレインとの接続部と定電圧源V1の間にNMOSト
ランジスタN4で構成されたバイアス抵抗素子が接続され
ている点、(3) PMOSトランジスタP1のドレインとNMOSト
ランジスタN1のドレインとの接続部と定電圧源V1の間に
NMOSトランジスタN5で構成されたバイアス抵抗素子が接
続されている点である。
【0022】NMOSトラジスタNO,N1のソースに電流源I2
を接続し、電流源I1とI2の電流量をほぼ等しくする。こ
のように構成することで、低電位側のスイッチング素子
であるNMOSトランジスタ対N0,N1も飽和領域で動作する
ことが可能となり、よりスイッチング特性を向上するこ
とが可能になる。ところで、電流源I2の場合は、負荷素
子のように直流レベルを与えることができない。そこ
で、直流レベルを別途与えることが好ましく、第3実施
例では、電圧源V1とバイアス抵抗として働くNMOSトラン
ジスタN4,N5によって各MOSトランジスタP0〜P1,N0〜N1
のドレインにNMOSトランジスタ対N0,N1が飽和領域で動
作するように直流電位を与えている。尚、バイアス抵抗
N4, N5は抵抗で構成にしてもよく、あるいはPMOSトラン
ジスタで構成してもよく、又、NMOSトランジスタとPMOS
トランジスタを組み合わせた構成としても良い。
を接続し、電流源I1とI2の電流量をほぼ等しくする。こ
のように構成することで、低電位側のスイッチング素子
であるNMOSトランジスタ対N0,N1も飽和領域で動作する
ことが可能となり、よりスイッチング特性を向上するこ
とが可能になる。ところで、電流源I2の場合は、負荷素
子のように直流レベルを与えることができない。そこ
で、直流レベルを別途与えることが好ましく、第3実施
例では、電圧源V1とバイアス抵抗として働くNMOSトラン
ジスタN4,N5によって各MOSトランジスタP0〜P1,N0〜N1
のドレインにNMOSトランジスタ対N0,N1が飽和領域で動
作するように直流電位を与えている。尚、バイアス抵抗
N4, N5は抵抗で構成にしてもよく、あるいはPMOSトラン
ジスタで構成してもよく、又、NMOSトランジスタとPMOS
トランジスタを組み合わせた構成としても良い。
【0023】図5は第3実施例の電圧源V1の回路構成例
であり、X11は参照電圧を発生する参照電圧発生部であ
り、例えば、温度変動の影響を受けず、約1.2Vの参照電
圧V Rを安定に供給する周知のバンドギャップ参照電圧
源(BGR回路)、X12はバッファとして働く演算増幅回路で
あり、出力電圧を参照電圧VRに等しくするためのも
の、C11は高周波電流を吸収する容量である。図5の電
圧源回路は参照電圧VRが1.2Vの場合であるが、そうで
ないときには演算増幅回路で非反転増幅回路や分圧回路
を挿入して、出力電圧を約1.2Vとしても良い。また参照
電圧VRはBGR回路でなくツェナダイオードなど用いて供
給することもできる。
であり、X11は参照電圧を発生する参照電圧発生部であ
り、例えば、温度変動の影響を受けず、約1.2Vの参照電
圧V Rを安定に供給する周知のバンドギャップ参照電圧
源(BGR回路)、X12はバッファとして働く演算増幅回路で
あり、出力電圧を参照電圧VRに等しくするためのも
の、C11は高周波電流を吸収する容量である。図5の電
圧源回路は参照電圧VRが1.2Vの場合であるが、そうで
ないときには演算増幅回路で非反転増幅回路や分圧回路
を挿入して、出力電圧を約1.2Vとしても良い。また参照
電圧VRはBGR回路でなくツェナダイオードなど用いて供
給することもできる。
【0024】図6は第3実施例の電流源I1,I2の構成図
である。X21は参照電圧VBGRを安定に供給するBGR回
路、X22は演算増幅回路、R21は抵抗である。抵抗R21とB
GR回路X21と演算増幅回路X22とで負帰還回路を構成し、
NMOSトランジスタN21のソース電圧が参照電圧VBGRと等
しくなるように動作する。従って、抵抗R21に流れる電
流Iは(VBGR/R21)で与えられる。一方、PMOSトランジ
スタP21とPMOSトランジスタP23、PMOSトランジスタP2
1とPMOSトランジスタP22、NMOSトランジスタN22とNMO
SトランジスタN23は、それぞれカレントミラーを構成す
る。
である。X21は参照電圧VBGRを安定に供給するBGR回
路、X22は演算増幅回路、R21は抵抗である。抵抗R21とB
GR回路X21と演算増幅回路X22とで負帰還回路を構成し、
NMOSトランジスタN21のソース電圧が参照電圧VBGRと等
しくなるように動作する。従って、抵抗R21に流れる電
流Iは(VBGR/R21)で与えられる。一方、PMOSトランジ
スタP21とPMOSトランジスタP23、PMOSトランジスタP2
1とPMOSトランジスタP22、NMOSトランジスタN22とNMO
SトランジスタN23は、それぞれカレントミラーを構成す
る。
【0025】従って、抵抗R21に定電流Iが流れるとカ
レントミラーによりPMOSトランジスタP23に電流Iが流
れ、定電流I1を出力する。又、カレントミラーによりPM
OSトランジスタP22にもNMOSトランジスタN22を通じて電
流Iが流れ、別のカレントミラーによりNMOSトランジス
タN23に電流Iが流れ、定電流I2を出力する。実際は、I1
とI2がほぼ等しい約3mAの電流である。以上のような構
成とすることで、高精度の電流源回路を得ることができ
る。なお、演算増幅回路X22に入力する電圧には特に制
約が無く、従って、非反転増幅回路や分圧回路を挿入し
て参照電圧を適切な電圧に変換しても良い。また、参照
電圧VBGRはBGR回路でなくツェナダイオード等で供給し
ても良い。更に、カレントミラーとしてカスコード接続
カレントミラーを用いることで、精度を向上することも
可能である。
レントミラーによりPMOSトランジスタP23に電流Iが流
れ、定電流I1を出力する。又、カレントミラーによりPM
OSトランジスタP22にもNMOSトランジスタN22を通じて電
流Iが流れ、別のカレントミラーによりNMOSトランジス
タN23に電流Iが流れ、定電流I2を出力する。実際は、I1
とI2がほぼ等しい約3mAの電流である。以上のような構
成とすることで、高精度の電流源回路を得ることができ
る。なお、演算増幅回路X22に入力する電圧には特に制
約が無く、従って、非反転増幅回路や分圧回路を挿入し
て参照電圧を適切な電圧に変換しても良い。また、参照
電圧VBGRはBGR回路でなくツェナダイオード等で供給し
ても良い。更に、カレントミラーとしてカスコード接続
カレントミラーを用いることで、精度を向上することも
可能である。
【0026】(D)第4実施例 第1実施例(図1)のLVDSドライバ回路は、PMOSトラン
ジスタの差動対P0,P1とNMOSトランジスタの差動対N0,N1
を向かい合わせた構成で、アナログ差動回路との整合が
良い。このため、PMOSトランジスタ対P0,P1とNMOSトラ
ンジスタ対N0,N1を差動増幅回路で駆動することが可能
である。図7は本発明の第4実施例の構成図であり、差
動増幅回路でスイッチング素子を駆動するもので、第3
実施例と同一部分には同一符号を付している。第4実施
例において、第3実施例と異なる点は、制御信号発生回
路をCMOSロジック回路でなく、アナログ差動増幅回路を
用いて構成する点である。
ジスタの差動対P0,P1とNMOSトランジスタの差動対N0,N1
を向かい合わせた構成で、アナログ差動回路との整合が
良い。このため、PMOSトランジスタ対P0,P1とNMOSトラ
ンジスタ対N0,N1を差動増幅回路で駆動することが可能
である。図7は本発明の第4実施例の構成図であり、差
動増幅回路でスイッチング素子を駆動するもので、第3
実施例と同一部分には同一符号を付している。第4実施
例において、第3実施例と異なる点は、制御信号発生回
路をCMOSロジック回路でなく、アナログ差動増幅回路を
用いて構成する点である。
【0027】差動制御信号発生回路B2は、入力端子6
a,6bから入力するアナログ差動信号を入力信号と
し、PMOSトランジスタの差動対P1,P0を駆動する信号S
1,S2と、NMOSトランジスタの差動対N0,N1を駆動す
る信号S3,S4を発生する。信号S1,S2は直流レ
ベルのほぼ等しい差動信号であり、信号S3,S4も直
流レベルのほぼ等しい差動信号である。信号S1,S4
の極性は同じであり、信号S2,S3の極性も同じであ
る。又、信号S1,S4の位相と信号S2,S3の位相
はそれぞれほぼ同じであることが望ましい。
a,6bから入力するアナログ差動信号を入力信号と
し、PMOSトランジスタの差動対P1,P0を駆動する信号S
1,S2と、NMOSトランジスタの差動対N0,N1を駆動す
る信号S3,S4を発生する。信号S1,S2は直流レ
ベルのほぼ等しい差動信号であり、信号S3,S4も直
流レベルのほぼ等しい差動信号である。信号S1,S4
の極性は同じであり、信号S2,S3の極性も同じであ
る。又、信号S1,S4の位相と信号S2,S3の位相
はそれぞれほぼ同じであることが望ましい。
【0028】(a)差動制御信号発生回路の第1の構成 図8は差動制御信号発生回路B2の第1の構成例で、信号
S2,S3を共用し、又、信号S1,S4を共用する例
である。図中、I30〜I32は定電流源、P30〜P31はPMOSト
ランジスタの差動対、R30,R31はPMOSトランジスタの差
動対P30〜P31のドレイン端子と低電位線間に挿入された
抵抗、P32,P33はソースホロア回路を構成するPMOSトラ
ンジスタである。PMOSトランジスタP32,P33のゲートに
は抵抗R30,R31の端子電圧が入力され、ソースには電流
源I31,I32が接続され、ドレインは低電位線に接続さ
れ、PMOSトランジスタP32のソースより信号S1,S4
を出力し、PMOSトランジスタP33のソースより信号S
2,S3を出力するようになっている。PMOSトランジス
タP32,P33と電流源I31,I32によりソースホロア回路が構
成される。
S2,S3を共用し、又、信号S1,S4を共用する例
である。図中、I30〜I32は定電流源、P30〜P31はPMOSト
ランジスタの差動対、R30,R31はPMOSトランジスタの差
動対P30〜P31のドレイン端子と低電位線間に挿入された
抵抗、P32,P33はソースホロア回路を構成するPMOSトラ
ンジスタである。PMOSトランジスタP32,P33のゲートに
は抵抗R30,R31の端子電圧が入力され、ソースには電流
源I31,I32が接続され、ドレインは低電位線に接続さ
れ、PMOSトランジスタP32のソースより信号S1,S4
を出力し、PMOSトランジスタP33のソースより信号S
2,S3を出力するようになっている。PMOSトランジス
タP32,P33と電流源I31,I32によりソースホロア回路が構
成される。
【0029】差動信号入力端子6aにH、差動信号入力
端子6bにLの差動信号が入力すると、PMOSトランジス
タP30がオン、PMOSトランジスタP31がオフし、NMOSトラ
ンジスタN30のゲートにHの信号が、NMOSトランジスタN3
1のゲートにLの信号が入力する。この結果、PMOSトラン
ジスタP32がオフし、ハイレベルHの信号S1,S4が出
力し、又、PMOSトランジスタP33がオンしてローレベルL
の信号S2,S3が出力する。信号S1,S4のH、信
号S2,S3のLにより、図7のPMOSトランジスタP0とN
MOSトランジスタN1がオンし、第1の電流経路が形成さ
れてLVDS出力はHになる。
端子6bにLの差動信号が入力すると、PMOSトランジス
タP30がオン、PMOSトランジスタP31がオフし、NMOSトラ
ンジスタN30のゲートにHの信号が、NMOSトランジスタN3
1のゲートにLの信号が入力する。この結果、PMOSトラン
ジスタP32がオフし、ハイレベルHの信号S1,S4が出
力し、又、PMOSトランジスタP33がオンしてローレベルL
の信号S2,S3が出力する。信号S1,S4のH、信
号S2,S3のLにより、図7のPMOSトランジスタP0とN
MOSトランジスタN1がオンし、第1の電流経路が形成さ
れてLVDS出力はHになる。
【0030】一方、差動信号入力端子6aにL、差動信
号入力端子6bにHの差動信号が入力すると、PMOSトラ
ンジスタP30がオフ、PMOSトランジスタP31がオンし、NM
OSトランジスタN30のゲートにLの信号が、NMOSトランジ
スタN31のゲートにHの信号が入力する。この結果、PMOS
トランジスタP32がオンし、ローレベルLの信号S1,S
4が出力し、又、PMOSトランジスタP33がオフしてハイ
レベルHの信号S2,S3が出力する。信号S1,S4
のL、信号S2,S3のHにより、図7のPMOSトランジス
タP1とNMOSトランジスタN0がオンし、第2の電流経路が
形成されてLVDS出力はLになる。なお、LVDSの出力信号
の直流レベルはGNDから規定されるため、差動増幅回路
は図8に示すように出力レベルがGNDから決まるPMOSト
ランジスタP30,P31を用いたほうが好ましい。しかし、
差動増幅回路としてPNPトランジスタを用いても同様の
効果が得られることは言うまでもない。NMOSトランジス
タやNPNトランジスタを用いた場合には、出力レベルが
電源から決まるため直流電圧の設計はやや困難である
が、より高速な応答が期待できる。
号入力端子6bにHの差動信号が入力すると、PMOSトラ
ンジスタP30がオフ、PMOSトランジスタP31がオンし、NM
OSトランジスタN30のゲートにLの信号が、NMOSトランジ
スタN31のゲートにHの信号が入力する。この結果、PMOS
トランジスタP32がオンし、ローレベルLの信号S1,S
4が出力し、又、PMOSトランジスタP33がオフしてハイ
レベルHの信号S2,S3が出力する。信号S1,S4
のL、信号S2,S3のHにより、図7のPMOSトランジス
タP1とNMOSトランジスタN0がオンし、第2の電流経路が
形成されてLVDS出力はLになる。なお、LVDSの出力信号
の直流レベルはGNDから規定されるため、差動増幅回路
は図8に示すように出力レベルがGNDから決まるPMOSト
ランジスタP30,P31を用いたほうが好ましい。しかし、
差動増幅回路としてPNPトランジスタを用いても同様の
効果が得られることは言うまでもない。NMOSトランジス
タやNPNトランジスタを用いた場合には、出力レベルが
電源から決まるため直流電圧の設計はやや困難である
が、より高速な応答が期待できる。
【0031】(b)差動制御信号発生回路の第2の構成 図8に示す回路では信号S2,S3を共用し、信号S
1,S4を共用するものであるため、信号S1,S2の
直流レベルがPMOSトランジスタの差動対P0,P1を駆動す
るのに高くなりすぎる。このため、電源電圧を下げるこ
とができない問題がある。図9は差動制御信号発生回路
の第2の構成例であり、信号S1〜S4を別個に発生
し、信号S1,S2の直流レベルが信号S3,S4の直
流レベルより低くなるようしたものである。すなわち、
図9の差動制御信号発生回路は、図8と同一構成の差動
制御信号発生回路51の前段に別の差動制御信号発生回
路52を設けて構成されている。
1,S4を共用するものであるため、信号S1,S2の
直流レベルがPMOSトランジスタの差動対P0,P1を駆動す
るのに高くなりすぎる。このため、電源電圧を下げるこ
とができない問題がある。図9は差動制御信号発生回路
の第2の構成例であり、信号S1〜S4を別個に発生
し、信号S1,S2の直流レベルが信号S3,S4の直
流レベルより低くなるようしたものである。すなわち、
図9の差動制御信号発生回路は、図8と同一構成の差動
制御信号発生回路51の前段に別の差動制御信号発生回
路52を設けて構成されている。
【0032】差動制御信号発生回路52において、I40
は定電流源、P40〜P41はPMOSトランジスタの差動対、R4
0〜R41は差動対P40〜P41のドレイン端子に接続された抵
抗、R42は抵抗R40〜R41とグランド線(GND線)間に挿入さ
れた抵抗である。第1の差動信号入力端子6aは、差動
制御信号発生回路51,52における各差動対の一方の
PMOSトランジスタP31,P41のゲート端子に接続され、第
2の差動信号入力端子6bは、差動制御信号発生回路5
1,52における他方のPMOSトランジスタP30,P40のゲ
ート端子に接続されている。又、差動制御信号発生回路
52の差動対を構成するPMOSトランジスタP40,P41のド
レインと抵抗R40,R41の接続部より信号S1,S2が出
力し、差動制御信号発生回路51のソースフォロワを構
成するPMOSトランジスタP32のソースより信号S4を出
力し、PMOSトランジスタP33のソースより信号S3を出
力するようになっている。以上より、PMOSトランジスタ
の差動対P1,P0(図7)を駆動する信号S1,S2の直
流バイアスを、負荷抵抗R40〜42の電圧降下で与えるこ
とができる。このため、PMOSトランジスタ対P0,P1の駆
動信号S1,S2の直流レベルを、NMOSトランジスタ対
N0,N1の駆動信号S3,S4の直流レベルより低くで
き、電源電圧を下げることができる。
は定電流源、P40〜P41はPMOSトランジスタの差動対、R4
0〜R41は差動対P40〜P41のドレイン端子に接続された抵
抗、R42は抵抗R40〜R41とグランド線(GND線)間に挿入さ
れた抵抗である。第1の差動信号入力端子6aは、差動
制御信号発生回路51,52における各差動対の一方の
PMOSトランジスタP31,P41のゲート端子に接続され、第
2の差動信号入力端子6bは、差動制御信号発生回路5
1,52における他方のPMOSトランジスタP30,P40のゲ
ート端子に接続されている。又、差動制御信号発生回路
52の差動対を構成するPMOSトランジスタP40,P41のド
レインと抵抗R40,R41の接続部より信号S1,S2が出
力し、差動制御信号発生回路51のソースフォロワを構
成するPMOSトランジスタP32のソースより信号S4を出
力し、PMOSトランジスタP33のソースより信号S3を出
力するようになっている。以上より、PMOSトランジスタ
の差動対P1,P0(図7)を駆動する信号S1,S2の直
流バイアスを、負荷抵抗R40〜42の電圧降下で与えるこ
とができる。このため、PMOSトランジスタ対P0,P1の駆
動信号S1,S2の直流レベルを、NMOSトランジスタ対
N0,N1の駆動信号S3,S4の直流レベルより低くで
き、電源電圧を下げることができる。
【0033】(c)差動制御信号発生回路の第3の構成 図10は差動制御信号発生回路の第3の構成例であり、
第2の構成と同様に信号S1〜S4を別個に発生し、信
号S1,S2の直流レベルが信号S3,S4の直流レベ
ルより低くなるようしたものである。図中、I40は定電
流源、P40〜P41はPMOSトランジスタの第1の差動対、R4
0〜R41は第1の差動対P40〜P41のドレイン端子に接続さ
れた抵抗、R42は抵抗R40〜R41とグランド線(GND線)間に
挿入された抵抗である。又、I41は定電流源、P42〜P43
はPMOSトランジスタの第2の差動対、N40,N41は負荷抵
抗素子として機能するNMOSトランジスタであり、第2の
差動対P42〜P43のドレイン端子に接続されている。I42,
I43は負荷抵抗素子としてのNMOSトランジスタN40,N41を
常時オンさせるための定電流源、R44〜R45は負荷抵抗素
子N40,N41に直列に接続された抵抗、R46は抵抗R44〜R45
とグランド線(GND線)間に挿入された抵抗である。
第2の構成と同様に信号S1〜S4を別個に発生し、信
号S1,S2の直流レベルが信号S3,S4の直流レベ
ルより低くなるようしたものである。図中、I40は定電
流源、P40〜P41はPMOSトランジスタの第1の差動対、R4
0〜R41は第1の差動対P40〜P41のドレイン端子に接続さ
れた抵抗、R42は抵抗R40〜R41とグランド線(GND線)間に
挿入された抵抗である。又、I41は定電流源、P42〜P43
はPMOSトランジスタの第2の差動対、N40,N41は負荷抵
抗素子として機能するNMOSトランジスタであり、第2の
差動対P42〜P43のドレイン端子に接続されている。I42,
I43は負荷抵抗素子としてのNMOSトランジスタN40,N41を
常時オンさせるための定電流源、R44〜R45は負荷抵抗素
子N40,N41に直列に接続された抵抗、R46は抵抗R44〜R45
とグランド線(GND線)間に挿入された抵抗である。
【0034】第1の差動信号入力端子6aは、第1、第
2の差動対の一方のPMOSトランジスタP41,P43のゲート
端子に接続され、第2の差動信号入力端子6bは、第
1、第2の差動対の他方のPMOSトランジスタP40,P42の
ゲート端子に接続されている。又、第1の差動対を構成
するPMOSトランジスタP40,P41のドレインと抵抗R40,R41
の接続部より信号S1,S2が出力し、第2の差動対を
構成するPMOSトランジスタP42,P43のドレインと負荷抵
抗素子N40,N41の接続部より信号S3,S4が出力する
ようになっている。PMOSトランジスタの差動対P1,P0
(図7)を駆動する信号S1,S2の直流バイアスは、
負荷抵抗R40〜42の電圧降下で与え、また、NMOSトラン
ジスタの差動対N0,N1(図7)を駆動する信号S3,S
4の直流バイアスは、負荷抵抗R44〜46と、負荷抵抗素
子(NMOSトランジスタ)N40,N41で与えている。この結
果、PMOSトランジスタ対P0,P1の駆動信号S1,S2の
直流レベルが、NMOSトランジスタ対N0,N1の駆動信号S
3,S4の直流レベルより低くなり、電源電圧を下げる
ことができる。又、NMOSトランジスタN40,41のVGSとLVD
Sドライバ回路のNMOSトランジスタ対N0,N1のVGSを相殺
することで、良好なバイアスを与えることができる。
2の差動対の一方のPMOSトランジスタP41,P43のゲート
端子に接続され、第2の差動信号入力端子6bは、第
1、第2の差動対の他方のPMOSトランジスタP40,P42の
ゲート端子に接続されている。又、第1の差動対を構成
するPMOSトランジスタP40,P41のドレインと抵抗R40,R41
の接続部より信号S1,S2が出力し、第2の差動対を
構成するPMOSトランジスタP42,P43のドレインと負荷抵
抗素子N40,N41の接続部より信号S3,S4が出力する
ようになっている。PMOSトランジスタの差動対P1,P0
(図7)を駆動する信号S1,S2の直流バイアスは、
負荷抵抗R40〜42の電圧降下で与え、また、NMOSトラン
ジスタの差動対N0,N1(図7)を駆動する信号S3,S
4の直流バイアスは、負荷抵抗R44〜46と、負荷抵抗素
子(NMOSトランジスタ)N40,N41で与えている。この結
果、PMOSトランジスタ対P0,P1の駆動信号S1,S2の
直流レベルが、NMOSトランジスタ対N0,N1の駆動信号S
3,S4の直流レベルより低くなり、電源電圧を下げる
ことができる。又、NMOSトランジスタN40,41のVGSとLVD
Sドライバ回路のNMOSトランジスタ対N0,N1のVGSを相殺
することで、良好なバイアスを与えることができる。
【0035】(d)差動制御信号発生回路の第4の構成 図11は差動制御信号発生回路の第4の構成例であり、
図10の第3の構成例における第1、第2の2つの差動
対の一部を共通にしたものである。図中、電流源I50は
図10の電流源I40,I41に対応し、以下同様に、電流源I
51,I52は電流源I42,I43に対応し、第1の差動対P50,P51
は第1の差動対P40,P41に対応し、第2の差動対P52,P53
は第2の差動対P42,P43に対応し、抵抗(R50+R52),(R51+
R53)は抵抗R40,R41に対応し、抵抗R54は各抵抗R42,R46
に対応し、抵抗R52,R53は抵抗R44,R45に対応し、負荷抵
抗素子N50,N51は負荷抵抗素子N40,N41に対応する。図1
1に示すように構成することにより、図10の回路と同
様の特性を確保しつつ、回路規模の縮小と低消費電力化
を図ることができる。また、信号S1〜S4の位相をよ
り良く一致させることが可能である。以上の実施例で
は、MOS FETを用いた場合について説明したが、MIS FET
等で構成することもでき、一般的に極性の異なるFETを
用いてドライバ回路を構成することができる。以上、本
発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に
記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、
本発明はこれらを排除するものではない。
図10の第3の構成例における第1、第2の2つの差動
対の一部を共通にしたものである。図中、電流源I50は
図10の電流源I40,I41に対応し、以下同様に、電流源I
51,I52は電流源I42,I43に対応し、第1の差動対P50,P51
は第1の差動対P40,P41に対応し、第2の差動対P52,P53
は第2の差動対P42,P43に対応し、抵抗(R50+R52),(R51+
R53)は抵抗R40,R41に対応し、抵抗R54は各抵抗R42,R46
に対応し、抵抗R52,R53は抵抗R44,R45に対応し、負荷抵
抗素子N50,N51は負荷抵抗素子N40,N41に対応する。図1
1に示すように構成することにより、図10の回路と同
様の特性を確保しつつ、回路規模の縮小と低消費電力化
を図ることができる。また、信号S1〜S4の位相をよ
り良く一致させることが可能である。以上の実施例で
は、MOS FETを用いた場合について説明したが、MIS FET
等で構成することもでき、一般的に極性の異なるFETを
用いてドライバ回路を構成することができる。以上、本
発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に
記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、
本発明はこれらを排除するものではない。
【0036】
【発明の効果】以上本発明によれば、第1の電流経路は
正相制御信号がHで、かつ、逆相制御信号がLのときに電
流を流し、第2の電流経路は正相制御信号がLで、か
つ、逆相制御信号がHのときに電流を流すようにしたこ
とにより、LVDS出力信号の立上り/立下がりが対称にな
り、これによりパルス幅歪みをなくすことができ、高速
伝送に対応できる。
正相制御信号がHで、かつ、逆相制御信号がLのときに電
流を流し、第2の電流経路は正相制御信号がLで、か
つ、逆相制御信号がHのときに電流を流すようにしたこ
とにより、LVDS出力信号の立上り/立下がりが対称にな
り、これによりパルス幅歪みをなくすことができ、高速
伝送に対応できる。
【0037】又、本発明によれば、制御信号発生回路を
2以上のCMOSロジック回路(インバータ)で構成し、正相
制御信号を発生するCMOSロジック回路側及び逆相制御信
号を発生するCMOSロジック回路側の少なくとも一方に遅
延回路を挿入し、正相制御信号と逆相信号間の位相差が
零となるようにしたから、第1の電流経路と第2の電流
経路が同時にオフする状態をなくせ、第1の電流経路が
オンすれば同時に第2の電流経路をオフでき、又、第2
の電流経路がオンすれば同時に第1の電流経路をオフで
き、第1の電流経路を構成するMOSトランジスタ対と第
2の電流経路を構成するMOSトランジスタ対のオン/オフ
時のスイッチング特性を対称にでき、LVDS出力波形をよ
り改善することができる。
2以上のCMOSロジック回路(インバータ)で構成し、正相
制御信号を発生するCMOSロジック回路側及び逆相制御信
号を発生するCMOSロジック回路側の少なくとも一方に遅
延回路を挿入し、正相制御信号と逆相信号間の位相差が
零となるようにしたから、第1の電流経路と第2の電流
経路が同時にオフする状態をなくせ、第1の電流経路が
オンすれば同時に第2の電流経路をオフでき、又、第2
の電流経路がオンすれば同時に第1の電流経路をオフで
き、第1の電流経路を構成するMOSトランジスタ対と第
2の電流経路を構成するMOSトランジスタ対のオン/オフ
時のスイッチング特性を対称にでき、LVDS出力波形をよ
り改善することができる。
【0038】又、本発明によれば、高電位側のPMOSトラ
ンジスタ対のソース端子と高電位線間に第1の電流源を
接続し、低電位側のNMOSトランジスタ対のソースと低電
位線間に第2の電流源を接続、該低電位側のNMOSトラン
ジスタ対の各ドレインと定電圧源間をバイアス抵抗素子
で接続するようにしたから、低電位側のNMOSトランジス
タ対も飽和領域で用いることができるようになり、スイ
ッチング特性を改善でき、LVDS出力のパルス幅歪みを減
小できる。又、本発明によれば、制御信号発生回路を、
アナログ差動信号が入力される差動増幅回路で構成し、
該差動増幅回路より正相制御信号及び逆相制御信号を出
力するようにしたから、アナログ差動信号が入力される
場合であっても、LVDS用ドライバ回路を提供できる。
又、この場合、高電位側のPMOSトランジスタ対P0,P1の
駆動信号の直流レベルを、低電位側のNMOSトランジスタ
対N0,N1の駆動信号の直流レベルより低くできるため、
電源電圧を下げることができる。
ンジスタ対のソース端子と高電位線間に第1の電流源を
接続し、低電位側のNMOSトランジスタ対のソースと低電
位線間に第2の電流源を接続、該低電位側のNMOSトラン
ジスタ対の各ドレインと定電圧源間をバイアス抵抗素子
で接続するようにしたから、低電位側のNMOSトランジス
タ対も飽和領域で用いることができるようになり、スイ
ッチング特性を改善でき、LVDS出力のパルス幅歪みを減
小できる。又、本発明によれば、制御信号発生回路を、
アナログ差動信号が入力される差動増幅回路で構成し、
該差動増幅回路より正相制御信号及び逆相制御信号を出
力するようにしたから、アナログ差動信号が入力される
場合であっても、LVDS用ドライバ回路を提供できる。
又、この場合、高電位側のPMOSトランジスタ対P0,P1の
駆動信号の直流レベルを、低電位側のNMOSトランジスタ
対N0,N1の駆動信号の直流レベルより低くできるため、
電源電圧を下げることができる。
【図1】本発明の第1の実施例である。
【図2】本発明の波形応答の模式図である。
【図3】本発明の第2の実施例である。
【図4】本発明の第3の実施例である。
【図5】電圧源回路の構成図である。
【図6】電流源回路の構成図である。
【図7】本発明の第4の実施例である。
【図8】差動制御信号発生回路の第1の構成例である。
【図9】差動制御信号発生回路の第2の構成例である。
【図10】差動制御信号発生回路の第3の構成例であ
る。
る。
【図11】差動制御信号発生回路の第4の構成例であ
る。
る。
【図12】LVDSインタフェースの構成例である。
【図13】従来のドライバ回路である。
【図14】従来の波形応答の模式図である。
1・・LVDS用のドライバ回路 3・・第1の伝送線路 4・・第2の伝送線路 5・・終端抵抗 6・・CMOS入力端子 8,9・・VDSレシーバの入力端子 P0〜P1・・高電位側の一対のPMOSトランジスタ N0〜N1・・低電位側の一対のNMOSトランジスタ B1・・制御信号発生回路 X0,X1・・CMOSロジック回路(インバータ)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03K 17/687 H Fターム(参考) 5J032 AB01 AB11 AC04 AC05 BA25 5J055 AX02 AX10 AX54 AX64 BX16 CX24 DX22 DX56 DX72 DX83 EX07 EX21 EY01 EY10 EY21 EZ03 EZ04 EZ07 EZ09 EZ50 FX13 FX17 FX35 GX01 GX04 5J056 AA04 BB02 BB17 BB57 CC01 CC05 DD13 DD28 EE15 FF07 FF08 GG10 KK01 5K029 AA11 AA13 AA18 DD04 LL00 LL08
Claims (12)
- 【請求項1】 差動駆動信号を基に、一対の伝送路に流
れる信号電流の方向を切り替えることにより信号伝送す
るドライバに於いて、 極性の異なる電界効果トランジスタのドレインを接続し
た第1と第2のスイッチング手段を有し、 該第1スイッチング手段の該電界効果トランジスタのベ
ースにそれぞれ差動駆動信号の一方を入力し、該電界効
果トランジスタのドレインを前記一対の伝送路の一方に
接続し、 該第2スイッチング手段の該電界効果トランジスタのベ
ースにそれぞれ差動駆動信号の他方を入力し、該電界効
果トランジスタのドレインを前記一対の伝送路の他方に
接続したことを特徴とするバライバ回路。 - 【請求項2】 一対の伝送路に流れる信号電流の向きを
切り替えることにより信号を伝送するドライバ回路にお
いて、 高電位側の電流スイッチング素子としての一対のPMOSト
ランジスタと、 低電位側の電流スイッチング素子としての一対のNMOSト
ランジスタと、 PMOSトランジスタ対の一方とNMOSトランジスタ対の一方
をそれぞれ駆動する正相制御信号及びPMOSトランジスタ
対の他方とNMOSトランジスタ対の他方をそれぞれ駆動す
る逆相制御信号を発生して各トランジスタのゲートに入
力する制御信号発生回路を備え、 前記PMOSトランジスタ対の一方のドレインを前記NMOSト
ランジスタ対の一方のドレインに接続すると共に、該ド
レイン接続部に伝送路対の一方を接続し、 前記PMOSトランジスタ対の他方のドレインを前記NMOSト
ランジスタ対の他方のドレインに接続すると共に、該ド
レイン接続部に伝送路対の他方を接続してなることを特
徴とするドライバ回路。 - 【請求項3】 請求項2記載のドライバ回路において、
更に、 前記PMOSトランジスタ対のソースと高電位線間に設けら
れた電流源と、 前記NMOSトランジスタ対のソースと低電位線間に設けら
れた負荷素子と、を備えることを特徴とするドライバ回
路。 - 【請求項4】 請求項2記載のドライバ回路において、
更に、 前記PMOSトランジスタ対のソースと高電位線間に設けら
れた負荷素子と、前記NMOSトランジスタ対のソースと低
電位線間に設けられた電流源と、を備えることを特徴と
するドライバ回路。 - 【請求項5】 請求項2記載のドライバ回路において、
更に、 前記PMOSトランジスタ対のソース端子と高電位線間に設
けられた第1の電流源と、前記NMOSトランジスタ対のソ
ースと低電位線間に設けられた第2の電流源、を備える
ことを特徴とするドライバ回路。 - 【請求項6】 請求項5記載のドライバ回路において、
更に バイアス電圧を与える定電圧源と、前記一方のドレイン
接続部と該定電圧源間及び他方のドレイン接続部と該定
電圧源間をそれぞれ接続する一対のバイアス抵抗素子、
を備えることを特徴とするドライバ回路。 - 【請求項7】 請求項2記載のドライバ回路において、 前記制御信号発生回路は、入力信号としてCMOSレベル信
号が入力される2段以上のCMOSロジック回路を接続して
構成され、所定のCMOSロジック回路より正相制御信号を
取り出し、別のCMOSロジック回路より逆相制御信号を取
り出して出力することを特徴とするドライバ回路。 - 【請求項8】 請求項7記載のドライバ回路において、 正相制御信号を発生するCMOSロジック回路側及び逆相制
御信号を発生するCMOSロジック回路側の少なくとも一方
に遅延回路を挿入し、正相制御信号と逆相信号の位相差
を低減する、ことを特徴とするドライバ回路。 - 【請求項9】 請求項2記載のドライバ回路において、 前記制御信号発生回路は、入力信号として差動信号が入
力される差動増幅回路を備え、該差動増幅回路より正相
制御信号及び逆相制御信号を出力することを特徴とする
ドライバ回路。 - 【請求項10】 請求項2記載のドライバ回路におい
て、 前記制御信号発生回路は、入力信号として差動信号が入
力され、前記PMOSトランジスタ対を駆動する第1の差動
信号を出力する第1の差動増幅器と、前記NMOSトランジ
スタ対を駆動する第2の差動信号を出力する第2の差動
増幅回路を備え、該第1、第2の差動増幅回路より正相
制御信号及び逆相制御信号を出力することを特徴とする
ドライバ回路。 - 【請求項11】 請求項10記載のドライバ回路におい
て、 PMOSトランジスタ対を駆動する第1の差動信号を生成す
る第1の差動増幅回路の負荷素子として抵抗を用い、 NMOSトランジスタ対を駆動する第2の差動信号を生成す
る第2の差動増幅回路の負荷素子として、抵抗とゲート
・ドレイン間が接続されたNMOSトランジスタを用いるこ
とを特徴とするドライバ回路。 - 【請求項12】 請求項11記載のドライバ回路におい
て、 前記制御信号発生回路は、前記負荷素子として用いられ
るNMOSトランジスタを常時オンさせるためのバイアス電
流源回路を有することを特徴とするドライバ回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10195245A JP2000031810A (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | ドライバ回路 |
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