JP4077123B2 - 差動信号出力回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに論理が異なる差動信号を伝送するUSB(Universal Serial Bus)等の差動信号間のスキューを改善するのに好適な差動信号出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パソコンを構成するキーボードやマウス等の各モジュールそれぞれに備えられたコネクタの規格を統一化するために、上述のようなUSBが採用されつつある。パソコンを構成する各モジュール間では、このUSBを介して互いに論理が異なる差動信号に基づく一連のパケットデータのやり取りが行なわれる。このUSBでは、データがシリアル転送されるため配線の本数は少なく、従って各モジュールのコネクタのピン数は少なくて済み、またそのコネクタに接続されるケーブルの径も比較的小さくて済む。またUSBでは、差動信号によりデータ転送が行なわれるため、同相のノイズ成分が相殺されてノイズの低減化が図られる。尚、一般に、パケットデータどうしを区別するために、隣接するパケットデータどうしの間に、共に論理‘0’の信号が所定時間だけ挿入される。
【0003】
図8は、USBの信号波形を示す図である。
【0004】
図8に示すように、USBでは、互いに論理が異なる2つの差動信号の一方が立ち下がり、他方が立ち上がる際の2つの信号が交差する電圧VCRは非常に狭い電圧範囲(図ではVCRLとVCRHの間)内に在ることが要求される。
【0005】
ここで、差動信号どうしの時間的なタイミングのずれ(以下、スキューと称する)が大きいと、その差分信号が入力されたモジュール側では、正確なパケットデータを得ることは困難であり、従ってパケットデータの転送エラーが発生する場合がある。このため、差動信号のスキューを低減してUSBに出力する差動信号出力回路や転送等で生じた差動信号のスキューを低減するレシーバ等が必要とされる。
【0006】
図9は、小さなスキューを有する差動信号を生成する回路の一例を示す図、図10は、図9に示す回路の動作波形を示す図である。
【0007】
図9に示す回路は、入力端子113と、その入力端子113に接続されたインバータ111と、そのインバータ111の出力側に接続されたインバータ112と、そのインバータ112の出力側に接続された出力端子114と、インバータ111とインバータ112との接続点に接続された出力端子115とから構成されている。
【0008】
インバータ111には、入力端子113を経由して、図10に示す信号Aが入力される。インバータ111は、入力された信号Aの論理を反転して図10に示す信号B’を生成する。生成された信号B’は、出力端子115を経由して外部に出力されるとともに、インバータ112に入力される。インバータ112は、入力された信号B’の論理を反転して信号A’を生成する。生成された信号A’は出力端子114を経由して外部に出力される。このようにして、インバータ112の遅延時間分のみの小さなスキューを有する差動信号A’,B’が外部に出力される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した回路では、小さなスキューを有する差動信号を外部に出力することはできるものの、前述したパケットデータどうしを区別するために必要な、例えば信号A’,B’の双方が所定時間論理‘0’になるというような信号を外部に出力することはできないという問題がある。
【0010】
本発明は、上記事情に鑑み、小さなスキューを有する差動信号を出力することができるとともに、差動信号以外の共に論理が‘0’又は‘1’の信号をも出力することができる差動信号出力回路を提供することを目的とする。又、転送等で生じた差動信号のスキューを低減する差動信号出力回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の差動信号出力回路のうちの第1の差動信号出力回路は、第1,第2の入力端子に互いに論理が異なる2つの差動信号が入力され、入力されたそれら2つの信号間のスキューを、2つの信号のうちの遅れて変化した信号のタイミングで、それら2つの信号をほぼ同時に変化して出力することを特徴とする。
【0012】
本発明の第1の差動信号出力回路は、入力された2つの差動信号のうちの遅れて変化した信号のタイミングで、2つの差動信号がほぼ同時に変化して出力される。従って、比較的大きなスキューを有する2つの差動信号が入力された場合であっても、比較的小さなスキューを有する差動信号が出力されることとなり、入力された2つの信号間のスキューの低減化が図られる。
【0013】
また、上記目的を達成する本発明の差動信号出力回路のうちの第2の差動信号出力回路は、電源からグラウンドにかけて順次直列に接続された2つのPチャンネルトランジスタと2つのNチャンネルトランジスタとからなるトランジスタ群を2つ備えるとともに、
第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のNチャンネルトランジスタのゲートとに接続された第1の入力端子、
上記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタとその第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第1の接続点に接続された第1の出力端子、
第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のNチャンネルトランジスタのゲートとに接続された第2の入力端子、
上記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタとその第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの接続点に接続された第2の出力端子、
入力側が上記第2の入力端子に接続され、出力側が、上記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、上記第1のPチャンネルトランジスタとは異なる第3のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、上記第1のNチャンネルトランジスタとは異なる第3のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第1のインバータ、および
入力側が上記第1の入力端子に接続され、出力側が、上記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、上記第2のPチャンネルトランジスタとは異なる第4のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、上記第2のNチャンネルトランジスタとは異なる第4のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第2のインバータを備えたことを特徴とする。
【0014】
本発明の第2の差動信号出力回路は、上記構成のため、後述する実施形態で説明するように、第1,第2の入力端子に互いに論理が異なる2つの信号が入力されると、それら入力された信号の論理が反転された論理を有する信号が第1,第2の出力端子から出力される。また、第1,第2の入力端子に共に論理が同じ2つの信号が入力されると、第1,第2の出力端子がハイインピーダンス状態となる。
【0015】
ここで、入力側が上記第1の出力端子に接続された第1のラッチと、入力側が上記第2の出力端子に接続された第2のラッチとを備え、
上記第1のラッチの出力を第1の出力端子とし、上記第2のラッチの出力を第2の出力端子とすることが効果的である。
【0016】
このような回路構成にすると、第1,第2の出力端子における論理が第1,第2のラッチで保持されるため、第1,第2の出力端子がハイインピーダンス状態になった場合であっても、安定した論理信号を出力することができる。
【0017】
さらに、上記目的を達成する本発明の差動信号出力回路のうちの第3の差動信号出力回路は、第1,第2の入力端子に互いに論理が異なる2つの差動信号が入力され、入力されたそれら2つの信号間のスキューが、遅延回路で設定した遅延時間未満であれば、それら2つの信号のうちの遅れて変化した信号のタイミングで、それら2つの信号をほぼ同時に変化して出力し、入力された2つの信号間のスキューが、遅延回路で設定した遅延時間を超える場合には単なるバッファとして動作することを特徴とする。
【0018】
本発明の第3の差動信号出力回路は、上記構成のため、小さなスキューを有する差動信号を出力することができるとともに、差動信号以外の共に論理が‘0’又は‘1’の信号をも出力することができる。
【0019】
また、上記目的を達成する本発明の差動信号出力回路のうちの第4の差動信号出力回路は、電源からグラウンドにかけて順次直列に接続された2つのPチャンネルトランジスタと2つのNチャンネルトランジスタとからなるトランジスタ群を4つ備えるとともに、
4つのトランジスタ群のうちの第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のNチャンネルトランジスタのゲートと、4つのトランジスタ群のうちの第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のNチャンネルトランジスタのゲートとの全てに接続された第1の入力端子、
上記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタとその第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第1の接続点と、上記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタとその第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第2の接続点との双方に接続された第1の出力端子、
4つのトランジスタ群のうちの第3のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第3のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第3のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第3のNチャンネルトランジスタのゲートと、4つのトランジスタ群のうちの第4のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第4のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第4のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第4のNチャンネルトランジスタのゲートとの全てに接続された第2の入力端子、
上記第3のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタとその第3のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第3の接続点と、上記第4のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタとその第4のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第4の接続点との双方に接続された第2の出力端子、
入力側が上記第2の入力端子に接続され、出力側が、上記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、上記第1のPチャンネルトランジスタとは異なる第5のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、上記第1のNチャンネルトランジスタとは異なる第5のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第1のインバータ、
入力側が上記第1の入力端子に接続され、出力側が、上記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、上記第2のPチャンネルトランジスタとは異なる第6のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、上記第2のNチャンネルトランジスタとは異なる第6のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第1の遅延回路、
入力側が上記第1の入力端子に接続され、出力側が、上記第3のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、上記第3のPチャンネルトランジスタとは異なる第7のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第3のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、上記第3のNチャンネルトランジスタとは異なる第7のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第2のインバータ、および
入力側が上記第2の入力端子に接続され、出力側が、上記第4のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、上記第4のPチャンネルトランジスタとは異なる第8のPチャンネルトランジスタのゲートと、その第4のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、上記第4のNチャンネルトランジスタとは異なる第8のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第2の遅延回路を備えたことを特徴とする。
【0020】
本発明の第4の差動信号出力回路では、後述する実施形態で説明するように、第1,第2の入力端子に互いに論理が異なる2つの信号が入力され、入力されたそれら2つの信号間のスキューが、第1,第2の遅延回路の遅延時間未満であれば、それら2つの信号のうちの遅れて変化した信号のタイミングで、それら2つの信号が同時に変化して出力されるため、小さなスキューを有する差動信号が出力されることとなる。また、入力された2つの信号間のスキューが、第1,第2の遅延回路の遅延時間以上であれば、これら入力された信号は通常の信号として出力される。従って、差動信号のスキューの低減化が図られるとともに、通常の、例えばパケットデータどうしを区別するために必要な所定時間論理‘0’を有する信号も得られる。
【0021】
ここで、入力側が上記第1の接続点と上記第2の接続点との双方に接続された第1のラッチと、
入力側が上記第3の接続点と上記第4の接続点との双方に接続された第2のラッチと、
上記第1の出力端子が、上記第1の接続点と上記第2の接続点に接続されたものであることに代わり、上記第1のラッチの出力側に接続されたものであり、
上記第2の出力端子が、上記第3の接続点と上記第4の接続点に接続されたものであることに代わり、上記第2のラッチの出力側に接続されたものであることが好ましい。
【0022】
このような回路構成にすると、第1,第2の接続点における論理が第1のラッチで保持され、第3,第4の接続点における論理が第2のラッチで保持されるため、第1,第2の接続点あるいは第3,第4の接続点がハイインピーダンス状態になった場合であっても第1,第2の出力端子の論理が安定する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0024】
図1は、本発明の第1実施形態の差動信号出力回路を示す図である。
【0025】
図1に示す差動信号出力回路100には、2つのトランジスタ群101,102が備えられている。
【0026】
第1のトランジスタ群101は、電源VddからグラウンドGNDにかけて順次直列に接続された、Pチャンネルトランジスタ11(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第1のPチャンネルトランジスタに相当)と、Pチャンネルトランジスタ12と、Nチャンネルトランジスタ22と、Nチャンネルトランジスタ21(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第1のNチャンネルトランジスタに相当)とから構成されている。
【0027】
第2のトランジスタ群102は、電源VddからグラウンドGNDにかけて順次直列に接続された、Pチャンネルトランジスタ15(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第2のPチャンネルトランジスタに相当)と、Pチャンネルトランジスタ16と、Nチャンネルトランジスタ26と、Nチャンネルトランジスタ25(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第2のNチャンネルトランジスタに相当)とから構成されている。
【0028】
また、差動信号出力回路100には、第1のトランジスタ群101を構成する2つのPチャンネルトランジスタ11,12のうちの一方であるPチャンネルトランジスタ11のゲートとその第1のトランジスタ群101を構成する2つのNチャンネルトランジスタ22,21のうちの一方であるNチャンネルトランジスタ21のゲートとの接続点に接続された第1の入力端子5が備えられている。
【0029】
また、差動信号出力回路100には、第1のトランジスタ群101を構成する2つのPチャンネルトランジスタ11,12のうちのグラウンドGND側のPチャンネルトランジスタ12とその第1のトランジスタ群101を構成する2つのNチャンネルトランジスタ22,21のうちの電源Vdd側のNチャンネルトランジスタ22との接続点に接続された第1の出力端子6が備えられている。
【0030】
さらに、差動信号出力回路100には、第2のトランジスタ群102を構成する2つのPチャンネルトランジスタ15,16のうちの一方であるPチャンネルトランジスタ15のゲートと、その第2のトランジスタ群102を構成する2つのNチャンネルトランジスタ26,25のうちの一方であるNチャンネルトランジスタ25のゲートとに接続された第2の入力端子7が備えられている。
【0031】
さらに、差動信号出力回路100には、第2のトランジスタ群102を構成する2つのPチャンネルトランジスタ15,16のうちのグラウンドGND側のPチャンネルトランジスタ16とその第2のトランジスタ群102を構成する2つのNチャンネルトランジスタ26,25のうちの電源Vdd側のNチャンネルトランジスタ26との接続点に接続された第2の出力端子8が備えられている。
【0032】
また、差動信号出力回路100には、入力側が第2の入力端子7に接続され、出力側が、第1のトランジスタ群101を構成するPチャンネルトランジスタ12(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第3のPチャンネルトランジスタに相当)のゲートと、その第1のトランジスタ群101を構成するNチャンネルトランジスタ22(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第3のNチャンネルトランジスタに相当)のゲートとの双方に接続された第1のインバータ31が備えられている。
【0033】
さらに、入力側が第1の入力端子5に接続され、出力側が、第2のトランジスタ群102を構成するPチャンネルトランジスタ16(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第4のPチャンネルトランジスタに相当)のゲートと、その第2のトランジスタ群102を構成するNチャンネルトランジスタ26(本発明の第2の差動信号出力回路にいう第4のNチャンネルトランジスタに相当)のゲートとの双方に接続された第2のインバータ32が備えられている。
【0034】
図2は、図1に示す差動信号出力回路の論理テーブルを示す図である。
【0035】
図1に示す差動信号出力回路100には4通りの組み合わせ(1),(2),(3),(4)の信号A,Bが入力される。以下、図2に示す論理テーブルに従って差動信号出力回路100の動作を説明する。
【0036】
組み合わせ(1)では、第1,第2の入力端子5,7に、共に論理‘0’の信号A,Bが入力される。すると、第1のトランジスタ群101のPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘0’の信号Aが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21はオン状態,オフ状態になる。また、Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22には第1のインバータ31を経由して論理‘1’の信号Bが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22はオフ状態,オン状態になる。Pチャンネルトランジスタ11,12がオン,オフ状態、Nチャンネルトランジスタ22,21もオン,オフ状態になるため、第1の出力端子6の信号Cはハイインピーダンス(Hiz)状態になる。
【0037】
一方、第2のトランジスタ群102のPチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25には論理‘0’の信号Bが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25はオン状態,オフ状態になり、またPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には第2のインバータ32を経由して論理‘1’の信号Aが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26はオフ状態,オン状態になる。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16がオン,オフ状態、Nチャンネルトランジスタ26,25もオン,オフ状態になるため、第2の出力端子8の信号Dもハイインピーダンス(Hiz)状態になる。
【0038】
組み合わせ(2)では、第1,第2の入力端子5,7に、図2に示す論理‘0’,‘1’の信号A,Bが入力される。すると、Pチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘0’の信号Aが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21はオン状態,オフ状態になる。また、Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22には第1のインバータ31を経由して論理‘0’の信号Bが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22もオン状態,オフ状態になる。Pチャンネルトランジスタ11,12がともにオン状態,Nチャンネルトランジスタ22,21がともにオフ状態になるため、第1の出力端子6からは論理‘1’の信号Cが出力される。
【0039】
一方、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25には論理‘1’の信号Bが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25はオフ状態,オン状態になり、またPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には第2のインバータ32を経由して論理‘1’の信号Aが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26もオフ状態,オン状態になる。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16がともにオフ状態,Nチャンネルトランジスタ26,25がともにオン状態になるため、第2の出力端子8からは論理‘0’の信号Dが出力される。
【0040】
組み合わせ(3)では、第1,第2の入力端子5,7に、図2に示す論理‘1’,‘0’の信号A,Bが入力される。すると、Pチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘1’の信号Aが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21はオフ状態,オン状態になる。また、Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22には第1のインバータ31を経由して論理‘1’の信号Bが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22もオフ状態,オン状態になる。Pチャンネルトランジスタ11,12がともにオフ状態,Nチャンネルトランジスタ22,21がともにオン状態になるため、第1の出力端子6からは論理‘0’の信号Cが出力される。
【0041】
一方、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25には論理‘0’の信号Bが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25はオン状態,オフ状態になり、またPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には第2のインバータ32を経由して論理‘0’の信号Aが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26もオン状態,オフ状態になる。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16がともにオン状態,Nチャンネルトランジスタ26,25がともにオフ状態になるため、第2の出力端子8からは論理‘1’の信号Dが出力される。
【0042】
組み合わせ(4)では、第1,第2の入力端子5,7に、共に論理‘1’の信号A,Bが入力される。すると、Pチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘1’の信号Aが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21はオフ状態,オン状態になる。また、Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22には第1のインバータ31を経由して論理‘0’の信号Bが入力されるため、これらPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22はオン状態,オフ状態になる。Pチャンネルトランジスタ11,12がオフ,オン状態、Nチャンネルトランジスタ22,21もオフ,オン状態になるため、第1の出力端子6の信号Cはハイインピーダンス(Hiz)状態になる。
【0043】
一方、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25には論理‘1’の信号Bが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25はオフ状態,オン状態になり、またPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には第2のインバータ32を経由して論理‘0’の信号Aが入力されるため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26はオン状態,オフ状態になる。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16がオフ,オン状態、Nチャンネルトランジスタ26,25もオフ,オン状態になるため、第2の出力端子8の信号Dもハイインピーダンス(Hiz)状態になる。
【0044】
このように、差動信号出力回路100は、第1,第2の入力端子5,7に互いに論理が異なる2つの信号A,Bが入力されると、それら入力された信号A,Bの論理が反転された論理を有する信号C,Dが第1,第2の出力端子6,8から出力される。また、第1,第2の入力端子5,7に共に論理が同じ2つの信号A,Bが入力されると、第1,第2の出力端子6,8がハイインピーダンス状態となる。
【0045】
図3は、本発明の第2実施形態の差動信号出力回路を示す図、図4は、図3に示す差動信号出力回路の論理テーブルを示す図である。
【0046】
図3に示す差動信号出力回路200の構成は、図1に示す差動信号出力回路100の構成と比較し、差動信号出力回路100を構成する第1のトランジスタ群101の出力側に第1のラッチ37が接続されるとともに、第2のトランジスタ群102の出力側に第2のラッチ38が接続されている点が異なっている。
【0047】
第1のラッチ37は、インバータ33とインバータ34から構成されている。また第2のラッチ38は、インバータ35とインバータ36から構成されている。このような第1,第2のラッチ37,38を備えると、第1,第2の出力端子6,8における論理がこれら第1,第2のラッチ37,38で保持されるため、第1,第2のトランジスタ群101,102から出力される信号(図1に示す信号C,D)がハイインピーダンス状態になった場合であっても、図4の論理テーブルに示すように、前回から出力されている信号A’,B’が出力され続ける。
【0048】
図5は、本発明の第3実施形態の差動信号出力回路を示す図である。
【0049】
本回路は、USBに差動信号を出力する出力バッファとしても、USBから差動信号を入力するレシーバ回路の入力バッファ回路としても、差動信号間のスキューを低減する回路としても用いることができる。
【0050】
図5に示す差動信号出力回路10には、4つのトランジスタ群1,2,3,4が備えられている。
【0051】
第1のトランジスタ群1は、電源VddからグラウンドGNDにかけて順次直列に接続された、Pチャンネルトランジスタ11(本発明の第4の差動信号出力回路(以下、単に本発明と記述する))にいう第1のPチャンネルトランジスタに相当)と、Pチャンネルトランジスタ12と、Nチャンネルトランジスタ22と、Nチャンネルトランジスタ21(本発明にいう第1のNチャンネルトランジスタに相当)とから構成されている。
【0052】
第2のトランジスタ群2は、電源VddからグラウンドGNDにかけて順次直列に接続された、Pチャンネルトランジスタ13(本発明にいう第2のPチャンネルトランジスタに相当)と、Pチャンネルトランジスタ14と、Nチャンネルトランジスタ24と、Nチャンネルトランジスタ23(本発明にいう第2のNチャンネルトランジスタに相当)とから構成されている。
【0053】
第3のトランジスタ群3は、電源VddからグラウンドGNDにかけて順次直列に接続された、Pチャンネルトランジスタ15(本発明にいう第3のPチャンネルトランジスタに相当)と、Pチャンネルトランジスタ16と、Nチャンネルトランジスタ26と、Nチャンネルトランジスタ25(本発明にいう第3のNチャンネルトランジスタに相当)とから構成されている。
【0054】
第4のトランジスタ群4は、電源VddからグラウンドGNDにかけて順次直列に接続された、Pチャンネルトランジスタ17(本発明にいう第4のPチャンネルトランジスタに相当)と、Pチャンネルトランジスタ18と、Nチャンネルトランジスタ28と、Nチャンネルトランジスタ27(本発明にいう第4のNチャンネルトランジスタに相当)とから構成されている。
【0055】
また、差動信号出力回路10には、第1のトランジスタ群1を構成する2つのPチャンネルトランジスタ11,12のうちの一方であるPチャンネルトランジスタ11のゲートと、その第1のトランジスタ群1を構成する2つのNチャンネルトランジスタ22,21のうちの一方であるNチャンネルトランジスタ21のゲートと、第2のトランジスタ群2を構成する2つのPチャンネルトランジスタ13,14のうちの一方であるPチャンネルトランジスタ13のゲートと、その第2のトランジスタ群2を構成する2つのNチャンネルトランジスタ24,23のうちの一方であるNチャンネルトランジスタ23のゲートとの全てに接続された第1の入力端子5が備えられている。
【0056】
さらに、差動信号出力回路10には、第1のトランジスタ群1を構成する2つのPチャンネルトランジスタ11,12のうちのグラウンドGND側のPチャンネルトランジスタ12とその第1のトランジスタ群1を構成する2つのNチャンネルトランジスタ22,21のうちの電源Vdd側のNチャンネルトランジスタ22との第1の接続点1aと、第2のトランジスタ群2を構成する2つのPチャンネルトランジスタ13,14のうちのグラウンドGND側のPチャンネルトランジスタ14とその第2のトランジスタ群2を構成する2つのNチャンネルトランジスタ24,23のうちの電源Vdd側のNチャンネルトランジスタ24との第2の接続点2aと、それら第1,第2の接続点1a,2aの双方に接続された第6の接続点6aとが備えられている。
【0057】
また、差動信号出力回路10には、第3のトランジスタ群3を構成する2つのPチャンネルトランジスタ15,16のうちの一方であるPチャンネルトランジスタ15のゲートと、その第3のトランジスタ群3を構成する2つのNチャンネルトランジスタ26,25のうちの一方であるNチャンネルトランジスタ25のゲートと、第4のトランジスタ群4を構成する2つのPチャンネルトランジスタ17,18のうちの一方であるPチャンネルトランジスタ17のゲートと、その第4のトランジスタ群4を構成する2つのNチャンネルトランジスタ28,27のうちの一方であるNチャンネルトランジスタ27のゲートとの全てに接続された第2の入力端子7が備えられている。
【0058】
さらに、差動信号出力回路10には、第3のトランジスタ群3を構成する2つのPチャンネルトランジスタ15,16のうちのグラウンドGND側のPチャンネルトランジスタ16とその第3のトランジスタ群3を構成する2つのNチャンネルトランジスタ26,25のうちの電源Vdd側のNチャンネルトランジスタ26との第3の接続点3aと、第4のトランジスタ群4を構成する2つのPチャンネルトランジスタ17,18のうちのグラウンドGND側のPチャンネルトランジスタ18とその第4のトランジスタ群4を構成する2つのNチャンネルトランジスタ28,27のうちの電源Vdd側のNチャンネルトランジスタ28との第4の接続点4aと、それら第3,第4の接続点3a,4aの双方に接続された第8の接続点8aとが備えられている。
【0059】
また、差動信号出力回路10には、入力側が第2の入力端子7に接続され、出力側が、第1のトランジスタ群1を構成するPチャンネルトランジスタ12(本発明にいう第5のPチャンネルトランジスタに相当)のゲートと、その第1のトランジスタ群1を構成するNチャンネルトランジスタ22(本発明にいう第5のNチャンネルトランジスタに相当)のゲートとの双方に接続された第1のインバータ31が備えられている。
【0060】
さらに、入力側が第1の入力端子5に接続され、出力側が、第2のトランジスタ群2を構成するPチャンネルトランジスタ14(本発明にいう第6のPチャンネルトランジスタに相当)のゲートと、その第2のトランジスタ群2を構成するNチャンネルトランジスタ24(本発明にいう第6のNチャンネルトランジスタに相当)のゲートとの双方に接続された第1の遅延回路41が備えられている。この第1の遅延回路41は所定の遅延時間を有する。
【0061】
また、入力側が第1の入力端子5に接続され、出力側が、第3のトランジスタ群3を構成するPチャンネルトランジスタ16(本発明にいう第7のPチャンネルトランジスタに相当)のゲートと、その第3のトランジスタ群3を構成するNチャンネルトランジスタ26(本発明にいう第7のNチャンネルトランジスタに相当)のゲートとの双方に接続された第2のインバータ32が備えられている。
【0062】
さらに、入力側が第2の入力端子7に接続され、出力側が、第4のトランジスタ群4を構成するPチャンネルトランジスタ18(本発明にいう第8のPチャンネルトランジスタに相当)のゲートと、その第4のトランジスタ群4を構成するNチャンネルトランジスタ28(本発明にいう第8のNチャンネルトランジスタに相当)のゲートとの双方に接続された第2の遅延回路42が備えられている。この第2の遅延回路42は、前述した第1の遅延回路41の遅延時間と同じ遅延時間を有する。
【0063】
ここで、遅延回路41,42の具体例としてはインバータを偶数個複数段に接続した回路を用いることができ、段数を変えることによって、遅延時間を可変することができる。
【0064】
また、この差動信号出力回路10には、入力側が第1の接続点1aと第2の接続点2aとの双方に接続されたインバータ33,34からなる第1のラッチ37と、入力側が第3の接続点3aと第4の接続点4aとの双方に接続されたインバータ35,36からなる第2のラッチ38が備えられている。
【0065】
さらに、第1のラッチ37の出力側に接続された第1の出力端子6、および第2のラッチ38の出力側に接続された第2の出力端子8も備えられている。
【0066】
このように構成された差動信号出力回路10の動作について、図5に加え、図6および図7を参照して説明する。
【0067】
図6は、図5に示す差動信号出力回路の動作波形を示す図、図7は、差動信号出力回路の各トランジスタの状態変化を示す図である。
【0068】
図5に示す差動信号出力回路10の動作は、図7に示す4つの項目(1),(2),(3),(4)に大きく分類される。以下、詳細に説明する。
【0069】
最初の時点では、第1,第2の入力端子5,7には、図6に示すように,論理‘0’,‘1’の信号A,Bが入力されているものとする。第1のトランジスタ群1のPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘0’の信号Aが入力されているため、これらPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21はオン状態,オフ状態にある。また、Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22には第1のインバータ31を経由して論理‘0’の信号Bが入力されているため、これらPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22もオン状態,オフ状態にある。Pチャンネルトランジスタ11,12がともにオン状態,Nチャンネルトランジスタ22,21がともにオフ状態にあるため、第1のトランジスタ群1の第1の接続点1aは論理‘1’にある。
【0070】
また、第2のトランジスタ群2のPチャンネルトランジスタ13,Nチャンネルトランジスタ23には論理‘0’の信号Aが入力されているため、これらPチャンネルトランジスタ13,Nチャンネルトランジスタ23はオン状態,オフ状態にあり、またPチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24には第1の遅延回路41を経由して論理‘0’の信号ADELAYが入力されているため、これらPチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24もオン状態,オフ状態にある。従って、第2の接続点2aも第1の接続点1aと同様に論理‘1’にある。従って、第1の接続点1aと第2の接続点2aが接続されてなる第6の接続点6aの信号ANも論理‘1’にある。この論理‘1’は第1のラッチ37で反転されて論理‘0’の信号A’が第1の出力端子6から出力されている。
【0071】
一方、第3のトランジスタ群3のPチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25には論理‘1’の信号Bが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25はオフ状態,オン状態にあり、またPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には第2のインバータ32を経由して論理‘1’の信号Aが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26もオフ状態,オン状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16がともにオフ状態,Nチャンネルトランジスタ26,25がともにオン状態にあるため、第3の接続点3aは論理‘0’にある。また、第4のトランジスタ群4のPチャンネルトランジスタ17,Nチャンネルトランジスタ27には論理‘1’の信号Bが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ17,Nチャンネルトランジスタ27はオフ状態,オン状態にあり、またPチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28には第2の遅延回路42を経由して論理‘1’の信号BDELAYが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28もオフ状態,オン状態にある。従って、第4の接続点4aも第3の接続点3aと同様に論理‘0’にある。このため、第3の接続点3aと第4の接続点4aが接続されてなる第8の接続点8aの信号BNは論理‘0’にあり、この論理‘0’が第2のラッチ38で反転されて第2の出力端子8から論理‘1’の信号B’が出力されている。
【0072】
このような状態で、先ず、図7に示す項目(1)の動作が行なわれる。この動作では、信号Aが論理‘0’→‘1’に変化し、次いで、第1,第2の遅延回路41,42の遅延時間未満に信号Bが論理‘1’→‘0’に変化する。
【0073】
先ず、図6に示すように、信号Aが論理‘0’から論理‘1’に変化する。すると、図7に示すように、第1のトランジスタ群1では、ともにオン状態にあるPチャンネルトランジスタ11,12のうちのPチャンネルトランジスタ11がオフ状態になり、一方ともにオフ状態にあるNチャンネルトランジスタ22,21のうちのNチャンネルトランジスタ21がオン状態になるため、第1の接続点1aはハイインピーダンス状態(以下、Hiz状態と記述する)になる。また第2のトランジスタ群2においても、ともにオン状態にあるPチャンネルトランジスタ13,14のうちのPチャンネルトランジスタ13がオフ状態になり、一方ともにオフ状態にあるNチャンネルトランジスタ24,23のうちのNチャンネルトランジスタ23がオン状態になるため、第2の接続点2aもHiz状態になる。第1の接続点1a,第2の接続点2aはともにHiz状態になるため、第1のラッチ37の状態は変化せず、従って第1の出力端子6からは論理‘0’の信号A’が出力され続ける。
【0074】
一方、第3のトランジスタ群3では、第2のインバータ32を経由して論理‘0’の信号Aが入力されるため、図7に示すように、ともにオン状態にあるNチャンネルトランジスタ26,25のうちのNチャンネルトランジスタ26がオフ状態になり、またともにオフ状態にあるPチャンネルトランジスタ15,16のうちのPチャンネルトランジスタ16がオン状態になる。従って、第3の接続点3aはHiz状態になる。ここで、第4のトランジスタ群4の各トランジスタの状態は変化しないため、第4の接続点4aは論理‘0’にあり、第2のラッチ38の状態も変化せず、従って第2の出力端子8からは論理‘1’の信号B’が出力され続ける。このように、信号Aが論理‘0’→‘1’に変化した時点では、信号A’B’の論理は変化しない。
【0075】
次いで、第1,第2の遅延回路41,42の遅延時間経過前に、信号Bが論理‘1’→‘0’に変化する。論理‘0’に変化した信号Bは第3のトランジスタ群3のNチャンネルトランジスタ25,Pチャンネルトランジスタ15に入力され、これによりNチャンネルトランジスタ25,Pチャンネルトランジスタ15はオフ状態,オン状態となり、一方Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には第2のインバータ32を経由して論理‘0’の信号Aが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26はオン状態,オフ状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16はオン状態、Nチャンネルトランジスタ26,25はオフ状態となり第3の接続点3aはHiz状態から論理‘1’に変化する。さらに、論理‘0’に変化した信号Bは第4のトランジスタ群4のNチャンネルトランジスタ27,Pチャンネルトランジスタ17に入力され、これによりNチャンネルトランジスタ27,Pチャンネルトランジスタ17はオフ状態,オン状態となり、一方Pチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28には、遅延時間以前に信号Bが論理‘1’→論理‘0’に変化したため、第2の遅延回路42を経由して論理‘1’の信号BDELAYがまだ入力され続けており、Pチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28はオフ状態,オン状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ17,18はオン,オフ状態、Nチャンネルトランジスタ25,27もオン,オフ状態となり、第4の接続点4aはHiz状態に変化する。このため、第3の接続点3aと第4の接続点4aが接続されてなる第8の接続点8aの信号BNは論理‘1’になり、この論理‘1’の信号BNが第2のラッチ回路38で反転され、これにより信号B’は論理‘1’から論理‘0’に変化する。
【0076】
また、第1のインバータ31を経由して論理‘1’の信号Bが、第1のトランジスタ群1のPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22に入力され、これによりPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22がオフ状態,オン状態になる。ここで、第1のトランジスタ群1のPチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘1’の信号Aが入力されているため、オフ状態,オン状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ11,12がともにオフ状態、Nチャンネルトランジスタ22,21がともにオン状態になり、第1の接続点1aは論理‘0’になる。一方、第2の接続点2aはHiz状態にあるため、第1の接続点1aと第2の接続点2aが接続されてなる第6の接続点6aの信号ANは論理‘0’となり、この論理‘0’の信号ANが第1のラッチ回路37で反転され、これにより信号A’は論理‘0’から論理‘1’に変化する。このように、項目(1)では、信号A,B間のスキューに起因して、先ず信号Aが論理‘0’から論理‘1’に変化し、次いで信号Bが論理‘1’から論理‘0’に変化する。この場合、信号Aが論理‘0’から論理‘1’に変化した時点では出力信号A’,B’の論理は変化せずそのままの状態が維持され、信号Bが論理‘1’から論理‘0’に変化した時点で出力信号A’,B’の論理が変化する。さらに、所定の遅延時間経過後、第1,第2の遅延回路41,42から、図6に示すように、論理‘1’の信号ADELAY,論理‘0’の信号BDELAYが出力される。
【0077】
次に、図7に示す項目(2)の動作が行なわれる。この動作では、先ず、信号Bが論理‘0’→‘1’に変化し、次いで第1,第2の遅延回路41,42の遅延時間経過前に信号Aが論理‘1’→‘0’に変化する。
【0078】
図6に示すように、先ず、信号Bが論理‘0’から論理‘1’に変化する。すると、図7に示すように、第3のトランジスタ群3では、ともにオン状態にあるPチャンネルトランジスタ15,16のうちのPチャンネルトランジスタ15がオフ状態になり、またともにオフ状態にあるNチャンネルトランジスタ26,25のうちのNチャンネルトランジスタ25がオン状態になる。従って、第3の接続点3aはHiz状態になる。また、第4のトランジスタ群4では、Pチャンネルトランジスタ17がオフ状態、Nチャンネルトランジスタ27がオン状態になる。ここで、Pチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28には、第2の遅延回路42からの論理‘0’の信号BDELAYが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28は、オン状態、オフ状態にある。従って、第4の接続点4aもHiz状態になる。このように、信号Bが論理‘0’→‘1’に変化した時点では、信号B’の論理は変化しない。
【0079】
また、第1のトランジスタ群1では、第1のインバータ31を経由して論理‘0’の信号Bが入力され、ともにオン状態にあるNチャンネルトランジスタ22,21のうちのNチャンネルトランジスタ22がオフ状態になり、ともにオフ状態にあるPチャンネルトランジスタ11,12のうちのPチャンネルトランジスタ12がオン状態になるため、第1の接続点1aはHiz状態になる。また第2のトランジスタ群2では、Pチャンネルトランジスタ13,Nチャンネルトランジスタ23には、論理‘1’の信号Aが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ13,Nチャンネルトランジスタ23は、オフ状態、オン状態にある。またPチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24には、第1の遅延回路41からの論理‘1’の信号ADELAYが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24は、オフ状態、オン状態にある。即ち、Pチャンネルトランジスタ13,14はともにオフ状態、Nチャンネルトランジスタ24,23はともにオン状態であり、従って第2の接続点2aは論理‘0’にある。このため、信号Bが論理‘0’→‘1’に変化した時点では、信号A’の論理も変化しない。
【0080】
次いで、信号Aが論理‘1’→‘0’に変化する。論理‘0’に変化した信号Aは第1のトランジスタ群1のNチャンネルトランジスタ21,Pチャンネルトランジスタ11に入力され、これにより図7に示すように、Nチャンネルトランジスタ21,Pチャンネルトランジスタ11はオフ状態,オン状態となり、一方Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22には第1のインバータ31を経由して論理‘0’の信号Bが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22はオン状態,オフ状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ11,12はともにオン状態、Nチャンネルトランジスタ21,22はともにオフ状態になり、第1の接続点1aはHiz状態から論理‘1’に変化する。さらに、論理‘0’に変化した信号Aは第2のトランジスタ群2のNチャンネルトランジスタ23,Pチャンネルトランジスタ13に入力され、これによりNチャンネルトランジスタ23,Pチャンネルトランジスタ13はオフ状態,オン状態となり、一方Pチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24には第1の遅延回路41を経由して、図6に示す論理‘1’の信号ADELAYが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24はオフ状態,オン状態にある。従って、第2の接続点2aはHiz状態に変化する。このため、第6の接続点6aの信号ANは論理‘1’になり、この論理‘1’の信号ANが第1のラッチ回路37で反転され、これにより信号A’は論理‘1’から論理‘0’に変化する。
【0081】
また、第2のインバータ31を経由して論理‘1’の信号Aが、第3のトランジスタ群3のPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26に入力され、これによりPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26がオフ状態,オン状態になる。ここで、Pチャンネルトランジスタ15,Nチャンネルトランジスタ25には論理‘1’の信号Bが入力されているため、オフ状態,オン状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ15,16がともにオフ状態、Nチャンネルトランジスタ26,25がともにオン状態になり、第3の接続点3aは論理‘0’になる。一方、第4の接続点4aはHiz状態にあるため、第8の接続点8aの信号BNは論理‘0’となり、この論理‘0’の信号BNが第2のラッチ回路38で反転され、これにより信号B’は論理‘0’から論理‘1’に変化する。このように、項目(2)では、信号A,B間のスキューに起因して、先ず信号Bが論理‘0’から論理‘1’に変化し、次いで信号Aが論理‘1’から論理‘0’に変化する。この場合、信号Bが論理‘0’から論理‘1’に変化した時点では出力信号A’,B’の論理は変化せずにそのままの状態が維持され、信号Aが論理‘1’から論理‘0’に変化した時点で出力信号A’,B’の論理が変化する。従って、項目(1)と相俟って論理が互いに反転した差動信号のスキューを低減することができる。
【0082】
次に、項目(3)について説明する。ここでは、信号Aのみの論理が‘0’→‘1’に変化する。
【0083】
図6に示すように、信号Aが論理‘0’から論理‘1’に変化する。すると、第1のトランジスタ群1では、図7に示すように、ともにオン状態にあるPチャンネルトランジスタ11,12のうちのPチャンネルトランジスタ11がオフ状態になり、ともにオフ状態にあるNチャンネルトランジスタ22,21のうちのNチャンネルトランジスタ21がオン状態になるため、第1の接続点1aはHiz状態になる。また第2のトランジスタ群2では、Pチャンネルトランジスタ13,Nチャンネルトランジスタ23がオフ状態,オン状態になる。また、この時点では第1の遅延回路41からは論理‘0’の信号ADELAYが出力されているため、Pチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24はオン状態,オフ状態であり、従って第2の接続点2aもHiz状態にある。このため、第1のラッチ37は変化せず論理‘0’の信号A’が出力され続ける。
【0084】
第3のトランジスタ群3では、第2のインバータ32を経由して論理‘0’の信号Aが入力されるため、ともにオン状態にあるNチャンネルトランジスタ26,25のうちのNチャンネルトランジスタ26がオフ状態になり、またともにオフ状態にあるPチャンネルトランジスタ15,16のうちのPチャンネルトランジスタ16がオン状態になる。従って、第3の接続点3aはHiz状態になる。また、第4の接続点4aもHiz状態であるため、論理‘1’の信号B’が出力され続ける。
【0085】
ここで、第1の遅延回路41が有する遅延時間経過後、その第1の遅延回路41から論理‘1’の信号ADELAYが出力される。すると、Pチャンネルトランジスタ14,Nチャンネルトランジスタ24がオフ状態,オン状態になり、第2の接続点2aが論理‘0’になり、第1のラッチ37を経由して論理信号A’が論理‘0’→‘1’に変化する。
【0086】
次に、項目(4)について説明する。ここでは、信号Bのみの論理が‘1’→‘0’に変化する。
【0087】
信号Bが論理‘1’から論理‘0’に変化する。すると、第3のトランジスタ群3では、Nチャンネルトランジスタ25,Pチャンネルトランジスタ15がオフ状態,オン状態になる。またPチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26には、第2のインバータ32を経由して論理‘0’の信号Aが入力されているため、Pチャンネルトランジスタ16,Nチャンネルトランジスタ26はオン状態,オフ状態にある。このため第3の接続点3aは論理‘1’になる。
【0088】
第4のトランジスタ群4では、Nチャンネルトランジスタ27,Pチャンネルトランジスタ17がオフ状態,オン状態になる。また、この時点では第2の遅延回路42から論理‘1’の信号BDELAYが出力されているため、Pチャンネルトランジスタ18,Nチャンネルトランジスタ28はオフ状態,オン状態であり、従って第2の接続点2aはHiz状態になる。このため、第8の接続点8aは論理‘1’になり、第2のラッチ38を経由して論理‘0’の信号B’が出力される。
【0089】
また、第1のインバータ31を経由して論理‘1’の信号Bが、第1のトランジスタ群1のPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22に入力され、これによりPチャンネルトランジスタ12,Nチャンネルトランジスタ22がオフ状態,オン状態になる。ここで、Pチャンネルトランジスタ11,Nチャンネルトランジスタ21には論理‘1’の信号Aが入力されているため、オフ状態,オン状態にある。従って、Pチャンネルトランジスタ11,12がともにオフ状態、Nチャンネルトランジスタ22,21がともにオン状態になり、第1の接続点1aは論理‘0’になる。一方、第2の接続点2aも論理‘0’にあるため、第6の接続点6aの信号ANは論理‘0’の状態が維持され、第1のラッチ37を経由して論理‘1’の信号A’が出力され続ける。
【0090】
次いで、第2の遅延回路42が有する遅延時間経過後、その第2の遅延回路42から論理‘0’の信号BDELAYが出力される。すると、Nチャンネルトランジスタ28,Pチャンネルトランジスタ18がオフ状態,オン状態になり、第8の接続点8aの論理‘1’が維持される。従って、論理‘0’の信号B’が維持される。
【0091】
このように、本実施形態の差動信号出力回路10は、入力された信号A,B間のスキューが、第1,第2の遅延回路41,42が有する遅延時間未満であれば、これら信号A,Bを差動信号とみなしてスキューを低減する回路として動作し、入力された信号A,B間のスキューが、第1,第2の遅延回路41,42が有する遅延時間以上であれば、バッファ動作を行ない、入力された信号A,Bを通常の信号として出力する。従って、差動信号のスキューの低減化が図られるとともに、例えばパケットデータどうしを区別するために必要な所定時間論理‘0’を有する信号を出力することができる。
【0092】
尚、本実施形態では、第1の遅延回路が有する遅延時間と第2の遅延回路が有する遅延時間を同じ遅延時間で説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、第1の遅延回路が有する遅延時間と第2の遅延回路が有する遅延時間は異なっていてもよい。このようにすると、入力される2つの信号の最初の部分におけるスキューと最後の部分におけるスキューとを区別して処理することができる。
【0093】
また、本実施形態では、第1,第2のラッチの出力側に接続された第1,第2の出力端子の例で説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、第1の出力端子が、第1の接続点と第2の接続点に接続され、また第2の出力端子が、第3の接続点と第4の接続点に接続されたものであればよい。
【0094】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の差動信号出力回路によれば、小さなスキューを有する差動信号を出力することができるとともに、差動信号以外の通常の信号をも出力することができる。又、転送等で生じた差動信号のスキューを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の差動信号出力回路を示す図である。
【図2】図1に示す差動信号出力回路の論理テーブルを示す図である。
【図3】本発明の第2実施形態の差動信号出力回路を示す図である。
【図4】図3に示す差動信号出力回路の論理テーブルを示す図である。
【図5】本発明の第3実施形態の差動信号出力回路を示す図である。
【図6】図5に示す差動信号出力回路の動作波形を示す図である。
【図7】差動信号出力回路の各トランジスタの状態変化を示す図である。
【図8】USBの信号波形を示す図である。
【図9】小さなスキューを有する差動信号を生成する回路の一例を示す図である。
【図10】図9に示す回路の動作波形を示す図である。
【符号の説明】
1,2,3,4,101,102 トランジスタ群
1a,2a,3a,4a,6a,8a 接続点
5,7 入力端子
6,8 出力端子
10,100,200 差動信号出力回路
11,12,13,14,15,16,17,18 Pチャンネルトランジスタ
21,22,23,24,25,26,27,28 Nチャンネルトランジスタ
31,32,33,34,35,36 インバータ
37,38 ラッチ
41,42 遅延回路
Claims (4)
- 電源からグラウンドにかけて順次直列に接続された2つのPチャンネルトランジスタと2つのNチャンネルトランジスタとからなるトランジスタ群を2つ備えるとともに、
第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のNチャンネルトランジスタのゲートとに接続された第1の入力端子、
前記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタと該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第1の接続点に接続された第1の出力端子、
第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のNチャンネルトランジスタのゲートとに接続された第2の入力端子、
前記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタと該第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの接続点に接続された第2の出力端子、
入力側が前記第2の入力端子に接続され、出力側が、前記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、前記第1のPチャンネルトランジスタとは異なる第3のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、前記第1のNチャンネルトランジスタとは異なる第3のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第1のインバータ、および
入力側が前記第1の入力端子に接続され、出力側が、前記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、前記第2のPチャンネルトランジスタとは異なる第4のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、前記第2のNチャンネルトランジスタとは異なる第4のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第2のインバータを備えたことを特徴とする差動信号出力回路。 - 入力側が前記第1の出力端子に接続された第1のラッチと、入力側が前記第2の出力端子に接続された第2のラッチとを備え、
前記第1のラッチの出力を第1の出力端子とし、前記第2のラッチの出力を第2の出力端子とする請求項1記載の差動信号出力回路。 - 電源からグラウンドにかけて順次直列に接続された2つのPチャンネルトランジスタと2つのNチャンネルトランジスタとからなるトランジスタ群を4つ備えるとともに、
4つのトランジスタ群のうちの第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第1のNチャンネルトランジスタのゲートと、4つのトランジスタ群のうちの第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第2のNチャンネルトランジスタのゲートとの全てに接続された第1の入力端子、
前記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタと該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第1の接続点と、前記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタと該第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第2の接続点との双方に接続された第1の出力端子、
4つのトランジスタ群のうちの第3のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第3のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第3のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第3のNチャンネルトランジスタのゲートと、4つのトランジスタ群のうちの第4のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの一方である第4のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第4のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの一方である第4のNチャンネルトランジスタのゲートとの全てに接続された第2の入力端子、
前記第3のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタと該第3のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第3の接続点と、前記第4のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちのグラウンド側のPチャンネルトランジスタと該第4のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの電源側のNチャンネルトランジスタとの第4の接続点との双方に接続された第2の出力端子、
入力側が前記第2の入力端子に接続され、出力側が、前記第1のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、前記第1のPチャンネルトランジスタとは異なる第5のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第1のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、前記第1のNチャンネルトランジスタとは異なる第5のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第1のインバータ、
入力側が前記第1の入力端子に接続され、出力側が、前記第2のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、前記第2のPチャンネルトランジスタとは異なる第6のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第2のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、前記第2のNチャンネルトランジスタとは異なる第6のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第1の遅延回路、
入力側が前記第1の入力端子に接続され、出力側が、前記第3のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、前記第3のPチャンネルトランジスタとは異なる第7のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第3のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、前記第3のNチャンネルトランジスタとは異なる第7のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第2のインバータ、および
入力側が前記第2の入力端子に接続され、出力側が、前記第4のトランジスタ群を構成する2つのPチャンネルトランジスタのうちの、前記第4のPチャンネルトランジスタとは異なる第8のPチャンネルトランジスタのゲートと、該第4のトランジスタ群を構成する2つのNチャンネルトランジスタのうちの、前記第4のNチャンネルトランジスタとは異なる第8のNチャンネルトランジスタのゲートとの双方に接続された第2の遅延回路を備えたことを特徴とする差動信号出力回路。 - 入力側が前記第1の接続点と前記第2の接続点との双方に接続された第1のラッチと、
入力側が前記第3の接続点と前記第4の接続点との双方に接続された第2のラッチと、
前記第1の出力端子が、前記第1の接続点と前記第2の接続点に接続されたものであることに代わり、前記第1のラッチの出力側に接続されたものであり、
前記第2の出力端子が、前記第3の接続点と前記第4の接続点に接続されたものであることに代わり、前記第2のラッチの出力側に接続されたものであることを特徴とする請求項3記載の差動信号出力回路。
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