JP3266331B2 - 出力回路 - Google Patents
出力回路Info
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- JP3266331B2 JP3266331B2 JP27208392A JP27208392A JP3266331B2 JP 3266331 B2 JP3266331 B2 JP 3266331B2 JP 27208392 A JP27208392 A JP 27208392A JP 27208392 A JP27208392 A JP 27208392A JP 3266331 B2 JP3266331 B2 JP 3266331B2
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- transistor
- signal
- gate
- switch means
- mos
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018585—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only programmable
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
の信号を出力するドライバを備えた出力回路に関する。
備した電子機器(システム制御装置を含む)間の配線数
が増加してきたため、この配線を2本とし、データをシ
リアル伝送することが行われるようになった。
作業は米国自動車技術協会(SEA)で行われており、
必要な伝送速度によってクラスA〜Cに分けられてい
る。クラスAは、伝送速度が低速であり、ランプ、パワ
ーウインド等のボディ電装制御系に適用される。クラス
Bは、伝送速度が125Kbps以下の中速であり、電
子メータ、ナビゲータ、車両診断装置等のステータス情
報系に適用される。クラスCは、伝送速度が125Kb
ps以上の高速であり、エンジン、ブレーキ、トランス
ミッション等のリアルタイム制御系に適用される。
LAN用通信プロトコルとして、規格J1850を定め
ている。規格J1850の物理レイヤは低速タイプと中
速タイプの2種類があり、中速タイプの特徴は、伝送速
度41.6Kbps、PWM変調方式、デュアルワイヤ
・ボルテージ・ドライブ方式、ウエイクアップ信号使用
などであり、図4に示すような接続形態となっている。
電子機器T1〜Tn間を2本の信号伝送線BP、BMで
接続し、信号伝送線BMを、抵抗R1を介して電源配線
VCCに接続し、信号伝送線BPを、抵抗R2を介して
グランド線GNDに接続している。信号伝送線BP及び
BMの電位は、デュアルワイヤ・ボルテージ・ドライブ
方式により例えば図7(A)に示すように変化する。通
常の信号の論理振幅は200mV以上であり、ウエイク
アップ信号の論理振幅は2.5V以上である。通常の信
号の論理‘1’と‘0’は、図7(B)及び(C)に示
すようにパルス幅で決められる。
で、半導体装置10は図4に示すように、制御回路11
と接続した通常用とウエイクアップ用の2系統の回路、
すなわち、通常用ドライバ12とウエイクアップ用ドラ
イバ13、及び、通常用レシーバ14とウエイクアップ
用レシーバ15を必要とする。制御回路11はまた、I
/Oインタフェース16を介して、入出力機器17〜1
9をローカル制御し、入出力機器17〜19からステー
タス信号等を受ける。
ライバ12とウエイクアップ用ドライバ13の構成を示
す。制御回路11の出力段は、アンドゲート111、1
12及びインバータ113〜115を備え、通常用ドラ
イバ12は、pMOSトランジスタ121、122、n
MOSトランジスタ123及び124を備え、ウエイク
アップ用ドライバ13は、pMOSトランジスタ131
及びnMOSトランジスタ132を備えている。
ンドゲート112が閉じられてpMOSトランジスタ1
31及びnMOSトランジスタ132が共に常時オフに
なる。この場合、入力信号SIが高レベルに遷移する
と、pMOSトランジスタ121がオンになって信号伝
送線BPの電位がグランドレベルから上昇し、かつ、n
MOSトランジスタ123がオンになって信号伝送線B
Mの電位が正の電源電圧VCCから低下する。入力信号
SIが低レベルに遷移すると、pMOSトランジスタ1
21がオフになって信号伝送線BPの電位がグランドレ
ベルに低下し、かつ、nMOSトランジスタ123がオ
フになって信号伝送線BMの電位が電源電圧VCCに上
昇する。
ンドゲート111が閉じられてpMOSトランジスタ1
21及びnMOSトランジスタ123が共に常時オフに
なる。この場合、入力信号SIが高レベルに遷移する
と、pMOSトランジスタ131がオンになって信号伝
送線BPの電位がグランドレベルから上昇し、かつ、n
MOSトランジスタ132がオンになって信号伝送線B
Mの電位が電源電圧VCCから低下する。入力信号SI
が低レベルに遷移すると、pMOSトランジスタ131
がオフになって信号伝送線BPの電位がグランドレベル
に低下し、かつ、nMOSトランジスタ132がオフに
なって信号伝送線BMの電位が電源電圧VCCに上昇す
る。
す。通常用レシーバ14は、ボルテージホロア141の
出力端が抵抗142を介し演算増幅器143の非反転入
力端に接続され、演算増幅器143の非反転入力端と出
力端との間に抵抗144が接続されている。信号伝送線
BPの電位が信号伝送線BMの電位より、抵抗142と
抵抗144で定まる値よりも大きくなったときのみ、演
算増幅器143の出力が高レベルとなる。
抵抗142及び144の値以外は通常用レシーバ14と
同一構成であり、通常信号では応答せず、ウエイクアッ
プ信号に対してのみ応答し、これにより休止状態の電子
機器、例えばバックソナーが動作状態となる。
は2系統の通常用ドライバ12とウエイクアップ用ドラ
イバ13とを必要とする。pMOSトランジスタ12
1、122、nMOSトランジスタ123、124、p
MOSトランジスタ131及びnMOSトランジスタ1
32の各々のチップ上占有面積は、駆動能力を大きくす
るため、制御回路11の各MOSトランジスタのチップ
上占有面積の100倍程度広くする必要があるので、半
導体装置10のチップサイズが大きくなるという問題点
があった。
み、論理振幅が異なる2種の信号を出力する、チップサ
イズを縮小することができる出力回路を提供することに
ある。
る出力回路を、実施例図中の対応する構成要素の符号を
引用して説明する。
力端子(BP)と第2出力端子(BM)の間に異なる論
理電圧振幅の信号を出力する出力回路において、 第1電
源供給線(VCC)と該第1出力端子との間に直列接続
された第1及び第2MOSトランジスタ(31、32)
と、第2電源供給線(GND)と該第2出力端子との間
に直列接続された第3及び第4MOSトランジスタ(3
3、34)とを有するドライバ回路(30)と、 モード
信号(MODE)が2値論理の第1状態の時、2値論理
入力信号(SI)に応答して該第1〜4MOSトランジ
スタを共通にオン/オフ制御し、該モード信号が2値論
理の第2状態の時、該第2及び第4MOSトランジスタ
の各々のゲート・ドレイン間を短絡すると共に該2値論
理入力信号に応答して該第1及び第3MOSトランジス
タを共通にオン/オフ制御する制御回路(40)と、 を
有する。
E)が2値論理の第1状態の時、例えば図2(A)の回
路と等価になり、モード信号(MODE)が2値論理の
第2状態の時、例えば図2(B)の回路と等価になり、
論理振幅が異なる2種の信号を伝送することができる。
なる2種の信号に対し2組のドライバ12及び13を備
えていたが、本発明では、論理振幅が異なる2種の信号
に対し1組のドライバ30を備えればよいので、MOS
トランジスタの個数が従来の2/3となる。ここで、ド
ライバ30のMOSトランジスタのチップ上占有面積は
制御回路40のMOSトランジスタのチップ上占有面積
の例えば100倍も広い。したがって、本発明によれ
ば、ドライバ30のチップ上占有面積を大幅に縮小する
ことが可能となり、チップサイズを縮小することが可能
となる。
如く、上記第1及び第2MOSトランジスタ(31、3
2)はいずれもpチャンネル形であり、上記第3及び第
4MOSトランジスタ(33、34)はいずれもnチャ
ンネル形であり、 上記制御回路(40)は、 該第1及び
第2MOSトランジスタのゲート間に接続された第1ス
イッチ手段(41)と、 該第2MOSトランジスタのゲ
ート・ドレイン間に接続された第2スイッチ手段(4
2)と、 該第3MOSトランジスタのゲートと該第4M
OSトランジスタのゲートとの間に接続された第3スイ
ッチ手段(43)と、 該第4MOSトランジスタのゲー
ト・ドレイン間に接続された第4スイッチ手段(44)
と、 上記モード信号が上記第1状態であることに応答し
て該第1及び第3スイッチ手段をオンにすると共に該第
2及び第4スイッチ手段をオフにし、上記モード信号が
上記第2状態であることに応答して該第1及び第3スイ
ッチ手段をオフにすると共に該第2及び第4スイッチ手
段をオンにする第1回路と、 上記入力信号に応答して、
該第1及び第3MOSトランジスタのゲートにそれぞれ
2値論理の第1及び第2状態の電圧を供給する第2回路
と、 を有する。
如く、上記第1及び第4MOSトランジスタ(31、3
6))はいずれもpチャンネル形であり、上記第2及び
第3MOSトランジスタ(35、33)はいずれもnチ
ャンネル形であり、 上記制御回路(40A)は、 該第2
MOSトランジスタのゲートと上記入力信号が供給され
る第1信号線との間に接続された第1スイッチ手段(4
8)と、 該第2MOSトランジスタのゲート・ドレイン
間に接続された第2スイッチ手段(47)と、 該第4M
OSトランジスタのゲートと該入力信号を反転した信号
が供給される第2信号線との間に接続された第3スイッ
チ手段(50)と、 該第4MOSトランジスタのゲート
・ドレイン間に接続された第4スイッチ手段(49)
と、 上記モード信号が上記第1状態であることに応答し
て該第1及び第3スイッチ手段をオンにすると共に該第
2及び第4スイッチ手段をオフにし、上記モード信号が
上記第2状態であることに応答して該第1及び第3スイ
ッチ手段をオフにすると共に該第2及び第4スイッチ手
段をオンにする第1回路と、 上記入力信号に応答して、
該第1及び第3MOSトランジスタのゲートにそれぞれ
2値論理の第1及び第2状態の電圧を供給する第2回路
と、 を有する。
ン間が導通されて負荷素子となるMOSトランジスタを
電源配線と反対側に接続した場合を示すが、本発明はこ
のMOSトランジスタを電源配線側に接続した構成であ
ってもよい。
する。
0と、制御回路40の出力段の構成を示す。
1、32、nMOSトランジスタ33及び34を備えて
いる。そして、pMOSトランジスタ31のソースが電
源配線VCCに接続され、pMOSトランジスタ32の
ソースがpMOSトランジスタ31のドレインに接続さ
れ、pMOSトランジスタ32のドレインが1対の出力
端の一方となっている。また、nMOSトランジスタ3
3のソースがグランド線GNDに接続され、nMOSト
ランジスタ34のソースがnMOSトランジスタ33の
ドレインに接続され、nMOSトランジスタ33のドレ
インが該一対の出力端の他方となっている。
ジスタ41、42、nMOSトランジスタ43及び44
を備えている。そして、pMOSトランジスタ41のソ
ース及びドレインがそれぞれpMOSトランジスタ31
及び32のゲートに接続され、pMOSトランジスタ4
2のソース及びドレインがそれぞれpMOSトランジス
タ32のゲート及びドレインに接続されている。また、
nMOSトランジスタ43のソース及びドレインがそれ
ぞれnMOSトランジスタ33及び34のゲートに接続
され、nMOSトランジスタ44のソース及びドレイン
がそれぞれnMOSトランジスタ34のゲート及びドレ
インに接続されている。
OSトランジスタ44のゲートに接続され、pMOSト
ランジスタ42のゲートはnMOSトランジスタ43の
ゲートに接続され、また、pMOSトランジスタ41の
ゲートはインバータ45を介しpMOSトランジスタ4
2及びnMOSトランジスタ43の両ゲートに接続さ
れ、pMOSトランジスタ41のゲートにモード信号M
ODEが供給される。nMOSトランジスタ43のソー
スは、一方ではnMOSトランジスタ33のゲートに接
続され、他方ではインバータ46を介しpMOSトラン
ジスタ41のソースに接続されている。入力信号SI
は、インバータ46の入力端に供給される。
動作を説明する。
モード信号MODEを低レベルにする。これにより、p
MOSトランジスタ41及びnMOSトランジスタ43
がオンになり、pMOSトランジスタ42及びnMOS
トランジスタ44がオフになって、図2(A)に示すの
ような等価回路となる。この場合、入力信号SIが高レ
ベルに遷移すると、pMOSトランジスタ31及び32
がオンになって信号伝送線BPの電位がグランドレベル
から上昇し、また、nMOSトランジスタ33及び34
がオンになって信号伝送線BMの電位が正の電源電圧V
CCから低下して(BPの電位>BMの電位)、信号伝
送線BP、BM間が高電圧振幅となる。入力信号SIが
低レベルに遷移すると、pMOSトランジスタ31及び
32がオフになって信号伝送線BPの電位がグランドレ
ベルに低下し、また、nMOSトランジスタ33及び3
4がオフになって信号伝送線BMの電位が電源電圧VC
Cに上昇する。
いてモード信号MODEを高レベルにする。これによ
り、pMOSトランジスタ41及びnMOSトランジス
タ43がオフになり、pMOSトランジスタ42及びn
MOSトランジスタ44がオンになって、図2(B)に
示すような等価回路となり、pMOSトランジスタ32
及びnMOSトランジスタ34は負荷素子として機能す
る。この場合、入力信号SIが高レベルに遷移すると、
pMOSトランジスタ31がオンになって信号伝送線B
Pの電位がグランドレベルから上昇し、また、nMOS
トランジスタ33がオンになって信号伝送線BMの電位
が電源電圧VCCから低下し(BPの電位>BMの電
位)、信号伝送線BP、BM間が低電圧振幅となる。入
力信号SIが低レベルに遷移すると、pMOSトランジ
スタ31がオフになって信号伝送線BPの電位がグラン
ドレベルに低下し、また、nMOSトランジスタ33が
オフになって信号伝送線BMの電位が電源電圧VCCに
上昇する。
しドライバ12を備え、ウエイクアップ信号に対しドラ
イバ13を備えていたが、本実施例では図1に示すよう
に、通常信号及びウエイクアップ信号に対し1組のドラ
イバ30を備えればよいので、MOSトランジスタの個
数が従来の2/3となる。ドライバ30の各MOSトラ
ンジスタのチップ上占有面積は制御回路40の各MOS
トランジスタのチップ上占有面積の100倍程度も広い
ので、本実施例によれば、ドライバ30のチップ上占有
面積を大幅に縮小することが可能となる。
0Aと、制御回路40Aの出力段の構成を示す。
ジスタ32の代わりにnMOSトランジスタ35を用
い、図1のnMOSトランジスタ34の代わりにpMO
Sトランジスタ36を用いている。ドライバ30Aは、
pMOSトランジスタ31のソースが電源配線VCCに
接続され、nMOSトランジスタ35のドレインがpM
OSトランジスタ31のドレインに接続され、nMOS
トランジスタ35のソースが1対の一方の出力端となっ
ている。また、nMOSトランジスタ33のソースがグ
ランド線GNDに接続され、pMOSトランジスタ36
のドレインがnMOSトランジスタ33のドレインに接
続され、pMOSトランジスタ36のソースが一対の他
方の出力端となっている。
6、nMOSトランジスタ47、49、pMOSトラン
ジスタ48及び50を備えている。そして、nMOSト
ランジスタ47のソース及びドレインがそれぞれnMO
Sトランジスタ35のゲート及びドレインに接続され、
pMOSトランジスタ48のドレインがnMOSトラン
ジスタ35のゲートに接続されている。また、nMOS
トランジスタ49のソース及びドレインがそれぞれpM
OSトランジスタ36のドレイン及びゲートに接続さ
れ、pMOSトランジスタ50のドレインがpMOSト
ランジスタ36のゲートに接続されている。
OSトランジスタ48、nMOSトランジスタ49及び
pMOSトランジスタ50のゲートに接続され、これら
のゲートにモード信号MODEが供給される。インバー
タ46の入力端はnMOSトランジスタ33のゲート及
びpMOSトランジスタ48のソースに接続され、イン
バータ46の出力端はpMOSトランジスタ31のゲー
ト及びpMOSトランジスタ50のソースに接続されて
いる。入力信号SIは、インバータ46の入力端に供給
される。
動作を説明する。
モード信号MODEを低レベルにする。これにより、p
MOSトランジスタ48及び50がオンになり、nMO
Sトランジスタ47及び49がオフになる。この場合、
入力信号SIが高レベルに遷移すると、pMOSトラン
ジスタ31及びnMOSトランジスタ35がオンになっ
て信号伝送線BPの電位がグランドレベルから上昇し、
また、nMOSトランジスタ33及びpMOSトランジ
スタ36がオンになって信号伝送線BMの電位が電源電
圧VCCから低下し(BPの電位>BMの電位)、信号
伝送線BP、BM間が高電圧振幅となる。入力信号SI
が低レベルに遷移すると、pMOSトランジスタ31及
びnMOSトランジスタ35がオフになって信号伝送線
BPの電位がグランドレベルに低下し、また、nMOS
トランジスタ33及びpMOSトランジスタ36がオフ
になって信号伝送線BMの電位が電源電圧VCCに上昇
する。
号MODEを高レベルにする。これにより、pMOSト
ランジスタ48及び50がオフになり、nMOSトラン
ジスタ47及び49がオンになり、nMOSトランジス
タ35及びpMOSトランジスタ36は負荷素子として
機能する。この場合、入力信号SIが高レベルに遷移す
ると、pMOSトランジスタ31がオンになって信号伝
送線BPの電位がグランドレベルから上昇し、また、n
MOSトランジスタ33がオンになって信号伝送線BM
の電位が電源電圧VCCから低下し(BPの電位>BM
の電位)、信号伝送線BP、BM間が低電圧振幅とな
る。入力信号SIが低レベルに遷移すると、pMOSト
ランジスタ31がオフになって信号伝送線BPの電位が
グランドレベルに低下し、また、nMOSトランジスタ
33がオフになって信号伝送線BMの電位が電源電圧V
CCに上昇する。
の効果と同一である。
路では、論理振幅が異なる2種の信号に対し1組のドラ
イバを備えればよいので、MOSトランジスタの個数が
従来の2/3となり、ドライバのチップ上占有面積を大
幅に縮小することが可能となり、チップサイズを縮小す
ることが可能となるという優れた効果を奏し、製造コス
ト低減に寄与するところが大きい。
ある。
である。
ある。
成を示す図である。
である。
図である。
2、48、50 pMOSトランジスタ 123、124、132、33、34、35、43、4
4、47、49 nMOSトランジスタ 13 ウエイクアップ用ドライバ 14 通常用レシーバ 141 ボルテージホロア 143 演算増幅器 15 ウエイクアップ用レシーバ 16 I/Oインタフェース 17〜19 入出力機器 30、30A ドライバ 45、46 インバータ
Claims (3)
- 【請求項1】 第1出力端子と第2出力端子の間に異な
る論理電圧振幅の信号を出力する出力回路において、 第1電源供給線と該第1出力端子との間に直列接続され
た第1及び第2MOSトランジスタと、第2電源供給線
と該第2出力端子との間に直列接続された第3及び第4
MOSトランジスタとを有するドライバ回路と、 モード信号が2値論理の第1状態の時、2値論理入力信
号に応答して該第1〜4MOSトランジスタを共通にオ
ン/オフ制御し、該モード信号が2値論理の第2状態の
時、該第2及び第4MOSトランジスタの各々のゲート
・ドレイン間を短絡すると共に該2値論理入力信号に応
答して該第1及び第3MOSトランジスタを共通にオン
/オフ制御する制御回路と、 を有することを特徴とする出力回路。 - 【請求項2】 上記第1及び第2MOSトランジスタは
いずれもpチャンネル形であり、上記第3及び第4MO
Sトランジスタはいずれもnチャンネル形であり、 上記制御回路は、 該第1及び第2MOSトランジスタのゲート間に接続さ
れた第1スイッチ手段と、 該第2MOSトランジスタのゲート・ドレイン間に接続
された第2スイッチ手段と、 該第3MOSトランジスタのゲートと該第4MOSトラ
ンジスタのゲートとの間に接続された第3スイッチ手段
と、 該第4MOSトランジスタのゲート・ドレイン間に接続
された第4スイッチ手段と、 上記モード信号が上記第1状態であることに応答して該
第1及び第3スイッチ手段をオンにすると共に該第2及
び第4スイッチ手段をオフにし、上記モード信号が上記
第2状態であることに応答して該第1及び第3スイッチ
手段をオフにすると共に該第2及び第4スイッチ手段を
オンにする第1回路と、 上記入力信号に応答して、該第1及び第3MOSトラン
ジスタのゲートにそれ ぞれ2値論理の第1及び第2状態
の電圧を供給する第2回路と、 を有することを特徴とする請求項1記載の出力回路。 - 【請求項3】 上記第1及び第4MOSトランジスタは
いずれもpチャンネル形であり、上記第2及び第3MO
Sトランジスタはいずれもnチャンネル形であり、 上記制御回路は、 該第2MOSトランジスタのゲートと上記入力信号が供
給される第1信号線との間に接続された第1スイッチ手
段と、 該第2MOSトランジスタのゲート・ドレイン間に接続
された第2スイッチ手段と、 該第4MOSトランジスタのゲートと該入力信号を反転
した信号が供給される第2信号線との間に接続された第
3スイッチ手段と、 該第4MOSトランジスタのゲート・ドレイン間に接続
された第4スイッチ手段と、 上記モード信号が上記第1状態であることに応答して該
第1及び第3スイッチ手段をオンにすると共に該第2及
び第4スイッチ手段をオフにし、上記モード信号が上記
第2状態であることに応答して該第1及び第3スイッチ
手段をオフにすると共に該第2及び第4スイッチ手段を
オンにする第1回路と、 上記入力信号に応答して、該第1及び第3MOSトラン
ジスタのゲートにそれぞれ2値論理の第1及び第2状態
の電圧を供給する第2回路と、 を有することを特徴とする請求項1記載の出力回路。
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27208392A JP3266331B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 出力回路 |
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JP27208392A Expired - Lifetime JP3266331B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 出力回路 |
Country Status (2)
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