JP2005191677A - 差動出力バッファ回路及び差動出力バッファ回路を有する半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 NMOSトランジスタQN1がオンすると、P側出力ドライバPFPのゲートが抵抗Raを介して接地電圧に接続されるようにして、P側出力ドライバPFPのゲート電圧を低下させ、P側出力ドライバPFPがオンしやすい状態にしてDP出力端子に出力する信号の立ち上がり速度を速くし、PMOSトランジスタQP1がオンすると、N側出力ドライバNFPのゲートは抵抗Rbを介して電源電圧VDDに接続されるようにして、N側出力ドライバNFPのゲート電圧を上昇させ、N側出力ドライバNFPがオンしやすい状態にしてDP出力端子に出力する信号の立ち下がり速度を速くした。
【選択図】 図2
Description
スルーレートの切り替えは、デバイス側(又はスレーブ側)の差動入出力端子の正極側か負極側を既定の抵抗、例えば1.5kΩでプルアップすることで、ホスト側(又はマスター側)が電圧上昇(ハイレベル)を読み取り、転送速度を認識する。例えば、正極側をプルアップした場合はフルスピード、負極側をプルアップした場合はロースピードとなる。なお、ハイスピードは、フルスピードで認識後、レジスタを読んでハイスピードに切り替わる。
なお、プリバッファに含まれるスルーレート切り換え手段によって、出力段から第1スルーレートで信号出力を行う第1駆動状態と、出力段から第2スルーレートで信号出力を行う第2駆動状態とが切り換えられるようにして、第1スルーレートと第2スルーレートにおいて出力段を共用することができ、バッファ回路のチップレイアウトの面積縮小化を図ることができる出力バッファ回路、差動出力バッファ回路及び半導体集積回路があった(例えば、特許文献1参照。)。
前記正極側出力バッファ回路部及び負極側出力バッファ回路部は、
ハイレベルの信号を出力する際に対応する出力端子に電流を供給するP側出力ドライバと、
ローレベルの信号を出力する際に対応する出力端子から電流を吸い込むN側出力ドライバと、
入力信号に応じた前記P側出力ドライバ及びN側出力ドライバに対する駆動信号をそれぞれ生成して出力する駆動回路部と、
前記P側出力ドライバ又はN側出力ドライバのいずれかがオンする際、該オンする出力ドライバの制御電極に、設定されたバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路部と、
をそれぞれ備え、
前記バイアス電圧供給回路部は、複数の抵抗の接続を変えることにより、前記バイアス電圧が設定されるものである。
前記P側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第1のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第1のスイッチ回路を介して接続された第1の抵抗回路と、
前記N側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第2のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第2のスイッチ回路を介して接続された第2の抵抗回路と、
を備え、
前記第1及び第2の各抵抗回路は、複数の抵抗の接続をトリミング素子の切断によって変えることにより合成抵抗値がそれぞれ設定されるようにした。
前記P側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第1のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第1のスイッチ回路を介して接続された第1の抵抗回路と、
前記N側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第2のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第2のスイッチ回路を介して接続された第2の抵抗回路と、
を備え、
前記第1及び第2の各抵抗回路は、複数の抵抗の接続を、入力された制御信号によってスイッチングするスイッチのスイッチング制御を行って変えることにより抵抗値がそれぞれ設定されるようにしてもよい。
前記正極側出力バッファ回路部及び負極側出力バッファ回路部は、
ハイレベルの信号を出力する際に対応する出力端子に電流を供給するP側出力ドライバと、
ローレベルの信号を出力する際に対応する出力端子から電流を吸い込むN側出力ドライバと、
入力信号に応じた前記P側出力ドライバ及びN側出力ドライバに対する駆動信号をそれぞれ生成して出力する駆動回路部と、
前記P側出力ドライバ又はN側出力ドライバのいずれかがオンする際、該オンする出力ドライバの制御電極に、設定されたバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路部と、
をそれぞれ備え、
前記バイアス電圧供給回路部は、複数の抵抗の接続を変えることにより、前記バイアス電圧が設定されるものである。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における差動出力バッファ回路の例を示した図である。図1では、USBインタフェースブロックの差動入出力端子を有する一般的な半導体装置におけるドライバブロックの構成を例にして示している。
図1において、差動出力バッファ回路1は、フルスピード用正極側出力バッファ回路部2と、フルスピード用負極側出力バッファ回路部3と、ロースピード用正極側出力バッファ回路部4と、ロースピード用負極側出力バッファ回路部5と、インバータ6とを備えている。
図2において、ゲート電圧調整回路11は、PMOSトランジスタQP1、NMOSトランジスタQN1及び抵抗Ra,Rbで構成されている。P側出力ドライバPFPのゲートと接地電圧との間にはNMOSトランジスタQN1と抵抗Raが直列に接続されている。NMOSトランジスタQN1のゲートには、NMOSトランジスタQN1のスイッチング制御を行う制御信号PCTLが入力されている。
このような構成において、DP出力端子に出力する信号の立ち上がり速度は、P側出力ドライバPFPのゲート電圧を制御することで変えることができ、DP出力端子に出力する信号の立ち下がり速度は、N側出力ドライバNFPのゲート電圧を制御することで変えることができる。P側出力ドライバPFPのゲートは、オン抵抗の小さいNMOSトランジスタQN1と抵抗Raとの直列回路を介して接地電圧に接続されている。
また、正極側と負極側の各出力バッファ回路部にそれぞれこのようなゲート電圧調整回路を設けることにより、前述した差動出力の規格である「マッチング」や、「クロスオーバーボルテージ」に対する調整も可能になる。
図4において、図2の抵抗Raは、直列に接続された複数の抵抗と該各抵抗に対応して並列に接続された各ヒューズで構成されており、例えば3つの抵抗Ra1〜Ra3と、各抵抗Ra1〜Ra3に対応して並列に接続されたヒューズHa1〜Ha3とで構成されている。同様に図2の抵抗Rbは、直列に接続された複数の抵抗と該各抵抗に対応して並列に接続された各ヒューズで構成されており、例えば3つの抵抗Rb1〜Rb3と、各抵抗Rb1〜Rb3に対応して並列に接続されたヒューズHb1〜Hb3とで構成されている。
図5において、図2の抵抗Raは、直列に接続された複数の抵抗と該各抵抗に対応して設けられた各スイッチングトランジスタで構成されており、例えば3つの抵抗Ra1〜Ra3と、各抵抗Ra1〜Ra3に対応して設けられたNMOSトランジスタQa1〜Qa3とで構成されている。同様に図2の抵抗Rbは、直列に接続された複数の抵抗と該各抵抗に対応して設けられた各スイッチングトランジスタで構成されており、例えば3つの抵抗Rb1〜Rb3と、各抵抗Rb1〜Rb3に対応して設けられたPMOSトランジスタQb1〜Qb3とで構成されている。
なお、図4及び図5においても、ゲート電圧調整回路11を例にして示したが、ゲート電圧調整回路12〜14の場合は、それぞれゲート電圧調整回路11と同様であるのでその説明を省略する。
2 フルスピード用正極側出力バッファ回路部
3 フルスピード用負極側出力バッファ回路部
4 ロースピード用正極側出力バッファ回路部
5 ロースピード用負極側出力バッファ回路部
6 インバータ
11〜14 ゲート電圧調整回路
PFP,PFM,PLP,PLM P側出力ドライバ
NFP,NFM,NLP,NLM N側出力ドライバ
QN1,Qa1〜Qa3 NMOSトランジスタ
QP1,Qb1〜Qb3 PMOSトランジスタ
Ra,Rb,Ra1〜Ra3,Rb1〜Rb3 抵抗
Ha1〜Ha3,Hb1〜Hb3 ヒューズ
Claims (4)
- 入力信号から、相反する信号レベルをなす正極側及び負極側の1対の信号を対応して生成し、対応するDP出力端子及びDM出力端子に出力する正極側出力バッファ回路部及び負極側出力バッファ回路部を備えた、前記入力信号から1対の差動信号を生成して出力する差動出力バッファ回路において、
前記正極側出力バッファ回路部及び負極側出力バッファ回路部は、
ハイレベルの信号を出力する際に対応する出力端子に電流を供給するP側出力ドライバと、
ローレベルの信号を出力する際に対応する出力端子から電流を吸い込むN側出力ドライバと、
入力信号に応じた前記P側出力ドライバ及びN側出力ドライバに対する駆動信号をそれぞれ生成して出力する駆動回路部と、
前記P側出力ドライバ又はN側出力ドライバのいずれかがオンする際、該オンする出力ドライバの制御電極に、設定されたバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路部と、
をそれぞれ備え、
前記バイアス電圧供給回路部は、複数の抵抗の接続を変えることにより、前記バイアス電圧が設定されることを特徴とする差動出力バッファ回路。 - 前記バイアス電圧供給回路部は、
前記P側出力ドライバがオンする際に、制御電極に入力される制御信号によってオンする第1のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第1のスイッチ回路を介して接続された第1の抵抗回路と、
前記N側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第2のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第2のスイッチ回路を介して接続された第2の抵抗回路と、
を備え、
前記第1及び第2の各抵抗回路は、複数の抵抗の接続をトリミング素子の切断によって変えることにより合成抵抗値がそれぞれ設定されることを特徴とする請求項1記載の差動出力バッファ回路。 - 前記バイアス電圧供給回路部は、
前記P側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第1のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第1のスイッチ回路を介して接続された第1の抵抗回路と、
前記N側出力ドライバがオンする際に制御電極に入力される制御信号によってオンする第2のスイッチ回路と、
前記P側出力ドライバをオンさせる所定の電圧とP側出力ドライバの制御電極との間に該第2のスイッチ回路を介して接続された第2の抵抗回路と、
を備え、
前記第1及び第2の各抵抗回路は、複数の抵抗の接続を、入力された制御信号によってスイッチングするスイッチのスイッチング制御を行って変えることにより抵抗値がそれぞれ設定されることを特徴とする請求項1記載の差動出力バッファ回路。 - 入力信号から、相反する信号レベルをなす正極側及び負極側の1対の信号を対応して生成し、対応するDP出力端子及びDM出力端子に出力する正極側出力バッファ回路部及び負極側出力バッファ回路部を備えた、前記入力信号から1対の差動信号を生成して出力する差動出力バッファ回路を有する半導体装置において、
前記正極側出力バッファ回路部及び負極側出力バッファ回路部は、
ハイレベルの信号を出力する際に対応する出力端子に電流を供給するP側出力ドライバと、
ローレベルの信号を出力する際に対応する出力端子から電流を吸い込むN側出力ドライバと、
入力信号に応じた前記P側出力ドライバ及びN側出力ドライバに対する駆動信号をそれぞれ生成して出力する駆動回路部と、
前記P側出力ドライバ又はN側出力ドライバのいずれかがオンする際、該オンする出力ドライバの制御電極に、設定されたバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路部と、
をそれぞれ備え、
前記バイアス電圧供給回路部は、複数の抵抗の接続を変えることにより、前記バイアス電圧が設定されることを特徴とする半導体装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007081923A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 差動出力回路 |
JP2007173766A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Seiko Epson Corp | 集積回路装置及び電子機器 |
JP2007273980A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-10-18 | Seiko Epson Corp | 集積回路装置及び電子機器 |
US8159273B2 (en) | 2008-10-24 | 2012-04-17 | Fujitsu Semiconductor Limited | Transmission circuit |
CN108075322A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 泰科电子(上海)有限公司 | 智能连接器 |
CN111740679A (zh) * | 2019-02-06 | 2020-10-02 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 动态栅极驱动系统及控制方法 |
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