JP4119062B2 - 終端回路 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、終端回路に係り、特に、伝送路を用いて信号を伝送する際に、伝送路の終端での反射を防止する終端回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、伝送路を介してディジタル信号の送受信を行う際には、伝送路のインピーダンスが受信側の入力インピータンスと一致していないと、伝送路の終端で信号が反射し、波形歪みが生じる。そこで、伝送路のインピーダンスに等しい抵抗値を有する抵抗を伝送路の終端と接地電位との間に接続している。これにより、伝送路の終端での反射が防止され、波形歪みのないディジタル信号の送受信が可能になる。
【0003】
しかしながら、伝送路終端と接地電位との間に抵抗を接続した場合には、伝送路にハイレベルの信号が出力されているときに、抵抗を介して接地電位へと電流が流れてしまい、消費電力のロスが大きくなってしまうという問題があった。
【0004】
その対策として、抵抗に代えてMOSFETを用いた終端回路が提案されている。
図10の符号101に、従来のディジタル伝送回路の一例を示す。このディジタル伝送回路は、ドライバ102と、レシーバ103と、伝送路104とを有しており、ドライバ102から出力された信号電圧は、伝送路104を介してレシーバ103に受信されるように構成されている。
【0005】
この伝送回路101には、終端回路111が設けられている。終端回路111は、CMOSインバータ116,117を有している。
CMOSインバータ116は、pチャネルMOSトランジスタ114とnチャネルMOSトランジスタ115とからなり、その入力端子が伝送路の終端105に接続されており、伝送路の終端105の信号電圧のレベルに応じた信号を出力端子から出力する。
【0006】
CMOSインバータ117は、pチャネルMOSトランジスタ112、nチャネルMOSトランジスタ113からなり、pチャネルMOSトランジスタ112が電源電圧Vcc側に、nチャネルMOSトランジスタ113が接地電位側に、それぞれ配置され、出力端子が伝送路の終端105に接続されており、CMOSインバータ116の出力信号がハイレベルのときには、伝送路の終端105をnチャネルMOSトランジスタ113を介して接地電位に接続し、出力信号がローレベルのときには、伝送路の終端105をpチャネルMOSトランジスタ112を介して電源電圧Vccに接続する。
【0007】
上記回路101で、ドライバ102の出力がローレベルで一定の状態では、CMOSインバータ116の出力はハイレベルであり、伝送路の終端105は、nチャネルMOSトランジスタ113を介して接地電位に接続された状態にある。
【0008】
この状態から、ドライバ102が出力信号をローレベルからハイレベルに立ち上げると、伝送路104における遅延時間の経過後、伝送路の終端105の電圧がローレベルから立ち上がる。伝送路の終端105の電位がハイレベルのしきい値を超えると、これに対応してCMOSインバータ116の出力信号がハイレベルからローレベルに切り換わり、伝送路104の終端105はpチャネルMOSトランジスタ112を介して電源電圧Vccに接続され、伝送路の終端105の電位は電源電圧Vccによって引き上げられる。
【0009】
このとき、電源電圧VccからpチャネルMOSトランジスタ112を介して伝送路の終端105へと一時的に電流が流れるが、伝送路の終端105の電位がハイレベルに達すると、それ以降は流れなくなる。
【0010】
伝送路の終端105の電位がハイレベルで安定している状態では、伝送路の終端105は、pチャネルMOSトランジスタ112を介して電源電圧Vccに接続された状態にある。
【0011】
その後、ドライバ102が出力信号をハイレベルからローレベルに立ち下げると、上述の動作と逆の動作がなされる。すなわち、CMOSインバータ116の出力信号がローレベルからハイレベルに切り換わり、伝送路104の終端105はnチャネルMOSトランジスタ113を介して接地電位に接続され、伝送路の終端105の電位が引き下げられる。この引き下げの際に、伝送路の終端105からnチャネルMOSトランジスタ113を介して接地電位側に電流が流れるが、伝送路の終端105の電位がローレベルに達すると、それ以降電流はほとんど流れなくなる。
【0012】
このように、上述した終端回路111では、伝送路の終端105の電位がハイレベルのときには終端105を電源電圧Vccに終端させ、ローレベルのときには終端105を接地電位に終端させる。論理レベルの切り換え時には、上述したように伝送路の終端105に電流がわずかに流れるが、伝送路の終端105の論理レベルが一定であるときには電流は流れないので、伝送路終端に抵抗を常時接続した場合に比して、消費電力のロスを大きく低減することができる。
【0013】
また、電源電圧Vcc側のpチャネルMOSトランジスタ112のオン抵抗と、接地電位側のnチャネルMOSトランジスタ113のオン抵抗とは、ともに伝送路104のラインインピーダンスとマッチングするように予め設定されているので、伝送路の終端105での反射はなく、波形歪みが生じない。
【0014】
しかしながら、上記の終端回路111においては、論理レベルが切り換わるときに、レシーバ103の入力電圧に、大きなオーバーシュートやアンダーシュートが生じてしまうという問題が生じていた。
【0015】
図11の曲線(X)、(Y)に、上記のドライバ102の出力電圧と、レシーバ103の入力電圧の電圧波形図をそれぞれ示す。
曲線(X)に示すように、ドライバ102の出力電圧がローレベルに対応する基準電圧(0V)から、ハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)へと立ち上がると、レシーバ103の入力電圧もローレベルに対応する基準電圧(0V)からハイレベルへと立ち上がる。レシーバ103の入力電圧は曲線(Y)に示すように立ち上がり時にハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)以上に上昇して、ほぼ4.5Vまで達してしまい、大きなオーバーシュートが生じていることがわかる。
【0016】
同様に、ドライバ102の出力電圧が、ハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)からローレベルに対応する基準電圧(0V)へと立ち下がると、曲線(Y)に示すようにレシーバ103の入力電圧が立ち下がり、ローレベルに対応する基準電圧(0V)以下に下降して、ほぼ−1.2Vまで達してしまい、大きなアンダーシュートが生じていることがわかる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、伝送路の終端に生じていたオーバーシュートやアンダーシュートをなくすか、又は低減させ、伝送路を終端させることができる終端回路を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の終端回路は、第1の電圧レベル又は第2の電圧レベルに駆動される信号線と第1の電圧供給端子との間に接続された第1のスイッチ手段と、上記信号線と第2の電圧供給端子との間に接続された第2のスイッチ手段と、上記信号線が第1の電圧レベルにあるときに上記第1のスイッチ手段を導通状態とし、上記信号線が第2の電圧レベルにあるときに上記第2のスイッチ手段を導通状態とする第1の制御手段と、上記信号線と第1の電圧供給端子との間に接続された第3のスイッチ手段と、上記信号線と第2の電圧供給端子との間に接続された第4のスイッチ手段と、上記信号線が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルに遷移する際に上記第3のスイッチ手段を一時的に導通状態とし、上記信号線が第2の電圧レベルから第1の電圧レベルに遷移する際に上記第4のスイッチ手段を一時的に導通状態とする第2の制御手段とを有する。
また、請求項2に記載の終端回路は、請求項1記載の終端回路であって、上記第1及び第2のスイッチ手段はそれぞれ第1及び第2のトランジスタで構成され、上記第1の制御手段は上記信号線の電圧レベルと逆相の信号を第1の遅延時間をもって上記第1及び第2のトランジスタの制御端子に供給し、上記第3のスイッチ手段は上記信号線と第1の電圧供給端子との間に直列に接続された第3及び第4のトランジスタを含み、上記第4のスイッチ手段は上記信号線と第2の電圧供給端子との間に直列接続された第5及び第6のトランジスタを含み、上記第4及び第6のトランジスタの制御端子は上記信号線に接続され、上記第2の制御手段は上記信号線と逆相の信号を第2の遅延時間をもって上記第3及び第5のトランジスタの制御端子に供給する。
更に、請求項3に記載の終端回路は、請求項2に記載の終端回路であって、上記第1の制御手段は第1のインバータで構成され、上記第2の制御手段は直列に接続された第2、第3及び第4のインバータで構成される。
【0019】
本発明の終端回路は、第3のスイッチ手段、第4のスイッチ手段及び第2の制御手段で構成される補助切換回路を備えており、電圧レベルの切り換え時には、第1のスイッチ手段、第2のスイッチ手段及び第1の制御手段で構成される終端切換回路が伝送路(信号線)の終端を切換え後の電圧レベルに対応する電圧源に接続する前に、補助切換回路が伝送路の終端を、切換え前の電圧レベルに対応する電圧源に所定時間接続する。これにより、終端回路のインピーダンスを一時的に低下させることができ、電圧レベルの切換え時に従来生じていた伝送路終端でのオーバーシュートやアンダーシュートを防止することができる。
【0020】
第4、第6のトランジスタ(第1、第2の初動スイッチ)と、第3、第5のトランジスタ(第1、第2の次動スイッチ)のうち、第1、第2の初動スイッチは、伝送路終端の電圧レベルに応じて状態を切り換えるが、第1、第2の次動スイッチは、第2の制御手段の出力に応じて状態を切り換えるようにされている。
【0021】
第2の制御手段に、伝送路の終端の電圧レベルが入力されると、第2の遅延時間だけ遅延された後にその反転信号が出力されるので、伝送路の電圧レベルが切り換わると、第1、第2の初動スイッチの状態が切り換わっても、第1、第2の次動スイッチの状態は切り換え前の状態を保持しており、第2の遅延時間が経過した後に、第1、第2の次動スイッチは切り換え後の状態に切り換わる。
【0022】
このように、第2の制御手段により、第1、第2の次動スイッチの状態の切換えを、第1、第2の初動スイッチの状態の切り換えより遅らせることにより、定常状態では同時にオン状態にならない第1の初動スイッチと第1の次動スイッチとを共にオン状態にさせたり、第2の初動スイッチと第2の次動スイッチとを共にオン状態にさせることができ、伝送路の終端を、切り換え前の電圧レベルに対応する電圧源と一時的に接続することができる。
【0023】
こうして伝送路の終端を、切換え前の電圧レベルに対応する電圧源に所定時間接続することにより、終端回路のインピーダンスを一時的に所定抵抗値より低下させることができるので、伝送路終端でのオーバーシュート又はアンダーシュートを防止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。図1の符号1に、本実施形態のディジタル信号伝送回路の一例を示す。このディジタル伝送回路1は、ドライバ2と、レシーバ3と、伝送路4とを有しており、ドライバ2から送信されたディジタル信号が、伝送路4を介してレシーバ3に受信される。
【0025】
この伝送回路1には、終端回路11が設けられている。この終端回路11は、終端切換回路40と補助切換回路41とを有している。
終端切換回路40は、CMOSインバータ16,17を有している。このうちCMOSインバータ16は、pチャンネルMOSトランジスタ14とnチャンネルMOSトランジスタ15とからなり、その入力端子が伝送路の終端5に接続されており、伝送路の終端5の電圧レベルを反転させて出力端子から出力する。
【0026】
CMOSインバータ17は、pチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13からなり、pチャネルMOSトランジスタ12が電源電圧Vcc側に、nチャネルMOSトランジスタ13が接地電位側に、それぞれ配置されている。
【0027】
CMOSインバータ17の入力端子はCMOSインバータ16の出力に接続され、CMOSインバータ17の出力端子は伝送路の終端5に接続されており、CMOSインバータ16の出力信号がハイレベルのときには、pチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13がそれぞれオフ状態、オン状態になり、伝送路の終端5を、nチャネルMOSトランジスタ13を介して接地電位に接続し、他方、出力信号がローレベルのときには、pチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13がそれぞれオン状態、オフ状態になり、伝送路の終端5を、pチャネルMOSトランジスタ12を介して電源電圧Vccに接続する。
【0028】
補助切換回路41は、遅延回路20と、スイッチ回路30とを有している。
遅延回路20は、三段のインバータ21、22、23で構成され、その入力が伝送路の終端5に接続されており、伝送路の終端5の電圧レベルを反転させて所定時間遅延した後に、スイッチ回路30に出力する。
【0029】
スイッチ回路30は、第1、第2の初動スイッチ31、34と、第1、第2の次動スイッチ32、33とを有している。このうち、第1の初動スイッチ31と、第1の次動スイッチ32とは、ともにpチャネルMOSトランジスタで構成され、 第2の初動スイッチ32と、第2の次動スイッチ33とは、ともにnチャネルMOSトランジスタで構成されている。
【0030】
第1、第2の初動スイッチ31、34と、第1、第2の次動スイッチ32、33とは、それぞれ直列接続され、直列接続回路を構成している。
第1の初動スイッチ31及び第1の次動スイッチ32の直列接続回路の一端と、第2の初動スイッチ34及び第2の次動スイッチ33の直列接続回路の一端とは、電源電圧Vcc、接地電位にそれぞれ接続されており、第1の初動スイッチ31及び第1の次動スイッチ32の直列接続回路の他端と、第2の初動スイッチ34及び第2の次動スイッチ33の直列接続回路の他端とは、ともに伝送路の終端5に接続されている。
【0031】
第1の初動スイッチ31及び第1の次動スイッチ32の直列接続回路では、電源電圧Vcc側に第1の初動スイッチ31が接続され、終端5側に第1の次動スイッチ32が配置されている。他方、第2の初動スイッチ34及び第2の次動スイッチ33の直列接続回路においては、接地電位側に第2の初動スイッチ34が接続され、終端5側に第2の次動スイッチ33が配置されている。
【0032】
第1、第2の初動スイッチ31、34のゲート端子は、伝送路の終端5に接続され、伝送路の終端5の電圧が入力される。他方、第1、第2の次動スイッチ32、33の各ゲート端子は、遅延回路20の出力端子に接続されており、遅延回路20で反転された伝送路の終端5の電圧が入力される。
【0033】
上述のスイッチ回路30では、伝送路の終端5の電圧レベルがローレベルで安定した状態(以下でローレベルの定常状態と称する。)では、第1、第2の初動スイッチ31、34のゲート端子にはローレベルが入力され、第1、第2の次動スイッチ32、33のゲート端子にはハイレベルが入力されるので、それぞれがpチャネルMOSトランジスタ、nチャネルMOSトランジスタからなる第1、第2の初動トランジスタ31、34は、それぞれオン状態、オフ状態になり、それぞれがpチャネルMOSトランジスタ、nチャネルMOSトランジスタからなる第1、第2の次動トランジスタ32、33は、それぞれオフ状態、オン状態になる。
【0034】
こうして第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32とがそれぞれオン状態、オフ状態になり、第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とはそれぞれオフ状態、オン状態になることにより、ローレベルの定常状態において、伝送路の終端5は、第1の初動スイッチ31及び第1の次動スイッチ32の直列接続回路を介して電源電圧Vccに接続されておらず、また第2の初動スイッチ34及び第2の次動スイッチ33の直列接続回路を介して接地電位にも接続されない。
【0035】
以上と同様に、伝送路の終端5の電圧レベルがハイレベルで安定した状態(以下でハイレベルの定常状態と称する。)では、第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32とはそれぞれオフ状態、オン状態になり、第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とはそれぞれオン状態、オフ状態になるので、伝送路の終端5は、第1の初動スイッチ31及び第1の次動スイッチ32の直列接続回路を介して電源電圧Vccには接続されず、また第2の初動スイッチ34及び第2の次動スイッチ33の直列接続回路を介して接地電位にも接続されない。
【0036】
上述したように、第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32とは同じpチャネルMOSトランジスタで構成され、第1の初動スイッチ31、第1の次動スイッチ32の各ゲート端子には互いに逆論理レベルの電圧が入力されるので、定常状態で第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32とがともにオン状態になることはない。同様に、第2の初動スイッチ34、第2の次動スイッチ33はともに同じnチャネルMOSトランジスタで構成され、第2の初動スイッチ34、第2の次動スイッチ33の各ゲート端子には互いに逆論理レベルの電圧が入力されているので、定常状態で第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とがともにオン状態になることはない。
【0037】
従って、ローレベル、ハイレベルのいずれの定常状態においても、伝送路の終端5は、第1の初動スイッチ31及び第1の次動スイッチ32の直列接続回路を介して電源電圧Vccにも接続されず、第2の初動スイッチ34、第2の次動スイッチ33の直列接続回路を介して接地電位にも接続されない。
【0038】
上述した構成の伝送回路1においては、ドライバ2の出力がローレベルで一定であるローレベルの定常状態では、上述したように、第1、第2の初動スイッチ31、34は、それぞれオン状態、オフ状態であり、第1、第2の次動スイッチ32、33は、それぞれオフ状態、オン状態になっており、かつpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13はそれぞれオフ状態、オン状態になっている。
【0039】
従って、伝送路の終端5はnチャネルMOSトランジスタ13を介して、nチャネルMOSトランジスタ13のオン抵抗の抵抗値R13で接地電位に接続されており、その等価回路は図2に示すようになっている。
【0040】
かかるローレベルの定常状態から、ドライバ2がローレベルの出力をハイレベルに立ち上げると、伝送路4における遅延時間が経過した後に、伝送路の終端5の電圧レベルがローレベルからハイレベルへと立ち上がる。これにより、ローレベルの定常状態でそれぞれオン状態、オフ状態にあった第1、第2の初動スイッチ31、34は、それぞれオフ状態、オン状態に切り換わる。
【0041】
第1、第2の初動スイッチ31、34の状態が切り換わった時点では、第1、第2の次動スイッチ32、33はそれぞれオフ状態、オン状態を保持しているので、第1の初動スイッチ31と、第1の次動スイッチ32とはともにオフ状態になり、第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とは、ともにオン状態になる。
【0042】
こうして第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とがともにオン状態になることにより、伝送路の終端5は、第2の次動スイッチ33及び第2の初動スイッチ34との直列接続回路を介して接地電位に接続される。これにより伝送路の終端5の電位はさらに接地電位側へ引き下げられ、伝送路の終端5はnチャネルMOSトランジスタ13を介して、nチャネルMOSトランジスタ13のオン抵抗の抵抗値R13で接地電位に接続されるとともに、第2の次動スイッチ33、第2の初動スイッチ34を介して、各スイッチ33、34のオン抵抗の抵抗値R33、R34の和(R33+R34)で接地電位に接続されるので、その等価回路は図3に示すようになる。
【0043】
この状態では、nチャネルMOSトランジスタ12のオン抵抗R12と、直列接続されたスイッチ33、34のオン抵抗(R33+R34)とが並列接続されるため、終端回路11のインピーダンスは、伝送路の終端5の電圧レベルがローレベルで安定しているときのインピーダンスR13より低下する。このように終端回路11のインピーダンスが低下することにより、立ち上げ時に生じていたオーバーシュートが低減される。
【0044】
ハイレベルに立ち上がった終端5の電圧は、CMOSインバータ16にも入力され、CMOSインバータ16で反転された後にCMOSインバータ17へと出力される。CMOSインバータ16の出力信号がハイレベルからローレベルへと切り換わると、切り換わった後のローレベルがpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13の共通のゲート端子に出力される。
【0045】
これにより、伝送路の終端5の電圧がローレベルである定常状態ではそれぞれオフ状態、オン状態にあったpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13は、CMOSインバータ16の動作時間だけ遅れてそれぞれオン状態、オフ状態に切り換わり、伝送路の終端5は、接地電位から切断されるとともに、pチャネルMOSトランジスタ12を介して電源電圧Vccに接続される。
【0046】
この時点で、伝送路の終端5は、pチャネルMOSトランジスタ12を介して、pチャネルMOSトランジスタ12のオン抵抗の抵抗値R12で電源電圧Vccに接続されるとともに、第2の次動スイッチ33及び第2の初動スイッチ34を介して、各スイッチ33、34のオン抵抗の抵抗値R33、R34の和(R33+R34)で接地電位に接続され、その等価回路は図4に示すようになる。
【0047】
ハイレベルに立ち上がった終端5の電圧は遅延回路20にも入力される。遅延回路20は、ハイレベルに切り換わった伝送路の終端5の電圧をローレベルに反転させ、そのローレベルを所定時間遅延し、CMOSインバータ16の出力がローレベルに切り換わった後に第1、第2の次動スイッチ32、33のゲート端子へ出力する。
【0048】
遅延回路20からローレベルが出力されると、第1、第2の次動スイッチ32、33はそれぞれオン状態、オフ状態に切り換わり、第2の次動スイッチ33、第2の初動スイッチ34を介して接地電位に接続されていた伝送路の終端5は、接地電位から切り離され、ハイレベルの定常状態に移行する。伝送路の終端5の電圧がハイレベルである定常状態における等価回路を図5に示す。その後は各スイッチ31〜34と、pチャネルMOSトランジスタ、nチャネルMOSトランジスタ12、13は、伝送路の終端5の電圧レベルが再びローレベルに切り換わるまで、ハイレベルの定常状態を保持する。
【0049】
以上説明したように、本実施形態の終端回路11では、ドライバ2が出力をローレベルからハイレベルへ立ち上げるときには、遅延回路20で、第1、第2の次動スイッチ32、33のオン/オフ状態の切換を、第1、第2の初動スイッチ31、34のオン/オフ状態の切換より遅らせることにより、第2の次動スイッチ33と、第2の初動スイッチ34とをともにオン状態にさせ、スイッチ33、34を介して伝送路終端5を一時的に接地電位に接続することができるので、終端回路11のインピーダンスを一時的に低下させ、オーバーシュートを低減することができる。
【0050】
以上まではドライバ2の出力をローレベルからハイレベルに立ち上げた場合について説明したが、出力をハイレベルからローレベルに立ち下げる場合には、以上と逆方向の動作が行われる。
【0051】
ハイレベルの定常状態では、上述したように第1の初動スイッチ31と、第1の次動スイッチ32とはそれぞれオフ状態、オン状態にあり、第2の次動スイッチ33と、第2の初動スイッチ34とはそれぞれオフ状態、オン状態にあり、かつpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13がそれぞれオン状態、オフ状態にあり、伝送路の終端5はpチャネルMOSトランジスタ12を介して電源電圧Vccに接続された状態にある。
【0052】
この状態から、ドライバ2が出力をローレベルへ切り換えると、伝送路の終端5の電圧レベルがローレベルに切り換わり、第1、第2の初動スイッチ31、34はそれぞれオン状態、オフ状態に切り換わる。
【0053】
第1、第2の初動スイッチ31、34の状態が切り換わった時点では、遅延回路20の出力はまだローレベルを保持しているので、第1、第2の次動スイッチ32、33はそれぞれオン状態、オフ状態を保持している。従って、第1の初動スイッチ31と、第1の次動スイッチ32とはともにオン状態になり、第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とは、ともにオフ状態になる。
【0054】
こうして第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32とがともにオン状態になることにより、伝送路の終端5は、第1の次動スイッチ32及び第1の初動スイッチ31との直列接続回路を介して電源電圧Vccに接続され、伝送路の終端5の電位は電源電圧Vcc側へ引き上げられる。
【0055】
従って、終端回路11のインピーダンスが、ハイレベルで安定した状態におけるインピーダンスより低下するので、ハイレベルからローレベルへの切り換え時に生じていたアンダーシュートを低減することができる。
【0056】
伝送路の終端5の電圧は、CMOSインバータ16にも入力されており、伝送路の終端5の電圧がハイレベルからローレベルへ切り換わった後に、CMOSインバータ16の出力がローレベルからハイレベルへと切り換わり、ハイレベルの定常状態ではそれぞれオン状態、オフ状態にあったpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13は、それぞれオフ状態、オン状態に切り換わり、電源電圧Vccから切断されるとともに、nチャネルMOSトランジスタ13を介して接地電位に接続される。
【0057】
CMOSインバータの出力がハイレベルからローレベルに切り換わった後に、遅延回路20の出力がハイレベルに反転すると、第1、第2の次動スイッチ32、33はそれぞれオフ状態、オン状態に切り換わり、第1の初動スイッチ31、第1の次動スイッチ32を介して電源電圧Vccに接続されていた伝送路の終端5は、電源電圧Vccから切り離され、nチャネルMOSトランジスタ13を介して接地電位に接続された状態、すなわちローレベルの定常状態になる。
【0058】
図6に、上記伝送回路1の各部における電圧波形図を示す。図6において曲線(A)はドライバ2の出力電圧を示し、曲線(B)はレシーバ3の入力電圧を示している。
【0059】
曲線(A)に示すようにドライバ2の出力電圧が、ローレベルに対応する基準電圧(0V)から、ハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)へと立ち上がると、レシーバ3の入力電圧もローレベルに対応する基準電圧(0V)からハイレベルへと立ち上がる。レシーバ3の入力電圧は曲線(B)に示すように立ち上がり時にハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)以上に上昇するものの、その上昇はわずかであって、約3.5V程度にまでしか上昇せず、その後減衰して、ハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)で安定する。従って、立ち上がり時にレシーバ103の入力電圧が4.5V程度まで上昇していた従来に比して、オーバーシュートが大幅に低減されていることがわかる。
【0060】
同様に、ドライバ2の出力電圧が、ハイレベルに対応する基準電圧(3.3V)からローレベルに対応する基準電圧(0V)へと立ち下がると、レシーバ3の入力電圧が立ち下がり、0V以下に下降するが、−0.2V程度までしか下降せず、その後減衰して0Vで安定する。従って、立ち下がり時にレシーバ103の入力電圧が−1.2V程度まで下降していた従来に比して、アンダーシュートが大幅に低減されていることがわかる。
【0061】
なお、上記の実施形態では、遅延回路20が三段のインバータ21、22、23を有し、伝送路の終端5の電圧を反転させるとともに所定時間遅延させてスイッチ回路30に出力しているが、本発明はこれに限らず、例えば図7に示すように、遅延回路20の最前段のインバータ21を、CMOSインバータ16と共用する構成としてもよい。
【0062】
図8の符号51に、本発明の他の実施形態の終端回路を示す。この終端回路51は、遅延回路20に代えて、プログラマブルディレイ回路50が設けられた点で、図1の終端回路11と異なる。
【0063】
このプログラマブルディレイ回路50は、その入力端子がCMOSインバータ16の出力端子に、出力端子が第1、第2の次動スイッチ32、33の共通のゲート端子に、それぞれ接続されており、CMOSインバータ16の出力信号を、所定時間遅延させた後に第1、第2の次動スイッチ32、33の共通のゲート端子に出力する点では、図7に示した遅延回路20と同様である。
【0064】
しかしながら、プログラマブルディレイ回路50はn個の制御端子451〜45nを有しており、これらの制御端子451〜45nに入力される制御信号に応じて、遅延時間を任意に設定することができる。従って、二段のインバータ21、22で構成され、遅延時間が固定されていた図7の遅延回路20と異なり、適当な遅延時間を容易に設定することができ、様々な長さの伝送路4に対応することができるという利点がある。
【0065】
図9の符号61に、本発明のその他の実施形態の終端回路の一例を示す。この終端回路61は、第1の次動スイッチ32として、並列接続されたn個のpチャネルMOSトランジスタ321〜32nを設け、第2の次動スイッチ33として、並列接続されたn個のnチャネルMOSトランジスタ331〜33nを設けた点と、プログラマブルインピーダンス制御回路60を新たに設けた点とで、図1の終端回路11と異なる。
【0066】
プログラマブルインピーダンス制御回路60は、1個の入力端子と、2n個の出力端子と、n個の制御端子651〜65nとを有している。このプログラマブルインピーダンス制御回路60は、制御端子651〜65nから入力される制御信号によって所定個数の第1又は第2の次動スイッチ321〜32n、331〜33nを選択し、遅延回路20で反転され、遅延されたCMOSインバータ16の出力信号を、選択されたスイッチのゲート端子に出力して、所定個数のスイッチをオン状態にさせることができる。
【0067】
例えば、第1の初動スイッチ31と、第1の次動スイッチ32とがともにオン状態になる場合には、第1の次動スイッチ321〜32nのうち所定個数を選択して、選択された第1の次動スイッチをオン状態にすることができるので、制御信号に応じて、第1の初動スイッチ31のオン抵抗と、第1の次動スイッチ32のオン抵抗で構成される合成インピーダンスを調整することができる。
【0068】
従って、ドライバ2のドライブ能力に応じて、適当な合成インピーダンスを容易に設定することができる。以上は第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32とがともにオン状態にある場合について説明したが、第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33とがともにオン状態にある場合でも同様である。
【0069】
なお、上述の実施形態では、pチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13の前段にCMOSインバータ16を配置しており、CMOSインバータ16の出力信号でpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13のオン状態、オフ状態を切り換えることができるようにされているが、本発明はこれに限らず、伝送路の終端5の電圧レベルに応じてpチャネルMOSトランジスタ12、nチャネルMOSトランジスタ13のオン状態、オフ状態を切り換えることが可能な構成にされていればよい。
【0070】
また、上述の実施形態では、第1の初動スイッチ31と第1の次動スイッチ32をpチャネルMOSトランジスタで構成し、第2の初動スイッチ34と第2の次動スイッチ33をnチャネルMOSトランジスタで構成しているが、第1、第2の初動スイッチ31、34が、伝送路の終端5の電圧に応じて動作し、定常状態では互いに逆相の動作をし、かつ第1、第2の次動スイッチ32、33が伝送路の終端5の電圧と逆相の電圧に応じて動作し、互いに逆相の動作をするように構成されていれば、他の構成としていてもよい。
【0071】
【発明の効果】
電圧レベルの切換時に生じていた、オーバーシュートやアンダーシュートを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の伝送回路を説明する第1の回路図
【図2】本発明の終端回路のインピーダンスが変化する状態を説明する第1の図
【図3】本発明の終端回路のインピーダンスが変化する状態を説明する第2の図
【図4】本発明の終端回路のインピーダンスが変化する状態を説明する第3の図
【図5】本発明の終端回路のインピーダンスが変化する状態を説明する第4の図
【図6】本発明の伝送回路における、ドライバの出力電圧とレシーバの入力電圧の電圧波形図
【図7】本発明の一実施形態の伝送回路を説明する第2の回路図
【図8】本発明の他の実施形態の終端回路を説明する回路図
【図9】本発明のその他の実施形態の終端回路を説明する回路図
【図10】従来の伝送回路を説明する回路図
【図11】従来の伝送回路における、ドライバの出力電圧とレシーバの入力電圧の電圧波形図
【符号の説明】
11……終端回路 12……pチャネルMOSトランジスタ 13……nチャネルMOSトランジスタ 16……CMOSインバータ 20……遅延回路 30……スイッチ回路 31……第1の初動スイッチ 32……第1の次動スイッチ 33……第2の次動スイッチ 34……第2の初動スイッチ 40……終端切換回路 41……補助切換回路

Claims (3)

  1. 第1の電圧レベル又は第2の電圧レベルに駆動される信号線と第1の電圧供給端子との間に接続された第1のスイッチ手段と、
    上記信号線と第2の電圧供給端子との間に接続された第2のスイッチ手段と、
    上記信号線が第1の電圧レベルにあるときに上記第1のスイッチ手段を導通状態とし、
    上記信号線が第2の電圧レベルにあるときに上記第2のスイッチ手段を導通状態とする第1の制御手段と、
    上記信号線と第1の電圧供給端子との間に接続された第3のスイッチ手段と、
    上記信号線と第2の電圧供給端子との間に接続された第4のスイッチ手段と、
    上記信号線が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルに遷移する際に上記第3のスイッチ手段を一時的に導通状態とし、上記信号線が第2の電圧レベルから第1の電圧レベルに遷移する際に上記第4のスイッチ手段を一時的に導通状態とする第2の制御手段と、
    を有する終端回路。
  2. 上記第1及び第2のスイッチ手段はそれぞれ第1及び第2のトランジスタで構成され、上記第1の制御手段は上記信号線の電圧レベルと逆相の信号を第1の遅延時間をもって上記第1及び第2のトランジスタの制御端子に供給し、上記第3のスイッチ手段は上記信号線と第1の電圧供給端子との間に直列に接続された第3及び第4のトランジスタを含み、上記第4のスイッチ手段は上記信号線と第2の電圧供給端子との間に直列に接続された第5及び第6のトランジスタを含み、上記第4及び第6のトランジスタの制御端子は上記信号線に接続され、上記第2の制御手段は上記信号線と逆相の信号を第2の遅延時間をもって上記第3及び第5のトランジスタの制御端子に供給する請求項1に記載の終端回路。
  3. 上記第1の制御手段は第1のインバータで構成され、上記第2の制御手段は直列に接続された第2、第3及び第4のインバータで構成される請求項2に記載の終端回路。
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