JP2008182418A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路に係り、特に、制御回路の制御によって小振幅差動信号を出力する半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit that outputs a small amplitude differential signal under the control of a control circuit.
近年になって映像表示機器の分野においては、フラットパネルディスプレイの発展に伴ってフラットパネルディスプレイを表示駆動する半導体集積回路(LSI)と表示用信号の処理を行う信号処理用半導体集積回路(LSI)との間で行われるデータ伝送や、パーソナルコンピュータとグラフィックディスプレイとの間で行われるデータ伝送等、種々の回路間において小振幅差動信号を伝送させることが多用されている。そして、このような信号伝送時には、小振幅差動信号の伝送が行われるため、電磁波妨害雑音(EMI:ElectroMagnetic Interference)を抑圧した高速信号伝送が可能になるというメリットを有している。 In recent years, in the field of video display equipment, with the development of flat panel displays, semiconductor integrated circuits (LSIs) that display and drive flat panel displays and signal processing semiconductor integrated circuits (LSIs) that process display signals It is often used to transmit a small-amplitude differential signal between various circuits, such as data transmission performed between a personal computer and a data display performed between a personal computer and a graphic display. In such a signal transmission, since a small amplitude differential signal is transmitted, there is an advantage that high-speed signal transmission in which electromagnetic interference noise (EMI) is suppressed can be achieved.
ところで、このような小振幅差動信号を伝送させる場合は、伝送される信号レベルや信号振幅を制御し、一定の規格に適合した小振幅信号を伝送する回路が必要とするもので、この代表的な回路としては、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)と呼ばれるラインドライバ回路が知られている。 By the way, when transmitting such a small amplitude differential signal, a circuit that controls the signal level and signal amplitude to be transmitted and transmits a small amplitude signal conforming to a certain standard is required. As a typical circuit, a line driver circuit called LVDS (Low Voltage Differential Signaling) is known.
ここで、図10は、かかる既知のラインドライバ回路の一例を示す回路構成図であって、国際公開(WO)2003−040291号公報に開示されているものである。 Here, FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing an example of such a known line driver circuit, which is disclosed in International Publication (WO) 2003-040291.
図10に示すように、このラインドライバ回路50は、差動信号によってスイッチング動作するドライバ回路51と、ドライバ回路51に類似した回路構成を有し、ドライバ回路51を制御するレプリカ回路52とからなっている。
As shown in FIG. 10, the
そして、ドライバ回路51は、4個のスイッチングNMOSトランジスタQN1〜QN4からなるスイッチング回路53と、スイッチング回路53の一対の出力ノード54、55間に接続された負荷抵抗RTと、スイッチング回路53のノード56と下位電位点間に接続されたNMOSトランジスタQN5からなる電流源と、スイッチング回路53のノード57と高電位点間に接続されたNMOSトランジスタQN6からなる電流源とを備えている。
The
また、レプリカ回路52は、ノード58、59間に2つの抵抗nRT/2を間に介して直列接続された2つのNMOSトランジスタQN8、QN9と、ノード58と高電位点間に接続されたNMOSトランジスタQN7からなる電流源と、ノード59と低電位点間に接続されたNMOSトランジスタQN10からなる電流源と、2つの抵抗nRT/2の接続点であるノード69に得られた電圧と第1基準電圧Vref1とを比較し、その比較出力をNMOSトランジスタQN7とNMOSトランジスタQN6の各ゲートに供給するオペアンプOP10と、NMOSトランジスタQN10とNMOSトランジスタQN5の各ゲートに第2基準電圧Vref2を供給する手段とを備えている。
The
この場合、レプリカ回路52は、ソースフォロワとして動作するNMOSトランジスタQN6のゲートに制御電圧を供給するためのもので、ドライバ回路51に用いられている各NMOSトランジスタQN1〜QN6のサイズの1/n(ここで、nは0よりも大きい正数)のサイズを有する各NMOSトランジスタQN7〜QN10と、ドライバ回路51の終端抵抗RTの(n/2)倍の抵抗値をそれぞれ有する2つの抵抗(nRT/2)とを含むものである。レプリカ回路52の電流源用NMOSトランジスタQN10とドライバ回路51の電流源用NMOSトランジスタQN5は電流ミラー接続され、それによりNMOSトランジスタQN5にはそこに流れるドレイン電流IDに対してNMOSトランジスタQN10にはそのドレイン電流IDの1/n倍のドレイン電流(ID/n)が流れる。
In this case, the
また、レプリカ回路52において、2つの抵抗nRT/2の両側にそれぞれ接続されているNMOSトランジスタQN8、QN9は、ドライバ回路51の各NMOSトランジスタQN1〜QN4に対応したものであるが、NMOSトランジスタQN1〜QN4が入力信号に応答してオンオフ動作を行うのに対し、レプリカ回路52のNMOSトランジスタQN8、QN9は常にオン状態となっている点が異なっている。電流源であるNMOSトランジスタQN7は、ゲート電圧がオペアンプOP10の比較出力によって制御されるもので、オペアンプ回路OP10の非反転入力(+)には第1基準電圧Vref1が供給され、その反転入力(−)にはノード60の電圧がフィードバックされる。これによりノード60の電圧が第1基準電圧Vref1に近付くように制御される。一方、NMOSトランジスタQN10には、第2基準電圧Vref2に従ったドレイン電流が流れ、これによってレプリカ回路52の動作電流(ID/n)が決定される。
In the
さらに、ドライバ回路51において、NMOSトランジスタQN1、QN2のゲートに供給される入力信号In1、In2は、低電位電圧(ローレベルで接地電圧)と高電位電圧(ハイレベルで電源電圧VDD)との範囲内で2値変化するもので、この変化に伴ってNMOSトランジスタQN1〜QN4がオンオフし、スイッチング動作が行われる。例えば、入力信号In1がローレベルで、入力信号In2がハイレベルの場合は、2つのNMOSトランジスタQN1、QN4がオフになり、2つのNMOSトランジスタQN2、QN3がオンになる。これにより終端抵抗RTに図の上側から下側に向う電流IDが流れ、ノード54、55間に出力電圧ΔV(=ID×RT)が形成される。
Further, in the
このとき、レプリカ回路52においても、2つの抵抗(nRT/2)に図の上側から下側に向かう電流(ID/n)が流れ、ノード58、59間に電圧ΔVR{=(ID/n)×(nRT/2+nRT/2)=ID×RT}が形成される。
At this time, also in the
一方、入力信号In1がハイレベルで、入力信号In2がローレベルの場合は、2つのNMOSトランジスタQN1、QN4がオンになり、2つのNMOSトランジスタQN2、QN3がオフになる。これにより終端抵抗RTに図の下側から上側に向う電流逆向きの電流IDが流れ、ノード54、55間に出力電圧ΔV(=ID×RT)が形成される。このときもレプリカ回路52においては、2つの抵抗(nRT/2)に図の上側から下側に向かう電流(ID/n)が流れ、ノード58、59間に電圧ΔVR{=(ID/n)×(nRT/2+nRT/2)=ID×RT}が形成される。
On the other hand, when the input signal In1 is at a high level and the input signal In2 is at a low level, the two NMOS transistors QN1 and QN4 are turned on and the two NMOS transistors QN2 and QN3 are turned off. As a result, a reverse current ID from the lower side to the upper side of the figure flows through the termination resistor RT, and an output voltage ΔV (= ID × RT) is formed between the
この場合、ドライバ回路51において、出力信号のオフセット電位VOSは、ノード54、55の電圧をそれぞれV54、V55とすると、VOS=(V54+V55)/2で表され、その値は、レプリカ回路52における2つの抵抗の接続点であるノード60の電位VOSR{=(V58+V59)/2}に連動する。従って、オフセット電位VOS、即ち、ノード60の電位が目標の値となるように、オペアンプOP10の非反転入力に供給される第1基準電圧Vref1の値が決定される。
In this case, in the
このように既知のラインドライバ回路50においては、低電位側に接続された2つのNMOSトランジスタQN5、QN10の電流ミラー接続によってドライバ回路51の出力電流を制御するとともに、ドライバ回路51の終端抵抗RTのレプリカとして設けたレプリカ回路52の2つの抵抗(nRT/2)の接続点電圧に基づいてドライバ回路51の電流源用NMOSトランジスタQN6等を制御し、出力信号の振幅及びオフセット電位を安定化するようにしている。
前記既知のラインドライバ回路は、レプリカ回路52の2つの抵抗(nRT/2)の接続点ノード60の電圧であるコモン電圧の精度が、ドライバ回路51とレプリカ回路52とのマッチング状態及びドライバ回路51に外部接続された終端抵抗RTとレプリカ52の2つの抵抗(nRT/2)とのマッチング状態にそれぞれ依存することから、コモン電圧の精度を高めるためには、これらのマッチング状態を厳密に設定する必要があるが、そのような設定をすることは回路的に難しいものである。
In the known line driver circuit, the accuracy of the common voltage, which is the voltage at the connection node 60 of the two resistors (nRT / 2) of the
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、マッチング状態に設定についての困難性を排除し、しかも、出力信号の振幅調整を容易に行うことができる半導体集積回路を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a technical background, and an object of the present invention is to eliminate the difficulty of setting the matching state and to easily adjust the amplitude of the output signal. A circuit is provided.
前記目的を達成するために、本発明による半導体集積回路は、入力差動信号によりスイッチング動作をして出力信号を形成する信号出力回路と、信号出力回路の電流源に制御信号を供給して出力信号の振幅を制御する制御回路とからなる半導体集積回路に係るもので、制御回路は信号出力回路を模した疑似回路部を有し、疑似回路部は疑似終端抵抗が接続される一対の抵抗接続端子を有し、一対の抵抗接続端子の中の高電位が導出される抵抗接続端子の電圧レベルと信号出力回路の高信号レベルとを比較し、それらのレベルが同じになるように制御回路の電流源を制御する第1信号レベル制御回路を有するとともに、一対の抵抗接続端子の中の低電位が導出される抵抗接続端子の電圧レベルと信号出力回路の低信号レベルとを比較し、それらのレベルが同じになるように制御回路の電流源を制御する第2信号レベル制御回路を有する第1構成手段を具備する。 In order to achieve the above object, a semiconductor integrated circuit according to the present invention outputs a signal output circuit that performs a switching operation by an input differential signal to form an output signal, and supplies a control signal to a current source of the signal output circuit. A semiconductor integrated circuit comprising a control circuit for controlling the amplitude of a signal, the control circuit having a pseudo circuit section that imitates a signal output circuit, and the pseudo circuit section is a pair of resistance connections to which a pseudo termination resistor is connected The voltage level of the resistor connection terminal from which a high potential is derived in the pair of resistor connection terminals is compared with the high signal level of the signal output circuit, and the control circuit A first signal level control circuit that controls the current source, and compares the voltage level of the resistor connection terminal from which the low potential of the pair of resistor connection terminals is derived with the low signal level of the signal output circuit; Level comprises a first structure means having a second signal level control circuit for controlling the current source of the control circuit to be the same.
また、前記目的を達成するために、本発明による半導体集積回路は、入力差動信号によりスイッチング動作をして出力信号を形成する信号出力回路と、信号出力回路の電流源に制御信号を供給して出力信号の振幅を制御する制御回路とからなる半導体集積回路に係るもので、制御回路は信号出力回路を模した疑似回路部を有し、疑似回路部は疑似終端抵抗が接続される一対の抵抗接続端子を有し、一対の抵抗接続端子の中の高電位もしくは低電位が導出される抵抗接続端子の電圧レベルと信号出力回路の高信号レベルもしくは低信号レベルとを比較し、それらの対応レベルが同じになるように制御回路の電流源を制御する信号レベル制御回路を有するとともに、信号レベル制御回路が接続されない制御回路の電流源に出力信号振幅を制御する定電流回路を接続してなる第2構成手段を具備する。 In order to achieve the above object, a semiconductor integrated circuit according to the present invention supplies a control signal to a signal output circuit that performs a switching operation by an input differential signal to form an output signal, and a current source of the signal output circuit. The control circuit has a pseudo circuit unit that imitates the signal output circuit, and the pseudo circuit unit has a pair of pseudo termination resistors connected thereto. Comparing the voltage level of the resistance connection terminal that has a resistance connection terminal and from which the high potential or low potential is derived in the pair of resistance connection terminals with the high signal level or low signal level of the signal output circuit, and their correspondence It has a signal level control circuit that controls the current source of the control circuit so that the level is the same, and controls the output signal amplitude to the current source of the control circuit not connected to the signal level control circuit Comprising a second configuration means formed by connecting the current circuit.
前記第1構成手段及び第2構成手段においては、信号出力回路を構成する半導体素子と制御回路の疑似回路部を構成する半導体素子とを同サイズの半導体素子によって構成することができる。 In the first configuration means and the second configuration means, the semiconductor element constituting the signal output circuit and the semiconductor element constituting the pseudo circuit portion of the control circuit can be constituted by semiconductor elements of the same size.
また、前記第1構成手段及び第2構成手段においては、信号出力回路を構成する半導体素子のサイズに対して制御回路の疑似回路部を構成する半導体素子のサイズを数分の1のもので構成することができる。 In the first configuration means and the second configuration means, the size of the semiconductor element constituting the pseudo circuit portion of the control circuit is a fraction of the size of the semiconductor element constituting the signal output circuit. can do.
さらに、前記第1構成手段及び第2構成手段においては、制御回路の疑似回路部の一対の抵抗接続端子に接続される抵抗を当該制御回路に外部接続された可変抵抗器からなるように構成することができる。 Further, the first configuration means and the second configuration means are configured such that the resistance connected to the pair of resistance connection terminals of the pseudo circuit portion of the control circuit is composed of a variable resistor externally connected to the control circuit. be able to.
さらに、前記第1構成手段及び第2構成手段においては、制御回路の疑似回路部の一対の抵抗接続端子に接続される抵抗を当該制御回路に内蔵されるように接続することができる。 Furthermore, in the first configuration means and the second configuration means, resistors connected to the pair of resistance connection terminals of the pseudo circuit portion of the control circuit can be connected so as to be built in the control circuit.
この場合、前記第2構成手段においては、信号レベル制御回路が一対の抵抗接続端子の一方に供給された高電位電圧と高電位基準電圧とを比較し、その比較出力を疑似回路部の高電位側電流源及び信号出力回路の高電位側電流源にそれぞれ供給するように構成することができる。 In this case, in the second configuration means, the signal level control circuit compares the high potential voltage supplied to one of the pair of resistor connection terminals with the high potential reference voltage, and outputs the comparison output to the high potential of the pseudo circuit section. It can be configured to supply each of the side current source and the high potential side current source of the signal output circuit.
また、前記第2構成手段においては、信号レベル制御回路が一対の抵抗接続端子の他方に供給された低電位電圧と低電位基準電圧とを比較し、その比較出力を疑似回路部の低電位側電流源及び信号出力回路の低電位側電流源にそれぞれ供給するように構成することができる。 In the second configuration means, the signal level control circuit compares the low potential voltage supplied to the other of the pair of resistor connection terminals with the low potential reference voltage, and outputs the comparison output to the low potential side of the pseudo circuit section. The current source and the low potential side current source of the signal output circuit can be respectively supplied.
さらに、前記第2構成手段においては、定電流源を疑似回路部の高電位側電流源及び信号出力回路の高電位側電流源にそれぞれミラー接続されるように構成することができる。 In the second configuration means, the constant current source can be mirror-connected to the high potential side current source of the pseudo circuit section and the high potential side current source of the signal output circuit.
また、前記第2構成手段においては、定電流源を疑似回路部の低電位側電流源及び信号出力回路の低電位側電流源にそれぞれミラー接続されるように構成することができる。 In the second configuration means, the constant current source can be mirror-connected to the low potential side current source of the pseudo circuit section and the low potential side current source of the signal output circuit.
この他に、前記第1構成手段及び第2構成手段においては、高電位基準電圧及び低電位基準電圧がデジタル−アナログコンバータから導出されるように構成することができる。 In addition, the first and second constituent means can be configured such that the high potential reference voltage and the low potential reference voltage are derived from a digital-analog converter.
また、前記第1構成手段及び第2手段においては、制御回路に基準電圧を外部から導入する端子を備えたものにすることができる。 In the first configuration means and the second means, the control circuit may be provided with a terminal for introducing a reference voltage from the outside.
以上、詳細に説明したように、本発明による半導体集積回路によれば、入力差動信号によりスイッチング動作する信号出力回路と、その信号出力回路の出力信号振幅を制御する信号出力回路を模擬した疑似回路部を含む制御回路を用い、疑似回路部を構成する半導体素子と信号出力回路とを構成する半導体素子とを全く同一サイズのもので形成するか、疑似回路部を構成する半導体素子のサイズを信号出力回路とを構成する半導体素子のn分の1のもので形成するようにするともに、信号出力回路の終端抵抗と同じ抵抗値の抵抗部品またはそのn倍の抵抗値の抵抗部品を疑似回路部に接続することにより、信号出力回路と疑似回路部との回路上のマッチングを図り、高精度で振幅調整された出力信号を容易に得ることができるという効果がある。 As described above in detail, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, a pseudo-simulation of a signal output circuit that performs a switching operation by an input differential signal and a signal output circuit that controls the output signal amplitude of the signal output circuit. Using a control circuit including a circuit part, the semiconductor element constituting the pseudo circuit part and the semiconductor element constituting the signal output circuit are formed with exactly the same size, or the size of the semiconductor element constituting the pseudo circuit part is The signal output circuit is formed by 1 / n of the semiconductor elements constituting the signal output circuit, and the resistance component having the same resistance value as the termination resistor of the signal output circuit or a resistance component having a resistance value n times that of the pseudo circuit By connecting to the signal output section, matching between the signal output circuit and the pseudo circuit section can be achieved, and an output signal whose amplitude is adjusted with high accuracy can be easily obtained. .
また、本発明による半導体集積回路によれば、制御回路の疑似回路部に接続される抵抗を可変抵抗とし、その可変抵抗の抵抗値調整することにより、容易に振幅が調整されたる出力信号を得ることが可能となり、さらに、疑似回路部を構成する半導体素子と信号出力回路を構成する半導体素子とのサイズ比をn分の1とし、かつ、疑似回路部に使用する抵抗の抵抗値を信号出力回路の終端抵抗に使用する終端抵抗値のn倍とすることにより、前述の効果に加えて制御回路の疑似回路部における消費電流を削減することができるという効果がある。 According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the resistance connected to the pseudo circuit portion of the control circuit is a variable resistance, and an output signal whose amplitude is easily adjusted is obtained by adjusting the resistance value of the variable resistance. In addition, the size ratio between the semiconductor elements constituting the pseudo circuit portion and the semiconductor elements constituting the signal output circuit is set to 1 / n, and the resistance value of the resistor used in the pseudo circuit portion is output as a signal. By setting the termination resistance value used for the termination resistance of the circuit to n times, in addition to the above-described effects, there is an effect that current consumption in the pseudo circuit portion of the control circuit can be reduced.
さらに、本発明による半導体集積回路によれば、それぞれフィードバック制御が行われる第1信号レベル制御回路及び第2信号レベル制御回路とを用いて高信号レベル及び低信号レベルを設定することにより、コモン電圧レベルと信号振幅とを同時に設定することができるという効果がある。 Furthermore, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the common signal voltage is set by setting the high signal level and the low signal level using the first signal level control circuit and the second signal level control circuit, respectively, in which feedback control is performed. There is an effect that the level and the signal amplitude can be set simultaneously.
この他に、本発明による半導体集積回路によれば、第1信号レベル制御回路及び第2信号レベル制御回路に用いる高電位基準電圧及び低電位基準電圧をDAコンバータから発生させるようにすることにより、出力信号の振幅を容易に設定することができるという効果があり、この場合、DAコンバータから供給される外部基準電圧が導入される端子を設けることにより、外部供給基準電圧を用いて同様に出力信号の振幅を容易に設定することが可能になるという効果がある。 In addition, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, by generating the high potential reference voltage and the low potential reference voltage used for the first signal level control circuit and the second signal level control circuit from the DA converter, There is an effect that the amplitude of the output signal can be easily set. In this case, by providing a terminal to which the external reference voltage supplied from the DA converter is provided, the output signal is similarly used using the external supply reference voltage. It is possible to easily set the amplitude of the.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明による半導体集積回路の第1の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of a semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention.
図1に示されるように、この半導体集積回路は、入力差動信号によってスイッチング動作するスイッチング段6を含む信号出力回路1と、その信号出力回路1でスイッチングされる差動信号の振幅を制御する制御回路2とからなり、制御回路2は、信号出力回路1の回路構成を模擬した回路構成を有する模擬回路部3と、2つのOPアンプを内蔵した電圧比較回路部4、5とを備えている。
As shown in FIG. 1, this semiconductor integrated circuit controls a
そして、信号出力回路1は、ゲートが交差接続された4個のNMOSトランジスタMN1〜MN4からなるスイッチング段6と、スイッチング段6の一対の出力ノードT11、T12間に接続された終端抵抗R1と、スイッチング段6のノードT13と高電位電圧点間に接続されたPMOSトランジスタMP1からなる電流源と、スイッチング段6のノードT14と低電位電圧点間に接続されたNMOSトランジスタMN5からなる電流源とを備えている。
The
また、制御回路2は、模擬回路部3と、第1の信号レベル制御回路4として動作する第1オペアンプOP1と、第2の信号レベル制御回路5として動作する第2オペアンプOP2とからなっている。そして、模擬回路部3は、一対の出力ノード(抵抗接続端子)T21、T22間に外部接続された抵抗R2と、一方の出力ノードT21と高電位電圧点間に直列接続されたPMOSトランジスタMP2及びNMOSトランジスタMN6と、他方の出力ノードT22と低電位電圧点間に直列接続された2つのNMOSトランジスタMN7、NMOSトランジスタMN8とを有するもので、PMOSトランジスタMP2及びNMOSトランジスタMN8は電流源として動作するものである。第1の信号レベル制御回路4は、第1オペアンプOP1を有し、高電位側基準電圧VrefUがその非反転入力(+)に供給され、一方の出力ノードT21の高電位電圧がその反転入力(−)に供給され、その比較出力が電流源であるPMOSトランジスタMP2のゲートと電流源であるPMOSトランジスタMP1のゲートにそれぞれ供給される。第2の信号レベル制御回路5は、第2オペアンプOP2を有し、低電位側基準電圧VrefLがその非反転入力(+)に供給され、他方の出力ノードT22の低電位電圧がその反転入力(−)に供給され、その比較出力が電流源であるNMOSトランジスタMN8のゲートと電流源であるNMOSトランジスタMN5のゲートにそれぞれ供給される。なお、PMOSトランジスタMP1とPMOSトランジスタMP2とは電流ミラー接続され、NMOSトランジスタMN5とNMOSトランジスタMN8とは同じように電流ミラー接続されている。
The
この場合、NMOSトランジスタMN1とNMOSトランジスタMN2、NMOSトランジスタMN3とNMOSトランジスタMN4、PMOSトランジスタMP1とPMOSトランジスタMP2、NMOSトランジスタMN5とNMOSトランジスタMN8、NMOSトランジスタMN6とNMOSトランジスタMN7は、それぞれ同一サイズのトランジスタで構成される。また、外部接続される終端抵抗R1と一対の出力ノードT21、T22間に外部接続される抵抗R2は同じ抵抗デバイスが使用される。かかる構成により、制御回路2におけるPMOSトランジスタMP2、3つのNMOSトランジスタMN6、MN7、MN8及び外部接続の抵抗R2からなる模擬回路部3は、終端抵抗R1を含む信号出力回路1を模擬したものになっている。
In this case, the NMOS transistor MN1 and the NMOS transistor MN2, the NMOS transistor MN3 and the NMOS transistor MN4, the PMOS transistor MP1 and the PMOS transistor MP2, the NMOS transistor MN5 and the NMOS transistor MN8, and the NMOS transistor MN6 and the NMOS transistor MN7 are transistors of the same size. Composed. The same resistance device is used for the externally connected termination resistor R1 and the externally connected resistor R2 between the pair of output nodes T21 and T22. With this configuration, the
前記構成による半導体集積回路の動作は、次のとおりである。 The operation of the semiconductor integrated circuit configured as described above is as follows.
信号出力回路1は、既に説明した前述のドライバ51の動作とほぼ同じ動作が行われるもので、入力信号Vin1がローレベルで、入力信号Vin2がハイレベルの場合、2つのNMOSトランジスタMN1、MN4がオフになり、2つのNMOSトランジスタMN2、MN3がオンになって、終端抵抗R1には図1の上側から下側方向に向う電流IDが流れ、終端抵抗R1間に出力電圧ΔV(=ID×R1)が形成される。一方、入力信号Vin1がハイレベルで、入力信号Vin2がローレベルになると、2つのNMOSトランジスタMN1、MN4がオンになり、2つのNMOSトランジスタMN2、MN3がオフになり、終端抵抗R1に図1の下側から上側方向に向う電流IDが流れ、負荷抵抗R1間に出力電圧ΔV(=ID×R1)が形成される。
The
この動作時に、信号出力回路1に外部接続される終端抵抗R1のインピーダンス値を100Ωに、制御回路2の模擬回路部3に外部接続される抵抗R2のインピーダンス値を同じ100Ωにし、制御回路2に供給される第1基準電圧VrefUとして出力信号の高レベル電圧を1.3Vに設定したとすると、第1オペアンプOP1は、その非反転入力(+)にその高レベル出力電圧1.3Vが入力され、その反転入力(−)に一方の出力ノードT21の電圧がフィードバックされるので、第1の信号レベル制御回路4の制御により一方の出力ノードT21の高電位電圧が高レベル出力電圧1.3Vと同じ電圧になるようにPMOSトランジスタMP2のゲート電圧が設定され、それにより一方の出力ノードT21の高電位駆動電圧も高レベル出力電圧1.3Vと同じ電圧になる。
During this operation, the impedance value of the termination resistor R1 externally connected to the
同じように、第2基準電圧VrefLとして出力信号の低レベル出力電圧を1.1Vに設定したとすると、第2オペアンプOP2は、その非反転入力(+)にその低レベル出力電圧1.1Vが入力され、その反転入力(−)に他方の出力ノードT22の電圧がフィードバックされるので、第2の信号レベル制御回路5の制御により他方の出力ノードT22の電圧が低レベル出力電圧1.1Vと同じ電圧になるようにNMOSトランジスタMN8のゲート電圧が設定され、それにより他方の出力ノードT22の電圧が低レベル出力電圧1.1Vと同じ電圧になる。
Similarly, if the low-level output voltage of the output signal is set to 1.1V as the second reference voltage VrefL, the second operational amplifier OP2 has the low-level output voltage 1.1V at its non-inverting input (+). Since the voltage of the other output node T22 is fed back to the inverting input (−), the voltage of the other output node T22 is changed to the low level output voltage 1.1V by the control of the second signal
そして、このとき、外部接続された抵抗R2に流れる電流は、(T21−T22)/R2=(1.3−1.1)/100=2mAとなる。 At this time, the current flowing through the externally connected resistor R2 is (T21−T22) / R2 = (1.3−1.1) / 100 = 2 mA.
この場合、電流源を構成しているPMOSトランジスタMP2と電流源を構成しているPMOSトランジスタMP1とは電流ミラー接続され、同じように、電流源を構成しているNMOSトランジスタMN8と電流源を構成しているNMOSトランジスタMN5とは電流ミラー接続され、それらのトランジスタのサイズは同一で、しかも、終端抵抗R1と外部接続された抵抗R2とは同じ構成の抵抗が用いているので、終端抵抗R1の両端の電圧と抵抗R2の両端の電圧とは、ともに等しいVrefU=1.3V及びVrefL=1.1Vになり、信号出力回路1から出力される信号振幅及びオフセットレベルが同時に制御されることになる。このとき、信号出力回路1を模擬する模擬回路部3の回路サイズは、信号出力回路1の回路サイズと同一であり、それらの終端抵抗R1及び抵抗R2も全く同じ抵抗デバイスを使用しているため、信号出力回路1と模擬回路部3とのマッチング状態は非常に良好である。
In this case, the PMOS transistor MP2 constituting the current source and the PMOS transistor MP1 constituting the current source are connected in a current mirror, and similarly, the current source is constituted with the NMOS transistor MN8 constituting the current source. The NMOS transistor MN5 that is connected is current mirror connected, the size of these transistors is the same, and the termination resistor R1 and the externally connected resistor R2 are of the same configuration, so that the termination resistor R1 The voltage at both ends and the voltage at both ends of the resistor R2 are both equal to VrefU = 1.3V and VrefL = 1.1V, and the signal amplitude and offset level output from the
この実施の形態のように、信号出力回路1と信号出力回路1を模擬している模擬回路部3とを同一回路サイズで構成すれば、信号出力回路1と模擬回路部3に流れる電流が同量になり、信号出力回路1と模擬回路部3はその電流が流れた分だけ電力消費される。
If the
すなわち、模擬回路部3を流れる電流を低減するためには、模擬回路部3を構成するPMOSトランジスタMP2、NMOSトランジスタMN6乃至MN8の各トランジスタのサイズを、対応する信号出力回路1を構成するPMOSトランジスタMP1、NMOSトランジスタMN1乃至MN5の各トランジスタのサイズの1/n(ここで、nは1よりも大きい正数)とし、かつ、抵抗R2として終端抵抗R1のn倍の抵抗値のものを使用する。
That is, in order to reduce the current flowing through the
この例において、例えば、n=10とすると、模擬回路部3のPMOSトランジスタMP2、NMOSトランジスタMN6乃至MN8の各トランジスタのサイズは、対応する信号出力回路1のPMOSトランジスタMP1、NMOSトランジスタMN1乃至MN5の各トランジスタのサイズの1/10のものになり、抵抗R2が100の10倍の1000Ωになる。そして、模擬回路部3における一対の出力ノードT21、T22にそれぞれ形成される高電位電圧及び低電位電圧を前例の場合とは同様にそれぞれ1.3Vと1.1Vにすると、抵抗R2に流れる電流は(1.3V−1.1V)/1000Ω=0.2mAになり、前例の場合に比べてその大きさが1/10になり、その分、模擬回路部3の消費電力を低減することができる。このとき、信号出力回路1と模擬回路部3における電流ミラー比は10倍であるので、終端抵抗R1に流れる電流は2mAとなり、一対の出力ノードT11、T12に形成される電圧は、一対の出力ノードT21、T22に形成される電圧と同じになる。
In this example, for example, if n = 10, the sizes of the PMOS transistor MP2 and NMOS transistors MN6 to MN8 of the
そして、信号出力回路1と模擬回路部3とのトランジスタサイズに基づく逓倍比の形成は、集積回路構成の場合、同サイズのトランジスタを必要な数だけ並列接続することにより容易に実現することができ、また、外部接続される抵抗R2と終端抵抗R1との抵抗比を設定することについても、それらが外部接続抵抗であるので、高精度の抵抗値を容易に実現することが可能である。
In the case of an integrated circuit configuration, formation of a multiplication ratio based on the transistor size of the
次に、図2は、本発明による半導体集積回路の第2の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 Next, FIG. 2 relates to a second embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is a circuit diagram showing a specific circuit configuration thereof. The first embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are given the same reference numerals.
この第2の実施の形態に係る半導体集積回路は、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積回路における模擬回路部3の一対の出力ノードT21、T22間に外部接続される抵抗R2を可変抵抗R2’に置き換えた例であって、それ以外の各部の構成は第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成と同じである。このため、第2の実施の形態に係る半導体集積回路の構成についての説明及びその動作の説明については、既に述べた第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成及びその動作とほぼ同じであるので、ここでは以下の点を除いてそれらの説明は省略する。
The semiconductor integrated circuit according to the second embodiment is a resistor externally connected between the pair of output nodes T21 and T22 of the
この第2の実施の形態に係る半導体集積回路においては、前例のように、信号出力回路1と模擬回路部3とを構成する対応するトランジスタサイズが同一であれば、模擬回路部3に接続される可変抵抗R2’の抵抗値を、信号出力回路1に接続される終端抵抗R1の抵抗値と等しく設定した場合は、前例と同じように、高電位出力ノードT11、T21の電圧は高電位側基準電圧VrefUに等しくなるとともに、低電位出力ノードT12、T22の電圧は低電位側基準電圧VrefLに等しくなり、それぞれ予設定した振幅レベルになっている。
In the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment, if the corresponding transistor sizes constituting the
これに対し、可変抵抗R2’の抵抗値を終端抵抗R1の抵抗値よりも小さくなるように設定した場合は、高電位側基準電圧VrefU及び低電位側基準電圧VrefLを変化させない限り、制御回路2における第1オペアンプOP1及び第2オペアンプOP2による制御によって、模擬回路部3の一方の出力ノードT21の高電位電圧は高電位側基準電圧VrefUに等しくなり、他方の出力ノードT22の低電位電圧は低電位側基準電圧VrefLに等しくなる。
On the other hand, when the resistance value of the variable resistor R2 ′ is set to be smaller than the resistance value of the termination resistor R1, the
このとき、可変抵抗R2’の抵抗値は終端抵抗R1の抵抗値に比べて小さく設定されているので、小さくなっている分だけ可変抵抗R2’を流れる電流が増加する。そして、模擬回路部3を流れる電流が増加すれば、電流ミラー接続によって信号出力回路1を流れる電流、すなわち終端抵抗R1に流れる電流も増加し、終端抵抗R1の両端に形成される出力信号の振幅は電流の増加分だけ増加するようになる。
At this time, since the resistance value of the variable resistor R2 'is set to be smaller than the resistance value of the termination resistor R1, the current flowing through the variable resistor R2' increases by the smaller amount. If the current flowing through the
一方、可変抵抗R2’の抵抗値を終端抵抗R1の抵抗値よりも大きくなるように設定した場合は、前の場合と同様に、模擬回路部3の一方の出力ノードT21の電圧及び他方の出力ノードT22の電圧は変わらないが、終端抵抗R2’に流れる電流が減少する。そして、模擬回路部3を流れる電流の減少により信号出力回路1を流れる電流、すなわち終端抵抗R1に流れる電流も減少し、終端抵抗R1の両端に形成される差動出力信号の振幅は電流の減少分だけ減少するようになる。
On the other hand, when the resistance value of the variable resistor R2 ′ is set to be larger than the resistance value of the termination resistor R1, as in the previous case, the voltage of one output node T21 of the
また、この第2の実施の形態に係る半導体集積回路においても、模擬回路部3を構成するPMOSトランジスタMP2、NMOSトランジスタMN6乃至MN8の各トランジスタのサイズを、対応する信号出力回路1を構成するPMOSトランジスタMP1、NMOSトランジスタMN1乃至MN5の各トランジスタのサイズの1/n(ここで、nは1よりも大きい正数)にすれば、その分、模擬回路部3を流れる電流が減少するようになるが、そのときでも可変抵抗R2’の抵抗値を終端抵抗R1の抵抗値の1/nの値を中心とした抵抗変化範囲を有するものを使用すれば、前述のように信号出力回路1の終端抵抗R1から導出される出力信号の振幅調整を、可変抵抗R2’の抵抗値の調整により行うことができる。
Also in the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment, the size of each of the PMOS transistor MP2 and the NMOS transistors MN6 to MN8 constituting the
このように、第2の実施の形態に係る半導体集積回路によれば、高電位側基準電圧VrefU及び低電位側基準電圧VrefLを変えない限り、模擬回路部3に外部接続される抵抗を可変抵抗R2’としてその抵抗値を適宜設定するようにすれば、差動出力信号の振幅調整を行うことができる。このとき、模擬回路部3を構成する各トランジスタサイズを、信号出力回路1を構成する対応する各トランジスタサイズの1/nにすれば、消費電力の削減を図りながら、出力信号の振幅調整を高精度で行うことができる。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment, unless the high potential side reference voltage VrefU and the low potential side reference voltage VrefL are changed, the resistor externally connected to the
次いで、図3は、本発明による半導体集積回路の第3の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 Next, FIG. 3 relates to a third embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is a circuit diagram showing a specific circuit configuration thereof, and relates to the first embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are denoted by the same reference numerals.
この第3の実施の形態に係る半導体集積回路は、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積回路における模擬回路部3の一対の出力ノードT21、T22間に接続される抵抗を模擬回路部3の内部に接続した抵抗R2”で構成した例であって、それ以外の各部の構成は第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成と同じである。このため、第3の実施の形態に係る半導体集積回路の構成及びその動作については、既に説明した第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成及びその動作と殆ど同じであるので、それらの説明は以下の点を除いて省略する。
The semiconductor integrated circuit according to the third embodiment has resistors connected between the pair of output nodes T21 and T22 of the
この第3の実施の形態に係る半導体集積回路においては、前例のように、信号出力回路1を構成する各トランジスタサイズと模擬回路部3を構成する対応する各トランジスタサイズが同一の場合、抵抗R2”の抵抗値を終端抵抗R1の抵抗値と同じになるように選択する。このとき、第3の実施の形態に係る半導体集積回路の動作は第1の実施の形態に係る半導体集積回路と同じであって、一対の出力ノードT11、T12間に高電位レベルが高電位側基準電圧VrefUに、低電位レベルが低電位側基準電圧VrefLにそれぞれ一致するように制御された出力信号が導出される。このような構成においては、信号出力回路1を構成する各トランジスタサイズと模擬回路部3を構成する対応する各トランジスタサイズが同一であるので、マッチング状態は著しく好適な状態になっている。
In the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment, as in the previous example, when each transistor size constituting the
ところで、内部接続した抵抗R2”の抵抗値の精度は、集積回路製造技術の加工精度に依存することになるので、第1の実施の形態に係る半導体集積回路のように、外部接続した抵抗R1、R2を同一抵抗素子で実現する場合と比べると、その抵抗値の精度を合わせることが若干難しくなるが、このような構成にすれば、出力信号の振幅とコモンレベルを同時に制御することが可能になる。 Incidentally, since the accuracy of the resistance value of the internally connected resistor R2 ″ depends on the processing accuracy of the integrated circuit manufacturing technique, the externally connected resistor R1 as in the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. Compared with the case where R2 is realized by the same resistance element, it is somewhat difficult to match the accuracy of the resistance value. With such a configuration, it is possible to simultaneously control the amplitude and the common level of the output signal. become.
これに対し、図4に図示するように、一対の出力ノードT21、T22間に複数(n)個の抵抗Rm1乃至Rmnを並列接続し、それぞれの抵抗Rm1乃至Rmnを選択するためにそれらに直列にスイッチ素子S1乃至Snを接続した可変抵抗型構成を採用することができる。この例においては、スイッチ素子S1乃至Snの入切を選択することによって全体の抵抗値を変えることができるため、その加工精度の厳格さを低減させた状態で、マッチング状態の改善を図ることが可能となる。なお、このような可変抵抗型構成の例は、単なる一例を示すにとどまるもので、使用される可変抵抗の構成を特定しているものではない。 On the other hand, as shown in FIG. 4, a plurality of (n) resistors Rm1 to Rmn are connected in parallel between a pair of output nodes T21 and T22, and in order to select each resistor Rm1 to Rmn, they are connected in series. It is possible to adopt a variable resistance configuration in which switch elements S1 to Sn are connected to each other. In this example, since the entire resistance value can be changed by selecting ON / OFF of the switch elements S1 to Sn, the matching state can be improved with the strictness of the processing accuracy reduced. It becomes possible. In addition, the example of such a variable resistance type configuration is merely an example, and does not specify the configuration of the variable resistor to be used.
また、第3の実施の形態に係る半導体集積回路においても、模擬回路部3を構成する各トランジスタサイズを信号出力回路1を構成する対応する各トランジスタサイズの1/nにすれば、これまでに説明したような機能を合わせて実現することが可能になる。
Also in the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment, if the size of each transistor constituting the
続いて、図5は、本発明による半導体集積回路の第4の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 Next, FIG. 5 relates to a fourth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is a circuit diagram showing a specific circuit configuration thereof. The first embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are given the same reference numerals.
この第4の実施の形態に係る半導体集積回路は、出力信号レベルの制御と出力信号の振幅制御とを個別に制御することができる例であって、第1オペアンプOP1の代わりに定電流回路CI1を用いているものである。そして、第4の実施の形態に係る半導体集積回路は、第1オペアンプOP1の代わりに定電流回路CI1を用いている点を除けば、図1に図示された第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成と同じである。 The semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment is an example in which the control of the output signal level and the amplitude control of the output signal can be individually controlled, and the constant current circuit CI1 is used instead of the first operational amplifier OP1. Is used. The semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment is the semiconductor according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the constant current circuit CI1 is used instead of the first operational amplifier OP1. The configuration is the same as that of the integrated circuit.
この第4の実施の形態に係る半導体集積回路における定電流回路CI1は、電源ラインVDDと接地ライン間に直列接続されたPMOSトランジスタMP3と電流I1が導出される電流源IS1とからなるものであって、PMOSトランジスタMP3のゲート及びソースが模擬回路部3のPMOSトランジスタMP2のゲートに直接接続され、それによってPMOSトランジスタMP3とPMOSトランジスタMP2とPMOSトランジスタMP1とは電流ミラー接続になっている。
The constant current circuit CI1 in the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment includes a PMOS transistor MP3 connected in series between the power supply line VDD and the ground line and a current source IS1 from which the current I1 is derived. Thus, the gate and the source of the PMOS transistor MP3 are directly connected to the gate of the PMOS transistor MP2 of the
ここで、PMOSトランジスタMP2のトランジスタサイズがPMOSトランジスタMP3のトランジスタサイズのm倍(mは1以上の正数)のものを用いたとすれば、PMOSトランジスタMP3を流れる電流I1に対してPMOSトランジスタMP2には電流mI1が流れる。このとき、抵抗R2にも同じ電流mI1が流れ、一対の出力ノードT21、T22間に形成される信号振幅はmI1×R2になる。 Here, assuming that the transistor size of the PMOS transistor MP2 is m times the transistor size of the PMOS transistor MP3 (m is a positive number of 1 or more), the PMOS transistor MP2 is changed to the current I1 flowing through the PMOS transistor MP3. Current mI1 flows. At this time, the same current mI1 flows through the resistor R2, and the signal amplitude formed between the pair of output nodes T21 and T22 is mI1 × R2.
このとき、信号出力回路1の出力信号における低信号レベルは、第2オペアンプOP2において、その反転入力(−)に供給された他方の出力ノードT22の低電位電圧がその非反転入力(+)に供給された低電位側基準電圧VrefLによって制御され、対応する出力ノードT22、T12の各電圧が低電位側基準電圧VrefLに等しく設定されるものである。
At this time, the low signal level in the output signal of the
このように、この実施の形態においては、出力信号の低信号レベルと出力信号の振幅とを個別に制御されることになり、出力信号振幅及びコモンレベルの個別制御が可能になるものである。 As described above, in this embodiment, the low signal level of the output signal and the amplitude of the output signal are individually controlled, and the output signal amplitude and the common level can be individually controlled.
続く、図6は、本発明による半導体集積回路の第5の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図5に図示した第4の実施の形態に係る半導体集積回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration according to the fifth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is related to the fourth embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are denoted by the same reference numerals.
この第5の実施の形態に係る半導体集積回路は、図5に図示した第4の実施の形態に係る半導体集積回路が出力信号の低信号レベルを制御するようにしたものであるのに対し、出力信号の高信号レベルを制御するようにしたものである。そして、第5の実施の形態に係る半導体集積回路(この回路を前者の回路という)と第4の実施の形態に係る型半導体集積回路(この回路を後者の回路という)との構成の違いは、後者の回路が第2オペアンプOP2の反転入力(+)に低電位側基準電圧VrefLが供給され、非反転入力(−)に他方の出力ノードT22の低電位電圧が供給されるのに対し、前者の回路が第2オペアンプOP2の反転入力(+)に高電位側基準電圧VrefUが供給され、非反転入力(−)に一方の出力ノードT21の高電位電圧が供給されるものである点に違いがあるだけで、その他の構成は前者の回路と後者の回路との間に違いはない。 The semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment is such that the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment shown in FIG. 5 controls the low signal level of the output signal. The high signal level of the output signal is controlled. The difference in configuration between the semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment (this circuit is called the former circuit) and the type semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment (this circuit is called the latter circuit) is as follows. In the latter circuit, the low potential side reference voltage VrefL is supplied to the inverting input (+) of the second operational amplifier OP2, and the low potential voltage of the other output node T22 is supplied to the non-inverting input (−). The former circuit is such that the high potential side reference voltage VrefU is supplied to the inverting input (+) of the second operational amplifier OP2, and the high potential voltage of one output node T21 is supplied to the non-inverting input (−). There is only a difference, and other configurations are not different between the former circuit and the latter circuit.
第5の実施の形態に係る半導体集積回路のように、第2オペアンプOP2の反転入力(+)に高電位側基準電圧VrefUが供給され、非反転入力(−)に一方の出力ノードT21の高電位電圧が供給されるような構成にすれば、第2オペアンプOP2の制御によって模擬回路部3の高電位出力ノードT21の電圧及び信号出力回路1の高電位出力ノードT11の電圧がそれぞれ高電位側基準電圧VrefUに等しくなるように制御されるもので、それによって得られる効果は第5の実施の形態に係る半導体集積回路で得られる効果と殆ど同じである。
As in the semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment, the high potential side reference voltage VrefU is supplied to the inverting input (+) of the second operational amplifier OP2, and the high level of one output node T21 is supplied to the non-inverting input (−). With the configuration in which the potential voltage is supplied, the voltage of the high potential output node T21 of the
次に、図7は、本発明による半導体集積回路の第6の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積動回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 Next, FIG. 7 relates to a sixth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is a circuit diagram showing a specific circuit configuration thereof. The first embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are denoted by the same reference numerals.
この第6の実施の形態に係る半導体集積回路は、前例と同じように出力信号レベルの制御と出力信号の振幅制御とを個別に制御する例であって、第2オペアンプOP2の代わりに定電流回路CI2を用いているものである。そして、第6の実施の形態に係る半導体集積回路は、第2オペアンプOP2の代わりに定電流回路CI2を用いている点を除けば、図1に図示された第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成と同じである。 The semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment is an example in which the control of the output signal level and the amplitude control of the output signal are individually controlled as in the previous example, and a constant current is used instead of the second operational amplifier OP2. The circuit CI2 is used. The semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment is the semiconductor according to the first embodiment illustrated in FIG. 1 except that the constant current circuit CI2 is used instead of the second operational amplifier OP2. The configuration is the same as that of the integrated circuit.
この第6の実施の形態に係る半導体集積回路における定電流回路CI2は、電源ラインVDDと接地ライン間に直列接続された電流I2を導出する電流源IS2とNMOSトランジスタMN9とからなるもので、NMOSトランジスタMN9のゲート及びドレインが模擬回路部3のNMOSトランジスタMN8のゲートに直接接続され、それによりNMOSトランジスタMN9とNMOSトランジスタMP8とNMOSトランジスタMN5とが電流ミラー接続されている。
The constant current circuit CI2 in the semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment comprises a current source IS2 for deriving a current I2 connected in series between the power supply line VDD and the ground line, and an NMOS transistor MN9. The gate and drain of the transistor MN9 are directly connected to the gate of the NMOS transistor MN8 of the
この場合、PMOSトランジスタMP1とPMOSトランジスタMP2、NMOSトランジスタMN1乃至MN5及びNMOSトランジスタMN6乃至MN8はそれぞれ同一のトランジスタサイズのものが用いられており、終端抵抗R1と抵抗R2に全く同じ抵抗デバイスを用いたとすれば、NMOSトランジスタMN8に電流ミラー接続されているNMOSトランジスタMN9との間で、NMOSトランジスタMN8のトランジスタサイズがNMOSトランジスタMN9のトランジスタサイズのm倍(ここでmは1以上の正数)になるようにすれば、NMOSトランジスタMN8にNMOSトランジスタMN9に流れる電流I2のm倍の電流mI2が流れ、それと同時に抵抗R2にも同じ電流mI2が流れ、一対の出力ノードT21、T22間に形成される信号振幅はmI2×R2になる。 In this case, the PMOS transistors MP1 and MP2, the NMOS transistors MN1 to MN5, and the NMOS transistors MN6 to MN8 have the same transistor size, and the same resistance device is used for the termination resistor R1 and the resistor R2. Then, the transistor size of the NMOS transistor MN8 is m times the transistor size of the NMOS transistor MN9 (where m is a positive number of 1 or more) between the NMOS transistor MN9 and the NMOS transistor MN9 that is current-mirror connected to the NMOS transistor MN8. By doing so, a current mI2 that is m times the current I2 flowing through the NMOS transistor MN9 flows through the NMOS transistor MN8, and at the same time, the same current mI2 flows through the resistor R2, and a pair of output nodes T21, T2 Signal amplitude formed between will MI2 × R2.
また、第1オペアンプOP1の反転入力(−)に一方の出力ノードT21の電圧が供給され、その非反転入力(+)に高電位側基準電圧VrefUが供給されるので、出力信号の高信号レベルは、電位側基準電圧VrefUによって制御され、模擬回路部3の一方の出力ノードT21の電圧と信号出力回路1の一方の出力ノードT11の電圧がそれぞれ高電位側基準電圧VrefUに等しくなるように制御される。
Further, since the voltage of one output node T21 is supplied to the inverting input (−) of the first operational amplifier OP1, and the high potential side reference voltage VrefU is supplied to the non-inverting input (+), the high signal level of the output signal. Is controlled by the potential side reference voltage VrefU, and is controlled so that the voltage at one output node T21 of the
このように、第6の実施の形態に係る半導体集積回路によれば、出力信号の高電位レベルと出力信号振幅を個別に制御することにより、差動信号振幅及びコモンレベルを制御することが可能になり、前述の例と同様に、トランジスタサイズのマッチング状態や外部接続された抵抗R1、R2との抵抗値のマッチング状態を良好な精度で制御することができる。 As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the sixth embodiment, the differential signal amplitude and the common level can be controlled by individually controlling the high potential level and the output signal amplitude of the output signal. Thus, similar to the above-described example, the matching state of the transistor size and the matching state of the resistance value with the externally connected resistors R1 and R2 can be controlled with good accuracy.
次いで、図8は、本発明による半導体集積回路の第7の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図7に図示した第6の実施の形態に係る半導体集積回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 Next, FIG. 8 relates to a seventh embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is a circuit diagram showing a specific circuit configuration thereof, and relates to the sixth embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are denoted by the same reference numerals.
この第7の実施の形態に係る半導体集積回路は、図7に図示された第6の実施の形態に係る半導体集積回路が出力信号の高信号レベルを制御するようにしたものであるのに対し、出力信号の低信号レベルを制御するようにしたものである。そして、第7の実施の形態に係る半導体集積動回路(ここで、再びこの回路を前者の回路という)と第6の実施の形態に係る半導体集積回路(ここで、再びこの回路を後者の回路という)との構成の違いは、後者の回路が第1オペアンプOP1の反転入力(+)に高電位側基準電圧VrefUが供給され、非反転入力(−)に一方の出力ノードT21の高電位電圧が供給されるものであるのに対し、前者の回路が第1オペアンプOP1の反転入力(+)に低電位側基準電圧VrefLが供給され、非反転入力(−)に他方の出力ノードT22の低電位電圧が供給されるものである点に違いがあるだけで、その他の構成は前者の回路と後者の回路との間に違いはない。 The semiconductor integrated circuit according to the seventh embodiment is such that the semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment shown in FIG. 7 controls the high signal level of the output signal. The low signal level of the output signal is controlled. The semiconductor integrated circuit according to the seventh embodiment (herein, this circuit is again referred to as the former circuit) and the semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment (herein, this circuit is again referred to as the latter circuit). The latter circuit is configured such that the high potential side reference voltage VrefU is supplied to the inverting input (+) of the first operational amplifier OP1, and the high potential voltage of one output node T21 is supplied to the non-inverting input (−). Is supplied to the inverting input (+) of the first operational amplifier OP1, and the low potential side reference voltage VrefL is supplied to the non-inverting input (−) of the other output node T22. There is no difference between the former circuit and the latter circuit except for the difference that the potential voltage is supplied.
第7の実施の形態に係る半導体集積回路のように、第1オペアンプOP1の反転入力(+)に低電位側基準電圧VrefLが供給され、非反転入力(−)に他方の出力ノードT22の低電位電圧が供給される構成にすれば、第1オペアンプOP1において、模擬回路部3の他方の出力ノードT22及び信号出力回路1の他方の出力ノードT12の各電圧及び出力信号の低信号レベルが低電位側基準電圧VrefLに等しくなるように制御され、それによって得られる効果は第6の実施の形態に係る半導体集積回路で得られる効果と殆ど同じである。
As in the semiconductor integrated circuit according to the seventh embodiment, the low potential side reference voltage VrefL is supplied to the inverting input (+) of the first operational amplifier OP1, and the low level of the other output node T22 is supplied to the non-inverting input (−). With the configuration in which the potential voltage is supplied, in the first operational amplifier OP1, the low signal level of each voltage and output signal of the other output node T22 of the
続いて、図9は、本発明による半導体集積回路の第8の実施の形態に係るもので、その具体的回路構成を示す回路図であって、図1に図示した第1の実施の形態に係る半導体集積回路に用いている構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付けている。 Next, FIG. 9 relates to an eighth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and is a circuit diagram showing a specific circuit configuration thereof. The first embodiment shown in FIG. The same components as those used in the semiconductor integrated circuit are given the same reference numerals.
この第8の実施の形態に係る半導体集積回路は、図1に図示の第1の実施の形態に係る半導体集積回路の第1オペアンプOP1に供給される高電位側基準電圧VrefUと第2オペアンプOP2に供給される低電位側基準電圧VrefLをそれぞれデジタル−アナログコンバータDA1、DA2から供給するようにした例であって、その他の構成は第1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成と同じである。 The semiconductor integrated circuit according to the eighth embodiment includes a high potential side reference voltage VrefU and a second operational amplifier OP2 that are supplied to the first operational amplifier OP1 of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment shown in FIG. The low-potential-side reference voltage VrefL supplied to is supplied from the digital-analog converters DA1 and DA2, respectively, and the other configuration is the same as that of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. is there.
この第8の実施の形態に係る半導体集積回路の構成及び動作は、高電位側基準電圧VrefUと低電位側基準電圧VrefLをそれぞれデジタル−アナログコンバータDA1、DA2から供給するようにした点を除けば、図1に図示の第1の実施の形態に係る半導体駆動回路の構成及び動作と殆ど同じである。そして、第8の実施の形態に係る半導体集積回路の動作時には、高電位側基準電圧VrefUを発生するデジタル−アナログコンバータDA1の出力高電位側基準電圧VrefUを第1オペアンプOP1が取り込み、低電位側基準電圧VrefLを発生するデジタル−アナログコンバータDA2の出力低電位側基準電圧VrefLを第2オペアンプOP2が取り込むもので、デジタル−アナログコンバータDA1及びDA2を調整することにより高電位側基準電圧VrefU及び低電位側基準電圧VrefLが容易に制御され、それにより出力信号の振幅やコモンレベルを容易に任意の値に設定することができる。 The configuration and operation of the semiconductor integrated circuit according to the eighth embodiment are the same except that the high potential side reference voltage VrefU and the low potential side reference voltage VrefL are supplied from the digital-analog converters DA1 and DA2, respectively. The configuration and operation of the semiconductor drive circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1 are almost the same. During the operation of the semiconductor integrated circuit according to the eighth embodiment, the first operational amplifier OP1 takes in the output high potential side reference voltage VrefU of the digital-analog converter DA1 that generates the high potential side reference voltage VrefU, and the low potential side The second operational amplifier OP2 takes in the output low potential side reference voltage VrefL of the digital-analog converter DA2 that generates the reference voltage VrefL. By adjusting the digital-analog converters DA1 and DA2, the high potential side reference voltage VrefU and the low potential are adjusted. The side reference voltage VrefL is easily controlled, so that the amplitude and common level of the output signal can be easily set to arbitrary values.
なお、第4乃至第8の実施の形態に係る半導体集積回路のそれぞれにおいても、信号出力回路1のトランジスタサイズと模擬回路部3のトランジスタサイズとを同サイズでなく異なるサイズに変更させた場合や、抵抗R2を内蔵させたり、可変抵抗で形成した場合においても、これまで説明したのと同様の機能を達成させるこができる。
In each of the semiconductor integrated circuits according to the fourth to eighth embodiments, the transistor size of the
また、第1乃至第8の実施の形態に係る半導体集積回路のそれぞれにおいて、制御回路2に、高電位側基準電圧VrefUや低電位側基準電圧VrefLを内部信号として供給するものではなく、外部供給用接続端子を設けて外部信号として供給することも可能であって、かかる接続端子を用いれば、それらの基準電圧を任意の値に設定した上で供給することができ、出力信号の振幅値やコモンレベルを容易に任意の値にすることが可能になる。
Further, in each of the semiconductor integrated circuits according to the first to eighth embodiments, the
1 信号出力回路
2 制御回路
3 模擬回路部
4 第1電圧比較回路部
5 第2電圧比較回路部
6 スイッチング段
OP1 第1オペアンプ
OP2 第2オペアンプ
MN1〜MN9 NMOSトランジスタ
MP1〜MP3 PMOSトランジスタ
T11、T12、T21、T22 出力ノード
R1 終端抵抗
R2、R2’、R2” 抵抗
VrefU 高電位側基準電圧
VrefL 低電位側基準電圧
Rm1〜Rmn 抵抗素子
S1〜Sn スイッチ素子
CI1、CI2 定電流回路
IS1、IS2 電流源
DA1、DA2 アナログ−デジタルコンバータ
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