JP2790117B2 - Cmos装置 - Google Patents

Cmos装置

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JP2790117B2
JP2790117B2 JP8096162A JP9616296A JP2790117B2 JP 2790117 B2 JP2790117 B2 JP 2790117B2 JP 8096162 A JP8096162 A JP 8096162A JP 9616296 A JP9616296 A JP 9616296A JP 2790117 B2 JP2790117 B2 JP 2790117B2
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCMOS装置、特
に、CMOS出力バッファのインピーダンス調整に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、図3に示すように、CMOS出
力バッファにおいては、電源端子VDDと接地端子GND
との間にPチャネルMOSトランジスタ1及びNチャネ
ルMOSトランジスタ2が直列に接続されている。な
お、一点鎖側は1つの集積回路LSIを示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
CMOS出力バッファにおいては、拡散濃度等の影響に
より出力インピーダンスのばらつきが大きくなるという
課題がある。この結果、たとえば、CMOS出力バッフ
ァの出力インピーダンスを伝送線路の特性インピーダン
スと等しくして反射ノイズを抑える直列終端伝送方式に
おいては、反射ノイズが抑えられないことがある。ま
た、ハイレベル出力のときの出力インピーダンスとロー
レベル出力のときの出力インピーダンスとが異なること
が多いという課題もある。この結果、出力波形の立上り
時間と立下り時間との相違により出力パルス幅が変化す
ることがある。
【0004】従って、本発明の目的は、出力インピーダ
ンスのばらつきを補償でき、かつハイレベル出力のとき
の出力インピーダンスとローレベル出力のときの出力イ
ンピーダンスとを同一せしめたことができるCMOS装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、電源端子とPチャネルMOSトランジス
タとの間に第1の可変抵抗を設け、NチャネルMOSト
ランジスタと接地端子との間に第2の可変抵抗を設け
る。また、CMOS装置の出力端子の出力電圧を第1、
第2の基準電圧と比較する比較手段を設け、さらに、こ
の比較手段の出力に応じて第1、第2の可変抵抗の各値
を調整する調整手段を設ける。これにより、出力端子の
出力が第1、第2の基準電圧間になるように第1、第2
の可変抵抗の各値が調整されることになる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るCMOS装置
の実施の形態を示す回路図である。図1においては、図
3の電源端子VDDとPチャネルMOSトランジスタ1と
の間に可変抵抗としてのPチャネルMOSトランジスタ
3を接続し、図3のNチャネルMOSトランジスタ2と
接地端子GNDとの間に可変抵抗としてのNチャネルM
OSトランジスタ4を接続してある。
【0007】出力端子OUTの電圧VOUTは2つの比較
回路5、6に供給される。ここで、比較回路5は出力電
圧VOUTを基準電圧VREF1と比較する。この結果、VOUT
>VREF1のときに、比較回路5の出力S1はハイレベル
となり、VOUT≦VREF1のときに、比較回路5の出力S
1はローレベルとなる。また、比較回路6は出力電圧V
OUTを基準電圧VREF2と比較する。ただし、VREF1>V
REF2である。この結果、VOUT<VREF2のときに、比較
回路6の出力S2はハイレベルとなり、VOUT≧VREF2
のときに、比較回路6の出力S2はローレベルとなる。
【0008】インピーダンス調整回路7は比較回路5、
6の出力S1、S2に応じてMOSトランジスタ3、4
の抵抗値を調整する。この場合、インピーダンス調整回
路7はCMOS装置の入力端子INの電圧VIN及び制御
信号CNTによって制御される。なお、制御信号CNT
はインピーダンス調整回路7をイネーブルにするための
信号である。
【0009】始めに、CNT=“1”(ハイレベル)か
つ入力端子INの電圧VINがローレベルつまり出力端子
OUTの電圧VOUTがハイレベルの場合について説明す
る。この場合、出力端子OUTを外部抵抗R6に接続す
る。従って、出力端子OUTの電圧VOUTは次式で表わ
せる。 VOUT=VDD・R6/(R3+R1+R6) ただし、R3、R1はトランジスタ3、1の抵抗値であ
る。このとき、インピーダンス調整回路7は次の3通り
の動作をする。
【0010】1)VOUT>VREF1のときには、比較回路
5の出力S1=“1”、比較回路6の出力S2=“0”
となる。この結果、インピーダンス調整回路7はPチャ
ネルMOSトランジスタ3のゲート電圧VPGを高くす
る。従って、PチャネルMOSトランジスタ3の抵抗値
3は大きくなる。
【0011】2)VOUT<VREF2のときには、比較回路
5の出力S1=“0”、比較回路6の出力S2=“1”
となる。この結果、インピーダンス調整回路7はPチャ
ネルMOSトランジスタ3のゲート電圧VPGを低くす
る。従って、PチャネルMOSトランジスタ3の抵抗値
3は小さくなる。
【0012】3)VREF2≦VOUT≦VREF1のときには、
比較回路5、6の出力S1,S2は共に“0”である。
この結果、インピーダンス調整回路7はPチャネルMO
Sトランジスタ3のゲート電圧VPGを変化させない。つ
まり、PチャネルMOSトランジスタ3の抵抗値R3
固定される。
【0013】次に、CNT=“1”(ハイレベル)かつ
入力端子INの電圧VINがハイレベルつまり出力端子O
UTの電圧VOUTがローレベルの場合について説明す
る。この場合、出力端子OUTを外部抵抗R5に接続す
る。従って、出力端子OUTの電圧VOUTは次式で表わ
せる。 VOUT=VDD・(R2+R4)/(R5+R2+R4) ただし、R2、R4はトランジスタ2、4の抵抗値であ
る。このとき、インピーダンス調整回路7は次の3通り
の動作をする。
【0014】1)VOUT>VREF1のときには、比較回路
5の出力S1=“1”、比較回路6の出力S2=“0”
となる。この結果、インピーダンス調整回路7はNチャ
ネルMOSトランジスタ4のゲート電圧VNGを高くす
る。従って、NチャネルMOSトランジスタ4の抵抗値
4は小さくなる。
【0015】2)VOUT<VREF2のときには、比較回路
5の出力S1=“0”、比較回路6の出力S2=“1”
となる。この結果、インピーダンス調整回路7はNチャ
ネルMOSトランジスタ4のゲート電圧VNGを低くす
る。従って、PチャネルMOSトランジスタ4の抵抗値
4は大きくなる。
【0016】3)VREF2≦VOUT≦VREF1のときには、
比較回路5、6の出力S1,S2は共に“0”である。
この結果、インピーダンス調整回路7はNチャネルMO
Sトランジスタ4のゲート電圧VNGを変化させない。つ
まり、NチャネルMOSトランジスタ4の抵抗値R4
固定される。
【0017】このようにして、ばらつきの大きい抵抗値
3+R1、抵抗値R2+R4を制御し、制御信号CNTを
“0”(ローレベル)にする。たとえば、送端直列終端
伝送方式では、伝送線路の特性インピーダンスZ0に対
して、 Z0=R3+R1=R2+R4 とすることができる。これにより、インピーダンス不整
合による反射を抑える。また、R3+R1=R2+R4とす
ることによりハイレベル出力の出力インピーダンスとロ
ーレベル出力の出力インピーダンスとを一致せしめ、こ
の結果、出力波形の立上り時間と立下り時間とを一致せ
しめ、従って、出力パルス幅の変動を抑えることができ
る。
【0018】図2は図1のインピーダンス調整回路7の
一例を示す回路図である。図2において、アンド回路7
01、702は制御信号CNTが“1”のときに比較回
路5、6の出力S1、S2を取込む。ゲート回路70
3、704は、入力端子INの電圧VINがローレベルつ
まり出力端子OUTの電圧VOUTがハイレベルのとき
に、比較回路5、6の出力S1、S2を取込んでアップ
/ダウンカウンタ705に供給する。アンド回路70
6、707は、入力端子INの電圧VINがハイレベルつ
まり出力端子OUTの電圧VOUTがローレベルのとき
に、比較回路5、6の出力S1、S2を取込んでアップ
/ダウンカウンタ708に供給する。
【0019】アップ/ダウンカウンタ705の値はディ
ジタル/アナログ(D/A)変換器709によってD/
A変換され、PチャネルMOSトランジスタ3のゲート
電圧VPGとなる。また、アップ/ダウンカウンタ708
の値はD/A変換器710によってD/A変換され、N
チャネルMOSトランジスタ4のゲート電圧VNGとな
る。
【0020】すなわち、CNT=“1”、VIN=ローレ
ベルかつS1=“1”のときに、アップ/ダウンカウン
タ705はクロック信号CLKを計数してその計数値を
大きくする。この結果、PチャネルMOSトランジスタ
3のゲート電圧VPGは高くなり、その抵抗値R3は大き
くなる。他方、CNT=“1”、VIN=ローレベルかつ
S2=“1”のときに、アップ/ダウンカウンタ705
はクロック信号CLKを計数してその計数値を小さくす
る。この結果、PチャネルMOSトランジスタ3のゲー
ト電圧VPGは低くなり、その抵抗値R3は小さくなる。
【0021】また、CNT=“1”、VIN=ハイレベル
かつS1=“1”のときに、アップ/ダウンカウンタ7
08はクロック信号CLKを計数してその計数値を大き
くする。この結果、NチャネルMOSトランジスタ4の
ゲート電圧VNGは高くなり、その抵抗値R4は小さくな
る。他方、CNT=“1”、VIN=ハイレベルかつS2
=“1”のときに、アップ/ダウンカウンタ708はク
ロック信号CLKを計数してその計数値を小さくする。
この結果、NチャネルMOSトランジスタ4のゲート電
圧VNGは低くなり、その抵抗値R4は大きくなる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、C
MOS装置の出力インピーダンスのばらつきを補償で
き、また、ハイレベル出力のときの出力インピーダンス
とローレベル出力のときの出力インピーダンスとを同一
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るCMOS装置の実施の形態を示す
回路図である。
【図2】図1のインピーダンス調整回路の一例を示す回
路図である。
【図3】従来のCMOS装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1─PチャネルMOSトランジスタ 2─NチャネルMOSトランジスタ 3─PチャネルMOSトランジスタ(可変抵抗) 4─NチャネルMOSトランジスタ(可変抵抗) 5、6─比較回路 7─インピーダンス調整回路 701、702─アンド回路 703、704─ゲート回路 705─アップ/ダウンカウンタ 706、707─アンド回路 708─アップダウンカウンタ 709、710─D/A変換器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電圧(VDD)が印加される第1の
    電源端子と、 前記第1の電圧より低い第2の電圧(GND)が印加さ
    れる第2の電源端子と、 入力端子(IN)と、 出力端子(OUT)と、 前記第1の電源端子に接続された第1の可変抵抗(3)
    と、 前記第2の電源端子に接続された第2の可変抵抗(4)
    と、 前記第1の可変抵抗と前記出力端子との間に接続され、
    前記入力端子の電圧によって制御されるPチャネルMO
    Sトランジスタ(1)と、 前記出力端子と前記第2の可変抵抗との間に接続され、
    前記入力端子の電圧によって制御されるNチャネルMO
    Sトランジスタ(2)と、 前記出力端子に接続され、該出力端子の電圧を第1の基
    準電圧(VREF1)及び該第1の基準電圧より低い第2の
    基準電圧(VREF2)と比較する比較手段(5、6)と、 該比較手段の出力に応じて前記第1、第2の可変抵抗の
    値を調整する調整手段(7)とを具備するCMOS装
    置。
  2. 【請求項2】 前記調整手段は前記出力端子の電圧が前
    記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧との間になるよ
    うに前記第1、第2の可変抵抗の値を調整する請求項1
    に記載のCMOS装置。
  3. 【請求項3】 前記比較手段は、 前記出力端子の電圧が前記第1の基準電圧より高いか否
    かを判別する第1の比較回路(5)と、 前記出力端子の電圧が前記第2の電圧より低いか否かを
    比較する第2の判別回路(6)とを具備し、 前記調整手段は、 前記出力端子の電圧がハイレベルを示すときに、前記第
    1の比較回路の出力(S1)に応じて前記第1の可変抵
    抗の値を大きくし、前記第2の比較回路の出力(S2)
    に応じて前記第2の可変抵抗の値を小さくする手段と、 前記出力端子の電圧がローレベルを示すときに、前記第
    1の比較回路の出力に応じて前記第1の可変抵抗の値を
    小さくし、前記第2の比較回路の出力に応じて前記第2
    の可変抵抗の値を大きくする手段とを具備する請求項2
    に記載のCMOS装置。
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