JP2002033651A - 負荷容量測定回路および出力バッファ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の出力バッファは、外部回路の負荷容量
が想定された負荷容量と異なると、スルーレート等の仕
様を満たすことができない、あるいは不必要に電力を消
費するという課題があった。 【解決手段】 出力バッファにおいて、容量性負荷３０
にソースが接続されたトランジスタ２４と、トランジス
タ２４のゲートに接続された容量素子２３と、容量素子
２３に接続された定電流源２２と、トランジスタ２４の
ドレインに接続された駆動手段としてのトランジスタ２
７と、トランジスタ２７により開閉制御されるスイッチ
手段としてのトランジスタ２８，３１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外部回路に係る
容量性負荷の容量値を測定する負荷容量測定回路および
外部回路に係る容量性負荷の負荷容量に応じて負荷駆動
能力を調整可能な出力バッファに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ホストとデバイス（ハードディスク）と
を接続する通信規格としてＡＴＡインタフェースが規定
されている。このＡＴＡインタフェースにおいては、１
つのホストに対して１つまたは２つのデバイスを接続す
ることができるとともに、ホストとデバイスとの接続方
式についてもフラットケーブルを介する場合と介さない
場合とがあり、使用形態に応じて出力バッファが接続さ
れる外部回路に係る負荷容量が大きく異なる。また、Ａ
ＴＡインタフェースの規格では、出力信号についての最
大スルーレートおよび最大遅延時間等についての仕様も
規定されているために、これらの仕様を満足するために
は負荷容量の大きさに応じた負荷駆動能力の設定が必要
となる。また、上記のＡＴＡインタフェースに限らず、
外部回路に接続される出力バッファについては、立ち上
がり時間等について所望の出力信号を得るためには、適
切な負荷駆動能力を備えた出力バッファを使用する必要
がある。

【０００３】図１１は従来の出力バッファを備えた半導
体集積回路の構成の一例を示す図である。図１１におい
て、１００は半導体集積回路、１０１は内部回路、１０
２は出力バッファ、１０３は出力端子、１０４は反転増
幅用のインバータ、１０５，１０６，１０７は互いに並
列に接続されているインバータである。製造時におい
て、出力バッファ１０２に接続される外部回路の負荷容
量を想定して、当該負荷容量に対して適正な駆動能力を
有する出力信号が得られるように、並列に接続されるイ
ンバータの個数またはインバータを構成するトランジス
タのチャネル幅等を適宜設定して出力バッファの負荷駆
動能力の適正化を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の出力バッファは
以上のように構成されているので、外部回路の負荷容量
が想定された負荷容量より大きくて出力バッファの負荷
駆動能力が相対的に小さい場合には、負荷が重くて出力
信号において充分な立ち上がりまたは立ち下がりを得る
ことができずにスルーレートや遅延時間等に係る仕様を
満たすことができないという課題があった。

【０００５】また、外部回路の負荷容量が想定された負
荷容量より小さくて出力バッファの負荷駆動能力が相対
的に大きい場合には、不必要に電力を消費するという課
題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、外部回路等に係る容量性負荷の容
量値を測定することができる負荷容量測定回路を得るこ
とを目的とする。

【０００７】また、この発明は、外部回路等に係る容量
性負荷の負荷容量に応じて負荷駆動能力を適宜調整する
ことが可能な出力バッファを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る負荷容量
測定回路は、容量値の測定対象である容量性負荷にソー
スが接続されたトランジスタと、トランジスタのドレイ
ンに一方の端部が接続された抵抗と、抵抗の他方の端部
に接続された電圧源と、トランジスタのゲートに接続さ
れた容量素子と、トランジスタのゲートと同じ側で容量
素子に接続された定電流源とを備えるようにしたもので
ある。

【０００９】この発明に係る負荷容量測定回路は、容量
素子の容量値が可変であるようにしたものである。

【００１０】この発明に係る負荷容量測定回路は、定電
流源の供給する電流量が可変であるようにしたものであ
る。

【００１１】この発明に係る出力バッファは、容量性負
荷にソースが接続されたトランジスタと、トランジスタ
のゲートに接続された容量素子と、トランジスタのゲー
トと同じ側で容量素子に接続された定電流源と、トラン
ジスタのドレインと電圧源または接地部との間に配置さ
れた第１のスイッチ手段と、容量性負荷と電圧源または
接地部との間に配置された第２のスイッチ手段と、第１
のスイッチ手段および第２のスイッチ手段の制御端子に
接続されてトランジスタがオン状態となることをトリガ
として第１のスイッチ手段および第２のスイッチ手段を
オフ状態からオン状態に切り換える駆動手段とを備える
ようにしたものである。

【００１２】この発明に係る出力バッファは、容量性負
荷にソースが接続されたトランジスタと、トランジスタ
のゲートに接続された容量素子と、トランジスタのゲー
トと同じ側で容量素子に接続された定電流源と、トラン
ジスタのドレインと電圧源または接地部との間に配置さ
れ、トランジスタのドレインに制御端子が接続された第
１のスイッチ手段と、容量性負荷と電圧源または接地部
との間に配置された第２のスイッチ手段と、第１のスイ
ッチ手段の制御端子と第２のスイッチ手段の制御端子と
の間に配置された第３のスイッチ手段とを備えるように
したものである。

【００１３】この発明に係る出力バッファは、容量素子
の容量値または定電流源により与えられる電流量が可変
であるようにしたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による負
荷容量測定回路の構成を示す回路図である。図１におい
て、１は電圧源、２は定電流源、３は定電流源２と組み
合せて一定の変化量を有する電圧を発生させるための容
量素子、４は容量素子３の電圧レベルがゲートに印加さ
れるソースフォロワ増幅器（トランジスタ）、５はソー
スフォロワ増幅器４のドレインと電圧源１との間に配置
された電流量測定用の負荷抵抗、６はソースフォロワ増
幅器４のソースに接続された測定対象の容量性負荷、７
はソースフォロワ増幅器４のドレイン電位の電圧値をア
ナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器、８はデジタル
化された電圧値を取り込むレジスタである。

【００１５】次に動作について説明する。図２は、ソー
スフォロワ増幅器４のゲート電位およびソース電位の時
間的変化を示す図である。図２において、Ｖ_ref はソー
スフォロワ増幅器４のゲート電位を示し、Ｖ_out はソー
スフォロワ増幅器４のソース電位を示す。図２に示され
るように、ゲート電位Ｖ_ref とソース電位Ｖ_out との電
位差Ｖ_gs1 は一定に保持される。ここで、電位差Ｖ_gs1
が一定となる理由について簡単に説明する。ソースフォ
ロワ増幅器４のドレイン電流Ｉ_out は、（β／２）・
（Ｖ_gs1 −Ｖ_thn ）で表される。但し、βはトランジス
タの特性に係る定数、Ｖ_thn はしきい値電圧である。仮
に、Ｖ_gs1 が所定のレベルより大きくなるとＩ_out が増
加するので、Ｖ _out の傾きがＶ_ref の傾きよりも急にな
りＶ_gs1 は減少させられる。また、Ｖ_{gs 1} が所定のレベ
ルより小さくなるとＩ_out が減少するので、Ｖ_out の傾
きがＶ_{re f} の傾きよりも緩くなってＶ_gs1 は増加させら
れる。すなわち、ゲート電位Ｖ_{re f} の傾きとソース電位
Ｖ_out の傾きとが同じになる状態に収束して、電位差Ｖ
_{gs 1} は一定となる。

【００１６】定電流源２から所定の電流Ｉ_ref を供給す
ると、容量素子３の容量値をＣ_refとして、容量素子３
の電圧レベルＶ_ref について Ｖ_ref ＝∫Ｉ_ref ｄｔ／
Ｃ_{re f} となる。したがって、定電流源２および容量素
子３により一定の変化量を有する電圧が発生してソース
フォロワ増幅器４のゲートに印加される。また、上述し
たように、ソースフォロワ増幅器４のソース側には、ゲ
ート電位Ｖ_ref に対して一定の電位差Ｖ_gs1 を保持する
ソース電位Ｖ_out が発生する。さらに、容量性負荷６の
負荷容量Ｃ_loadとソースフォロワ増幅器４のドレイン電
流Ｉ_out との関係が Ｉ_out ＝Ｃ_load・ｄＶ_out ／ｄｔ
で表されること、およびソース電位Ｖ _out の電圧変化
（ｄＶ_out ／ｄｔ）が一定であることに基づき、電流Ｉ
_out は容量性負荷６の容量値Ｃ_loadに比例した一定値と
なる。すなわち、負荷抵抗５に係る電圧降下Ｖ_s も容量
値Ｃ_loadの値に基づいて一意的に定まる一定値となる。
そして、電圧源の電圧をＥとすると、Ｅ−Ｖ_s として与
えられるソースフォロワ増幅器４のドレイン電位の電圧
値をＡ／Ｄ変換器７でデジタル化してレジスタ８に記憶
する。したがって、レジスタ８に記憶された値に基づい
て、容量性負荷６の容量値Ｃ_loadを算出することが可能
となる。

【００１７】なお、容量値Ｃ_loadと電圧降下Ｖ_s との関
係を求めておくと、まず容量性負荷６において次式
（１）が成り立つ。 Ｖ_out ＝∫Ｉ_out ｄｔ／Ｃ_load （１） ｄＶ_out ／ｄｔ＝ｄＶ_ref ／ｄｔであることから、 ｄＶ_ref ／ｄｔ＝Ｉ_out ／Ｃ_load （２） また、負荷抵抗５の抵抗値をＲ_s とすると、電圧降下Ｖ
_s について次式（３）が成り立つ。 Ｖ_s ＝Ｉ_out ・Ｒ_s （３） 式（２）および式（３）から、容量値Ｃ_loadは次式（４）により求められる。 Ｃ_load＝Ｖ_s ／｛Ｒ_s ・（ｄＶ_ref ／ｄｔ）｝ （４）

【００１８】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、容量値の測定対象である容量性負荷６にソースが接
続されたソースフォロワ増幅器４と、ソースフォロワ増
幅器４のドレインに一方の端部が接続された抵抗５と、
抵抗５の他方の端部に接続された電圧源１と、ソースフ
ォロワ増幅器４のゲートに接続された容量素子３と、ソ
ースフォロワ増幅器４のゲートと同じ側で容量素子３に
接続された定電流源２とを備えるように構成したので、
定電流源２と容量素子３とにより発生される一定の変化
量を有する電圧をゲートに作用させることで、同じ変化
量を有する電圧をソースフォロワ増幅器４のソース側に
発生させることができるので、容量性負荷６の容量値に
応じてソースフォロワ増幅器４のドレイン電流が一意に
定まり、負荷抵抗５における電圧降下を測定することで
容量性負荷６の容量値を算出することができるという効
果を奏する。

【００１９】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２による負荷容量測定回路の構成を示す回路図であ
る。図３において、図１と同一符号は同一または相当部
分を示すのでその説明を省略する。１１は容量可変の容
量素子、１２は容量素子１１の容量値の変更に応じた電
圧値補正を実施する補正回路である。

【００２０】図４はソースフォロワ増幅器４のゲート電
位およびソース電位の時間的変化を示す図である。実施
の形態１による負荷容量測定回路では、容量性負荷６の
容量値が所定の値より大きくなった場合には、ソースフ
ォロワ増幅器４が電流増幅度以上の電流を流せないため
に、図４の点線（Ｖ_ref1およびＶ_out1）で示されるよう
にゲート電位とソース電位との電位差Ｖ_gs1 を一定に保
持できなくなる。電位差Ｖ_gs1 を一定に保持できない
と、実施の形態１で説明した式（２）に係る変形を実施
できないことからも明らかなように、容量値Ｃ_loadを測
定することができなくなる。

【００２１】そこで、この実施の形態２による負荷容量
測定回路では、容量素子１１の容量値Ｃ_ref を可変とし
ている。これにより、容量性負荷６の容量値測定に係る
測定範囲を広げる必要がある場合には、容量素子１１の
容量値Ｃ_ref を大きくして、図４の実線（Ｖ_ref2および
Ｖ_out2）に示されるようにゲート電位の傾きおよびソー
ス電位の傾きを小さくすることにより、容量性負荷６に
ついて同じ容量値に対して流れるドレイン電流Ｉ_out の
電流量を小さくすることができ、ゲート電位とソース電
位との電位差Ｖ_gs1 を一定に保持することが可能とな
る。但し、容量素子１１の容量値Ｃ_ref を変更すると、
容量性負荷６の容量値Ｃ_loadとドレイン電流Ｉ_out （電
圧降下Ｖ_s ）との間の関係が変化するために、Ａ／Ｄ変
換後のデジタル値を当該関係の変化に応じて補正するた
めの補正回路１２を設けるのが好適である。

【００２２】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、容量値可変の容量素子１１を備えるように構成した
ので、容量性負荷６の容量値測定に係る測定範囲を広げ
る必要がある場合には、容量素子１１の容量値を大きく
してソースフォロワ増幅器４のゲート電位とソース電位
との電位差Ｖ_gs1 を一定に保持することで容量性負荷６
の容量値の測定が可能となるので、容量性負荷６の容量
値の測定可能範囲を任意に設定することができるという
効果を奏する。

【００２３】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
よる負荷容量測定回路は、基本的には図１に示された実
施の形態１による負荷容量測定回路と同じ構成を有し、
定電流源２の供給する電流量が可変である点で実施の形
態１と相違する。

【００２４】この実施の形態３による負荷容量測定回路
では、定電流源２から供給する電流量Ｉ_ref を可変とし
ている。これにより、容量性負荷６の容量値測定に係る
測定範囲を広げる必要がある場合には、定電流源２から
供給する電流量Ｉ_ref を小さくして、ソースフォロワ増
幅器４のゲート電位の傾きおよびソース電位の傾きを小
さくすることにより、容量性負荷６について同じ容量値
に対して流れるドレイン電流Ｉ_out の電流量を小さくす
ることができ、ゲート電位とソース電位との電位差Ｖ
_gs1 を一定に保持することが可能となる。但し、定電流
源２から供給する電流量Ｉ_ref を変更すると、容量性負
荷６の容量値Ｃ_loadとドレイン電流Ｉ_out（電圧降下Ｖ_s
）との間の関係が変化するために、実施の形態２と同
様にＡ／Ｄ変換後のデジタル値を当該関係の変化に応じ
て補正するための補正回路を設けるのが好適である。

【００２５】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、電流量可変の定電流源２を備えるように構成したの
で、容量性負荷６の容量値測定に係る測定範囲を広げる
必要がある場合には、定電流源２から供給する電流量を
小さくしてソースフォロワ増幅器４のゲート電位とソー
ス電位との電位差Ｖ_gsl を一定に保持することで容量性
負荷６の容量値の測定が可能となるので、容量性負荷６
の容量値の測定可能範囲を任意に設定することができる
という効果を奏する。

【００２６】実施の形態４．この実施の形態４では、上
記の実施の形態１から実施の形態３において記載した負
荷容量測定回路を応用した出力バッファについて説明す
る。この発明の実施の形態４による出力バッファは、入
力信号が“Ｈ”レベルに立ち上がった際に容量性負荷の
電圧レベルを“Ｈ”レベルに立ち上げる立ち上がり信号
出力回路と、入力信号が“Ｌ”レベルに立ち下がった際
に容量性負荷の電圧レベルを“Ｌ”レベルに立ち下げる
立ち下がり信号出力回路とから構成される。

【００２７】図５はこの発明の実施の形態４による出力
バッファを構成する立ち上がり信号出力回路の構成を示
す回路図である。図５において、２１は電圧源、２２は
定電流源、２３は定電流源２２と組み合せて一定の変化
量の電圧を発生させるための容量素子、２４は容量素子
２３の電圧レベルがゲートに印加されるＮチャネルトラ
ンジスタ型のソースフォロワ増幅器（トランジスタ）、
２５は容量素子２３の電圧レベルを０Ｖに初期化するた
めのＮチャネルトランジスタ、２６はソースフォロワ増
幅器２４のドレイン電位を電源電圧Ｖ_ddに初期化するた
めのＰチャネルトランジスタ、２７はソースフォロワ増
幅器２４のドレインにゲートが接続されるＰチャネルト
ランジスタ（駆動手段）、２８はソースフォロワ増幅器
２４のドレインにドレインが接続されＰチャネルトラン
ジスタ２７のソースにゲートが接続され電圧源２１にソ
ースが接続されるＰチャネルトランジスタ（第１のスイ
ッチ手段）、２９はＰチャネルトランジスタ２８のゲー
ト電位および後述するＰチャネルトランジスタ３１のゲ
ート電位を電源電圧Ｖ_ddに初期化するためのＰチャネル
トランジスタ、３０はソースフォロワ増幅器２４のソー
スに接続された容量性負荷、３１は容量性負荷３０の電
圧レベルを電源電圧Ｖ_ddまで立ち上げるために容量性負
荷３０と電圧源２１との間に配置されたＰチャネルトラ
ンジスタ（第２のスイッチ手段）である。なお、上記立
ち上がり信号出力回路に係る動作の主要点については、
当該主要点の識別を容易とするために、それぞれＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの符号を付するものとする。

【００２８】次に動作について説明する。最初に立ち上
がり信号出力回路がディスエーブル（Ｄｉｓａｂｌｅ）
時においては、Ｎチャネルトランジスタ２５のゲートに
“Ｈ”レベルの信号が印加され、Ｐチャネルトランジス
タ２６およびＰチャネルトランジスタ２９のゲートに
“Ｌ”レベルの信号が印加されて、これらのトランジス
タがオン状態となり、Ａ点およびＢ点の電位が電源電圧
Ｖ_ddに保持されるとともにＣ点の電位すなわちＶ_refが
０Ｖに保持される。また、Ａ点およびＢ点の電位が電源
電圧Ｖ_ddに保持されることで、ディスエーブル時におい
てＰチャネルトランジスタ２７、Ｐチャネルトランジス
タ２８およびＰチャネルトランジスタ３１はオフ状態と
なる。

【００２９】次に、入力信号が“Ｈ”レベルに立ち上が
ると、立ち上がり信号出力回路がディスエーブルからイ
ネーブル（Ｅｎａｂｌｅ）へ移行して、Ｎチャネルトラ
ンジスタ２５のゲート電位が“Ｌ”レベルとなり、Ｐチ
ャネルトランジスタ２６およびＰチャネルトランジスタ
２９のゲート電位が“Ｈ”レベルとなる。また、同時
に、定電流源２２がオンする。

【００３０】図６はこの発明の実施の形態４による立ち
上がり信号出力回路において定電流源がオンした後の主
要点電位の時間的変化を示す図である。定電流源２２が
オンして容量素子２３に電荷が蓄積され容量素子２３の
電圧レベルが上昇し、ソースフォロワ増幅器２４のゲー
ト−ソース間電位差がしきい値電圧Ｖ_thn を超えると、
ソースフォロワ増幅器２４がオンする。この際、Ａ点の
電位であるＶ_a は、容量性負荷３０の電圧レベルＶ_out
が低い間は低下する。このソースフォロワ増幅器２４が
オン状態となることをトリガとした電位Ｖ_a の低下に応
じて、Ｐチャネルトランジスタ２７のゲート−ソース間
電位差がしきい値電圧Ｖ_thp1を超えるとＰチャネルトラ
ンジスタ２７がオンして、Ｂ点の電位であるＶ_b は低下
する。さらに、電位Ｖ_b の低下に応じて、Ｐチャネルト
ランジスタ２８のゲート−ソース間電位差がしきい値電
圧Ｖ_thp2を超えるとＰチャネルトランジスタ２８がオン
する。また、同様にＰチャネルトランジスタ３１のゲー
ト−ソース間電位差がしきい値電圧Ｖ_thp3を超えるとＰ
チャネルトランジスタ３１がオンする。これにより、電
圧源２１からＰチャネルトランジスタ２８およびソース
フォロワ増幅器２４を通して、および電圧源２１からＰ
チャネルトランジスタ３１を通して容量性負荷３０へ電
流Ｉ_out が流入する。なお、ここで電流Ｉ_out とは容量
性負荷３０へ流入する電流の総和を示すものである。

【００３１】電流Ｉ_out が容量性負荷３０へ流入する際
には、定電流源２２により与えられる電流量をＩ_ref 、
容量素子２３の容量値をＣ_ref とすると、Ｃ点すなわち
ソースフォロワ増幅器２４のゲート電位はＩ_ref ／Ｃ
_ref の割合で上昇し、Ｄ点の電位も電位差Ｖ_gs1 を保持
して同じ割合で上昇する。したがって、容量性負荷３０
へ流入する電流量Ｉ_out は、容量性負荷３０の容量値を
Ｃ_loadとすると、次式（５）で表される。 Ｉ_out ＝（Ｃ_load／Ｃ_ref ）・Ｉ_ref （５） なお、Ｂ点の電位は、容量性負荷３０へ流入する電流量
が上記のＩ_out に等しくなるように一意に決定される。
また、この状態におけるＢ点およびＡ点の電位は、それ
ぞれ以下の式（６）および式（７）から求められる。 Ｖ_b ＝Ｖ_dd−（Ｖ_thp2＋ｓｑｒｔ（Ｉ₁ ／Ｋ）） （６） Ｖ_a ＝Ｖ_b −Ｖ_thp1 （７） ここで、Ｉ₁ はＰチャネルトランジスタ２８を流れる電
流の電流値、ＫはＰチャネルトランジスタ２８のトラン
スコンダクタンス係数である。

【００３２】上記の状態から時間が経過するにつれて、
電流Ｉ_out により容量性負荷３０に電荷が蓄積されて、
図６に示されるＶ_a ＝Ｖ_out となる時間Ｔ２以降におい
ては、ＶａはＶ_out とともに上昇する。この際、Ｐチャ
ネルトランジスタ２７のゲート−ソース間電位差がしき
い値電圧Ｖ_thp1を下回ると、Ｐチャネルトランジスタ２
７がオフして電位Ｖ_b が一定の値に保持され、その後に
おいても容量性負荷３０に対して容量値Ｃ_loadにおおよ
そ比例した電流Ｉ_out が流入する。但し、容量素子２３
の電圧レベルが電源電圧Ｖ_ddまで立ち上がっても、ソー
スフォロワ増幅器２４がオン状態にあればソースフォロ
ワ増幅器２４のゲート電位とソース電位との間にはしき
い値電圧Ｖ_thn を超える電位差が発生するために、ソー
スフォロワ増幅器２４のみでは容量性負荷３０の電圧レ
ベルを電源電圧Ｖ_ddまで立ち上げることはできない。し
たがって、容量性負荷３０の電圧レベルが電源電圧Ｖ_dd
に近づく範囲では、Ｐチャネルトランジスタ３１のみを
介して電流が供給される。この際、電位Ｖ_b が一定に保
持されているので、容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadに対
応した電流が容量性負荷３０に流入することになる。

【００３３】以上のように、この実施の形態による立ち
上がり信号出力回路に入力される入力信号が“Ｈ”レベ
ルに立ち上がると、式（５）から明らかなように、当初
容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadにおおよそ比例した電流
Ｉ_out が流れるとともに、容量性負荷３０の電圧レベル
が電源電圧Ｖ_ddまで立ち上がる近傍でも容量値Ｃ_loadに
対応した電流が容量性負荷３０に供給される。したがっ
て、負荷容量に応じた負荷駆動能力を与えることができ
るとともに、定電流源２２から供給される電流量Ｉ_ref
および容量素子２３の容量値Ｃ_ref を適宜設定すること
で、最適なスルーレートや遅延時間等の設定を可能とす
ることができる。

【００３４】また、この発明の実施の形態４による出力
バッファを構成する立ち下がり信号出力回路について
も、上記の立ち上がり信号出力回路と同様の回路構成を
用いて実現することが可能である。図７はこの発明の実
施の形態４による出力バッファを構成する立ち下がり信
号出力回路の構成を示す回路図である。図７において、
容量素子２３および容量性負荷３０は立ち上がり信号出
力回路と共通であり、立ち上がり信号出力回路により容
量素子２３および容量性負荷３０に蓄積された電荷を、
立ち下がり信号出力回路により引き抜く構成とするもの
である。また、図７において、４１は電圧源、４２は定
電流源、４３は容量素子２３の電圧レベルがゲートに印
加されるＰチャネルトランジスタ型のソースフォロワ増
幅器（トランジスタ）、４４はソースフォロワ増幅器４
３のドレイン電位を０Ｖに初期化するためのＮチャネル
トランジスタ、４５はソースフォロワ増幅器４３のドレ
インにゲートが接続されるＮチャネルトランジスタ（駆
動手段）、４６はソースフォロワ増幅器４３のドレイン
にドレインが接続されＮチャネルトランジスタ４５のソ
ースにゲートが接続され接地部にソースが接続されるＮ
チャネルトランジスタ（第１のスイッチ手段）、４７は
容量性負荷３０の電圧レベルを０Ｖまで立ち下げるため
に容量性負荷３０と接地部との間に配置され、トランジ
スタ４５のソースにゲートが接続されるＮチャネルトラ
ンジスタ（第２のスイッチ手段）、４８はＮチャネルト
ランジスタ４６およびＮチャネルトランジスタ４７のゲ
ート電位を０Ｖに初期化するためのＮチャネルトランジ
スタである。なお、上記立ち下がり信号出力回路に係る
動作の主要点については、当該主要点の識別を容易とす
るために、それぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈの符号を付するもの
とする。

【００３５】次に動作について説明する。最初に立ち下
がり信号出力回路がディスエーブル時においては、Ｎチ
ャネルトランジスタ４４およびＮチャネルトランジスタ
４８のゲートに“Ｈ”レベルの信号が印加されて両トラ
ンジスタはオン状態となり、Ｅ点およびＦ点の電位が０
Ｖに保持される。このように、Ｅ点およびＦ点の電位が
０Ｖに保持されることで、ディスエーブル時においてＮ
チャネルトランジスタ４５、Ｎチャネルトランジスタ４
６およびＮチャネルトランジスタ４７はオフ状態とな
る。

【００３６】次に、入力信号が“Ｌ”レベルに立ち下が
ると、立ち下がり信号出力回路がディスエーブルからイ
ネーブルへ移行して、Ｎチャネルトランジスタ４４およ
びＮチャネルトランジスタ４８のゲート電位が“Ｌ”レ
ベルとなる。また、同時に定電流源４２がオンする。

【００３７】定電流源４２がオンして容量素子２３から
蓄積された電荷が引き抜かれるのに応じて容量素子２３
の電圧レベルＶ_ref が低下して、ソースフォロワ増幅器
４３のゲート−ソース間電位差がしきい値電圧Ｖ_thp を
超えるとソースフォロワ増幅器４３がオンする。これに
より、Ｅ点の電位であるＶ_e は上昇して、電位Ｖ_e の上
昇に応じてＮチャネルトランジスタ４５のゲート−ソー
ス間電位差がしきい値電圧Ｖ_thn1を超えるとＮチャネル
トランジスタ４５がオンして、Ｆ点の電位であるＶ_f は
上昇する。さらに、電位Ｖ_f の上昇に応じて、Ｎチャネ
ルトランジスタ４６のゲート−ソース間電位差がしきい
値電圧Ｖ_thn2を超えるとＮチャネルトランジスタ４６が
オンする。また、同様にＮチャネルトランジスタ４７の
ゲート−ソース間電位差がしきい値電圧Ｖ_thn3を超える
とＮチャネルトランジスタ４７がオンする。これによ
り、接地部へＮチャネルトランジスタ４６およびソース
フォロワ増幅器４３を通して、および接地部へＮチャネ
ルトランジスタ４７を通して容量性負荷３０から電流Ｉ
_out が流出する。なお、ここで電流Ｉ_out とは容量性負
荷３０から流出する電流の総和を示すものである。ま
た、Ｆ点の電位は、容量性負荷３０から流出する電流が
式（５）に示されるＩ_out に等しくなるように一意に決
定される。

【００３８】電流Ｉ_out の流出により容量性負荷３０か
ら電荷が引き抜かれると、電位Ｖ_eは容量性負荷３０の
電圧レベルＶ_out とともに低下する。この際、Ｎチャネ
ルトランジスタ４５のゲート−ソース間電位差がしきい
値電圧Ｖ_thn1を下回ると、Ｎチャネルトランジスタ４５
がオフして電位Ｖ_f は一定の値に保持され、その後にお
いても容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadにおおよそ比例し
た電流Ｉ_out が流れる。但し、容量素子２３の電圧レベ
ルが０Ｖまで立ち下がっても、ソースフォロワ増幅器４
３がオン状態にあれば、ソースフォロワ増幅器４３のゲ
ート電位とソース電位との間にはしきい値電圧Ｖ_thp を
超える電位差が発生するために、ソースフォロワ増幅器
４３のみでは容量性負荷３０の電圧レベルを０Ｖまで立
ち下げることはできない。したがって、容量性負荷３０
の電圧レベルが０Ｖに近づく範囲では、Ｎチャネルトラ
ンジスタ４７のみを介して電流が接地部へ流される。こ
の際、ソースフォロワ増幅器４３のドレイン電位の低下
に起因してトランジスタ４５がオフすることで電位Ｖ_f
が一定に保持されるので、容量性負荷３０の容量値Ｃ
_loadに対応した電流が容量性負荷３０から流出すること
になる。

【００３９】以上のように、この実施の形態による立ち
下がり信号出力回路に入力される入力信号が“Ｌ”レベ
ルに立ち下がると、立ち上がり信号出力回路と同様に、
当初容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadにおおよそ比例した
電流Ｉ_out が流れるとともに、容量性負荷３０の電圧レ
ベルが０Ｖまで立ち下がる近傍でも容量値Ｃ_loadに対応
した電流が容量性負荷３０から流出する。したがって、
負荷容量に応じた負荷駆動能力を与えることができると
ともに、定電流源４２により与えられる電流量Ｉ_ref お
よび容量素子２３の容量値Ｃ_ref を適宜設定すること
で、最適なスルーレートや遅延時間等の設定を可能とす
ることができる。

【００４０】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、容量性負荷３０にソースが接続されたソースフォロ
ワ増幅器２４（４３）と、ソースフォロワ増幅器２４
（４３）のゲートに接続される容量素子２３と、ソース
フォロワ増幅器２４（４３）のゲートと同じ側で容量素
子２３に接続される定電流源２２（４２）と、ソースフ
ォロワ増幅器２４（４３）のドレインと電圧源または接
地部との間に配置される第１のスイッチ手段としてのＰ
チャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルトランジスタ４
６）と、容量性負荷３０と電圧源または接地部との間に
配置される第２のスイッチ手段としてのＰチャネルトラ
ンジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４７）と、Ｐチ
ャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルトランジスタ４
６）およびＰチャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルト
ランジスタ４７）のゲートに接続されてソースフォロワ
増幅器２４（４３）がオン状態となることをトリガとし
てＰチャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルトランジス
タ４６）およびＰチャネルトランジスタ３１（Ｎチャネ
ルトランジスタ４７）をオフ状態からオン状態に切り替
える駆動手段としてのＰチャネルトランジスタ２７（Ｎ
チャネルトランジスタ４５）を備えるように構成したの
で、入力信号の変化をトリガとして定電流源２２（４
２）と容量素子２３とにより発生される一定の変化量を
有する電圧をソースフォロワ増幅器２４（４３）のゲー
トに作用させることでソースフォロワ増幅器２４（４
３）をオンすれば、Ｐチャネルトランジスタ２７（Ｎチ
ャネルトランジスタ４５）を介して、Ｐチャネルトラン
ジスタ２８（Ｎチャネルトランジスタ４６）およびＰチ
ャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４
７）がオンして、容量性負荷３０の容量値Ｃ_ref におお
よそ比例した、または対応した電流を容量性負荷３０に
対して流入、または流出することが可能となり、負荷容
量に応じた負荷駆動能力を供与することができるという
効果を奏する。

【００４１】また、容量性負荷３０と電圧源または接地
部との間に配置される第２のスイッチ手段としてのＰチ
ャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４
７）を備えることで、容量性負荷３０の電圧レベルを電
源電圧Ｖ_ddまで立ち上げ、または０Ｖまで立ち下げるこ
とができるという効果を奏する。

【００４２】さらに、定電流源２２（４２）により与え
られる電流量Ｉ_ref または容量素子２３の容量値Ｃ_ref
を適宜設定することで、容量性負荷３０に対して流入ま
たは流出する電流量Ｉ_out を調節することができるの
で、最適なスルーレートや遅延時間等の設定を可能とす
ることができるという効果を奏する。

【００４３】実施の形態５．この実施の形態５による出
力バッファも、実施の形態４による出力バッファと同様
に、入力信号が“Ｈ”レベルに立ち上がった際に容量性
負荷の電圧レベルを“Ｈ”レベルに立ち上げる立ち上が
り信号出力回路と、入力信号が“Ｌ”レベルに立ち下が
った際に容量性負荷の電圧レベルを“Ｌ”レベルに立ち
下げる立ち下がり信号出力回路とから構成される。

【００４４】図８はこの発明の実施の形態５による出力
バッファを構成する立ち上がり信号出力回路の構成を示
す回路図である。図８において、図５と同一符号は同一
または相当部分を示すのでその説明を省略する。また、
上記立ち上がり信号出力回路に係る動作の主要点につい
ては、当該主要点の識別を容易とするために、それぞれ
Ａ，Ｂ，Ｂｘ，Ｃの符号を付するものとする。さらに、
５１はＢ点とＢｘ点との間の接続および遮断を制御する
ＭＯＳスイッチ（Ｔゲート）（第３のスイッチ手段）、
５２，５３はインバータである。図８に示されるＣ点の
電位が“Ｈ”レベルの際にはＢ点とＢｘ点とは接続状態
となり、Ｃ点の電位が“Ｌ”レベルの際にはＢ点とＢｘ
点とは遮断状態となる。

【００４５】実施の形態４における立ち上がり信号出力
回路では、Ａ点とＢ点との間に電位差Ｖ_thp1が存在する
ために、Ｂ点の電位Ｖ_b の下限値はＶ_thp1となり、電位
Ｖ_bの取り得る範囲はＶ_dd≧Ｖ_b ≧Ｖ_thp1となる。した
がって、電源電圧Ｖ_ddが低い場合には、電位Ｖ_b の取り
得る電圧範囲が狭くなることで容量性負荷３０へ流入す
る電流量の調整範囲が狭くなり、結果的にカバーできる
負荷容量の範囲も狭くなることになる。そこで、この実
施の形態５では、Ａ点とＢ点とを短絡してＢ点の電位Ｖ
_b の下限値を０Ｖとする。

【００４６】次に動作について説明する。最初に立ち上
がり信号出力回路がディスエーブル時においては、Ｎチ
ャネルトランジスタ２５のゲートに“Ｈ”レベルの信号
が印加され、Ｐチャネルトランジスタ２６およびＰチャ
ネルトランジスタ２９のゲートに“Ｌ”レベルの信号が
印加されて、これらのトランジスタがオン状態となり、
Ａ点、Ｂ点およびＢｘ点の電位が電源電圧Ｖ_ddに保持さ
れるとともに、ソースフォロワ増幅器２４のゲート電位
Ｖ_ref が０Ｖに保持される。また、Ｂ点およびＢｘ点の
電位が電源電圧Ｖ_ddに保持されることで、ディスエーブ
ル時においてＰチャネルトランジスタ２８およびＰチャ
ネルトランジスタ３１はオフ状態となる。

【００４７】次に、入力信号が“Ｈ”レベルに立ち上が
ると、立ち上がり信号出力回路がディスエーブルからイ
ネーブルへ移行して、Ｎチャネルトランジスタ２５のゲ
ート電位が“Ｌ”レベルとなり、Ｐチャネルトランジス
タ２６およびＰチャネルトランジスタ２９のゲート電位
が“Ｈ”レベルとなる。また、同時に定電流源２２がオ
ンする。

【００４８】図９はこの発明の実施の形態５による立ち
上がり信号出力回路において定電流源がオンした後の主
要点電位の時間的変化を示す図である。定電流源２２が
オンして容量素子２３に電荷が蓄積されて容量素子２３
の電圧レベルが上昇し、ソースフォロワ増幅器２４のゲ
ート−ソース間電位差がしきい値電圧Ｖ_thn を超える
と、ソースフォロワ増幅器２４がオンする。この際、Ａ
点の電位であるＶ_a は、容量性負荷３０の電圧レベルＶ
_out が低い間は低下する。このソースフォロワ増幅器２
４がオン状態となることをトリガとした電位Ｖ_a の低下
に応じて、電位Ｖ _b も低下する。また、容量性負荷３０
の電圧レベルＶ_out がインバータ５３のしきい値電圧よ
りも低いために点Ｃの電位Ｖｃは“Ｈ”レベルであるの
で、ＭＯＳスイッチ５１はオン状態でＢ点とＢｘ点とは
接続状態にあり、電位Ｖ_b の低下に応じてＢｘ点の電位
であるＶ_bxも低下する。電位Ｖ_b の低下に応じて、Ｐチ
ャネルトランジスタ２８のゲート−ソース間電位差がし
きい値電圧Ｖ_thp2を超えるとＰチャネルトランジスタ２
８がオンする。また、同様にして電位Ｖ_bxの低下に応じ
て、Ｐチャネルトランジスタ３１のゲート−ソース間電
位差がしきい値電圧Ｖ _thp3を超えるとＰチャネルトラン
ジスタ３１がオンする。これにより、電圧源２１からＰ
チャネルトランジスタ２８およびソースフォロワ増幅器
２４を通して、並びに電圧源２１からＰチャネルトラン
ジスタ３１を通して容量性負荷３０へ電流Ｉ_out が流入
する。なお、Ｆ点の電位は、容量性負荷３０へ流入する
電流が式（５）に示されるＩ_out に等しくなるように一
意に決定される。

【００４９】上記の状態から時間が経過するにつれて、
電流Ｉ_out により容量性負荷３０に電荷が蓄積されて、
図９に示されるように電位Ｖ_out がインバータ５３のし
きい値電圧Ｖ_thより大きくなると、Ｃ点の電位Ｖ_c が
“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに反転して、ＭＯＳスイ
ッチ５１がオフ状態となる。これにより、点Ｂｘは点Ｂ
から遮断されて電位Ｖ_bxが一定の値に保持され、その後
においても容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadに対応する電
流がトランジスタ３１を通して容量性負荷３０へ流入す
る。なお、点Ａと点Ｂとが短絡されているために、電位
Ｖ_a が電圧レベルＶ_out とともに上昇するようになっ
て、Ｐチャネルトランジスタ２８のゲート−ソース間電
位差がしきい値電圧Ｖ_thp2を下回ると、Ｐチャネルトラ
ンジスタ２８がオフしてＰチャネルトランジスタ２８を
通して電流が流れなくなる。しかし、電位Ｖ_bxが一定に
保持されているので、容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadに
対応した所定の電流が容量性負荷３０に流入して、容量
性負荷３０の電圧レベルが電源電圧Ｖ_ddまで立ち上が
る。

【００５０】以上のように、この実施の形態５による立
ち上がり信号出力回路では、スイッチ手段として機能す
るＰチャネルトランジスタ２８およびＰチャネルトラン
ジスタ３１のゲート電位の取り得る範囲を広くして、容
量性負荷３０へ流入する電流量を広範囲に調整すること
ができるので、カバーできる負荷容量の範囲を広くする
ことが可能となる。

【００５１】また、図１０はこの発明の実施の形態５に
よる出力バッファを構成する立ち下がり信号出力回路の
構成を示す回路図である。図１０において、図７と同一
符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略す
る。また、上記立ち下がり信号出力回路に係る動作の主
要点については、当該主要点の識別を容易とするため
に、それぞれＥ，Ｆ，Ｆｘ，Ｇの符号を付するものとす
る。さらに、６１はＦ点とＦｘ点との間の接続および遮
断を制御するＭＯＳスイッチ（Ｔゲート）（第３のスイ
ッチ手段）、６２，６３はインバータである。図１０に
示されるＧ点の電位が“Ｌ”レベルの際にはＦ点とＦｘ
点とは接続状態となり、Ｇ点の電位が“Ｈ”レベルの際
にはＦ点とＦｘ点とは遮断状態となる。

【００５２】実施の形態４における立ち下がり信号出力
回路では、Ｅ点とＦ点との間に電位差Ｖ_thn1が存在する
ために、Ｆ点の電位Ｖ_f の上限値は電源電圧をＶ_ddとす
るとＶ_dd−Ｖ_thn1となり、電位Ｖ_f の取り得る範囲はＶ
_dd−Ｖ_thn1≧Ｖ_f ≧０となる。したがって、電源電圧Ｖ
_ddが低い場合には、電位Ｖ_f の取り得る電圧範囲が狭く
なることで容量性負荷３０から流出する電流量の調整範
囲が狭くなり、結果的にカバーできる負荷容量の範囲も
狭くなることになる。そこで、この実施の形態５による
立ち下がり信号出力回路では、Ｅ点とＦ点とを短絡して
Ｆ点の電位Ｖ_fの上限値をＶ_ddとする。

【００５３】次に動作について説明する。最初に立ち下
がり信号出力回路がディスエーブル時においては、Ｎチ
ャネルトランジスタ４４およびＮチャネルトランジスタ
４８のゲートに“Ｈ”レベルの信号が印加されて、両ト
ランジスタがオン状態となり、Ｅ点、Ｆ点およびＦｘ点
の電位が０Ｖに保持される。また、Ｆ点およびＦｘ点の
電位が０Ｖに保持されることで、ディスエーブル時にお
いてＮチャネルトランジスタ４６およびＮチャネルトラ
ンジスタ４７はオフ状態となる。

【００５４】次に、入力信号が“Ｌ”レベルに立ち下が
ると、立ち下がり信号出力回路がディスエーブルからイ
ネーブルへ移行して、Ｎチャネルトランジスタ４４およ
びＮチャネルトランジスタ４８のゲート電位が“Ｌ”レ
ベルとなる。また、同時に定電流源４２がオンする。

【００５５】定電流源４２がオンして容量素子２３から
蓄積された電荷が引き抜かれるのに応じて容量素子２３
の電圧レベルＶ_ref が低下して、ソースフォロワ増幅器
４３のゲート−ソース間電位差がしきい値電圧Ｖ_thp を
超えると、ソースフォロワ増幅器４３がオンする。この
ソースフォロワ増幅器４３がオン状態となることをトリ
ガとして、Ｅ点の電位であるＶ_e は上昇するとともに、
Ｖ_e の上昇に応じてＦ点の電位であるＶ_f も上昇する。
また、容量性負荷３０の電圧レベルＶ_out がインバータ
６３のしきい値電圧よりも高いために点Ｇの電位Ｖ_g は
“Ｌ”レベルであるので、Ｆ点とＦｘ点とは接続状態に
あり、電位Ｖ_f の上昇に応じてＦｘ点の電位であるＶ_fx
も上昇する。電位Ｖ_f の上昇に応じて、Ｎチャネルトラ
ンジスタ４６のゲート−ソース間電位差がしきい値電圧
Ｖ_thn2を超えるとＮチャネルトランジスタ４６がオンす
る。また、同様に電位Ｖ_fxの上昇に応じて、Ｎチャネル
トランジスタ４７のゲート−ソース間電位差がしきい値
電圧Ｖ_thn3を超えるとＮチャネルトランジスタ４７がオ
ンする。これにより、接地部へＮチャネルトランジスタ
４６およびソースフォロワ増幅器４３を通して、および
接地部へＮチャネルトランジスタ４７を通して容量性負
荷３０から電流Ｉ_out が流出する。なお、Ｆ点の電位
は、容量性負荷３０から流出する電流が式（５）に示さ
れるＩ_out に等しくなるように一意に決定される。

【００５６】電流Ｉ_out の流出により容量性負荷３０か
ら電荷が引き抜かれて、容量性負荷の電圧レベルＶ_out
がインバータ６３のしきい値電圧Ｖ_thより小さくなる
と、Ｇ点の電位Ｖ_g が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに
反転して、ＭＯＳスイッチ６１がオフ状態となる。これ
により、点Ｆｘは点Ｆから遮断されて電位Ｖ_fxが一定の
値に保持され、その後においても容量性負荷３０の容量
値Ｃ_loadに対応する電流がトランジスタ４７を通して容
量性負荷３０から流出する。なお、点Ｅと点Ｆが短絡さ
れているために、電圧Ｖ_e が電圧レベルＶ_out とともに
低下してＮチャネルトランジスタ４６のゲート−ソース
間電位差がしきい値電圧Ｖ_thn2を下回ると、Ｎチャネル
トランジスタ４６がオフしてＮチャネルトランジスタ４
６を通して電流は流れなくなる。しかし、電位Ｖ_fxが一
定に保持されているので、容量性負荷３０の容量値Ｃ
_loadに対応した所定の電流が容量性負荷３０から流出し
て、容量性負荷３０の電圧レベルが０Ｖまで立ち下が
る。

【００５７】以上のように、この実施の形態５による立
ち下がり信号出力回路では、スイッチ手段として機能す
るＮチャネルトランジスタ４６およびＮチャネルトラン
ジスタ４７のゲート電位の取り得る範囲を広くして、容
量性負荷３０から流出する電流量を広範囲に調整するこ
とができるので、カバーできる負荷容量の範囲を広くす
ることが可能となる。

【００５８】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、容量性負荷３０にソースが接続されたソースフォロ
ワ増幅器２４（４３）と、ソースフォロワ増幅器２４
（４３）のゲートに接続される容量素子２３と、ソース
フォロワ増幅器２４（４３）のゲートと同じ側で容量素
子２３に接続される定電流源２２（４２）と、ソースフ
ォロワ増幅器２４（４３）のドレインと電圧源または接
地部との間に配置され、ソースフォロワ増幅器２４（４
３）のドレインにゲートが接続される第１のスイッチ手
段としてのＰチャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルト
ランジスタ４６）と、容量性負荷３０と電圧源または接
地部との間に配置される第２のスイッチ手段としてのＰ
チャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４
７）と、Ｐチャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルトラ
ンジスタ４６）のゲートとＰチャネルトランジスタ３１
（Ｎチャネルトランジスタ４７）のゲートとの間に配置
される第３のスイッチ手段としてのＭＯＳスイッチ５１
（６１）とを備えるように構成したので、入力信号の変
化をトリガとして定電流源２２（４２）と容量素子２３
とにより発生される一定の変化量を有する電圧をソース
フォロワ増幅器２４（４３）のゲートに作用させること
でソースフォロワ増幅器２４（４３）をオンすれば、ソ
ースフォロワ増幅器２４（４３）のドレイン電位の変化
に応じてＰチャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルトラ
ンジスタ４６）およびＰチャネルトランジスタ３１（Ｎ
チャネルトランジスタ４７）がオンして、容量性負荷３
０の容量値Ｃ_ref におおよそ比例した電流を流すととも
に、Ｐチャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルトランジ
スタ４７）がオンした後にＭＯＳスイッチ５１（６１）
をオフしてＰチャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルト
ランジスタ４７）のゲート電位を保持することで、容量
性負荷３０の電圧レベルが立ち上がりまたは立ち下がる
まで容量性負荷３０の容量値Ｃ_loadに対応した電流を流
すことが可能となり、負荷容量に応じた負荷駆動能力を
供与することができるという効果を奏する。

【００５９】また、容量性負荷３０と電圧源または接地
部との間に配置される第２のスイッチ手段としてのＰチ
ャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４
７）を備えることで、容量性負荷３０の電圧レベルを電
源電圧Ｖ_ddまで立ち上げ、または０Ｖまで立ち下げるこ
とができるという効果を奏する。

【００６０】また、定電流源２２（４２）により与えら
れる電流量Ｉ_ref または容量素子２３の容量値Ｃ_ref を
適宜設定することで、容量性負荷３０に対して流入また
は流出する電流量Ｉ_out を調節することができるので、
最適なスルーレートや遅延時間等の設定を可能とするこ
とができるという効果を奏する。

【００６１】さらに、第１のスイッチ手段としてのＰチ
ャネルトランジスタ２８（Ｎチャネルトランジスタ４
６）および第２のスイッチ手段としてのＰチャネルトラ
ンジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４７）のゲート
にソースフォロワ増幅器２４（４３）のドレイン電位を
そのまま印加することができるので、Ｐチャネルトラン
ジスタ２８（Ｎチャネルトランジスタ４６）およびＰチ
ャネルトランジスタ３１（Ｎチャネルトランジスタ４
７）に印加できる電圧範囲を広くして、容量性負荷３０
に対して流入または流出する電流量を広範囲に調整する
ことができるので、カバーできる負荷容量の範囲を広く
することができるという効果を奏する。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、容量
値の測定対象である容量性負荷にソースが接続されたト
ランジスタと、トランジスタのドレインに一方の端部が
接続された抵抗と、抵抗の他方の端部に接続された電圧
源と、トランジスタのゲートに接続された容量素子と、
トランジスタのゲートと同じ側で容量素子に接続された
定電流源とを備えるように構成したので、定電流源と容
量素子とにより発生される一定の変化量を有する電圧を
ゲートに作用させることで、同じ変化量を有する電圧を
トランジスタのソース側に発生させることができて、容
量性負荷の容量値に応じてトランジスタのドレイン電流
が一意に定まるので、抵抗における電圧降下を測定する
ことで容量性負荷の容量値を算出することができるとい
う効果を奏する。

【００６３】この発明によれば、容量素子の容量値が可
変であるように構成したので、容量性負荷の容量値測定
に係る測定範囲を広げる必要がある場合には、容量素子
の容量値を大きくしてトランジスタのゲート電位とソー
ス電位との電位差を一定に保持して容量性負荷の容量値
の測定が可能となるので、容量性負荷の容量値の測定可
能範囲を任意に設定することができるという効果を奏す
る。

【００６４】この発明によれば、定電流源の供給する電
流量が可変であるように構成したので、容量性負荷の容
量値測定に係る測定範囲を広げる必要がある場合には、
定電流源から供給する電流量を小さくしてトランジスタ
のゲート電位とソース電位との電位差を一定に保持して
容量性負荷の容量値の測定が可能となるので、容量性負
荷の容量値の測定可能範囲を任意に設定することができ
るという効果を奏する。

【００６５】この発明によれば、容量性負荷にソースが
接続されたトランジスタと、トランジスタのゲートに接
続された容量素子と、トランジスタのゲートと同じ側で
容量素子に接続された定電流源と、トランジスタのドレ
インと電圧源または接地部との間に配置された第１のス
イッチ手段と、容量性負荷と電圧源または接地部との間
に配置された第２のスイッチ手段と、第１のスイッチ手
段および第２のスイッチ手段の制御端子に接続されてト
ランジスタがオン状態となることをトリガとして第１の
スイッチ手段および第２のスイッチ手段をオフ状態から
オン状態に切り換える駆動手段とを備えるように構成し
たので、入力信号の変化をトリガとして定電流源と容量
素子とにより発生される一定の変化量を有する電圧をト
ランジスタのゲートに作用させることでトランジスタを
オンすれば、駆動手段を介して第１のスイッチ手段およ
び第２のスイッチ手段がオンして、容量性負荷の容量に
おおよそ比例した、または対応した電流を容量性負荷に
対して流入、または流出することが可能となり、負荷容
量に応じた負荷駆動能力を供与することができるという
効果を奏する。また、容量性負荷と電圧源または接地部
との間に配置される第２のスイッチ手段を備えること
で、容量性負荷の電圧レベルを電源電圧まで立ち上げ、
また０Ｖまで立ち下げることができるという効果を奏す
る。

【００６６】この発明によれば、容量性負荷にソースが
接続されたトランジスタと、トランジスタのゲートに接
続された容量素子と、トランジスタのゲートと同じ側で
容量素子に接続された定電流源と、トランジスタのドレ
インと電圧源または接地部との間に配置され、トランジ
スタのドレインに制御端子が接続された第１のスイッチ
手段と、容量性負荷と電圧源または接地部との間に配置
された第２のスイッチ手段と、第１のスイッチ手段の制
御端子と第２のスイッチ手段の制御端子との間に配置さ
れた第３のスイッチ手段とを備えるように構成したの
で、入力信号の変化をトリガとして定電流源と容量素子
とにより発生される一定の変化量を有する電圧をトラン
ジスタのゲートに作用させることでトランジスタをオン
すれば、トランジスタのドレイン電位の変化に応じて第
１のスイッチ手段および第２のスイッチ手段をオンし
て、容量性負荷の容量値におおよそ比例した電流を流す
とともに、第２のスイッチ手段がオンした後に第３のス
イッチ手段をオフして第２のスイッチ手段の制御端子の
電位を保持することで、容量性負荷の電圧レベルが立ち
上がり、または立ち下がるまで容量性負荷の容量値に対
応した電流を流すことが可能となり、負荷容量に応じた
負荷駆動能力を供与することができるという効果を奏す
る。また、容量性負荷と電圧源または接地部との間に配
置される第２のスイッチ手段を備えることで、容量性負
荷の電圧レベルを電源電圧まで立ち上げ、また０Ｖまで
立ち下げることができるという効果を奏する。さらに、
第１のスイッチ手段および第２のスイッチ手段の制御端
子にトランジスタのドレイン電位をそのまま印加するこ
とができるので、第１のスイッチ手段および第２のスイ
ッチ手段の制御端子に印加できる電圧範囲を広くして、
容量性負荷に対して流入または流出する電流量を広範囲
に調整することができるので、カバーできる負荷容量の
範囲を広くすることができるという効果を奏する。

【００６７】この発明によれば、容量素子の容量値また
は定電流源により与えられる電流量が可変であるように
構成したので、定電流源により与えられる電流量または
容量素子の容量値を適宜設定することで、容量性負荷に
対して流入または流出する電流量を調整することができ
るので、最適なスルーレートや遅延時間等の設定を可能
とすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による負荷容量測定
回路の構成を示す回路図である。

【図２】 ソースフォロワ増幅器のゲート電位およびソ
ース電位の時間的変化を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態２による負荷容量測定
回路の構成を示す回路図である。

【図４】 ソースフォロワ増幅器のゲート電位およびソ
ース電位の時間的変化を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による出力バッファ
を構成する立ち上がり信号出力回路の構成を示す回路図
である。

【図６】 この発明の実施の形態４による立ち上がり信
号出力回路において定電流源がオンした後の主要点電位
の時間的変化を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態４による出力バッファ
を構成する立ち下がり信号出力回路の構成を示す回路図
である。

【図８】 この発明の実施の形態５による出力バッファ
を構成する立ち上がり信号出力回路の構成を示す図であ
る。

【図９】 この発明の実施の形態５による立ち上がり信
号出力回路において定電流源がオンした後の主要点電位
の時間的変化を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５による出力バッフ
ァを構成する立ち下がり信号出力回路の構成を示す図で
ある。

【図１１】 従来の出力バッファを備えた半導体集積回
路の一例を示す図である。

【符号の説明】

１，２１，４１ 電圧源、２，２２，４２ 定電流源、
３，１１，２３ 容量素子、４，２４，４３ ソースフ
ォロワ増幅器（トランジスタ）、５ 抵抗、６，３０
容量性負荷、７ Ａ／Ｄ変換器、８ レジスタ、１２
補正回路、２５，４４，４８ Ｎチャネルトランジス
タ、２６，２９ Ｐチャネルトランジスタ２７ Ｐチャ
ネルトランジスタ（駆動手段）、２８ Ｐチャネルトラ
ンジスタ（第１のスイッチ手段）、３１ Ｐチャネルト
ランジスタ（第２のスイッチ手段）、４５ Ｎチャネル
トランジスタ（駆動手段）、４６ Ｎチャネルトランジ
スタ（第１のスイッチ手段）、４７ Ｎチャネルトラン
ジスタ（第２のスイッチ手段）、５１，６１ ＭＯＳス
イッチ（第３のスイッチ手段）、５２，５３，６２，６
３ インバータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G028 AA06 BB06 CG07 DH13 EJ04 FK01 GL07 MS03 5J050 AA02 AA03 BB24 CC06 DD08 EE14 EE22 EE31 5J056 AA04 BB02 BB17 CC01 CC25 DD13 DD28 DD51 EE04 FF06 5J091 AA01 CA00 CA33 CA36 CA65 CA78 CA98 FA02 HA09 HA17 HA25 HA29 HA39 KA03 KA04 KA05 KA33 KA34 MA02 TA06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量値の測定対象である容量性負荷にソ
   ースが接続されたトランジスタと、該トランジスタのド
   レインに一方の端部が接続された抵抗と、該抵抗の他方
   の端部に接続された電圧源と、前記トランジスタのゲー
   トに接続された容量素子と、前記トランジスタのゲート
   と同じ側で前記容量素子に接続された定電流源とを備え
   ることを特徴とする負荷容量測定回路。
2. 【請求項２】 容量素子の容量値が可変であることを特
   徴とする請求項１記載の負荷容量測定回路。
3. 【請求項３】 定電流源の供給する電流量が可変である
   ことを特徴とする請求項１記載の負荷容量測定回路。
4. 【請求項４】 容量性負荷にソースが接続されたトラン
   ジスタと、該トランジスタのゲートに接続された容量素
   子と、前記トランジスタのゲートと同じ側で前記容量素
   子に接続された定電流源と、前記トランジスタのドレイ
   ンと電圧源または接地部との間に配置された第１のスイ
   ッチ手段と、容量性負荷と電圧源または接地部との間に
   配置された第２のスイッチ手段と、前記第１のスイッチ
   手段および前記第２のスイッチ手段の制御端子に接続さ
   れて前記トランジスタがオン状態となることをトリガと
   して前記第１のスイッチ手段および前記第２のスイッチ
   手段をオフ状態からオン状態に切り換える駆動手段とを
   備えることを特徴とする出力バッファ。
5. 【請求項５】 容量性負荷にソースが接続されたトラン
   ジスタと、該トランジスタのゲートに接続された容量素
   子と、前記トランジスタのゲートと同じ側で前記容量素
   子に接続された定電流源と、前記トランジスタのドレイ
   ンと電圧源または接地部との間に配置され、前記トラン
   ジスタのドレインに制御端子が接続された第１のスイッ
   チ手段と、容量性負荷と電圧源または接地部との間に配
   置された第２のスイッチ手段と、前記第１のスイッチ手
   段の制御端子と前記第２のスイッチ手段の制御端子との
   間に配置された第３のスイッチ手段とを備えることを特
   徴とする出力バッファ。
6. 【請求項６】 容量素子の容量値または定電流源により
   与えられる電流量が可変であることを特徴とする請求項
   ４または請求項５記載の出力バッファ。