JP2013192047A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】待機モード時と通常モード時とでコモン電圧の変動を抑制する。
【解決手段】半導体装置に設けられた出力回路10は、第1および第2の終端抵抗部RP,RNと、これらの終端抵抗部RP,RNに電流を流す駆動回路20とを含む。出力回路10は、第1および第2の終端抵抗部RP,RNを流れる電流値または第1および第2の終端抵抗部RP,RNの抵抗値を調整可能に構成される。
【選択図】図2

Description

この発明は半導体装置に関し、たとえば、差動信号の出力回路を備えた半導体装置で好適に利用できるものである。
差動信号の出力回路では、コモン電圧の変動を抑制することが高速かつ長距離の伝送を実現するために重要となる。たとえば、プリエンファシス回路またはディエンファシス回路を設ける場合には、出力信号のコモン電圧に影響を与えずに振幅のみに影響を与えるようにする必要がある。
特開2011−71798号公報(特許文献1)は、ディエンファシスを備えた出力回路において、信号データのパターンに起因するコモン電圧の変動を抑制する技術を開示する。具体的には、送信するデータパターンの検出装置を設けることにより、特定の送信するデータパターンおよびその反転パターンの出現時に出力回路の電流を補うようにする。
特開2011−142382号公報(特許文献2)に開示された出力回路では、差動出力信号のうち高電位側の出力信号にディエンファシスをかける際に、当該ディエンファシス電流を供給するトランジスタに流れる電流が絞られる。
特開2010−283453号公報(特許文献3)に開示された出力回路では、プリエンファシス時には差動出力信号のプリエンファシス作用を補強し、ディエンファシス時には差動出力信号のプリエンファシスを行っていたパスをオフし、高位側電源と低位側電源間の電流パスをオンする回路が設けられる。
さらに、上記の技術に関連した技術として以下の先行技術文献がある。特開2007−60072号公報(特許文献4)は、ディエンファシスを行う通常動作モードに影響をすることなく、簡単な構成で振幅マージンテストを行うモードを搭載した出力回路を開示する。特開2009−171562号公報(特許文献5)は、比較回路をコモン電圧調整回路として用いる技術を開示する。
特開2011−71798号公報 特開2011−142382号公報 特開2010−283453号公報 特開2007−60072号公報 特開2009−171562号公報
ところで、差動出力回路では、送信すべきデータがないときに省電力化のために差動出力回路の動作モードを待機モードにする場合がある。待機モード時には、差動出力回路の出力端子対は互いに等電位(コモン電圧)になる。このような待機モード時のコモン電圧は、通常モード時の差動信号のコモン電圧に等しくする必要がある。しかしながら、これまで、待機モードにおけるコモン電圧を調整する技術に関してほとんど知られていない。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態の半導体装置に設けられた出力回路は、第1および第2の終端抵抗部と、これらの終端抵抗部に電流を流す駆動回路とを含む。出力回路は、第1および第2の終端抵抗部を流れる電流値または第1および第2の終端抵抗部の抵抗値を調整可能に構成される。
上記の一実施の形態によれば、待機モード時と通常モード時とでコモン電圧の変動を抑制することができる。
実施の形態1による半導体装置1の構成を概略的に示すブロック図である。 図1の出力回路10の具体的構成を示すブロック図である。 図2のドライバDRV4の構成を示す回路図である。 図2のドライバDRV1〜DRV3の構成を示す回路図である。 図2のプリドライバおよび制御回路22の動作を説明するための図である。 図2のプリドライバおよび制御回路22の構成例を示す回路図である。 待機モード時において出力回路10に流れる電流を説明するための図である。 通常モード時において出力回路10に流れる電流を説明するための図である。 定電流源用のトランジスタNTCの電流電圧特性(比較例)を示す図である。 出力端子PADP,PADNから出力される信号波形(比較例)を示す図である。 本実施の形態の場合において、定電流源用のトランジスタNTCの電流電圧特性を示す図である。 本実施の形態の場合において、出力端子PADP,PADNから出力される信号波形を示す図である。 実施の形態1の変形例による出力回路10Aの構成を示すブロック図である。 図13のドライバDRVA4の構成を示す回路図である。 図13のドライバDRVA1〜DRVA3の構成を示す回路図である。 図13のプリドライバおよび制御回路22Aの動作を説明するための図である。 図13のプリドライバおよび制御回路22Aの構成例を示す回路図である。 実施の形態2による出力回路110の具体的構成を示すブロック図である。 図18のプリドライバおよび制御回路122の動作を説明するための図である。 図18のプリドライバおよび制御回路122の構成例を示す回路図である。 実施の形態2の変形例による出力回路110Aの構成を示すブロック図である。 図21のプリドライバおよび制御回路122Aの動作を説明するための図である。 図21のプリドライバおよび制御回路122Aの構成例を示す回路図である。 実施の形態3による出力回路310の構成を示すブロック図である。 終端抵抗用スイッチとして用いられるトランジスタRPS2,RNS2の動作状態をまとめた図である。 図25の定電流源CS用のトランジスタNTC1の電流電圧特性を示す図である。 実施の形態3の変形例による出力回路310Aの構成を示すブロック図である。 実施の形態3による出力回路410の構成を示すブロック図である。 電流調整用のトランジスタNTC2の動作状態をまとめた図である。 実施の形態4の変形例による出力回路410Aの構成を示すブロック図である。
以下、実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
<実施の形態1>
[半導体装置1の全体構成]
図1は、実施の形態1による半導体装置1の構成を概略的に示すブロック図である。図1には、半導体装置1の一例としてマイクロコンピュータチップが示される。半導体装置1は、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)2、ROM(Read Only Memory)3、およびRAM(Random Access Memory)4などの多くの機能ブロックを含む。各機能ブロックは内部バス9を介して相互に接続される。
半導体装置1は、さらに、高速シリアル通信を行なうための機能ブロックとしてシリアル通信部8を含む。シリアル通信部8は、たとえば、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)、PCI(Peripheral Component Interconnect ) Express、およびSATA(Serial Advanced Technology Attachment)などの規格に従うものである。具体的にシリアル通信部8は、論理回路部12、パラレル−シリアル変換回路13、PLL(Phase Locked Loop)回路14、出力回路10、レジスタ11、およびバイアス回路15などを含む。
論理回路部12は、バスを介してCPU2などから転送された出力データを高速シリアル通信の規格に応じたパラレル信号PRSに変換するための回路である。図1には一例として、PCI Expressの場合の構成が示されている。この場合、論理回路部12は、内部バス9と接続するためのインターフェース部12Aと、トランザクション層回路12Bと、データリンク層回路12Cと、物理層回路12Dとを含む。
パラレル−シリアル変換回路13は、論理回路部12(物理層回路12D)から出力されたパラレル信号PRSを差動シリアル信号(正相信号INP、逆相信号INN)に変換する。PLL回路14は、差動シリアル信号INP,INNのデータレートの基準となるクロックを生成する。
出力回路10は、動作モードとして通常モードと待機モードとを有する。出力回路10は、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNから小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを生成し、生成した小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。出力回路10は、待機モード時には、出力端子PADP,PADNから待機電圧を出力する(この場合、出力端子PADP,PADNは同電位になる)。待機電圧は、通常モード時に出力される差動信号のコモン電圧(正相信号OUTPと逆相信号OUTNとの中央値)に等しくなるように予め調整されている。
通常モードと待機モードとの切替えは、論理回路部12(物理層回路12D)から出力された待機信号Idleに基づいて実行される。論理回路部12は、送信すべきデータがないときは待機信号Idleを活性化する(この実施の形態1の場合、ハイレベル(Hレベル)にする)ことによって出力回路10の動作モードを待機モードにする。
レジスタ11は、待機モード時の出力回路10の動作を制御するための情報を保持する。実施の形態1の場合、レジスタ11に保持されるデータは、CPU2によって与えられる。
バイアス回路15は、出力回路10に供給するバイアス電圧biasを生成する。
[出力回路10の構成]
図2は、図1の出力回路10の具体的構成を示すブロック図である。図2を参照して、出力回路10は、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路20とを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、電源電圧が印加される電源ノードVCCと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、電源ノードVCCと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。通常、終端抵抗部RPの抵抗値と終端抵抗部RNの抵抗値とは等しくなるように設計されている。
駆動回路20は、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノード(図3、図4の参照符号GND)との間に定電流を流す。これによって、出力回路10は、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じた小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。
なお、この明細書では、電源ノードVCCおよび接地ノードGNDのうちの一方を第1の電源ノードと称し、他方を第2の電源ノードと称する場合がある。
待機モード時には、駆動回路20は、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。これによって、出力回路10は待機電圧を出力端子PADP,PADNから出力する。
より詳細には、駆動回路20は、互いに並列接続された複数の(図2の場合、4個の)ドライバDRV1〜DRV4と、プリドライバおよび制御回路22とを含む。各ドライバDRVi(i=1〜4)は、通常モード時には、プリドライバおよび制御回路22から受けた対応の差動信号INPi,INNiから小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを生成して、生成した小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。
ここで図2の場合、各ドライバのドライブ能力は異なっている。ドライバDRV4のドライブ能力を基準にして、ドライバDRV2,3のドライブ能力はその2倍であり、ドライバDRV1のドライブ能力はその5倍である。
[各ドライバDRV1〜DRV4の構成]
図3は、図2のドライバDRV4の構成を示す回路図である。図3を参照して、ドライバDRV4(図3で、i=4)は、定電流源CSと、第1および第2のスイッチSW1,SW2とを含む。
図3の場合、定電流源CSは、ゲートに所定のバイアス電圧biasが与えられたNMOS(Negative-channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタNTC1によって構成される。トランジスタNTC1のソースは接地ノードGNDに接続される。
図3の場合、第1のスイッチSW1は、NMOSトランジスタNTP1によって構成される。トランジスタNTP1のソースはトランジスタNTC1のドレイン(接続ノードCNDi)に接続され、トランジスタNTP1のドレインは正相側の出力端子PADPに接続される。トランジスタNTP1のゲートには、プリドライバおよび制御回路22から対応する入力信号INPi(ただし、i=4)が入力される。
図3の場合、第2のスイッチSW2は、NMOSトランジスタNTN1によって構成される。トランジスタNTN1のソースはトランジスタNTC1のドレイン(接続ノードCNDi)に接続され、トランジスタNTN1のドレインは逆相側の出力端子PADNに接続される。トランジスタNTN1のゲートには、プリドライバおよび制御回路22から対応する入力信号INNi(i=4)が入力される。
図4は、図2のドライバDRV1〜DRV3の構成を示す回路図である。図4を参照して、ドライバDRVi(図4で、i=1〜3)は、定電流源CSと、第1および第2のスイッチSW1,SW2とを含む。
定電流源CSは、ゲートに所定のバイアス電圧biasが与えられた並列接続されたm個(mは2以上の整数)のNMOSトランジスタNTC1〜NTCmによって構成される。ドライバDRV1はm=5であり、ドライバDRV2,DRV3はm=2である。各トランジスタNTC1〜NTCmのソースは接地ノードGNDに接続され、各トランジスタNTC1〜NTCmのドレインは共通の接続ノードCNDiに接続される(ドライバDRV1に対して接続ノードCND1が設けられ、ドライバDRV2に対して接続ノードCND2が設けられ、ドライバDRV3に対して接続ノードCND3が設けられる)。
第1のスイッチSW1は、並列接続されたm個のNMOSトランジスタNTP1〜NTPmによって構成される。ドライバDRV1はm=5であり、ドライバDRV2,DRV3はm=2である。各トランジスタNTP1〜NTPmのソースは接続ノードCNDiに接続され、各トランジスタNTP1〜NTPmのドレインは正相側の出力端子PADPに接続される。各トランジスタNTP1〜NTPmのゲートには、プリドライバおよび制御回路22から対応の入力信号INPi(ただし、i=1〜3)が入力される(ドライバDRV1に対して入力信号INP1が入力され、ドライバDRV2に対して入力信号INP2が入力され、ドライバDRV3に対して入力信号INP3が入力される)。
第2のスイッチSW2は、並列接続されたm個のNMOSトランジスタNTN1〜NTNmによって構成される。ドライバDRV1はm=5であり、ドライバDRV2,DRV3はm=2である。各トランジスタNTN1〜NTNmのソースは接続ノードCNDiに接続され、各トランジスタNTN1〜NTNmのドレインは逆相側の出力端子PADNに接続される。各トランジスタNTN1〜NTNmのゲートには、プリドライバおよび制御回路22から対応の入力信号INNi(ただし、i=1〜3)が入力される(ドライバDRV1に対して入力信号INN1が入力され、ドライバDRV2に対して入力信号INN2が入力され、ドライバDRV3に対して入力信号INN3が入力される)。
図3、図4のトランジスタNTP1〜NTPm,NTN1〜NTNm,NTC1〜NTCmの各々は互いに等しいサイズおよび特性を有する。したがって、並列接続されたトランジスタの個数によってドライブ能力が決定される。なお、個数によらずにゲート幅によってドライブ能力を調整することもできる。
[プリドライバおよび制御回路22の動作]
再び図2を参照して、プリドライバおよび制御回路22は、図1の論理回路部12(物理層回路12D)から待機信号IDLEを受け、パラレル−シリアル変換回路13から差動シリアル信号INP,INNを受ける。プリドライバおよび制御回路22は、さらに、予め設定されたレジスタ11の値に応じた選択信号SEL2〜SEL4を受ける。選択信号SEL2〜SEL4は、ドライバDRV2〜DRV4にそれぞれ対応する。プリドライバおよび制御回路22は、これらの信号に応じてドライバDRV1〜DRV4に信号(INP1,INN1)〜(INP4,INN4)をそれぞれ出力する。
図5は、図2のプリドライバおよび制御回路22の動作を説明するための図である。図5において、論理レベルがローレベル(Lレベル)のときを“0”で表わし、論理レベルがハイレベル(Hレベル)のときを“1”で表わす。
図2〜図5を参照して、まず、通常モード時(待機信号IDLEが“0”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INP1〜INP4として、入力された正相信号INPを反転した信号/INPがそれぞれ入力される。ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INN1〜INN4として、入力された逆相信号INNを反転した信号/INNがそれぞれ入力される。各ドライバDRV1〜DRV4に入力されるこれらの信号は、レジスタ11に保持された選択信号SEL2〜SEL4の信号レベルによらない。
したがって、入力正相信号INPがHレベルであり、入力逆相信号INNがLレベルの場合には、第1のスイッチSW1が非導通状態になり、第2のスイッチSW2が導通状態になる。この結果、出力端子PADPから出力される正相信号OUTPはHレベルになり、出力端子PADNから出力される逆相信号OUTNはLレベルになる。入力正相信号INPがLレベルであり、入力逆相信号INNがHレベルの場合には、第1のスイッチSW1が導通状態になり、第2のスイッチSW2が非導通状態になる。この結果、出力端子PADPから出力される正相信号OUTPはLレベルになり、出力端子PADNから出力される逆相信号OUTNはHレベルになる。
次に、待機モード時(待機信号IDLEが“1”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRV1に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INP1としてHレベル(“1”)の信号が入力される。ドライバDRV1に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INN1としてHレベル(“1”)の信号が入力される。ドライバDRV1に入力される信号INP1,INN1はレジスタ11の設定値によらない。この結果、ドライバDRV1に設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に導通状態になる。
ドライバDRV2〜DRV4に入力される信号は、レジスタ11からの選択信号SEL2〜SEL4の値に応じてそれぞれ異なる。Hレベル(“1”)の選択信号SEL(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRViでは、第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタに入力信号INPiとしてLレベル(“0”)の信号が入力され、第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタに入力信号INNiとしてLレベル(“0”)の信号が入力される。この結果、Hレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRViに設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に非導通状態になる。
一方、Lレベル(“0”)の選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRViでは、第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタに入力信号INPiとしてHレベル(“1”)の信号が入力され、第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタに入力信号INNiとしてHレベル(“1”)の信号が入力される。この結果、Lレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRViに設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に導通状態になる。
レジスタ11の設定値、すなわち、選択信号SEL2〜SEL4をHレベル“1”にするか否かは、待機モード時に出力される待機電圧の大きさに応じて決定される。詳しくは図7〜図12で説明するように、選択信号SEL2〜SEL4を全てLレベル(“0”)にして待機モード時に全てのドライバDRV1〜DRV4から終端抵抗部RP,RNに定電流を供給すると、待機電圧が通常モード時のコモン電圧よりも低くなってしまうことがある。この場合、特定の一部(1または複数)のドライバから終端抵抗部RP,RNに電流を流さないようにし、残余の1または複数のドライバから終端抵抗部RP,RNに電流を流すようにする。これによって、終端抵抗部RP,RNを流れる電流を減らし、待機電圧が通常モード時のコモン電圧に等しくなるようにする。
[プリドライバおよび制御回路22の構成例]
図6は、図2のプリドライバおよび制御回路22の構成例を示す回路図である。図6(A)には入力正相信号INPを受けて、各ドライバDRV1〜DRV4を構成する第1のスイッチSW1にそれぞれ出力される信号INP1〜INP4を生成する回路部分が示される。図6(B)には入力逆相信号INNを受けて、各ドライバDRV1〜DRV4を構成する第2のスイッチSW2にそれぞれ出力される信号INN1〜INN4を生成する回路部分が示される。
図6(A)を参照して、プリドライバおよび制御回路22は、トランスミッションゲート31〜34と、インバータ36〜39,91〜94と、NANDゲート42〜44と、バッファ46と、ANDゲート47〜49と、PMOS(Positive-channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ51〜54と、NMOSトランジスタ56〜59とを含む。
入力された正相信号INPは、トランスミッションゲート31〜34をそれぞれ介してインバータ91〜94に入力される。トランスミッションゲート31〜34を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート31〜34を構成するNMOSトランジスタのゲートにはそれぞれインバータ36〜39によって待機信号IDLEを反転した信号が入力される。
PMOSトランジスタ51およびNMOSトランジスタ56は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ51,56の接続ノードは、インバータ91の入力ノードに接続される。トランジスタ51のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ51は常時オフ状態である。トランジスタ56のゲートにはバッファ46を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ52およびNMOSトランジスタ57は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ52,57の接続ノードは、インバータ92の入力ノードに接続される。NANDゲート42は、待機信号IDLEと選択信号SEL2とのNAND演算結果をトランジスタ52のゲートに入力する。ANDゲート47は、待機信号IDLEとNANDゲート42の出力とのAND演算結果をトランジスタ57のゲートに入力する。
PMOSトランジスタ53およびNMOSトランジスタ58は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ53,58の接続ノードは、インバータ93の入力ノードに接続される。NANDゲート43は、待機信号IDLEと選択信号SEL3とのNAND演算結果をトランジスタ53のゲートに入力する。ANDゲート48は、待機信号IDLEとNANDゲート43の出力とのAND演算結果をトランジスタ58のゲートに入力する。
PMOSトランジスタ54およびNMOSトランジスタ59は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ54,59の接続ノードは、インバータ94の入力ノードに接続される。NANDゲート44は、待機信号IDLEと選択信号SEL4とのNAND演算結果をトランジスタ54のゲートに入力する。ANDゲート49は、待機信号IDLEとNANDゲート44の出力とのAND演算結果をトランジスタ59のゲートに入力する。
インバータ91〜94からは信号INP1〜INP4が対応のドライバDRV1〜DRV4にそれぞれ出力される。
上記の構成によれば、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)、トランスミッションゲート31〜34は導通する。このとき、PMOSトランジスタ51〜54およびNMOSトランジスタ56〜59はすべてオフ状態になる。この結果、インバータ91〜94からは、入力正相信号INPを反転した信号/INPが、ドライバDRV1〜DRV4にそれぞれ対応した信号INP1〜INP4としてそれぞれ出力される。
次に、待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)について説明する。この場合、トランスミッションゲート31〜34は非導通状態になる。トランジスタ56がオン状態になるので、インバータ91からはHレベル(“1”)の信号INP1がドライバDRV1に出力される。信号INP2〜INP4については、選択信号SEL2〜SEL4に応じてそれぞれ異なる。
選択信号SEL2がHレベル(“1”)のとき、トランジスタ52がオン状態になり、トランジスタ57がオフ状態になるので、インバータ92からはLレベル(“0”)の信号INP2がドライバDRV2に出力される。選択信号SEL2がLレベル(“0”)のとき、トランジスタ52がオフ状態になり、トランジスタ57がオン状態になるので、インバータ92からはHレベル(“1”)の信号INP2がドライバDRV2に出力される。
選択信号SEL3がHレベル(“1”)のとき、トランジスタ53がオン状態になり、トランジスタ58がオフ状態になるので、インバータ93からはLレベル(“0”)の信号INP3がドライバDRV3に出力される。選択信号SEL3がLレベル(“0”)のとき、トランジスタ53がオフ状態になり、トランジスタ58がオン状態になるので、インバータ93からはHレベル(“1”)の信号INP3がドライバDRV3に出力される。
選択信号SEL4がHレベル(“1”)のとき、トランジスタ54がオン状態になり、トランジスタ59がオフ状態になるので、インバータ94からはLレベル(“0”)の信号INP4がドライバDRV4に出力される。選択信号SEL4がLレベル(“0”)のとき、トランジスタ54がオフ状態になり、トランジスタ59がオン状態になるので、インバータ94からはHレベル(“1”)の信号INP4がドライバDRV4に出力される。
図6(B)を参照して、プリドライバおよび制御回路22は、さらに、トランスミッションゲート61〜64と、インバータ66〜69,96〜99と、NANDゲート72〜74と、バッファ76と、ANDゲート77〜79と、PMOSトランジスタ81〜84と、NMOSトランジスタ86〜89とを含む。
図6(B)の回路構成は、図6(A)の回路構成と同じである。すなわち、図6(B)のトランスミッションゲート61〜64は、図6(A)のトランスミッションゲートのトランスミッションゲート31〜34にそれぞれ対応する。図6(B)のインバータ66〜69,96〜99は、図6(A)のインバータ36〜39,91〜94にそれぞれ対応する。図6(B)のNANDゲート72〜74、バッファ76およびANDゲート77〜79は、図6(A)のNANDゲート42〜44、バッファ46およびANDゲート47〜49にそれぞれ対応する。図6(B)のPMOSトランジスタ81〜84およびNMOSトランジスタ86〜89は、図6(A)のPMOSトランジスタ51〜54およびNMOSトランジスタ56〜59にそれぞれ対応する。図6(B)の信号INN1〜INN4は、図6(A)の信号INP1〜INP4にそれぞれ対応する。したがって、図6(B)の回路動作は図6(A)の回路動作と同様になるので説明を繰り返さない。
[終端対抗部RP,RNに流れる電流を調整する理由について]
以下、待機モード時に選択信号SEL2〜SEL4によって図2の終端対抗部RP,RNに流れる電流を調整する理由についてさらに詳しく説明する。
図7は、待機モード時において出力回路10に流れる電流を説明するための図である。図7では、簡単のために、図2の駆動回路20を構成するドライバ群21を1つのドライバ(NMOSトランジスタNTP,NTN,NTC)で代表した例を示している。すなわち、第1のスイッチとしてのトランジスタNTPは、出力端子PADPと接続ノードCNDとの間に接続される。トランジスタNTPのゲートには正相信号INPが入力される。第2のスイッチとしてのトランジスタNTNは、出力端子PADNと接続ノードCNDとの間に接続される。トランジスタNTNのゲートには逆相信号INNが入力される。定電流源としてのトランジスタNTCは、接続ノードCNDと接地ノードGNDとの間に接続される。トランジスタNTCのゲートにはバイアス電圧biasが印加される。出力端子PADP,PADNは、コンデンサCP,CNをそれぞれ介して負荷抵抗RLと交流結合される。
待機モード時には、入力信号INP,INNは共にHレベルとなるので、トランジスタNTP,NTNは共にオン状態になる。トランジスタNTCに流れる定電流をIidleとすれば、終端抵抗部RP,RNを流れる電流はIidle/2となる。終端抵抗部RP,RNの各抵抗値をReとし、トランジスタNTP,NTNの各抵抗値をRonとすれば、出力端子PADP,PADNから出力される待機電圧Vildeは、
Vidle=Vcc−Iidle×Re/2 …(1)
で表わされる。上式(1)において電源電圧をVccとしている。
図8は、通常モード時において出力回路10に流れる電流を説明するための図である。図8の回路構成は、図7の場合と同じである。
通常モード時には、入力信号INP,INNの一方がHレベルとなり、他方がLレベルとなるので、トランジスタNTPは入力信号INPがHレベルのときオン状態になり、トランジスタNTNは入力信号INNがHレベルのときオン状態になる。図8では、入力信号INPがHレベルであり、入力信号INNがLレベルの場合、すなわち、トランジスタNTPがオン状態であり、トランジスタNTNがオフ状態の場合を示している。この場合、終端抵抗部RPには電流Iolが流れる。一方、終端抵抗部RNには入力信号INP,INNの切替わりのときに過渡的に電流Iohが流れる。電流Iohはやがて0になる。したがって、過渡状態を除けば、終端抵抗部RPを流れる電流Iolは、トランジスタNTCを流れる定電流Ioutに等しい。この場合、出力端子PADPの電圧Volは、
Vol=Vcc−Iout×Re …(2)
で表わされる。出力端子PADNの電圧Vohは電源電圧Vccに等しい。
以上の図7、図8に関連した説明に基づいて、まず、待機モード時に終端抵抗部RP,RNを流れる電流量の調整を行なわない場合(比較例)の問題点について説明する。
図9は、定電流源用のトランジスタNTCの電流電圧特性(比較例)を示す図である。図9では、チャネル長変調効果のない理想的な電流電圧特性IVC0と、チャネル長変調効果が顕著な場合の電流電圧特性IVC1とが示される。ただし、図9に示す待機モード時の電流電圧特性(比較例)では、本実施の形態のような終端抵抗部RP,RNを流れる電流量の調整を行なっていない場合を示している。
図9を参照して、待機モード時には、上式(1)で表わされる負荷線LL1と電流電圧特性IVC1との交点がトランジスタNTCの動作点OP1(電流Iidle、電圧Vidle)となる。通常モード時には、上式(2)で表わされる負荷線LL2と電流電圧特性IVC1との交点がトランジスタNTCの動作点OP2(電流Iout、電圧Vol)となる。チャネル長変調効果のために、待機モード時の待機電圧Vidleは、通常モード時のコモン電圧Vcm(Vcm=(Voh+Vol)/2)よりも低くなる。
なお、チャネル長変調効果のない理想的な電流電圧特性IVC0の場合には、待機モード時の動作点は電流電圧特性IVC0と負荷線LL1との交点であり、図9において電流I1、電圧V1で表わされる。通常モード時の動作点は電流電圧特性IVC0と負荷線LL2との交点であり、図9において電流I1、電圧V2で表わされる。電圧V1は(Vcc+V2)/2に等しいので、チャネル長変調効果のない場合には待機電圧は、通常モード時のコモン電圧に等しくなる。
図10は、出力端子PADP,PADNから出力される信号波形(比較例)を示す図である。
図10を参照して、時刻t1までが待機モードであり、時刻t1以降が通常モードである。時刻t2、t3において、出力信号の論理が反転している。ただし、図10に示す待機モード時の信号波形(比較例)では、前述したような終端抵抗部RP,RNを流れる電流量の調整を行なっていない場合を示している。
図10に示すように、待機モード時に終端抵抗部RP,RNに流れる電流量を調整しない場合には、待機モード時の待機電圧Vildleは通常モード時のコモン電圧Vcmよりも低くなる(図10の電圧差ΔV)。待機モード時にトランジスタNTCを流れる定電流Iidleは、通常モード時にトランジスタNTCを流れる定電流Ioutよりも大きくなる(図10の電流差ΔI)。このように、待機モードと通常モードとでコモン電圧が変動すると、高速シリアル通信の規格で定められたコモン電圧の変動範囲の収まらなくなる虞がある。
次に、本実施の形態のように待機モード時に終端抵抗部RP,RNの電流量を調整する利点について説明する。
図11は、本実施の形態の場合において、定電流源用のトランジスタNTCの電流電圧特性を示す図である。図11では、待機モード時の電流電圧特性IVC2と、通常モード時の電流電圧特性IVC1(図9の電流電圧特性IVC1と同じ)とが示されている。待機モード時の電流電圧特性IVC2は、通常モード時の電流電圧特性IVC1に比べて電流が減少している。具体的には、図2〜図6で説明したように並列接続された複数のドライバDRV1〜DRV4のうち特定の一部のドライバからは待機モード時に終端抵抗部RP,RNに電流を供給しないようにする。
図11の場合、通常モード時の動作点OP2(電流Iout、電圧Vol)は、電流電圧特性IVC1と前述の式(2)で表わされる負荷線LL2との交点として与えられる。待機モード時の動作点OP1(電流Iidle、電圧Vidle)は、電流電圧特性IVC2と前述の式(1)で表わされる負荷線LL1との交点として与えられる。このとき、待機モード時の待機電圧Vidleが通常モード時のコモン電圧Vcm(Vcm=(Voh+Vol)/2)に等しくなるように、待機モード時の電流電圧特性IVC2を調整する。具体的には、図1のCPU2からの指令によってレジスタ11の設定値を変更しながら、待機モード時の待機電圧Vidleと通常モード時のコモン電圧Vcmとを検出して比較する。両者がほぼ等しくなったときのレジスタ11の設定値をファームウェアとしてメモリに記憶する。
電流電圧特性IVC2の調整後には、待機モード時にトランジスタNTCに流れる電流Iidleは、通常モード時にトランジスタNTCに流れる電流Ioutに等しくなる。調整前の待機モード時の動作点(電流I2、電圧V3)に比べて、調整後の動作点では、電流値がI2からIidle(=Iout)まで減少し、電圧値がV3からVidleまで増加している。
図12は、本実施の形態の場合において、出力端子PADP,PADNから出力される信号波形を示す図である。図12において、時刻t1までが待機モードであり、時刻t1以降が通常モードである。時刻t2、t3において、出力信号の論理が反転している。
図12に示すように、待機モード時に終端抵抗部RP,RNに流れる電流量を調整することによって、待機モード時の待機電圧Vidleは通常モード時のコモン電圧Vcmにほぼ等しくなる。待機モード時にトランジスタNTCを流れる定電流Iidleは、通常モード時にトランジスタNTCを流れる定電流Ioutにほぼ等しくなる。この結果、待機モードと通常モードとでコモン電圧の変動範囲を通信規格内に収めることができるようになる。
[実施の形態1の効果]
以上のとおり実施の形態1の半導体装置1によれば、待機モード時に駆動回路20に流れる電流が、通常モード時に駆動回路20に流れる電流と同等になるように待機モード時の電流量を調整する。この結果、待機モード時と通常モード時とでのコモン電圧の変動を抑制できる。
さらに、コモン電圧の変動を抑制することによって出力回路10から出力する差動シリアル信号の品質を向上させることができる。規格で定められたコモン電圧変動の許容範囲内に収めることができるので、量産歩留りを向上させることができる。
待機モード時に駆動回路20に流れる電流量は調整前に比べて減少するので、待機モード時の出力回路の消費電力を低減させることができる。
MOS電流源のチャネル長変調効果を考慮に入れて、待機モード時の駆動回路20に流れる電流量を調整するので、チャネル長変調効果を抑制するためにMOS電流源のゲート長を長くする必要がない。この結果、出力回路の面積をより小さくすることができる。
<実施の形態1の変形例>
[出力回路10Aの全体構成]
図13は、実施の形態1の変形例による出力回路10Aの構成を示すブロック図である。実施の形態1の変形例は、各ドライバを構成するトランジスタをNMOSトランジスタからPMOSトランジスタに変更するとともに、終端抵抗部RP,RNを出力端子PADP,PADNと接地ノードGNDとの間にそれぞれ設けた点で実施の形態1の場合と異なる。以下、実施の形態1と異なる点を主に説明する。
図13を参照して、出力回路10Aは、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路20Aとを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、接地ノードGNDと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、接地ノードGNDと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。
駆動回路20Aは、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。駆動回路20Aは、待機モード時には、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。
より詳細には、駆動回路20Aは、互いに並列接続された複数の(図13の場合、4個の)ドライバDRVA1〜DRVA4と、プリドライバおよび制御回路22Aとを含む。各ドライバDRVAi(i=1〜4)は、通常モード時には、プリドライバおよび制御回路22Aから受けた対応の差動信号INPi,INNiから小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを生成し、生成した小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。実施の形態1の場合と同様に、各ドライバのドライブ能力は異なっており、ドライバDRVA4のドライブ能力を基準にして、ドライバDRVA2,3のドライブ能力は2倍であり、ドライバDRVA1のドライブ能力は5倍である。
[各ドライバDRVA1〜DRVA4の構成]
図14は、図13のドライバDRVA4の構成を示す回路図である。図14を参照して、ドライバDRVA4(図14でi=4)は、定電流源CSと、第1および第2のスイッチSW1,SW2とを含む。
図14の場合、定電流源CSは、ゲートに所定のバイアス電圧biasが与えられたPMOSトランジスタPTC1によって構成される。トランジスタPTC1のソースは電源ノードVCCに接続される。
図14の場合、第1のスイッチSW1は、PMOSトランジスタPTP1によって構成される。トランジスタPTP1のソースはトランジスタPTC1のドレイン(接続ノードCNDi)に接続され、トランジスタPTP1のドレインは正相側の出力端子PADPに接続される。トランジスタPTP1のゲートには、プリドライバおよび制御回路22Aから対応する入力信号INPi(ただし、i=4)が入力される。
図14の場合、第2のスイッチSW2は、PMOSトランジスタPTN1によって構成される。トランジスタPTN1のソースはトランジスタPTC1のドレイン(接続ノードCNDi)に接続され、トランジスタPTN1のドレインは逆相側の出力端子PADNに接続される。トランジスタPTN1のゲートには、プリドライバおよび制御回路22Aから対応する入力信号INNi(ただし、i=4)が入力される。
図15は、図13のドライバDRVA1〜DRVA3の構成を示す回路図である。図15を参照して、ドライバDRVAi(図15で、i=1〜3)は、定電流源CSと、第1および第2のスイッチSW1,SW2とを含む。
定電流源CSは、ゲートに所定のバイアス電圧biasが与えられた並列接続されたm個(mは2以上の整数)のPMOSトランジスタPTC1〜PTCmによって構成される。ドライバDRVA1はm=5であり、ドライバDRVA2,DRVA3はm=2である。各トランジスタPTC1〜PTCmのソースは電源ノードVCCに接続され、各トランジスタPTC1〜PTCmのドレインは共通の接続ノードCNDiに接続される(ドライバDRVA1に対して接続ノードCND1が設けられ、ドライバDRVA2に対して接続ノードCND2が設けられ、ドライバDRVA3に対して接続ノードCND3が設けられる)。
第1のスイッチSW1は、並列接続されたm個のPMOSトランジスタPTP1〜PTPmによって構成される。ドライバDRVA1はm=5であり、ドライバDRVA2,DRVA3はm=2である。各トランジスタPTP1〜PTPmのソースは接続ノードCNDiに接続され、各トランジスタPTP1〜PTPmのドレインは正相側の出力端子PADPに接続される。各トランジスタPTP1〜PTPmのゲートには、プリドライバおよび制御回路22Aから対応の入力信号INPi(ただし、i=1〜3)が入力される(ドライバDRVA1に対して入力信号INP1が入力され、ドライバDRVA2に対して入力信号INP2が入力され、ドライバDRVA3に対して入力信号INP3が入力される)。
第2のスイッチSW2は、並列接続されたm個のPMOSトランジスタPTN1〜PTNmによって構成される。ドライバDRVA1はm=5であり、ドライバDRVA2,DRVA3はm=2である。各トランジスタPTN1〜PTNmのソースは接続ノードCNDiに接続され、各トランジスタPTN1〜PTNmのドレインは逆相側の出力端子PADNに接続される。各トランジスタPTN1〜PTNmのゲートには、プリドライバおよび制御回路22Aから対応の入力信号INNi(ただし、i=1〜3)が入力される(ドライバDRVA1に対して入力信号INN1が入力され、ドライバDRVA2に対して入力信号INN2が入力され、ドライバDRVA3に対して入力信号INN3が入力される)。
図14、図15のトランジスタPTP1〜PTPm,PTN1〜PTNm,PTC1〜PTCmの各々は互いに等しいサイズおよび特性を有する。したがって、並列接続されたトランジスタの個数によってドライブ能力が決定される。なお、個数によらずにゲート幅によってドライブ能力を調整することもできる。
[プリドライバおよび制御回路22Aの動作]
図16は、図13のプリドライバおよび制御回路22Aの動作を説明するための図である。図16において、論理レベルがローレベル(Lレベル)のときを“0”で表わし、論理レベルがハイレベル(Hレベル)のときを“1”で表わす。
図13〜図16を参照して、まず、通常モード時(待機信号IDLEが“0”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INP1〜INP4として、入力逆相信号INNがそれぞれ入力される。ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INN1〜INN4として、入力正相信号INPがそれぞれ入力される。各ドライバDRV1〜DRV4に入力されるこれらの信号は、レジスタ11に保持された選択信号SEL2〜SEL4の信号レベルによらない。
したがって、入力正相信号INPがHレベルであり、入力逆相信号INNがLレベルの場合には、第1のスイッチSW1が導通状態になり、第2のスイッチSW2が非導通状態になる。この結果、出力端子PADPから出力される正相信号OUTPはHレベルになり、出力端子PADNから出力される逆相信号OUTNはLレベルになる。入力正相信号INPがLレベルであり、入力逆相信号INNがHレベルの場合には、第1のスイッチSW1が非導通状態になり、第2のスイッチSW2が導通状態になる。この結果、出力端子PADPから出力される正相信号OUTPはLレベルになり、出力端子PADNから出力される逆相信号OUTNはHレベルになる。
次に、待機モード時(待機信号IDLEが“1”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRVA1に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INP1としてLレベル(“0”)の信号が入力される。ドライバDRVA1に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INN1としてLレベル(“0”)の信号が入力される。ドライバDRVA1に入力される信号INP1,INN1はレジスタ11の設定値によらない。この結果、ドライバDRVA1に設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に導通状態になる。
ドライバDRVA2〜DRVA4に入力される信号は、レジスタ11からの選択信号SEL2〜SEL4の値に応じてそれぞれ異なる。Hレベル(“1”)の選択信号SELi(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRVAiでは、第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタに入力信号INPiとしてHレベル(“1”)の信号が入力され、第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタに入力信号INNiとしてHレベル(“1”)の信号が入力される。この結果、Hレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRVAiに設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に非導通状態になる。
一方、Lレベル(“0”)の選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRVAiでは、第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタに入力信号INPiとしてLレベル(“0”)の信号が入力され、第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタに入力信号INNiとしてLレベル(“0”)の信号が入力される。この結果、Lレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRVAiに設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に導通状態になる。
レジスタ11の設定値、すなわち、選択信号SEL2〜SEL4をHレベル“1”にするか否かは、待機モード時に出力される待機電圧の大きさに応じて決定される。選択信号SEL2〜SEL4を全てLレベル(“0”)にして待機モード時に全てのドライバDRVA1〜DRVA4から終端抵抗部RP,RNに定電流を供給すると、待機電圧が通常モード時のコモン電圧よりも高くなってしまうことがある。この場合、特定の一部(1または複数)のドライバから終端抵抗部RP,RNに電流を流さないようにし、残余の1または複数のドライバから終端抵抗部RP,RNに電流を流すようにする。これによって、終端抵抗部RP,RNを流れる電流を減らし、待機電圧が通常モード時のコモン電圧に等しくなるようにする。
[プリドライバおよび制御回路22Aの構成例]
図17は、図13のプリドライバおよび制御回路22Aの構成例を示す回路図である。図17(A)には入力正相信号INPを受けて、各ドライバDRVA1〜DRVA4を構成する第2のスイッチSW2にそれぞれ出力される信号INN1〜INN4を生成する回路部分が示される。図17(B)には入力逆相信号INNを受けて、各ドライバDRVA1〜DRVA4を構成する第1のスイッチSW1にそれぞれ出力される信号INP1〜INP4を生成する回路部分が示される。
図17(A),(B)を参照して、プリドライバおよび制御回路22Aは、インバータ91〜94,96〜99に代えてバッファ91A〜94A,96A〜99Aを含む点で図6(A),(B)のプリドライバおよび制御回路22と異なる。バッファ91A〜94Aからは入力信号INN1〜INN4がドライバDRVA1〜DRVA4の第2のスイッチSW2にそれぞれ出力される。バッファ96A〜99Aからは入力信号INP1〜INP4がドライバDRVA1〜DRVA4の第1のスイッチSW1にそれぞれ出力される。図17(A),(B)のその他の点は図6(A),(B)の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
[実施の形態1の変形例1の効果]
上記の構成による出力回路10Aにおいても、実施の形態1の出力回路10の場合と同様の効果を奏する。
<実施の形態2>
実施の形態1では、待機モード時に特定の一部のドライバのスイッチSW1,SW2を非導通状態にすることによって、終端抵抗部RP,RNに流れる電流量を調整した。実施の形態2では、待機モード時に特定の一部のドライバの定電流源に供給するバイアス電圧を遮断することによってこれら特定の一部のドライバの定電流源を非動作状態にし、この結果として終端抵抗部RP,RNに流れる電流量を調整する。以下、具体的に説明する。
[出力回路110の構成]
図18は、実施の形態2による出力回路110の具体的構成を示すブロック図である。図18を参照して、出力回路110は、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路120とを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、電源ノードVCCと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、電源ノードVCCと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。
駆動回路120は、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。これによって、出力回路110は、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じた小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。待機モード時には、駆動回路120は、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。これによって、出力回路110は待機電圧を出力端子PADP,PADNから出力する。
より詳細には、駆動回路120は、互いに並列接続された複数の(図18の場合、4個の)ドライバDRV1〜DRV4と、プリドライバおよび制御回路122とを含む。各ドライバDRVi(i=1〜4)は、通常モード時には、プリドライバおよび制御回路22から受けた対応の差動信号INPi,INNiから小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを生成して、生成した小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。
ドライバDRV1〜DRV4の構成は、図3および図4で説明したものと同様であるので詳しい説明を繰り返さない。ただし、図18のドライバDRV1〜DRV4を構成する定電流源には、制御電圧Bias_in1〜Bias_in4がプリドライバおよび制御回路122からそれぞれ入力される。
[プリドライバおよび制御回路122の動作]
図18のプリドライバおよび制御回路122は、図1の論理回路部12(物理層回路12D)から待機信号IDLEを受け、パラレル−シリアル変換回路13から差動シリアル信号INP,INNを受ける。プリドライバおよび制御回路122は、さらに、予め設定されたレジスタ11の値に応じた選択信号SEL2〜SEL4を受ける。選択信号SEL2〜SEL4は、ドライバDRV2〜DRV4にそれぞれ対応する。プリドライバおよび制御回路122は、これらの信号に応じてドライバDRV1〜DRV4に信号(INP1,INN1)〜(INP4,INN4)をそれぞれ出力する。プリドライバおよび制御回路122は、さらに、これらの信号に応じてドライバDRV1〜DRV4の定電流源に制御電圧Bias_in1〜Bias_in4をそれぞれ出力する。
図19は、図18のプリドライバおよび制御回路122の動作を説明するための図である。図19において、論理レベルがローレベル(Lレベル)のときを“0”で表わし、論理レベルがハイレベル(Hレベル)のときを“1”で表わす。
図18〜図19を参照して、まず、通常モード時(待機信号IDLEが“0”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INP1〜INP4として、入力された正相信号INPを反転した信号/INPがそれぞれ入力される。ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INN1〜INN4として、入力された逆相信号INNを反転した信号/INNがそれぞれ入力される。ドライバDRV1〜DRV4に設けられた定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートには、制御電圧Bias_in1〜Bias_in4としてバイアス電圧biasが入力される。各ドライバDRV1〜DRV4に入力されるこれらの信号は、レジスタ11に保持された選択信号SEL2〜SEL4の信号レベルによらない。この結果、出力端子PADP,PADNからは入力信号INP,INNに応じた小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNが出力される。
次に、待機モード時(待機信号IDLEが“1”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INP1〜INP4としてHレベル(“1”)の信号がそれぞれ入力される。ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INN1〜INN4としてHレベル(“1”)の信号が入力される。各ドライバDRV1〜DRV4に入力されるこれらの信号は、レジスタ11に保持された選択信号SEL2〜SEL4の信号レベルによらない。この結果、各ドライバDRV1〜DRV4に設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に導通状態になる。
ドライバDRV1に設けられた定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートには、制御電圧Bias_in1としてバイアス電圧biasが入力される。制御電圧Bias_in1はレジスタ11の設定値によらない。この結果、ドライバDRV1に設けられた定電流源は動作状態になる。
一方、ドライバDRV2〜DRV4にそれぞれ入力される制御電圧Bias_in2〜Bias_in4は、レジスタ11からの選択信号SEL2〜SEL4の値に応じてそれぞれ異なる。Hレベル(“1”)の選択信号SELi(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRViでは、定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートに制御電圧Bias_ini(i=2〜4)として接地電圧(零電圧)が入力される。この結果、Hレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRViに設けられた定電流源CSは非動作状態になる。
これに対して、Lレベル(“0”)の選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRViでは、定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートに制御電圧Bias_ini(i=2〜4)としてバイアス電圧biasが入力される。この結果、Lレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRViに設けられた定電流源CSは動作状態になる。
[プリドライバおよび制御回路122の構成例]
図20は、図18のプリドライバおよび制御回路122の構成例を示す回路図である。図20(A)には入力正相信号INPを受けて、各ドライバDRV1〜DRV4を構成する第1のスイッチSW1にそれぞれ出力される信号INP1〜INP4を生成する回路部分が示される。図20(B)には入力逆相信号INNを受けて、各ドライバDRV1〜DRV4を構成する第2のスイッチSW2にそれぞれ出力される信号INN1〜INN4を生成する回路部分が示される。
図20(A)を参照して、プリドライバおよび制御回路122は、トランスミッションゲート131〜134,161〜164と、インバータ136〜139,146〜149,166〜169と、バッファ141〜144と、ANDゲート172〜174と、PMOSトランジスタ151〜154と、NMOSトランジスタ156〜159,202〜204とを含む。
入力された正相信号INPは、トランスミッションゲート131〜134をそれぞれ介してインバータ146〜149に入力される。トランスミッションゲート131〜134を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート131〜134を構成するNMOSトランジスタのゲートにはそれぞれインバータ136〜139によって待機信号IDLEを反転した信号が入力される。
PMOSトランジスタ151およびNMOSトランジスタ156は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ151,156の接続ノードは、インバータ146の入力ノードに接続される。トランジスタ151のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ151は常時オフ状態である。トランジスタ156のゲートにはバッファ141を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ152およびNMOSトランジスタ157は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ152,157の接続ノードは、インバータ147の入力ノードに接続される。トランジスタ152のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ152は常時オフ状態である。トランジスタ157のゲートにはバッファ142を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ153およびNMOSトランジスタ158は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ153,158の接続ノードは、インバータ148の入力ノードに接続される。トランジスタ153のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ153は常時オフ状態である。トランジスタ158のゲートにはバッファ143を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ154およびNMOSトランジスタ159は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ154,159の接続ノードは、インバータ149の入力ノードに接続される。トランジスタ154のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ154は常時オフ状態である。トランジスタ159のゲートにはバッファ144を介して待機信号IDLEが入力される。
インバータ146〜149からは信号INP1〜INP4が対応のドライバDRV1〜DRV4にそれぞれ出力される。
入力されたバイアス電圧biasは、トランスミッションゲート161を介して制御電圧Bias_in1として出力される。トランスミッションゲート161を構成するPMOSトランジスタのゲートは接地ノードGNDに接続され、トランスミッションゲート161を構成するNMOSトランジスタのゲートはインバータ166を介して接地ノードに接続される。したがって、トランスミッションゲート161は常時、導通状態である。
入力されたバイアス電圧biasは、トランスミッションゲート162を介して制御電圧Bias_in2として出力される。トランスミッションゲート162の出力ノードと接地ノードGNDとの間にはNMOSトランジスタ202が接続される。ANDゲート172は、待機信号IDLEと選択信号SEL2との論理積演算の結果を、トランスミッションゲート162を構成するPMOSトランジスタのゲートおよびトランジスタ202のゲートに出力する。ANDゲート172の出力は、さらに、トランスミッションゲート162を構成するNMOSトランジスタのゲートにインバータ167を介して入力される。
入力されたバイアス電圧biasは、トランスミッションゲート163を介して制御電圧Bias_in3として出力される。トランスミッションゲート163の出力ノードと接地ノードGNDとの間にはNMOSトランジスタ203が接続される。ANDゲート173は、待機信号IDLEと選択信号SEL3との論理積演算の結果を、トランスミッションゲート163を構成するPMOSトランジスタのゲートおよびトランジスタ203のゲートに出力する。ANDゲート173の出力は、さらに、トランスミッションゲート163を構成するNMOSトランジスタのゲートにインバータ168を介して入力される。
入力されたバイアス電圧biasは、トランスミッションゲート164を介して制御電圧Bias_in4として出力される。トランスミッションゲート164の出力ノードと接地ノードGNDとの間にはNMOSトランジスタ204が接続される。ANDゲート174は、待機信号IDLEと選択信号SEL4との論理積演算の結果を、トランスミッションゲート164を構成するPMOSトランジスタのゲートおよびトランジスタ204のゲートに出力する。ANDゲート174の出力は、さらに、トランスミッションゲート164を構成するNMOSトランジスタのゲートにインバータ169を介して入力される。
図20(B)を参照して、プリドライバおよび制御回路122は、さらに、トランスミッションゲート181〜184と、インバータ186〜189,206〜209と、バッファ176〜179と、PMOSトランジスタ191〜194と、NMOSトランジスタ196〜199とを含む。
入力された逆相信号INNは、トランスミッションゲート181〜184をそれぞれ介してインバータ206〜209に入力される。トランスミッションゲート181〜184を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート181〜184を構成するNMOSトランジスタのゲートにはそれぞれインバータ186〜189によって待機信号IDLEを反転した信号が入力される。
PMOSトランジスタ191およびNMOSトランジスタ196は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ191,196の接続ノードは、インバータ206の入力ノードに接続される。PMOSトランジスタ191のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ191は常時オフ状態である。NMOSトランジスタ196のゲートにはバッファ176を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ192およびNMOSトランジスタ197は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ192,197の接続ノードは、インバータ207の入力ノードに接続される。トランジスタ192のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタPMOS192は常時オフ状態である。NMOSトランジスタ197のゲートにはバッファ177を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ193およびNMOSトランジスタ198は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ193,198の接続ノードは、インバータ208の入力ノードに接続される。トランジスタ193のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、PMOSトランジスタ193は常時オフ状態である。NMOSトランジスタ198のゲートにはバッファ178を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ194およびNMOSトランジスタ199は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続され、これらのトランジスタ194,199の接続ノードは、インバータ209の入力ノードに接続される。PMOSトランジスタ194のゲートは電源ノードVCCに接続される。したがって、トランジスタ194は常時オフ状態である。NMOSトランジスタ199のゲートにはバッファ179を介して待機信号IDLEが入力される。
インバータ206〜209からは信号INN1〜INN4が対応のドライバDRV1〜DRV4にそれぞれ出力される。
上記の構成によれば、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)、トランスミッションゲート131〜134,181〜184は導通する。このとき、PMOSトランジスタ151〜154およびNMOSトランジスタ156〜159はすべてオフ状態になる。この結果、インバータ146〜149からは、入力正相信号INPを反転した信号/INPが、ドライバDRV1〜DRV4にそれぞれ対応した信号INP1〜INP4としてそれぞれ出力される。インバータ206〜209からは、入力逆相信号INNを反転した信号/INNが、ドライバDRV1〜DRV4にそれぞれ対応した信号INN1〜INN4としてそれぞれ出力される。
さらに、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)、トランスミッションゲート161〜164は導通する。このとき、NMOSトランジスタ202〜204はすべてオフ状態になる。この結果、制御電圧Bias_in1〜Bias_in4としてバイアス電圧biasが出力される。
次に、待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)について説明する。この場合、トランスミッションゲート131〜134,181〜184は非導通状態になる。NMOSトランジスタ156〜159,196〜199がオン状態になるので、インバータ146〜149,206〜209からはHレベルの信号(“1”)が出力される。
さらに、待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)、制御電圧Bias_in2〜Bias_in4として出力される電圧信号は選択信号SEL2〜SEL4に応じて異なる。
選択信号SEL2がHレベル(“1”)のとき、トランスミッションゲート162が非導通状態になり、トランジスタ202がオン状態になるので、制御電圧Bias_in2としてLレベル(“0”)の信号が出力される。選択信号SEL2がLレベル(“0”)のとき、トランスミッションゲート162が導通状態になり、NMOSトランジスタ202がオフ状態になるので、制御電圧Bias_in2としてバイアス電圧biasが出力される。
選択信号SEL3がHレベル(“1”)のとき、トランスミッションゲート163が非導通状態になり、トランジスタ203がオン状態になるので、制御電圧Bias_in3としてLレベル(“0”)の信号が出力される。選択信号SEL3がLレベル(“0”)のとき、トランスミッションゲート163が導通状態になり、NMOSトランジスタ203がオフ状態になるので、制御電圧Bias_in3としてバイアス電圧biasが出力される。
選択信号SEL4がHレベル(“1”)のとき、トランスミッションゲート164が非導通状態になり、トランジスタ204がオン状態になるので、制御電圧Bias_in4としてLレベル(“0”)の信号が出力される。選択信号SEL4がLレベル(“0”)のとき、トランスミッションゲート164が導通状態になり、NMOSトランジスタ204がオフ状態になるので、制御電圧Bias_in4としてバイアス電圧biasが出力される。
[実施の形態2の効果]
以上のとおり実施の形態2の半導体装置によれば、待機モード時に駆動回路120に流れる電流が、通常モード時に駆動回路120に流れる電流と同等になるように待機モード時の電流量を調整する。この結果、待機モード時と通常モード時とでのコモン電圧の変動を抑制できる。
さらに、コモン電圧の変動を抑制することによって出力回路110から出力する差動シリアル信号の品質を向上させることができる。規格で定められたコモン電圧変動の許容範囲内に収めることができるので、量産歩留りを向上させることができる。
待機モード時に駆動回路120に流れる電流量は調整前に比べて減少するので、待機モード時の出力回路の消費電力を低減させることができる。
MOS電流源のチャネル長変調効果を考慮に入れて、待機モード時の駆動回路120に流れる電流量を調整するので、チャネル長変調効果を抑制するためにMOS電流源のゲート長を長くする必要がない。この結果、出力回路の面積をより小さくすることができる。
<実施の形態2の変形例>
図21は、実施の形態2の変形例による出力回路110Aの構成を示すブロック図である。実施の形態2の変形例は、各ドライバを構成するトランジスタをNMOSトランジスタからPMOSトランジスタに変更するとともに、終端抵抗部RP,RNを出力端子PADP,PADNと接地ノードGNDとの間にそれぞれ設けた点で実施の形態2の場合と異なる。以下、実施の形態2と異なる点を主に説明する。
図21を参照して、出力回路110Aは、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路120Aとを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、接地ノードGNDと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、接地ノードGNDと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。
駆動回路120Aは、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。駆動回路120Aは、待機モード時には、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。
より詳細には、駆動回路120Aは、互いに並列接続された複数の(図21の場合、4個の)ドライバDRVA1〜DRVA4と、プリドライバおよび制御回路22Aとを含む。ドライバDRVA1〜DRVA4の構成は、図14および図15で説明したものと同様であるので詳しい説明を繰り返さない。ただし、図21のドライバDRVA1〜DRVA4を構成する定電流源には、制御電圧Bias_in1〜Bias_in4がプリドライバおよび制御回路122Aからそれぞれ入力される。
[プリドライバおよび制御回路122Aの動作]
図22は、図21のプリドライバおよび制御回路122Aの動作を説明するための図である。図22において、論理レベルがローレベル(Lレベル)のときを“0”で表わし、論理レベルがハイレベル(Hレベル)のときを“1”で表わす。
図21〜図22を参照して、まず、通常モード時(待機信号IDLEが“0”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRVA1〜DRVA4に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INP1〜INP4として、入力逆相信号INNがそれぞれ入力される。ドライバDRVA1〜DRVA4に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、各対応する信号INN1〜INN4として、入力正相信号INPがそれぞれ入力される。ドライバDRVA1〜DRVA4に設けられた定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートには、制御電圧Bias_in1〜Bias_in4としてバイアス電圧biasが入力される。各ドライバDRVA1〜DRVA4に入力されるこれらの信号は、レジスタ11に保持された選択信号SEL2〜SEL4の信号レベルによらない。この結果、出力端子PADP,PADNからは入力信号INP,INNに応じた小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNが出力される。
次に、待機モード時(待機信号IDLEが“1”のとき)について説明する。この場合、ドライバDRVA1〜DRVA4に設けられた第1のスイッチSW1を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INP1〜INP4としてLレベル(“0”)の信号がそれぞれ入力される。ドライバDRVA1〜DRVA4に設けられた第2のスイッチSW2を構成する各トランジスタのゲートには、入力信号INN1〜INN4としてLレベル(“0”)の信号が入力される。各ドライバDRVA1〜DRVA4に入力されるこれらの信号は、レジスタ11に保持された選択信号SEL2〜SEL4の信号レベルによらない。この結果、各ドライバDRVA1〜DRVA4に設けられた第1および第2のスイッチSW1,SW2は共に導通状態になる。
ドライバDRVA1に設けられた定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートには、制御電圧Bias_in1としてバイアス電圧biasが入力される。この制御電圧Bias_in1はレジスタ11の設定値によらない。この結果、ドライバDRVA1に設けられた定電流源は動作状態になる。
一方、ドライバDRVA2〜DRVA4にそれぞれ入力される制御電圧Bias_in2〜Bias_in4は、レジスタ11からの選択信号SEL2〜SEL4の値に応じてそれぞれ異なる。Hレベル(“1”)の選択信号SEL(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRVAiでは、定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートに制御電圧Bias_ini(i=2〜4)として電源電圧VCC(“1”)が入力される。この結果、Hレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応する特定のドライバDRVAiに設けられた定電流源CSは非動作状態になる。
これに対して、Lレベル(“0”)の選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRVAiでは、定電流源CSを構成する各トランジスタのゲートに制御電圧Bias_ini(i=2〜4)としてバイアス電圧biasが入力される。この結果、Lレベルの選択信号SELi(i=2〜4)に対応するドライバDRVAiに設けられた定電流源CSは動作状態になる。
[プリドライバおよび制御回路122Aの構成例]
図23は、図21のプリドライバおよび制御回路122Aの構成例を示す回路図である。図23(A)には入力正相信号INPを受けて、各ドライバDRVA1〜DRVA4を構成する第2のスイッチSW2にそれぞれ出力される信号INN1〜INN4を生成する回路部分が示される。図23(B)には入力逆相信号INNを受けて、各ドライバDRVA1〜DRVA4を構成する第1のスイッチSW1にそれぞれ出力される信号INP1〜INP4を生成する回路部分が示される。
図23(A),(B)を参照して、プリドライバおよび制御回路122Aは、インバータ146〜149,206〜209に代えてバッファ146A〜149A,206A〜209Aを含む点で、図20(A),(B)のプリドライバおよび制御回路122と異なる。バッファ146A〜149Aからは入力信号INN1〜INN4がドライバDRVA1〜DRVA4の第2のスイッチSW2にそれぞれ出力される。バッファ206A〜209Aからは入力信号INP1〜INP4がドライバDRVA1〜DRVA4の第1のスイッチSW1にそれぞれ出力される。
さらに、プリドライバおよび制御回路122Aは、NMOSトランジスタ202〜204に代えてPMOSトランジスタ202A〜204Aが設けられる点で、図20(A),(B)のプリドライバおよび制御回路122と異なる。PMOSトランジスタ202A〜204Aは、それぞれトランスミッションゲート162〜164の出力ノードと電源ノードVCCとの間に設けられる。PMOSトランジスタ202A〜204Aのゲートには、ANDゲート172〜174の出力信号をインバータを介して反転した信号がそれぞれ入力される。
図23(A),(B)のその他の点は図20(A),(B)の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
[実施の形態2の変形例の効果]
上記の構成による出力回路110Aにおいても、実施の形態2の出力回路110の場合と同様の効果を奏する。
<実施の形態3>
実施の形態3の出力回路310は、終端抵抗部RP,RNの抵抗値を可変にしたものである。具体的には、待機モード時の終端抵抗部RP,RNの抵抗値を通常モード時の終端抵抗部RP,RNの抵抗値よりも小さくする。これによって、待機電圧を通常モード時のコモン電圧に等しくするようにする。以下、具体的に説明する。
[出力回路310の構成]
図24は、実施の形態3による出力回路310の構成を示すブロック図である。図24を参照して、出力回路310は、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路320とを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、電源電圧が印加される電源ノードVCCと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、電源ノードVCCと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。終端抵抗部RP,RNの抵抗値は可変である。
具体的に、正相側の終端抵抗部RPは、電源ノードVCCと出力端子PADPとの間に互いに並列に接続された抵抗素子RP1,RP2と、抵抗素子RP2と直列に接続されたスイッチとしてのPMOSトランジスタRPS2とを含む。待機モード時にトランジスタRPS2をオン状態にすることによって抵抗値を減少させる。
同様に、逆相側の終端抵抗部RNは、電源ノードVCCと出力端子PADNとの間に互いに並列に接続された抵抗素子RN1,RN2と、抵抗素子RN2と直列に接続されたスイッチとしてのPMOSトランジスタRNS2とを含む。待機モード時にトランジスタRNS2をオン状態にすることによって抵抗値を減少させる。
駆動回路320は、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。これによって、出力回路310は、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じた小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。待機モード時には、駆動回路320は、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。これによって、出力回路310は待機電圧を出力端子PADP,PADNから出力する。
より詳細には、駆動回路320は、ドライバ321と、プリドライバおよび制御回路322とを含む。ドライバ321は、スイッチSW1としてのNMOSトランジスタNTP1と、スイッチSW2としてのNMOSトランジスタNTN1と、定電流源CSとしてのNMOSトランジスタNTC1とを含む。トランジスタNTP1は、出力端子PADPと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタNTN1は、出力端子PADNと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタNTC1は、接続ノードCND1と接地ノードGNDとの間に接続される。トランジスタNTP1,NTN1のゲートには、プリドライバおよび制御回路322から制御信号が入力される。トランジスタNTC1のゲートにはバイアス電圧biasが印加される。
プリドライバおよび制御回路322は、図1の論理回路部12(物理層回路12D)から待機信号IDLEを受け、パラレル−シリアル変換回路13から差動シリアル信号INP,INNを受ける。プリドライバおよび制御回路322は、さらに、予め設定されたレジスタ11の値に応じた選択信号SELを受ける。プリドライバおよび制御回路322は、これらの信号に応じてスイッチとしてのトランジスタNTP1,NTN1,RPS2,RNS2のオン・オフを制御する。
具体的に、プリドライバおよび制御回路322は、トランスミッションゲート331,332と、インバータ336,337,356,357と、バッファ351,352と、NANDゲート361と、PMOSトランジスタ341,342と、NMOSトランジスタ346,347とを含む。
入力された正相信号INPは、トランスミッションゲート331およびインバータ356を順に介してスイッチSW1としてのトランジスタNTP1のゲートに入力される。トランスミッションゲート331を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート331を構成するNMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEをインバータ336によって反転した信号が入力される。
入力された逆相信号INNは、トランスミッションゲート332およびインバータ357を順に介してスイッチSW2としてのトランジスタNTN1のゲートに入力される。トランスミッションゲート332を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート332を構成するNMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEをインバータ337によって反転した信号が入力される。
PMOSトランジスタ341およびNMOSトランジスタ346は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続される。これらのトランジスタ341,346の接続ノードは、インバータ356の入力ノードに接続される。トランジスタ341は、そのゲートが電源ノードVCCに接続されることによって常時オフ状態になる。トランジスタ346のゲートにはバッファ351を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ342およびNMOSトランジスタ347は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続される。これらのトランジスタ342,347の接続ノードは、インバータ357の入力ノードに接続される。トランジスタ342は、そのゲートが電源ノードVCCに接続されることによって常時オフ状態になる。トランジスタ347のゲートにはバッファ352を介して待機信号IDLEが入力される。
NANDゲート361は、レジスタ11からの選択信号SELと待機信号IDLEとのNAND演算結果を、トランジスタRPS2,RNS2の各ゲートに出力する。
[出力回路310の動作]
上記の構成によれば、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)、トランスミッションゲート331,332は導通し、トランジスタ346,347はオフ状態になる。したがって、スイッチSW1としてのトランジスタNTP1のゲートには入力された正相信号INPを反転した信号/INPが入力される。スイッチSW2としてのトランジスタNTN1のゲートには入力された逆相信号INNを反転した信号/INNが入力される。この結果、出力端子PADP,PADNからは入力信号INP,INNに応じた差動信号OUTP,OUTNが出力される。
さらに、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)には、トランジスタRPS2,RNS2がオフ状態になるので、終端抵抗部RP,RNの抵抗値は抵抗素子RP1,RN1のみで決まる。
次に、待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)について説明する。この場合、トランスミッションゲート331,332は非導通状態になり、トランジスタ346,347はオン状態になる。したがって、スイッチSW1としてのトランジスタNTP1およびスイッチSW2としてのトランジスタNTN1はオン状態になる。この結果、出力端子PADP,PADNからは待機電圧が出力される。
待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)のトランジスタRPS2,RNS2のオン・オフは、選択信号SELに応じて異なる。選択信号SELがHレベル(“1”)のとき、トランジスタRPS2,RNS2がオン状態になる。この結果、終端抵抗部RP,RNの抵抗値は、通常モード時の場合よりも小さくなる。逆に、選択信号SELがLレベル(“0”)のとき、トランジスタRPS2,RNS2はオフ状態になるので、終端抵抗部RP,RNの抵抗値は通常モード時の場合と同じである。
図25は、終端抵抗用スイッチとして用いられるトランジスタRPS2,RNS2の動作状態をまとめた図である。図25に示すように、待機信号IDLEがHレベル(“1”)となる待機状態であり、かつ、選択信号SELがHレベル(“1”)のときのみ、終端抵抗用スイッチとして用いられるトランジスタRPS2,RNS2はオン状態になる。
[終端抵抗部RP,RNの抵抗値を調整する理由について]
以下、待機モード時の終端抵抗部RP,RNの抵抗値を通常モードの場合よりも小さくする理由について説明する。
図26は、図25の定電流源CS用のトランジスタNTC1の電流電圧特性を示す図である。
図26を参照して、通常モード時には、前述の式(2)で表わされる負荷線LL2と電流電圧特性IVC1との交点が、トランジスタNTC1の動作点OP2(電流Iout、電圧Vol)となる。待機モード時で選択信号SEL=0の場合、前述の式(1)で表わされる負荷線LL1と電流電圧特性IVC1との交点が、トランジスタNTC1の動作点(電圧V3)となる。この場合の待機電圧V3は、通常モード時のコモン電圧Vcmよりも低くなってしまう。
これに対して選択信号SEL=1の場合には、終端抵抗部RP,RNの抵抗値がより小さくなるので、負荷線がLL1からLL3に変わる。この結果、負荷線LL3と電流電圧特性IVC1との交点が、トランジスタNTC1の動作点OP4(電流Iidle、電圧Vidle)になり、待機電圧Vidleを通常モード時のコモン電圧Vcmに近づけることができる。
[実施の形態3の効果]
以上のとおり実施の形態3の半導体装置によれば、待機モード時の待機電圧が通常モード時のコモン電圧に等しくなるように、待機モード時における終端抵抗部RP,RNの抵抗値を調整する。この結果、待機モード時と通常モード時とでのコモン電圧の変動を抑制できる。
さらに、コモン電圧の変動を抑制することによって出力回路310から出力する差動シリアル信号の品質を向上させることができる。規格で定められたコモン電圧変動の許容範囲内に収めることができるので、量産歩留りを向上させることができる。
MOS電流源のチャネル長変調効果を考慮に入れて、待機モード時の終端抵抗部RP,RNの抵抗値を調整するので、チャネル長変調効果を抑制するためにMOS電流源のゲート長を長くする必要がない。この結果、出力回路の面積をより小さくすることができる。
<実施の形態3の変形例>
図27は、実施の形態3の変形例による出力回路310Aの構成を示すブロック図である。実施の形態3の変形例は、ドライバを構成するトランジスタをNMOSトランジスタからPMOSトランジスタに変更するとともに、終端抵抗部RP,RNを出力端子PADP,PADNと接地ノードGNDとの間にそれぞれ設けた点で実施の形態3の場合と異なる。以下、実施の形態3と異なる点を主に説明する。
図27を参照して、出力回路310Aは、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路320Aとを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、接地ノードGNDと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、接地ノードGNDと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。終端抵抗部RP,RNの抵抗値は可変である。
具体的に、正相側の終端抵抗部RPは、接地ノードGNDと出力端子PADPとの間に互いに並列に接続された抵抗素子RP1,RP2と、抵抗素子RP2と直列に接続されたスイッチとしてのNMOSトランジスタRPS2とを含む。待機モード時にトランジスタRPS2をオン状態にすることによって抵抗値を減少させる。
同様に、逆相側の終端抵抗部RNは、接地ノードGNDと出力端子PADNとの間に互いに並列に接続された抵抗素子RN1,RN2と、抵抗素子RN2と直列に接続されたスイッチとしてのNMOSトランジスタRNS2とを含む。待機モード時にトランジスタRNS2をオン状態にすることによって抵抗値を減少させる。
駆動回路320Aは、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。待機モード時には、駆動回路320Aは、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。
より詳細には、駆動回路320Aは、ドライバ321Aと、プリドライバおよび制御回路322Aとを含む。ドライバ321Aは、スイッチSW1としてのPMOSトランジスタPTP1と、スイッチSW2としてのPMOSトランジスタPTN1と、定電流源CSとしてのPMOSトランジスタPTC1とを含む。トランジスタPTP1は、出力端子PADPと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタPTN1は、出力端子PADNと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタPTC1は、接続ノードCND1と電源ノードVCCとの間に接続される。トランジスタPTP1,PTN1のゲートには、プリドライバおよび制御回路322Aから制御信号が入力される。トランジスタPTC1のゲートにはバイアス電圧biasが印加される。
プリドライバおよび制御回路322Aの詳細な構成および動作は実施の形態3の場合と同様である。ただし、図27のプリドライバおよび制御回路322Aは、インバータ356,357に代えてバッファ356A,357Aを含む点で図24のプリドライバおよび制御回路322と異なる。バッファ356Aの出力は、スイッチSW2としてのトランジスタPTN1のゲートに入力される。バッファ357Aの出力は、スイッチSW1としてのトランジスタPTP1のゲートに入力される。図27のプリドライバおよび制御回路322Aは、さらに、NANDゲート361に代えてANDゲート361Aを含む点で図24のプリドライバおよび制御回路322と異なる。図27のその他の点は図24の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
上記の構成の出力回路310Aにおいても、実施の形態3の出力回路310の場合と同様の効果を奏する。
<実施の形態3のその他の変形例>
図24、図27の終端抵抗部RPでは、簡単のために2個の抵抗素子を並列接続しているが、さらに多数の抵抗素子を並列接続することによって、待機モード時の終端抵抗部RP,RNの抵抗値を微調整できるようにすることが望ましい。
具体的に、各終端抵抗部RP,RNは、互いに並列接続された複数の抵抗素子と、複数の抵抗素子の少なくとも一部とそれぞれ直列に接続された1または複数のスイッチとを含む。この場合、1または複数のスイッチの各々は、通常モードのときに導通状態になり、待機モードのときにレジスタ11に保持された情報に基づいて導通状態または非導通状態になる。
他の構成例として、各終端抵抗部RP,RNは、互いに直列接続された複数の抵抗素子と、複数の抵抗素子の少なくとも一部とそれぞれ並列に接続された1または複数のスイッチとを含む。この場合、1または複数のスイッチの各々は、通常モードのときに非導通状態になり、待機モードのときにレジスタ11に保持された情報に基づいて導通状態または非導通状態になる。
<実施の形態4>
実施の形態4の出力回路410は、ドライバを構成する電流源トランジスタを並列に複数個設け、そのうちの特定の一部の電流源トランジスタを待機モード時にオフ状態にできるようにしたものである。これによって、待機モード時に終端抵抗部RP,RNに流れる電流量を調整できるので、待機電圧を通常モード時のコモン電圧に等しくすることができる。以下、具体的に説明する。
[出力回路410の構成]
図28は、実施の形態4による出力回路410の構成を示すブロック図である。図28を参照して、出力回路410は、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路420とを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、電源電圧が印加される電源ノードVCCと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、電源ノードVCCと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。
駆動回路420は、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。これによって、出力回路410は、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じた小振幅差動シリアル信号OUTP,OUTNを出力端子PADP,PADNから出力する。待機モード時には、駆動回路420は、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。これによって、出力回路410は待機電圧を出力端子PADP,PADNから出力する。
より詳細には、駆動回路420は、ドライバ421と、プリドライバおよび制御回路422とを含む。ドライバ421は、スイッチSW1としてのNMOSトランジスタNTP1と、スイッチSW2としてのNMOSトランジスタNTN1と、定電流源CSとを含む。トランジスタNTP1は、出力端子PADPと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタNTN1は、出力端子PADNと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタNTP1,NTN1のゲートには、プリドライバおよび制御回路422から制御信号が入力される。
定電流源CSは、接続ノードCND1と接地ノードGNDとの間に互いに並列に接続されたNMOSトランジスタNTC1,NTC2を含む。トランジスタNTC1,NTC2のゲートには、プリドライバおよび制御回路422から制御電圧Bias_in1,Bias_in2がそれぞれ入力される。
プリドライバおよび制御回路422は、図1の論理回路部12(物理層回路12D)から待機信号IDLEを受け、パラレル−シリアル変換回路13から差動シリアル信号INP,INNを受ける。プリドライバおよび制御回路422は、さらに、予め設定されたレジスタ11の値に応じた選択信号SELを受ける。プリドライバおよび制御回路422は、これらの信号に応じてスイッチとしてのトランジスタNTP1,NTN1のオン・オフを制御するともに、定電流源用のトランジスタNTC1,NTC2のゲートに制御電圧を与える。
具体的に、プリドライバおよび制御回路422は、トランスミッションゲート431,432,461と、インバータ436,437,456,457,462と、バッファ451,452と、ANDゲート463と、PMOSトランジスタ441,442と、NMOSトランジスタ446,447,464とを含む。
入力された正相信号INPは、トランスミッションゲート431およびインバータ456を順に介してスイッチSW1としてのトランジスタNTP1のゲートに入力される。トランスミッションゲート431を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート431を構成するNMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEをインバータ436によって反転した信号が入力される。
入力された逆相信号INNは、トランスミッションゲート432およびインバータ457を順に介してスイッチSW2としてのトランジスタNTN1のゲートに入力される。トランスミッションゲート432を構成するPMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEが入力される。トランスミッションゲート432を構成するNMOSトランジスタのゲートには待機信号IDLEをインバータ437によって反転した信号が入力される。
PMOSトランジスタ441およびNMOSトランジスタ446は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続される。これらのトランジスタ441,446の接続ノードは、インバータ456の入力ノードに接続される。トランジスタ441は、そのゲートが電源ノードVCCに接続されることによって常時オフ状態になる。トランジスタ446のゲートにはバッファ451を介して待機信号IDLEが入力される。
PMOSトランジスタ442およびNMOSトランジスタ447は、この順で電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に接続される。これらのトランジスタ442,447の接続ノードは、インバータ457の入力ノードに接続される。トランジスタ442は、そのゲートが電源ノードVCCに接続されることによって常時オフ状態になる。トランジスタ447のゲートにはバッファ452を介して待機信号IDLEが入力される。
定電流源用のトランジスタNTC1のゲートには、制御電圧Bias_in1としてバイアス電圧biasが常時与えられる。
定電流源用のトランジスタNTC2のゲートには、トランスミッションゲート461を介してバイアス電圧biasが与えられる。トランスミッションゲート461の出力ノードと接地ノードGNDとの間にはNMOSトランジスタ464が設けられる。ANDゲート463は、待機信号IDLEと選択信号SELとの論理積の結果をトランスミッションゲート461を構成するPMOSトランジスタのゲートに出力するともに、トランジスタ464のゲートに出力する。トランスミッションゲート461を構成するNMOSトランジスタのゲートには、ANDゲート463の出力がインバータ462を介して入力される。
[出力回路410の動作]
上記の構成によれば、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)、トランスミッションゲート431,432は導通し、トランジスタ446,447はオフ状態になる。したがって、スイッチSW1としてのトランジスタNTP1のゲートには入力された正相信号INPを反転した信号/INPが入力される。スイッチSW2としてのトランジスタNTN1のゲートには入力された逆相信号INNを反転した信号/INNが入力される。この結果、出力端子PADP,PADNからは入力信号INP,INNに応じた差動信号OUTP,OUTNが出力される。
さらに、待機信号IDLEがLレベル(“0”)のとき(通常モード時)には、トランスミッションゲート461が導通し、トランジスタ464がオフ状態になる。したがって、定電流源用のトランジスタNTC2のゲートには制御電圧Bias_in2としてバイアス電圧biasが入力される。
次に、待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)について説明する。この場合、トランスミッションゲート431,432は非導通状態になり、トランジスタ446,447はオン状態になる。したがって、スイッチSW1としてのトランジスタNTP1およびスイッチSW2としてのトランジスタNTN1はオン状態になる。この結果、出力端子PADP,PADNからは待機電圧が出力される。
さらに、待機信号IDLEがHレベル(“1”)のとき(待機モード時)に、定電流源用のトランジスタNTC2のゲートに入力される制御電圧Bias_in2は、選択信号SELに応じて異なる。選択信号SELがHレベル(“1”)のとき、トランスミッションゲート461が非導通状態になり、トランジスタ464がオン状態になる。この結果、トランジスタNTC2のゲートには制御電圧Bias_in2としてLレベル(“0”)の信号が入力されるので、トランジスタNTC2はオフ状態(非動作状態)になる。逆に、選択信号SELがLレベル(“0”)のとき、トランスミッションゲート461が導通状態になり、トランジスタ464がオフ状態になる。この結果、トランジスタNTC2のゲートには制御電圧Bias_in2としてバイアス電圧biasが入力されるので、トランジスタNTC2は定電流源として機能する(動作状態)。
図29は、電流調整用のトランジスタNTC2の動作状態をまとめた図である。図29に示すように、待機信号IDLEがHレベル(“1”)となる待機状態であり、かつ、選択信号SELがHレベル(“1”)のときのみ、電流調整用のNMOSトランジスタNTC2はオフ状態になる。
[実施の形態4の効果]
以上のとおり実施の形態4の半導体装置によれば、待機モード時に駆動回路420に流れる電流が、通常モード時に駆動回路420に流れる電流と同等になるように待機モード時の電流量を調整する。この結果、待機モード時と通常モード時とでのコモン電圧の変動を抑制できる。
さらに、コモン電圧の変動を抑制することによって出力回路410から出力する差動シリアル信号の品質を向上させることができる。規格で定められたコモン電圧変動の許容範囲内に収めることができるので、量産歩留りを向上させることができる。
待機モード時に駆動回路420に流れる電流量は調整前に比べて減少するので、待機モード時の出力回路の消費電力を低減させることができる。
MOS電流源のチャネル長変調効果を考慮に入れて、待機モード時の駆動回路420に流れる電流量を調整するので、チャネル長変調効果を抑制するためにMOS電流源のゲート長を長くする必要がない。この結果、出力回路の面積をより小さくすることができる。
<実施の形態4の変形例>
図30は、実施の形態4の変形例による出力回路410Aの構成を示すブロック図である。実施の形態4の変形例は、ドライバを構成するトランジスタをNMOSトランジスタからPMOSトランジスタに変更するとともに、終端抵抗部RP,RNを出力端子PADP,PADNと接地ノードGNDとの間にそれぞれ設けた点で実施の形態4の場合と異なる。以下、実施の形態4と異なる点を主に説明する。
図30を参照して、出力回路410Aは、出力端子PADP,PADNと、正相側の終端抵抗部RPと、逆相側の終端抵抗部RNと、駆動回路420Aとを含む。
正相側の終端抵抗部RPは、接地ノードGNDと正相側の出力端子PADPとの間に接続される。逆相側の終端抵抗部RNは、接地ノードGNDと逆相側の出力端子PADNとの間に接続される。
駆動回路420Aは、通常モード時には、入力された差動シリアル信号INP,INNに応じて終端抵抗部RP,RNの一方を介して電源ノードVCCと接地ノードGNDとの間に定電流を流す。待機モード時には、駆動回路420Aは、終端抵抗部RP,RNの両方に定電流を流す。
より詳細には、駆動回路420Aは、ドライバ421Aと、プリドライバおよび制御回路422Aとを含む。ドライバ421Aは、スイッチSW1としてのPMOSトランジスタPTP1と、スイッチSW2としてのPMOSトランジスタPTN1と、定電流源CSとを含む。トランジスタPTP1は、出力端子PADPと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタPTN1は、出力端子PADNと接続ノードCND1との間に接続される。トランジスタPTP1,PTN1のゲートには、プリドライバおよび制御回路422から制御信号が入力される。
定電流源CSは、接続ノードCND1と電源ノードVCCとの間に互いに並列に接続されたPMOSトランジスタPTC1,PTC2を含む。トランジスタPTC1,PTC2のゲートには、プリドライバおよび制御回路422から制御電圧Bias_in1,Bias_in2がそれぞれ入力される。
プリドライバおよび制御回路422Aの構成および動作は実施の形態4の場合と同様である。ただし、図30のプリドライバおよび制御回路422Aは、インバータ456,457に代えてバッファ456A,457Aを含む点で図28のプリドライバおよび制御回路422と異なる。バッファ456Aの出力は、スイッチSW2としてのトランジスタPTN1のゲートに入力される。バッファ457Aの出力は、スイッチSW1としてのトランジスタPTP1のゲートに入力される。さらに、図30のプリドライバおよび制御回路422Aは、NMOSトランジスタ464に代えてPMOSトランジスタ464Aを含む点で図28のプリドライバおよび制御回路422と異なる。トランジスタ464Aは、トランスミッションゲート461の出力ノードと電源ノードVCCとの間に接続される。図30のその他の点は図28の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
上記の構成の出力回路410Aにおいても、実施の形態3の出力回路410の場合と同様の効果を奏する。
<実施の形態4のその他の変形例>
図28、図30の定電流源CSでは、簡単のために2個のトランジスタを並列接続しているが、さらに多数のトランジスタを並列接続することによって、待機モード時の電流量を微調整できるようにすることが望ましい。
具体的に、ドライバ421(または421A)は、接地ノードGND(または電源ノードVCC)と接続ノードCND1との間に互いに並列に接続された複数の定電流源トランジスタを含む。複数の定電流源トランジスタの一部である1または複数の特定の定電流源トランジスタは、動作状態と非動作状態とに切替可能であり、通常モードのとき動作状態になり、待機モードのとき非動作状態になる。1または複数の特定の定電流源トランジスタを除く1または複数の残余の定電流源トランジスタは、通常モードおよび待機モードのいずれの場合も動作状態である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
1 半導体装置、10,10A,110,110A,310,310A,410,410A 出力回路、11 レジスタ、20,20A,120,120A,320,320A,420,420A 駆動回路、DRV1〜DRV4,DRVA1〜DRVA4 ドライバ、CS 定電流源、GND 接地ノード、INN 入力逆相信号、INP 入力正相信号、PADP,PADN 出力端子、RN,RP 終端抵抗部、SW1,SW2 スイッチ、VCC 電源ノード、OUTP,OUTN 小振幅差動シリアル信号。

Claims (13)

  1. 第1の電源ノードと、
    前記第1の電源ノードとの間に電源電圧が印加される第2の電源ノードと、
    通常モードと待機モードとを有する出力回路を備え、
    前記出力回路は、
    第1および第2の出力ノードと、
    前記第1の電源ノードと前記第1の出力ノードとの間に接続された第1の終端抵抗部と、
    前記第1の電源ノードと前記第2の出力ノードとの間に接続された第2の終端抵抗部と、
    第1および第2の終端抵抗部の少なくとも一方を介して前記第1および第2の電源ノード間に定電流を流すための駆動回路とを含み、
    前記通常モードのとき、前記駆動回路が差動の入力信号に応じて前記第1および第2の終端抵抗部の一方に定電流を流すことによって、前記出力回路は前記入力信号に応じた差動信号を前記第1および第2の出力ノードから出力し、
    前記待機モードのとき、前記駆動回路が前記第1および第2の終端抵抗部の両方に定電流を流すことによって、前記出力回路は待機電圧を前記第1および第2の出力ノードから出力し、
    前記出力回路は、前記待機モードのときに出力される前記待機電圧が前記通常モードのときに出力される差動信号のコモン電圧に等しくなるように、前記第1および第2の終端抵抗部を流れる電流値または前記第1および第2の終端抵抗部の抵抗値を調整可能に構成される、半導体装置。
  2. 前記駆動回路は、互いに並列に接続された複数のドライバを含み、
    前記通常モードのとき、前記複数のドライバの各々は前記入力信号に応じて前記第1および第2の終端抵抗部の一方に定電流を流し、
    前記待機モードのとき、前記複数のドライバの一部である1または複数の特定のドライバの各々は前記第1および第2の終端抵抗部のいずれにも電流を流さず、前記1または複数の特定のドライバを除く1または複数の残余のドライバの各々は前記第1および第2の終端抵抗部の両方に定電流を流す、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記複数のドライバの各々は、
    一端が前記第2の電源ノードに接続された定電流源と、
    前記定電流源の他端と前記第1の出力ノードとの間に接続された第1のスイッチと、
    前記定電流源の他端と前記第2の出力ノードとの間に接続された第2のスイッチとを含み、
    前記通常モードのとき、前記入力信号に応じて前記複数のドライバに含まれる複数の前記第1のスイッチおよび複数の前記第2のスイッチのうち一方が導通状態になり、他方が非導通状態になり、
    前記待機モードのとき、前記1または複数の特定のドライバの各々に設けられた前記第1および第2のスイッチは共に非導通状態になり、前記1または複数の残余のドライバの各々に設けられた前記第1および第2のスイッチは共に導通状態になる、請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記複数のドライバの各々は、
    一端が前記第2の電源ノードに接続された定電流源と、
    前記定電流源の他端と前記第1の出力ノードとの間に接続された第1のスイッチと、
    前記定電流源の他端と前記第2の出力ノードとの間に接続された第2のスイッチとを含み、
    前記通常モードのとき、前記入力信号に応じて前記複数のドライバに含まれる複数の前記第1のスイッチおよび複数の前記第2のスイッチの一方が導通状態になり、他方が非導通状態になり、
    前記待機モードのとき、前記1または複数の残余のドライバの各々に設けられた前記第1および第2のスイッチは共に導通状態になり、
    前記1または複数の特定のドライバの各々に設けられた前記定電流源は、動作状態と非動作状態とに切替え可能であり、前記通常モードのとき動作状態になり、前記待機モードのとき非動作状態になり、
    前記1または複数の特定の定電流源を除く1または複数の残余の定電流源は、前記通常モードおよび前記待機モードのいずれの場合も動作状態である、請求項2に記載の半導体装置。
  5. 前記駆動回路は、
    各一端が前記第2の電源ノードに接続され、各他端が共通の接続ノードに接続された複数の定電流源と、
    前記接続ノードと前記第1の出力ノードとの間に接続された第1のスイッチと、
    前記接続ノードと前記第2の出力ノードとの間に接続された第2のスイッチとを含み、
    前記通常モードのとき、前記入力信号に応じて前記第1および第2のスイッチの一方が導通状態になり、他方が非導通状態になり、
    前記待機モードのとき、前記第1および第2のスイッチは共に導通状態になり、
    前記複数の定電流源の一部である1または複数の特定の定電流源は、動作状態と非動作状態とに切替可能であり、前記通常モードのとき動作状態になり、前記待機モードのとき非動作状態になり、
    前記1または複数の特定の定電流源を除く1または複数の残余の定電流源は、前記通常モードおよび前記待機モードのいずれの場合も動作状態である、請求項1に記載の半導体装置。
  6. 前記第1および第2の終端抵抗部の各抵抗値は可変であり、
    前記待機モードのときの前記第1および第2の終端抵抗部の各抵抗値は、前記通常モードのとき前記第1および第2の終端抵抗部の各抵抗値よりも小さい、請求項1に記載の半導体装置。
  7. 第1の電源ノードと、
    前記第1の電源ノードとの間に電源電圧が印加される第2の電源ノードと、
    通常モードと待機モードとを有する出力回路を備え、
    前記出力回路は、
    第1および第2の出力ノードと、
    前記第1の電源ノードと前記第1の出力ノードとの間に接続された第1の終端抵抗部と、
    前記第1の電源ノードと前記第2の出力ノードとの間に接続された第2の終端抵抗部と、
    第1および第2の終端抵抗部の少なくとも一方を介して前記第1および第2の電源ノード間に定電流を流すための互いに並列接続された複数のドライバとを含み、
    前記複数のドライバの各々は、
    一端が前記第2の電源ノードに接続された定電流源と、
    前記定電流源の他端と前記第1の出力ノードとの間に接続された第1のスイッチと、
    前記定電流源の他端と前記第2の出力ノードとの間に接続された第2のスイッチとを含み、
    前記通常モードのとき、共通の差動の入力信号に応じて前記複数のドライバに含まれる複数の前記第1のスイッチおよび複数の前記第2のスイッチのうち一方が導通状態になり、他方が非導通状態になることによって、前記出力回路は前記入力信号に応じた差動信号を前記第1および第2の出力ノードから出力し、
    前記待機モードのとき、前記複数のドライバの一部である1または複数の特定のドライバの各々に設けられた前記第1および第2のスイッチが共に非導通状態になり、前記1または複数の特定のドライバを除く1または複数の残余のドライバの各々に設けられた前記第1および第2のスイッチが共に導通状態になることによって、前記出力回路は待機電圧を前記第1および第2の出力ノードから出力する、半導体装置。
  8. 前記半導体装置は、前記出力回路に設けられた少なくとも一部のドライバの各々について、前記待機モード時に前記第1および第2のスイッチが共に非導通状態にとなるか否かの情報を保持するレジスタをさらに備え、
    前記1または複数の特定のドライバの各々は、前記レジスタに保持された情報に基づいて前記待機モードのときに非導通状態になる、請求項7に記載の半導体装置。
  9. 前記複数のドライバの各々について前記待機モード時に前記第1および第2のスイッチが共に非導通状態になるか否かは、前記待機モードのときに出力される前記待機電圧が前記通常モードのときに出力される差動信号のコモン電圧に等しくなるように予め決定される、請求項7に記載の半導体装置。
  10. 第1の電源ノードと、
    前記第1の電源ノードとの間に電源電圧が印加される第2の電源ノードと、
    通常モードと待機モードとを有する出力回路を備え、
    前記出力回路は、
    第1および第2の出力ノードと、
    前記第1の電源ノードと前記第1の出力ノードとの間に接続された抵抗値が可変の第1の終端抵抗部と、
    前記第1の電源ノードと前記第2の出力ノードとの間に接続された抵抗値が可変の第2の終端抵抗部と、
    第1および第2の終端抵抗部の少なくとも一方を介して前記第1および第2の電源ノード間に定電流を流すための駆動回路とを含み、
    前記通常モードのとき、前記駆動回路が差動の入力信号に応じて前記第1および第2の終端抵抗部の一方に定電流を流すことによって、前記出力回路は前記入力信号に応じた差動信号を前記第1および第2の出力ノードから出力し、
    前記待機モードのとき、前記駆動回路が前記第1および第2の終端抵抗部の両方に定電流を流すことによって、前記出力回路は待機電圧を前記第1および第2の出力ノードから出力し、
    前記待機モードのときの前記第1および第2の終端抵抗部の各抵抗値は、前記通常モードのとき前記第1および第2の終端抵抗部の各抵抗値よりも小さい、半導体装置。
  11. 前記待機モードのときの前記第1および第2の終端抵抗部の各抵抗値は、前記待機モードのときに出力される前記待機電圧が前記通常モードのときに出力される差動信号のコモン電圧に等しくなるように予め決定される、請求項10に記載の半導体装置。
  12. 前記第1および第2の終端抵抗部の各々は、
    互いに並列接続された複数の抵抗素子と、
    前記複数の抵抗素子の少なくとも一部とそれぞれ直列に接続された1または複数のスイッチとを含み、
    前記半導体装置は、前記1または複数のスイッチの各々が前記待機モードのときに非導通状態になる否かの情報を保持するレジスタをさらに備え、
    前記1または複数のスイッチの各々は、前記通常モードのときに導通状態になり、前記待機モードのときに前記レジスタに保持された情報に基づいて導通状態または非導通状態になる、請求項10に記載の半導体装置。
  13. 前記第1および第2の終端抵抗部の各々は、
    互いに直列接続された複数の抵抗素子と、
    前記複数の抵抗素子の少なくとも一部とそれぞれ並列に接続された1または複数のスイッチとを含み、
    前記半導体装置は、前記1または複数のスイッチの各々が前記待機モードのときに導通状態になるか否かの情報を保持するレジスタをさらに備え、
    前記1または複数のスイッチの各々は、前記通常モードのときに非導通状態になり、前記待機モードのときに前記レジスタに保持された情報に基づいて導通状態または非導通状態になる、請求項10に記載の半導体装置。
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