JP4449264B2 - Interface circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気などのサージ電圧から回路を保護する機能を備えたインターフェイス回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2は、従来のインターフェイス回路1の例を示しており、入力側のNOTゲート2と出力側のNOTゲート3との間に接続されている。このインターフェイス回路1は、電源端子Vc1から給電されるCMOSインバータ4と電源端子Vc2から給電されるCMOSインバータ5と、インバータ回路4の出力端子4aと電源端子Vc2との間に接続されたダイオード6とから構成されている。
【0003】
このような構成により、何らかの事情により静電気等のサージ電圧が電源端子Vc1に印加されても、サージ電圧による電流は電源端子Vc1側から電源端子Vc2に導かれ、CMOSインバータ5のゲートを保護することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述の回路において、各電源端子Vc1,Vc2に接続する電源を共通にしている場合、消費電流を低減するためには、当該電源をオフしなければならない。このときCMOSインバータ4,5に両方電源供給されない状態となるが、以下に説明するスタンバイ状態を維持したいという要望がある。
【0005】
スタンバイ状態というのは、CMOSインバータ4,5のそれぞれの電源端子Vc1,Vc2に対して異なる電源から給電する構成とし、CMOSインバータ4には給電して動作させCMOSインバータ5には給電しないようにすることで節電することを示している。しかしながら、このようにスタンバイ状態にした場合には、上述した回路構成では以下に挙げる問題が生じる。
【0006】
電源端子Vc1から供給される電源Vcc1は、CMOSインバータ5の入力信号のレベルがハイ状態のとき、ダイオード6を介して電源端子Vc2に給電する。したがって、電源端子Vc2−GND間にはVcc1−Vf[V]の電圧が生じる。そしてNOTゲート3は、電源端子Vc2−GND間に生じたVcc1−Vf[V]の電圧により駆動され、スタンバイ状態としたときにも電流が消費されることになり、消費電流を低減できないという問題が生じる。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、静電気等のサージ電圧による内部素子の破壊を防止しながら消費電流を低減できるインターフェイス回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のインターフェイス回路によれば、第1の電源端子に給電すると共に、第2の電源端子を非給電状態とすることで、第1のCMOSインバータのみに給電しスタンバイ状態を保持させている場合、たとえ第2のCMOSインバータの入力端子に電源電圧が印加されても、第2の電源端子との間の電圧が所定レベル以上とはならないように設定されているので、第2の電源端子は非給電状態が保持され、第2の電源端子に接続される他回路に対して電源が供給されず、スタンバイ状態を保持しながら消費電流を低減できる。
【0009】
そして、第1の電源端子から静電気等のサージ電圧が加えられた場合、そのサージ電圧が所定レベル以上となると電圧制限手段が導通状態となり、サージ電圧による電流は第1の電源端子から第2の電源端子に導かれる。これによりサージ電圧による第2のCMOSインバータ等の内部素子の破壊を防止することができる。
【0010】
請求項2記載のインターフェイス回路によれば、電圧制限手段として2つのツェナーダイオードを設けることで、第2のCMOSインバータの入力端子に第2の電源端子よりも高い電圧が印加されたときに、ツェナー電圧と順方向電圧との和の電圧でクランプされることになり、構成を複雑化せず請求項1記載の発明の作用効果を得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1を参照して説明する。
図1は、インターフェイス回路11の電気的構成を示している。このインターフェイス回路11は、NOTゲート12の出力端子12aに接続されたCMOSインバータ13と、このCMOSインバータ13の出力端子に入力端子14aが接続されるCMOSインバータ14等から構成されている。尚、CMOSインバータ14の出力端子は、NOTゲート15の入力端子に接続されている。
【0012】
CMOSインバータ13は、例えば3Vの電源電圧Vcc1が印加される電源端子Vc1(第1の電源端子)とグランドとの間に、Pチャネル型のMOSトランジスタ13bおよびNチャネル型のMOSトランジスタ13cが直列に接続されたもので、MOSトランジスタ13b,13cのゲートを共通に接続して入力端子とし、共通のドレインが出力端子とされCMOSインバータ14の入力端子14aに接続されている。
【0013】
また同様に、CMOSインバータ14は、電源端子Vc2(第2の電源端子)とグランドとの間に、Pチャネル型のMOSトランジスタ14bおよびNチャネル型のMOSトランジスタ14cが直列に接続されたもので、MOSトランジスタ14b,14cのゲートを共通に接続して入力端子14aとし、共通のドレインが出力端子14dとなる。また、電源端子Vc2と入力端子14aとの間には、ツェナーダイオード16及びツェナーダイオード17が逆方向に直列接続されている。尚、ツェナーダイオード16,17により本発明における電圧制限手段18が構成されている。各ツェナーダイオード16,17の順方向電圧Vfは例えば0.6Vとし、ツェナー電圧Vzは6Vであるものとして以下説明する。尚、このとき所定レベルは(ツェナーダイオード17のツェナー電圧Vz)+(ツェナーダイオード16の順方向電圧Vf)=6.6Vとなる。電源端子Vc1及び電源端子Vc2には、それぞれ異なる電源回路(図示せず)が接続されており、それぞれ電源電圧Vcc1,Vcc2を与えるようになっている。
【0014】
上記構成の作用を説明する。
電源電圧Vcc1,Vcc2がそれぞれ電源端子Vc1−グランド間,電源端子Vc2−グランド間に与えられると、NOTゲート12,15及びCMOSインバータ13,14が動作する。
【0015】
そして、スタンバイ状態とする場合、電源端子Vc1に電源電圧Vcc1(=3V)の電源を供給したままで電源端子Vc2には非給電とする。
【0016】
このとき、NOTゲート12の入力としてグランドレベル(電圧0V)が入力されると、NOTゲート12により出力端子12aの電圧はVcc1[V]となり、CMOSインバータ14の入力端子14aはグランドレベルに一致する。このとき、電源電圧Vcc2が電源端子Vc2に供給されていないため、CMOSインバータ14は動作しない。
【0017】
そして、NOTゲート12の入力として電圧Vcc1[V]が入力されると、NOTゲート12により出力端子12aはグランドレベルとなり、CMOSインバータ14の入力端子14aの電圧は略Vcc1[V]となる。
【0018】
このとき、CMOSインバータ14の入力端子14aの電位と第2の電源端子Vc2の電位との間の電位差(=3V)が6.6V以上とはならないため、CMOSインバータ14の入力端子14aから電源端子Vc2に電源が供給されることはない。すなわち、電源端子Vc2に接続されるNOTゲート15に対して電源が供給されないため、スタンバイ状態が保持される。
【0019】
一方、電源端子Vc1から静電気等のサージ電圧が印加された場合、そのサージ電圧が6.6V以上となると、この電圧でクランプされ、サージ電圧による電流は電源端子Vc2側の図示しない電源回路等に導かれサージ電圧を逃がすことができる。このとき、MOSトランジスタ14b,14cのゲートが保護される。
【0020】
このような実施形態によれば、CMOSインバータ14の入力端子14aがVcc1(=3V)となったときの電源端子Vc2との間の電圧が6.6V(ツェナー電圧Vz+順方向電圧Vf)以上とはならないように設定されているので、CMOSインバータ14の入力端子14aから電源端子Vc2に電圧が供給されず、スタンバイ状態を保持しながら消費電流を低減できる。
【0021】
また、電源端子Vc1から静電気等のサージ電圧が印加された場合、そのサージ電圧が6.6V以上となると導通状態となり、サージ電圧による電流は電源端子Vc1から電源端子Vc2に導かれるようにしているので、サージ電圧によるCMOSインバータ14のゲートの破壊を防止することができる。また、2つのツェナーダイオード16,17を用いているので、構成を複雑化することがない。
【0022】
尚、電源端子Vc1と電源端子Vc2とに掛けられる電源電圧は同じでも異なっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す電気的構成図
【図2】従来例を示す図1相当図
【符号の説明】
11はインターフェイス回路、12,13はNOTゲート、14はCMOSインバータ(第1のCMOSインバータ)、15はCMOSインバータ(第2のCMOSインバータ)、16,17はツェナーダイオード、18は電圧制限手段,Vc1は第1の電源端子、Vc2は第2の電源端子である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an interface circuit having a function of protecting a circuit from a surge voltage such as static electricity.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows an example of a conventional interface circuit 1, which is connected between an input-
[0003]
With such a configuration, even if a surge voltage such as static electricity is applied to the power supply terminal Vc1 for some reason, the current due to the surge voltage is guided from the power supply terminal Vc1 side to the power supply terminal Vc2 to protect the gate of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described circuit, when a power source connected to each of the power source terminals Vc1 and Vc2 is shared, the power source must be turned off in order to reduce current consumption. At this time, both
[0005]
In the standby state, the power supply terminals Vc1 and Vc2 of the
[0006]
The power supply Vcc1 supplied from the power supply terminal Vc1 supplies power to the power supply terminal Vc2 via the diode 6 when the level of the input signal of the
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an interface circuit capable of reducing current consumption while preventing destruction of internal elements due to surge voltage such as static electricity.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the interface circuit of the first aspect, power is supplied to the first power supply terminal, and the second power supply terminal is set to a non-power supply state, thereby supplying power only to the first CMOS inverter and maintaining the standby state. If the power supply voltage is applied to the input terminal of the second CMOS inverter, the voltage between the second power supply terminal and the second power supply terminal is set so as not to exceed a predetermined level. pin unpowered state is maintained, power is not supplied to other circuits connected to the second power supply pin, the current consumption can be reduced while maintaining the standby state.
[0009]
When a surge voltage such as static electricity is applied from the first power supply terminal, the voltage limiting means becomes conductive when the surge voltage exceeds a predetermined level, and the current caused by the surge voltage is supplied from the first power supply terminal to the second power supply terminal. Guided to the power terminal. Thereby, destruction of internal elements such as the second CMOS inverter due to the surge voltage can be prevented.
[0010]
According to the interface circuit of the second aspect, by providing two Zener diodes as voltage limiting means, when a voltage higher than the second power supply terminal is applied to the input terminal of the second CMOS inverter, the Zener The voltage is summed with the sum of the voltage and the forward voltage, and the effect of the invention of claim 1 can be obtained without complicating the configuration.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows the electrical configuration of the
[0012]
In the
[0013]
Similarly, the
[0014]
The operation of the above configuration will be described.
When power supply voltages Vcc1 and Vcc2 are applied between power supply terminal Vc1 and ground and between power supply terminal Vc2 and ground,
[0015]
When the standby state is set, power is not supplied to the power supply terminal Vc2 while the power supply voltage Vcc1 (= 3V) is supplied to the power supply terminal Vc1.
[0016]
At this time, when a ground level (voltage 0 V) is input as an input to the
[0017]
When the voltage Vcc1 [V] is input as the input of the
[0018]
At this time, since the potential difference (= 3V) between the potential of the
[0019]
On the other hand, when a surge voltage such as static electricity is applied from the power supply terminal Vc1, when the surge voltage becomes 6.6 V or more, the voltage is clamped by this voltage, and the current due to the surge voltage is applied to a power supply circuit (not shown) on the power supply terminal Vc2 side. Guided surge voltage can be released. At this time, the gates of the
[0020]
According to such an embodiment, when the
[0021]
Further, when a surge voltage such as static electricity is applied from the power supply terminal Vc1, the conductive state is established when the surge voltage becomes 6.6 V or more, and the current due to the surge voltage is guided from the power supply terminal Vc1 to the power supply terminal Vc2. Therefore, it is possible to prevent the gate of the
[0022]
The power supply voltages applied to the power supply terminal Vc1 and the power supply terminal Vc2 may be the same or different.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.
11 is an interface circuit, 12 and 13 are NOT gates, 14 is a CMOS inverter (first CMOS inverter), 15 is a CMOS inverter (second CMOS inverter), 16 and 17 are zener diodes, 18 is voltage limiting means, and Vc1 Is a first power supply terminal, and Vc2 is a second power supply terminal.
Claims (2)
前記第1の電源端子の給電電源とは異なる電源が前記第1の電源端子とは異なる端子となる第2の電源端子から給電され前記第1のCMOSインバータの出力端子に入力端子が接続された第2のCMOSインバータと、
この第2のCMOSインバータの入力端子と前記第2の電源端子との間に、当該第2の電源端子に対する前記入力端子の電圧が所定レベル以上となると導通状態となり前記第1の電源端子から前記第2の電源端子側に電流が流れるように接続された電圧制限手段とを備えたことを特徴とするインターフェイス回路。A first CMOS inverter to which power is supplied from a first power supply terminal;
A power supply different from the power supply of the first power supply terminal is fed from a second power supply terminal which is a terminal different from the first power supply terminal, and an input terminal is connected to the output terminal of the first CMOS inverter. A second CMOS inverter;
Between the second input terminal and said second power supply terminal of the CMOS inverter, the said voltage of said input terminal to the second power supply terminal Ri Do a conducting state and a predetermined level or higher than the first power supply terminal A voltage limiting means connected so that a current flows from the first power supply terminal to the second power supply terminal side .
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