JP4540827B2 - Driver circuit and signal transmission system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のLSIチップ間や1つのチップ内における複数の素子や回路ブロック間の信号伝送、或いは、複数のボード間や複数の匡体間の信号伝送を高速に行うための信号伝送技術に関し、特に、双方向信号伝送を行うためのドライバ回路および信号伝送システムに関する。
【0002】
近年、コンピュータやその他の情報処理機器を構成する部品の性能は大きく向上しており、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体記憶装置やプロセッサ等の性能向上は目を見張るものがある。そして、この半導体記憶装置やプロセッサ等の性能向上に伴って、各部品或いは要素間の信号伝送速度を向上させなければ、システムの性能を向上させることができないという事態になって来ている。具体的に、例えば、DRAM等の主記憶装置とプロセッサとの間(LSI間)の信号伝送速度がコンピュータ全体の性能向上の妨げになりつつある。さらに、サーバと主記憶装置或いはネットワークを介したサーバ間といった匡体やボード(プリント配線基板)間の信号伝送だけでなく、半導体チップの高集積化並びに大型化、および、電源電圧の低電圧化(信号振幅の低レベル化)等により、チップ間の信号伝送やチップ内における素子や回路ブロック間での信号伝送においても信号伝送速度の向上が必要になって来ている。そこで、信号伝送路の使用効率を増加し、或いは、より少ない本数の信号線で同等の信号伝送速度を得ることのできる双方向伝送または多値伝送に適した線型性の出力インピーダンスを有するドライバ回路および信号伝送システムの提供が要望されている。
【0003】
【従来の技術】
近年、LSIやボード間、或いは、匡体間のデータ伝送量の増加に対応するために、1ピン当たりの信号伝送速度を増大させる必要がある。これは、ピン数を増やすことによるパッケージ等のコストの増大を避けるためでもある。その結果、最近では、LSI間の信号伝送速度が1Gbpsを超え、将来(3年から8年程度先)には、4Gbps或いは10Gbpsといった極めて高い値(高速の信号伝送)になることが予想されている。
【0004】
このように高い信号周波数では、信号の伝送路がその高い信号周波数に対して表皮効果による損失を与え、さらに、寄生インダクタや寄生容量の影響で高周波成分が反射される等の原因により伝送路の帯域に制限が生じることになる。これらの制限は、例えば、芯線の太いケーブルを使うことで緩和することができるが、大容量のデータ伝送で多数の信号線を並列に束ねる必要がある場合にはケーブル束の太さにも限界がある。このように、伝送周波数が増加すると伝送路自体が信号伝送のボトルネックになる事態が発生する。
【0005】
高速の信号伝送において、整合されない線路終端では信号の反射により信号波形が乱れるため、信号線の終端を線路の特性インピーダンスに合わせる(整合させる)ことが行われる。このインピーダンス整合は、信号線の受信端だけでなく送信端でも必要になる。それは、コネクタやパッケージ等のインピーダンス不整合点からの反射を送信端でも吸収するためである。
【0006】
ところで、信号線の本数を減らす方法として双方向伝送技術や1シンボルで複数のビットを送る多値伝送が知られているが、これらの方法では線路終端の値が線路インピーダンスに整合しているだけでなく、その非線型性が小さいことが必要である。それは、双方向伝送では受信信号から自分自身のドライバ回路による寄与を差し引く場合に非線型性があると誤差を生じ、多値伝送でも非線型性によりシンボル当たりのビット数が制限されるからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図1は従来のドライバ回路の一例を説明するための図であり、図1(a)はドライバ回路の一例としてのインバータを示し、図1(b)はpチャネル型MOS(pMOS)トランジスタがオンした場合を示し、そして、図1(c)はnチャネル型MOS(nMOS)トランジスタがオンした場合を示している。図1(a)において、参照符号100はドライバ回路(CMOSインバータ)、101はpMOSトランジスタ、そして、102はnMOSトランジスタを示している。
【0008】
従来の信号ドライバ(ドライバ回路100)は、例えば、図1(a)に示されるように、プッシュ・プル(push−pull)のインバータ形式のものが広く使われている。このインバータ形式のドライバ回路100のインピーダンスは、トランジスタのI−V特性が飽和特性であるため、出力トランジスタ101および102のドレイン・ソース間電圧が高くなるに従って高くなってしまう。
【0009】
すなわち、図1(b)および図1(c)に示されるように、出力トランジスタ101および102を流れる電流(Iout,−Iout)は、端子電圧(Vout)に対して非線型に変化し、理想直線より数10%もずれた特性を示す。
そのため、このようなドライバ回路100を用いて双方向信号伝送を行うと、そのインピーダンスの非線型性により、例えば、送信出力の数10%の誤差が生じ、特に、受信信号が減衰している場合には、殆ど受信信号の判別ができないという事態も生じかねない。
【0010】
本発明は、上述した従来の信号伝送技術における課題に鑑み、ドライバ回路のインピーダンスに線型性を持たせて伝送路の帯域を有効利用できる双方向伝送或いは多値伝送を可能にすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の形態は、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、および、制御回路を備えるドライバ回路であり、第1のトランジスタは、出力信号線に接続された第1の端子、第1の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、また、第2のトランジスタは、第1のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する。制御回路は、出力信号線の電位に応じて第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する。
【0012】
本発明の第2の形態は、第1のトランジスタおよび制御回路を備え、第1のトランジスタは、出力信号線に接続された第1の端子、第1の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、また、制御回路は、出力信号線の電位および制御信号に応じて第1のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する。この制御回路は、出力信号線と第1のトランジスタの制御端子を接続する抵抗性デバイスと、該抵抗性デバイスの抵抗を電圧で制御する抵抗性デバイス制御手段とを備える。
さらに、本発明によれば、上記ドライバ回路を信号伝送路の両端に配置し、互いのドライバ回路が相手の信号の受信終端を兼ねるようにして双方向の信号伝送を行う信号伝送システムが提供される。
【0013】
図2は本発明の第1の形態に係るドライバ回路の原理構成を示す図である。ここで、図2(a)はドレイン電圧をVd、ソース電圧をVsおよびゲート電圧をVgとしたときにトランジスタTrを流れる電流(ドレイン電流)Idを示し、図2(b)はソース電圧Vsを0Vとし且つゲート電圧Vgを一定としたときにトランジスタTr1を流れる電流I1を示し、図2(c)はソース電圧Vsを0Vとし且つゲート電圧Vgをドレイン電圧Vdから所定電圧(Vth)だけシフタSFTでシフトした電圧としたときにトランジスタTr2を流れる電流I2を示す。なお、図2(d)は、図2(b)の電流I1、図2(c)の電流I2、並びに、これらの電流I1およびI2を合成したもの(I1+I2)を示している。
【0014】
本発明の第1の形態に係るドライバ回路は、第1のトランジスタTr1と第2のトランジスタTr2を並列に接続し、第1のトランジスタTr1の飽和特性を第2のトランジスタを流れる電流でキャンセルすることにより線型性の高い出力インピーダンスを得るようになっている。
ここで、第1のトランジスタTr1と第2のトランジスタTr2の特性は等しく、次のような2乗特性である場合の解析を以下に示す。なお、nMOSトランジスタを用いたプルダウンデバイスの場合を説明するが、pMOSトランジスタのプルアップデバイスの場合も同様の解析が成り立つ。
【0015】
まず、トランジスタ特性は、
Id=β〔(Vg−Vth−Vs)・(Vd−Vs)−(Vd−Vs)2/2〕
で与えられる。ここで、参照符号Vd、VsおよびVgは、それぞれドレイン電位、ソース電位およびゲート電位を示し、また、Vthは、閾値電圧を示している。なお、プルダウンであるため、ソース電位Vsは0ボルト(Vs=0)となっている。
【0016】
トランジスタのゲート電位Vgが一定(Vg=const)の場合、ドレインのコンダクタンスGdは、δI/δVdで与えられ、
Gd=β〔Vg−Vth−Vd〕
となる。電流−電圧特性が上に凸であることを反映して、Vdと共にコンダクタンスGdが減少している。
【0017】
次に、トランジスタのゲート電位Vgが、Vg=Vth+Vdの場合、つまり、ドライバ回路の出力電圧Vdに依存してゲート電圧を変化させた場合、ドレインのコンダクタンスは、Vg=Vth+Vdを電流の式に代入した上でVdにより微分することで、
Gd’=β〔Vd−Vs〕=βVd
となる。すなわち、電流−電圧特性が下に凸であるため、コンダクタンスはドライバ回路の出力電圧Vdと共に増加する特性となる。
【0018】
従って、これら2つのトランジスタを並列に繋ぐと、全コンダクタンスは、GdとGd’の和になり、
Gd+Gd’=β〔Vg−Vth〕
となる。ここで、Vgは、ゲート電圧一定の素子のゲート電圧である。
上述したように、2つのトランジスタ(第1および第2のトランジスタ)を並列に接続することにより、ドレイン電圧Vd(信号電圧:ドライバ回路の出力電圧)に対するコンダクタンスの依存性を無くすことができる。
【0019】
本発明によれば、トランジスタの持つ飽和特性を並列素子の持つ下に凸の電流−電圧特性で補償することができ、電圧に対する線型性の優れた内部インピーダンスを実現することができる。すなわち、トランジスタの電流−電圧特性が有する非線型性を補償して線型性の優れた内部インピーダンスを実現することができ、この内部インピーダンスをドライバ回路の負荷デバイスとすることにより出力インピーダンスの電圧依存性の小さいドライバ回路が実現することが可能になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るドライバ回路および信号伝送システムの実施例を添付図面に従って詳述する。
図3は本発明のドライバ回路の第1実施例を示す回路図である。図3において、参照符号1および2はpMOSトランジスタ、3はゲート電圧発生回路(電圧シフト回路)、4は出力信号線、そして、5および6はnMOSトランジスタを示している。
【0021】
図3に示されるように、本第1実施例のドライバ回路において、第1のトランジスタ1は、ソースが高電位電源線Vddに接続され、ドレインが出力信号線4に接続され、そして、ゲートが低電位電源線Vssに接続されている。また、第2のトランジスタ2は第1のトランジスタ1と並列に接続され、また、第2のトランジスタ2のゲートにはゲート電圧発生回路3の出力が印加されている。トランジスタ1および2のドレインは共通接続されて、出力信号線4に接続されると共に、トランジスタ5のドレインに接続され、トランジスタ5のソースは、ゲートにバイアス電圧Vcnが印加されたトランジスタ6を介して低電位電源線Vssに接続されている。ここで、トランジスタ5のゲートには、入力信号(IN)が供給されている。
【0022】
ゲート電圧発生回路3は、トランジスタ2のゲート電圧を制御するもので、pMOSトランジスタ31,32、および、nMOSトランジスタ33,34,35を備えて構成され、出力信号線4の電圧をシフトしてトランジスタ2のゲートに印加する。
すなわち、本第1実施例のドライバ回路において、ゲート電圧発生回路3は、信号線4の電圧をゲイン1のバッファで受け、その出力電圧でトランジスタ2のゲートを駆動するようになっている。本第1実施例では、nMOSトランジスタ5および6で構成される定電流ドライバから供給される電流がpMOS負荷(トランジスタ1および2)に印加され、出力電圧を発生する。ここで、トランジスタ2のゲート電圧は信号電圧につれて変化するため、トランジスタ2の電流−電圧特性はトランジスタ1の飽和特性を補償するような下に凸の曲線となり、その結果、負荷デバイス(トランジスタ1および2の並列素子)のインピーダンスは電圧への依存性が小さくなり良好な線型性を示すことになる。
【0023】
図4は本発明のドライバ回路の第2実施例を示す回路図である。
本第2実施例が上記の第1実施例と異なる点は、負荷デバイス112,113および114,115が定電流ドライバではなく電圧モードドライバの出力に直列に入っていることである。なお、参照符号117および118は、それぞれゲイン1のバッファ(ゲート電圧発生回路)を示している。
【0024】
図4に示されるように、負荷デバイスは、pMOSトランジスタ112,113およびnMOSトランジスタ114,115であり、各トランジスタ113および115のゲートに信号線電圧(OUT)に依存した電圧を印加するようになっている。
本第2実施例では、信号線電圧(IN)がそのまま各トランジスタ111および116のゲートに印加されており、pMOSトランジスタ111がオンのときにはnMOSトランジスタ116がオフとなって、プルアップ用負荷デバイス(トランジスタ112および113)を流れる負荷電流は全て信号電流としてドライバ回路の外に取り出され、一方、pMOSトランジスタ111がオフのときにはnMOSトランジスタ116がオンとなって、プルダウン用負荷デバイス(トランジスタ114および115)を流れる負荷電流は全て信号電流としてドライバ回路の外に取り出される(信号電流が全てプルダウン用負荷デバイスを流れる)ことになり、第1の実施例と比較して消費電流を低減(半減)することができる。
【0025】
図5は本発明のドライバ回路の第3実施例を示す回路図である。図5において、参照符号201、202;301、302はpMOSトランジスタで構成された負荷デバイス、203,303はnMOSの差動対トランジスタ、200は電流制限トランジスタ(nMOSバイアストランジスタ)、そして、206および306はバッファ(ゲート電圧発生回路)を示している。
【0026】
図5に示されるように、本第3実施例は、電流ドライバがnMOS差動対として構成され、その電流がpMOS負荷デバイス201,202および301,302に加えられるようになっている。本第3実施例においては、定電流ドライバで定電流を発生する電流制限トランジスタ200のドレイン電圧がほぼ一定に保持されるのでスイッチング時間が早くなると共に、入力のコモンモード電圧に対する除去特性が向上して耐ノイズ性が高くなるという利点がある。
【0027】
図6は本発明のドライバ回路の第4実施例を示す回路図である。
本第4実施例は、全体的な構成は図3に示す第1実施例と同様であり、ゲート電圧発生回路(電圧シフト回路)30の構成が異なっている。すなわち、本第4実施例におけるゲート電圧発生回路30は、単なるゲイン1のバッファではなく、その入力電圧(Vi)から一定値だけシフトした電圧(Vo)を出力するようになっている。
【0028】
このゲート電圧発生回路30は、nMOSトランジスタ差動対37,38を入力とした電圧シフト回路で実現され、電圧シフト量は、pMOSトランジスタ36の閾値電圧(Vth)に等しい値となっている。なお、pMOSトランジスタ36およびnMOSトランジスタ39のゲートには、それぞれバイアス電圧VcpおよびVcnが印加されている。
【0029】
すなわち、トランジスタ38を流れる電流をI31とし、トランジスタ36(37)を流れる電流をI32とすると、トランジスタ39には、I31+I32の電流が流れる。ここで、トランジスタ37および38とトランジスタ39との接続ノードの電圧をVsとすると、電流I31およびI32は、I31=β(Vi−Vs−Vth)2、I32=β(Vo−Vs−Vth)2となり、Vi=(I31/β)1/2+Vs+Vth、Vo(I32/β)1/2+Vs+Vthとなる。従って、Vi−Vo=(I31/β)1/2−(I32/β)1/2となる。このように電圧シフト量を選ぶことで、負荷デバイス(トランジスタ1および2の並列素子)のインピーダンスの線型性をさらに良好なものとすることができる。
【0030】
図7は本発明のドライバ回路の第5実施例を示す回路図である。
図7に示されるように、本第5実施例は、ゲート電圧発生回路がダイオード接続されたpMOSトランジスタ81およびそれに電流を流すための定電流源82により構成されている。これにより、本第5実施例では、発生する電圧シフト量がpMOSトランジスタ81の閾値電圧となって、負荷デバイス(pMOSトランジスタ1および2)の閾値電圧と一致するため、たとえプロセス変動によりトランジスタの閾値電圧が変化したとしても、それを補償するような電圧(トランジスタ2のゲート電圧)が発生されることになる。その結果、半導体製造プロセスに変動が生じても負荷デバイスの線型性に影響が無いという利点がある。
【0031】
図8は本発明のドライバ回路の第6実施例を示す回路図である。
図8に示されるように、本第6実施例は、図4に示す第2実施例と同様に、プルアップ用の負荷デバイス(pMOSトランジスタ11および12)とプルダウン用の負荷デバイス(nMOSトランジスタ21および22)を用いた構成とされ、各トランジスタ12および22のゲートには信号線電圧(OUT)に依存した電圧が印加される。トランジスタ11および21のゲートには、入力信号が印加されて前段から直接駆動されるが、トランジスタ12および22のゲートは各負荷デバイスがオンのときは信号電圧に依存して変化する必要があるため、ゲート電圧発生回路(61,62)とゲートとの間にスイッチ用トランジスタ(51、52)が設けられている。
【0032】
入力信号(IN)が低レベル「L」のとき、プルアップ用負荷11がオンでプルダウン用負荷21がオフとなり、このとき、インバータ71を介して高レベル「H」の電圧が印加されたプルアップ・トランジスタ41はオフでプルダウン・トランジスタ42はオンとなる。さらに、インバータ71および72を介して低レベル「L」の電圧が印加されたゲートトランジスタ51はオンでゲートトランジスタ52はオフとなる。従って、プルアップ用負荷12のゲートにはバッファ61の出力が供給されて、負荷デバイス(トランジスタ11および12の並列素子)のインピーダンスは良好な線型性を示し、さらに、負荷デバイス(トランジスタ11,12)を流れる負荷電流の全てを信号電流としてドライバ回路の外に取り出すことで消費電流の低減が可能になる。
【0033】
また、入力信号(IN)が高レベル「H」のとき、プルアップ用負荷11がオフでプルダウン用負荷21がオンとなり、さらに、プルアップ・トランジスタ41がオンでプルダウン・トランジスタ42がオフとなる。そして、ゲートトランジスタ51がオフでゲートトランジスタ52がオンとなり、プルダウン用負荷22のゲートにはバッファ62の出力が供給されて、負荷デバイス(トランジスタ21および22の並列素子)のインピーダンスは良好な線型性を示し、さらに、負荷デバイス(トランジスタ21,22)を流れる負荷電流の全てを信号電流としてドライバ回路の外に取り出す(信号電流の全てを負荷デバイスに流す)ことで消費電流の低減が可能になる。
【0034】
このように、本第6実施例は、前述した第2実施例のような負荷デバイスそのものがオン/オフするためのサイズの大きなスイッチ用トランジスタ(図4におけるトランジスタ111および116)が不用となり、前段を駆動するプリドライバの消費電力が小さくすることができるという利点がある。
図9は本発明のドライバ回路の第7実施例を示す回路図である。図9において、参照符号211および212は負荷デバイス(nMOSトランジスタ)、213はスイッチ(nMOSトランジスタ)、214は電流源(pMOSトランジスタ)、215は抵抗、そして、216はゲート電圧発生回路(シフタ)を示している。
【0035】
図9に示されるように、本第7実施例では、負荷デバイス(トランジスタ211)がオフからオンに遷移するときのスイッチング時間を短縮するために、過渡的にゲート電圧の変化を早くするための電流注入機構を持っている。ここで用いている電流注入機構は、容量結合によるものであり、トランジスタ(負荷デバイス)211のゲートからトランジスタ213のゲートへ容量217により結合するようになっている。
【0036】
この容量結合により、トランジスタ211のゲート電圧が低レベル「L」から高レベル「H」に遷移するとき(すなわち、負荷デバイスがオフからオンに変化するとき)、トランジスタ(負荷デバイス)212のゲート電圧を一時的に高レベル側に駆動して、遷移速度を高速化させている。また、負荷デバイス(211)がオンからオフに遷移する場合も同様に容量結合により遷移速度が高速化される。
【0037】
図10は本発明のドライバ回路の第8実施例を示す回路図である。
図10から明らかなように、本第8実施例では、負荷デバイス221,222および223,224、並びに、負荷デバイスのゲート電圧発生回路におけるシフト電圧を発生する部分(トランジスタ225〜227)が全て同一のチャネル導電性のトランジスタ(ここでは、nMOSトランジスタ)で構成されるようになっている。
【0038】
このように、本第8実施例は、負荷デバイスおよびシフト電圧発生用のトランジスタを同一の導電性トランジスタ(nMOSトランジスタ)で構成することで、非線型性を決定するトランジスタが同一導電性となり、プロセス変動があったとしても線型性が影響を受けにくいという利点を有する。さらに、nMOSトランジスタを使用することにより、駆動トランジスタがpMOSトランジスタを使う場合に比べて小さくて済むという利点もある。
【0039】
図11は本発明のドライバ回路の第9実施例を示す回路図である。
図11に示されるように、本発明は、2組ドライバ回路231および232を対向して接続し、互いの出力が相手の終端となるような信号伝送システムに適用される。すなわち、本発明のドライバ回路は、1つの信号線で双方向に信号を送る双方向信号伝送システムに適用することができ、ドライバ回路の出力インピーダンスが電圧に依存しない線型性を持つために、ドライバ回路の出力状態や入力電圧の大きさに依存することなく、インピーダンス整合を行うことができ、非線型エラーの小さな信号伝送が可能になる。
【0040】
以上のように、本発明の第1の形態によれば、信号伝送路の使用効率を増加して、より少ない信号線本数で同等の信号伝送速度を得ることのできる双方向信号伝送或いは多値伝送のための出力インピーダンスの線型性に優れたドライバ回路および信号伝送システムを提供することが可能になる。
図12は本発明の第2の形態に係るドライバ回路の原理構成を示す図である。なお、ここでは、nMOSトランジスタを例として説明するが、pMOSトランジスタ、或いは、MOSトランジスタ以外の他のトランジスタに関しても同様である。
【0041】
図12(a)に示されるように、nMOSトランジスタ400のゲート電圧(ゲート・ソース間電圧)をVgs とし、ドレイン電圧(ドレイン・ソース間電圧)をVdsとし、このトランジスタを流れる電流をIdとする。なお、トランジスタの閾値電圧はVthで示す。
図12(b)および図12(c)に示されるように、本発明の第2の形態に係るドライバ回路は、線型性の高い出力インピーダンスを得るために、ドライバ回路における出力トランジスタのゲート電圧を制御信号CSおよびドライバ出力電圧(出力信号線の電位)Vout の双方に依存させて制御するようになっている。ここで、図12(b)はnMOSトランジスタ401をプルアップ素子として使用した様子を示し、また、図12(c)はnMOSトランジスタ412をプルダウン素子として使用した様子を示している。
【0042】
以下に、ドライバ回路の出力段トランジスタが次のような2乗特性である場合の解析を示す。解析には、次式を使用する。
Id=β((Vgs-Vth)Vds−(1/2)Vds2))・・・ Vgs>Vds+Vth (1a)
=(β/2)(Vgs-Vth)2・・・ Vgs<Vds+Vth (1b)
まず、図12(b)に示されるようなプルアップのnMOSトランジスタ401の場合、ドレイン電圧を一定(Vd=Vr)としてソース側から出力電流Iout=Idを取り出す。Vdsは、Vd−Vsで、Vs=Vout(出力電圧)であるから、
Vg=(Vout+VgO)/2+Vth+Vr/2 VgO>Vr−Vout (2a)
=SQRT(VgO*(Vr-Vs)) VgO<Vr−Vout (2b)
Iout=(β/2)VgO*(Vr−Vout) (2c)
となる。従って、ゲート電圧発生回路403が上記のようなゲート電圧Vgをトランジスタ401のゲートに印加することにより、リニアな特性とすることができる。
【0043】
次に、図12(c)に示されるようなプルダウンのnMOSトランジスタ411の場合、Vds=Vout、且つ、Vgs=Vgとすると、
Vg=(Vout+VgO)/2+Vth VgO>Vout (3a)
=SQRT(VgO*Vout) VgO<Vout (3b)
Iout=(β/2)VgO*Vout (3c)
となる。従って、ゲート電圧発生回路413が上記のようなゲート電圧Vgをトランジスタ411のゲートに印加することにより、やはりリニアな特性とすることができる。
【0044】
このように、本発明の第2の形態に係るドライバ回路によれば、トランジスタの電流−電圧特性が有する非線型性を補償し、線型性の優れた内部インピーダンスを実現することができる。そして、この内部インピーダンスをドライバの負荷デバイスとすることによって、出力インピーダンスの電圧依存性の小さなドライバ回路を実現することが可能になる。
【0045】
図13は本発明のドライバ回路の第10実施例を示す回路図である。図13において、参照符号421および422はpMOSトランジスタ、423〜425はnMOSトランジスタ、そして、426および427はゲート電圧発生回路を示している。
図13(a)に示されるように、ゲート電圧発生回路426は、制御信号CS1およびドライバ回路の出力ノードN41からの信号(出力信号線の電位:ドラバ回路の出力電圧)を受け取り、ゲート電圧Vg1を発生してトランジスタ421のゲートに印加する。また、ゲート電圧発生回路427は、制御信号CS2およびドライバ回路の出力ノードN42からの信号(ドライバ回路の出力電圧)を受け取り、ゲート電圧Vg2を発生してトランジスタ422のゲートに印加する。
【0046】
ここで、図13(b)に示されるように、各ゲート電圧発生回路426(427)は、入力された制御信号CS1(CS2)およびドライバ回路の出力電圧を受け取り、抵抗428および429による抵抗分割でゲート電圧Vg1(Vg2)を発生させている。なお、トランジスタ423および424はnMOS差動対を構成し、また、トランジスタ425のゲートにはバイアス電圧Vcnが印加されている。
【0047】
本第10実施例では、nMOS差動対423および424で構成された定電流ドライバから供給される電流がpMOS負荷(pMOSトランジスタ)421および422に印加されて出力電圧(/OUT,OUT)を発生する。pMOSトランジスタ421および422のゲート電圧は、信号電圧(IN,/IN)につれて変化するため負荷デバイス(421,422)のインピーダンスは電圧への依存性が小さくなり良好な線型性を示す。
【0048】
図14は本発明のドライバ回路の第11実施例を示す回路図であり、参照符号431および432はnMOSトランジスタ、また、433および434はゲート電圧発生回路を示している。
図14に示されるように、本第11実施例のドライバ回路は、高電位の電源線Vddに接続されたプルアップ用nMOSトランジスタ431および低電位の電源線Vssに接続されたプルダウン用nMOSトランジスタ432を備えている。
【0049】
ここで、一方のプルアップ用トランジスタ431は、他方のプルダウン用トランジスタ432がオンのときはオフとなり、また、他方のプルダウン用トランジスタ432がオフのときはオンとなる。すなわち、本第11実施例は、常にどちらかの負荷デバイスがオフとなるため、負荷電流のすべてが信号電流としてドライバの外に取り出され、消費電流を低減(例えば、第10実施例よりも半減)することができる。
【0050】
図15は本発明のドライバ回路の第12実施例を示す回路図である。図15において、参照符号441は負荷、442はnMOSトランジスタ(制御トランジスタ)、そして、440はゲート電圧発生回路(制御回路)を示している。
ゲート電圧発生回路440は、ゲート電圧発生部443並びに444で構成され、ゲート電圧発生部443はスイッチ4431,4432および抵抗4433,4434を備え、また、ゲート電圧発生部444はスイッチ4441,4442および抵抗4443,4444を備える。ここで、参照符号Vcおよび/Vcは制御電圧(制御信号)を示し、/VcはVcを反転したものである。なお、各スイッチ4431,4432;4441,4442は、例えば、CMOSトランスファゲートにより構成される。
【0051】
本第12実施例は、ゲート電圧発生回路440が抵抗分割によりドライバ出力電圧(OUT)および制御電圧からゲート電圧(Vg)を決定するのは上述の実施例と同様であるが、相補の制御電圧(Vc,/Vc)によって制御されるトランジスタスイッチ(トランスファゲート)によりドライバがオンの場合とオフの場合とで抵抗分割比を変えるようになっている。
【0052】
すなわち、制御電圧Vcが高レベル「H」(制御電圧/Vcが低レベル「L」)のとき、スイッチ4431および4441がオフでスイッチ4432および4442がオンとなって、制御電圧Vcと出力電圧(OUT)を抵抗4434および4444で抵抗分割した電圧(Vg)がトランジスタ442のゲートに印加される。一方、制御電圧Vcが低レベル「L」(制御電圧/Vcが高レベル「H」)のとき、スイッチ4431および4441がオンでスイッチ4432および4442がオフとなって、抵抗4433および4443で抵抗分割した電圧(Vg)がトランジスタ442のゲートに印加される。ここで、抵抗4434および4444による分圧と抵抗4433および4443による分圧比とは所定の異なる比率に設定されており、出力電圧(OUT)に対するインピーダンスの線型性だけでなく制御電圧(Vc,/Vc)に対する出力インピーダンスの線型性を改善するようになっている。
【0053】
従って、例えば、制御電圧Vcが高電位の電源電圧Vddのときの出力インピーダンスをZo、制御電圧VcがVdd/2のときの出力インピーダンスを2Zoとなるように抵抗4433,4434;4443,4444の値を設定することにより、ドライバの出力コンダクタンスが制御電圧に対してほぼ比例するように調整することができる。なお、本第12実施例は、ドライバ出力が変化している遷移期間においてもプッシュ・プル用ドライバの出力インピーダンスがほぼ一定に保持することができるという利点がある。
【0054】
図16は本発明のドライバ回路の第13実施例を示す回路図であり、上述した第12実施例を変形したものである。図16において、参照符号451は負荷、452はnMOSトランジスタ(制御トランジスタ)、450はゲート電圧発生回路(制御回路)、そして、4551および4552は遅延回路を示している。
ゲート電圧発生回路450は、ゲート電圧発生部453並びに454で構成され、ゲート電圧発生部453はスイッチ4531〜4536および抵抗4537〜4539を備え、また、ゲート電圧発生部454はスイッチ4541〜4546および抵抗4547〜4549を備える。なお、各スイッチ4531〜4536;4541〜4546は、例えば、CMOSトランスファゲートで構成されるのは前述の通りである。
【0055】
本第13実施例では、スイッチ(トランスファゲート)4531〜4536;4541〜4546によりゲート電圧発生回路450に用いる分圧回路の抵抗値を3通りの値に切り替えるようになっている。すなわち、各分圧抵抗は2つのトランスファゲートを直列にしたスイッチで切り替えられ、各スイッチは異なる位相の制御クロックφ1,φ2,φ3(/φ1,/φ2,/φ3)により制御される。
【0056】
具体的に、第1の分圧抵抗の組(抵抗4537および4547)は制御クロックφ1および/φ2が共に高レベル「H」になる期間に有効となり、第2の分圧抵抗の組(抵抗4538および4548)は制御クロックφ2および/φ3が共に高レベル「H」になる期間に有効となり、そして、第3の分圧抵抗の組(抵抗4539および4549)は制御クロックφ3および/φ1が共に高レベル「H」になる期間に有効となる。ここで、制御クロック(φ1)φ2,φ3は、遅延回路4551、4552によって順次生成される。
【0057】
本第13実施例によれば、例えば、ドライバ回路がオンのとき、コンダクタンスがオン時の半分のとき、および、ドライバ回路がオフの時ときといった3通りの場合についての制御回路の入出力特性を設定することができるため、ドライバ回路の出力コンダクタンスは制御信号に対してほぼ線型に依存させることができる。
【0058】
図17は本発明のドライバ回路の第14実施例を示す回路図である。
本第14実施例は、全体的には上述の第12および第13実施例と同様であるが、ゲート電圧発生回路460が複数組のダイオード接続されたトランジスタおよび抵抗(4611,4612;4621,4622;4631,4632)から構成されたいわゆる折れ線近似回路となっていることを特徴とする。なお、参照符号463は制御信号が入力されたpMOSトランジスタであり、464は抵抗分割の基準となる一方の抵抗である。
【0059】
折れ線近似回路は、出力電圧が基準電圧値を超える毎に電圧分割回路の分割比が変化することにより複数の折れ曲がり点をもつ折れ線の特性を示すものであり、図17に示す第14実施例の場合には、理想的な入出力特性を3つの折れ曲がり点をもつ直線で近似することができる。なお、ダイオード接続されたトランジスタおよび抵抗の組は、3組に限定されないのはもちろんである。また、実際には、ダイオード特性は急峻でないため折れ線ではなく曲線が得られ、理想的な特性により近いたものとなる。
【0060】
図18は本発明のドライバ回路の第15実施例を示す回路図である。
本第15実施例は、前述した第12実施例において、抵抗分割回路の抵抗素子(4712,4722)に対して並列に容量(4711,4721)を設けたものである。ここで、容量4711および4721の値は、容量分割によって決まるゲート電圧対制御電圧特性がドライバ回路の出力インピーダンスがオン時の半分のコンダクタンスとなるように選ばれる。
【0061】
例えば、制御電圧がVdd/2の場合、ドライバ回路の出力インピーダンスは、静的にはオン時の半分に近い値が得られるが、実際には制御電圧は過渡的な変化をしているため誤差が生じる。そこで、本第15実施例では、容量4711および4721の容量分割を導入することにより高い周波数での分割比を容量で決定することで、過渡的な誤差を小さくするようになっている。
【0062】
図19は本発明のドライバ回路の第16実施例を示す回路図である。
本第16実施例では、ドライバ回路の出力ノード(OUT)からトランジスタ481,482のゲートに帰還を行う素子が、ドライバ段のトランジスタ(481,482)と同一キャリアを用いたトランジスタ(本実施例では、nMOSトランジスタ)485,486をダイオード接続したものとなっており、その負荷デバイスとして制御信号Vc,/Vcが入力されたpMOSトランジスタ483,484を使用するようになっている。
【0063】
本第16実施例によれば、例えば、ドライバ回路の出力段トランジスタ(481,482)の閾値電圧Vthがプロセス変動等により高くなれば、そのゲート電圧もそれに応じて高くなるため、そのようなプロセス変動の影響を受け難くすることができる。
図20は本発明のドライバ回路の第17実施例を示す回路図である。
【0064】
図20および図19の比較から明らかなように、本第17実施例におけるトランジスタ491〜496は、上述の第16実施例におけるトランジスタ481〜486に対応する。本第17実施例では、第16実施例におけるpMOS負荷トランジスタ483および484を、それぞれ直列接続された2個のpMOSトランジスタ4930,493および4940,494に置き換え、各一方のトランジスタ4930および4940のゲートにコンダクタンスを一定に保つためのゲート電圧が印加されている。
【0065】
すなわち、バイアス発生回路497は、pMOSトランジスタ4971,4972、nMOSトランジスタ4973,4974、および、抵抗(外部基準抵抗)4975を備え、この外部基準抵抗4975に比例したコンダクタンスとなるようなゲートバイアス電圧を発生する。本第17実施例によれば、pMOSトランジスタのプロセス変動も補償することができるため、上述した第16実施例よりもさらにプロセス依存性を小さくすることができる。
【0066】
図21は本発明のドライバ回路の第18実施例を示す回路図である。
図21に示されるように、本第18実施例は、ドライバ段の高電位側のトランジスタ501を駆動する制御回路(ゲート電圧発生回路)503と、低電位側のトランジスタ502を駆動する制御回路(ゲート電圧発生回路)504とをそれぞれの電圧に応じて非対称的に構成している。なお、例えば、電圧Vddは1.8ボルト、Vrは0.9ボルト、そして、Vssは0ボルトとされている。
【0067】
まず、ゲート電圧発生回路503は、pMOSトランジスタ531〜533およびnMOSトランジスタ534〜536を備え、プリドライバとしてのインバータ(トランジスタ531,534)を有している。そして、前述した図19の第16実施例のように、ダイオード接続されたトランジスタ536を介して出力電圧(OUT)をトランジスタ501のゲートに帰還するようになっている。ここで、トランジスタ536は、プロセス変動の影響を受け難くするために出力トランジスタ501と同じnMOSトランジスタとして構成されている。
【0068】
一方、ゲート電圧発生回路504は、pMOSトランジスタ541〜544およびnMOSトランジスタ545〜549を備えて構成されている。ここで、nMOSトランジスタ549およびpMOSトランジスタ543は、前述した図15の第12実施例のように、制御信号Vcおよび/Vcによりスイッチング制御されるようになっている。なお、これらのトランジスタ549および543は、スイッチング素子だけでなく、抵抗素子としても機能するようになっている。これにより、制御信号Vc,/Vcのレベルに応じてトランジスタ502のゲート電圧を制御し、出力インピーダンスの線型性を改善するようになっている。
【0069】
以上の説明では、トランジスタとしてMOS(CMOS)トランジスタを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(付記1) 出力信号線に接続された第1の端子、第1の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有する第1のトランジスタと、
該第1のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する第2のトランジスタと、
前記出力信号線の電位に応じて前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する制御回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。
【0070】
(付記2) 付記1に記載のドライバ回路において、前記第1の電源線は高電位の電源線であり、且つ、前記第1のトランジスタは前記出力信号線をプルアップすることを特徴とするドライバ回路。
(付記3) 付記1に記載のドライバ回路において、前記第1の電源線は低電位の電源線であり、且つ、前記第1のトランジスタは前記出力信号線をプルダウンすることを特徴とするドライバ回路。
【0071】
(付記4) 付記1に記載のドライバ回路において、前記制御回路は、前記出力信号線の電圧を近似的に一定値だけシフトしたシフト電圧を前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧シフト回路であることを特徴とするドライバ回路。
(付記5) 付記4に記載のドライバ回路において、前記電圧シフト回路は、前記出力信号線に接続された電圧シフト用負荷デバイスに電流を流すことで前記シフト電圧を発生するようになっていることを特徴とするドライバ回路。
【0072】
(付記6) 付記5に記載のドライバ回路において、前記電圧シフト用負荷デバイスと前記第1および第2のトランジスタとが同一のチャネル導電性を有することを特徴とするドライバ回路。
(付記7) 付記1に記載のドライバ回路において、さらに、前記第2のトランジスタをオフ状態からオン状態に切り替える際に、該第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧をそのオフ電圧からオン電圧への変化を加速するための電荷または電流の注入手段を備えることを特徴とするドライバ回路。
【0073】
(付記8) 出力信号線に接続された第1の端子、高電位の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、該出力信号線をプルアップする第1のトランジスタと、
該第1のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する第2のトランジスタと、
前記出力信号線の電位に応じて前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第1の制御回路と、
前記出力信号線に接続された第1の端子、低電位の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、該出力信号線をプルダウンする第3のトランジスタと、
該第3のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する第4のトランジスタと、
前記出力信号線の電位に応じて前記第4のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第2の制御回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。
【0074】
(付記9) 付記8に記載のドライバ回路において、該ドライバ回路は差動定電流ドライバ回路であり、前記並列接続された第1および第2のトランジスタと前記並列接続された第3および第4のトランジスタとを該差動定電流ドライバ回路の負荷としたことを特徴とするドライバ回路。
(付記10) 付記8に記載のドライバ回路において、前記第1の制御回路は、前記ドライバの出力信号線の電圧を近似的に一定値だけシフトした第1のシフト電圧を前記第2のトランジスタの制御端子に印加する第1シフト電圧回路であり、前記第2の制御回路は、前記ドライバの出力信号線の電圧を近似的に一定値だけシフトした第2のシフト電圧を前記第4のトランジスタの制御端子に印加する第2のシフト電圧回路であることを特徴とするドライバ回路。
【0075】
(付記11) 付記10に記載のドライバ回路において、前記各第1および第2の電圧シフト回路は、前記出力信号線に接続された電圧シフト用負荷デバイスに電流を流すことで前記各第1および第2のシフト電圧をそれぞれ発生するようになっていることを特徴とするドライバ回路。
(付記12) 付記11に記載のドライバ回路において、前記電圧シフト用負荷デバイスと前記第1〜第4のトランジスタとが同一のチャネル導電性を有することを特徴とするドライバ回路。
【0076】
(付記13) 付記8に記載のドライバ回路において、さらに、前記第1の制御回路と前記第2のトランジスタの制御端子との間に設けられた第1のスイッチ手段と、前記第2の制御回路と前記第4のトランジスタの制御端子との間に設けられた第2のスイッチ手段とを備え、
前記第1および第2のトランジスタを有するプルアップ用負荷デバイスと前記第3および第4のトランジスタを有するプルダウン用負荷デバイスの一方をオンさせるとき、前記第1および第2のスイッチ手段の対応する一方のスイッチ手段をオンすると共に他方のスイッチ手段をオフするようにしたことを特徴とするドライバ回路。
【0077】
(付記14) 付記13に記載のドライバ回路において、さらに、前記第2のトランジスタの制御端子をプルアップするプルアップ手段と、前記第4のトランジスタの制御端子をプルダウンするプルダウン手段とを備え、
前記プルアップ手段は、前記第1のスイッチ手段がオフするときに前記第2のトランジスタの制御端子をプルアップし、且つ、前記プルダウン手段は、前記第2のスイッチ手段がオフするときに前記第4のトランジスタの制御端子をプルダウンするようにしたことを特徴とするドライバ回路。
【0078】
(付記15) 出力信号線に接続された第1の端子、第1の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有する第1のトランジスタと、
前記出力信号線の電位および制御信号に応じて前記第1のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する制御回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。
【0079】
(付記16) 付記15に記載のドライバ回路において、前記第1の電源線は高電位の電源線であり、且つ、前記第1のトランジスタは前記出力信号線をプルアップすることを特徴とするドライバ回路。
(付記17) 付記15に記載のドライバ回路において、前記第1の電源線は低電位の電源線であり、且つ、前記第1のトランジスタは前記出力信号線をプルダウンすることを特徴とするドライバ回路。
【0080】
(付記18) 付記15に記載のドライバ回路において、前記制御回路は、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子を接続する抵抗性のデバイスと、該抵抗性デバイスの抵抗を電圧で制御する抵抗性デバイス制御手段とを備えることを特徴とするドライバ回路。
(付記19) 付記15に記載のドライバ回路において、前記制御回路は、抵抗性素子とスイッチ素子とを組み合わせた回路であることを特徴とするドライバ回路。
【0081】
(付記20) 付記19に記載のドライバ回路において、前記スイッチ素子はトランジスタまたはダイオードであり、前記制御回路の出力電圧は、前記出力信号線の電位および前記制御信号に対する依存性がいわゆる折れ線近似回路により得られることを特徴とするドライバ回路。
(付記21) 付記15に記載のドライバ回路において、前記制御回路は、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子との間を接続する容量を備えることを特徴とするドライバ回路。
【0082】
(付記22) 付記15に記載のドライバ回路において、前記制御回路は、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子との間を接続するダイオード接続されたトランジスタを備えることを特徴とするドライバ回路。
(付記23) 付記15に記載のドライバ回路において、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子とを接続するデバイスは、前記第1のトランジスタと同じ導電型を有し、前記制御回路にバイアス電流を与える回路は、前記第1のトランジスタのインピーダンスレベルにスケールしたインピーダンスを持つように制御されることを特徴とするドライバ回路。
【0083】
(付記24) 出力信号線に接続された第1の端子、高電位の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、該出力信号線をプルアップする第1のトランジスタと、
前記出力信号線の電位および第1の制御信号に応じて前記第1のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第1の制御回路と、
前記出力信号線に接続された第1の端子、低電位の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、該出力信号線をプルダウンする第2のトランジスタと、
前記出力信号線の電位および第2の制御信号に応じて前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第2の制御回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。
【0084】
(付記25) 付記24に記載のドライバ回路において、前記各第1および第2の制御回路は、前記出力信号線と対応する前記各第1および第2のトランジスタの制御端子を接続する抵抗性のデバイスと、該抵抗性デバイスの抵抗を電圧で制御する抵抗性デバイス制御手段とを備えることを特徴とするドライバ回路。
(付記26) 付記24に記載のドライバ回路において、前記各第1および第2制御回路は、抵抗性素子とスイッチ素子とを組み合わせた回路であることを特徴とするドライバ回路。
【0085】
(付記27) 付記26に記載のドライバ回路において、前記スイッチ素子はトランジスタまたはダイオードであり、前記各第1および第2の制御回路の出力電圧は、前記出力信号線の電位および前記各第1および第2の制御信号に対する依存性がいわゆる折れ線近似回路により得られることを特徴とするドライバ回路。
【0086】
(付記28) 付記24に記載のドライバ回路において、前記各第1および第2の制御回路は、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子との間を接続する容量を備えることを特徴とするドライバ回路。
(付記29) 付記24に記載のドライバ回路において、前記各第1および第2の制御回路は、前記出力信号線と対応する前記各第1および第2のトランジスタの制御端子との間を接続するダイオード接続されたトランジスタを備えることを特徴とするドライバ回路。
【0087】
(付記30) 付記24に記載のドライバ回路において、前記出力信号線と対応する前記各第1および第2のトランジスタの制御端子とを接続するデバイスは、前記各第1および第2のトランジスタと同じ導電型を有し、前記各第1および第2の制御回路にバイアス電流を与える回路は、前記各第1および第2のトランジスタのインピーダンスレベルにスケールしたインピーダンスを持つように制御されることを特徴とするドライバ回路。
【0088】
(付記31) 付記1〜30のいずれか1項に記載のドライバ回路を信号伝送路の両端に配置し、互いのドライバ回路が相手の信号の受信終端を兼ねるようにして双方向の信号伝送を行うことを特徴とする信号伝送システム。
【0089】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、信号伝送路の使用効率を増加して、より少ない信号線本数で同等の信号伝送速度を得ることのできる双方向信号伝送或いは多値伝送のための出力インピーダンスの線型性に優れたドライバ回路および信号伝送システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のドライバ回路の一例を説明するための図である。
【図2】本発明の第1の形態に係るドライバ回路の原理構成を示す図である。
【図3】本発明のドライバ回路の第1実施例を示す回路図である。
【図4】本発明のドライバ回路の第2実施例を示す回路図である。
【図5】本発明のドライバ回路の第3実施例を示す回路図である。
【図6】本発明のドライバ回路の第4実施例を示す回路図である。
【図7】本発明のドライバ回路の第5実施例を示す回路図である。
【図8】本発明のドライバ回路の第6実施例を示す回路図である。
【図9】本発明のドライバ回路の第7実施例を示す回路図である。
【図10】本発明のドライバ回路の第8実施例を示す回路図である。
【図11】本発明のドライバ回路の第9実施例を示す回路図である。
【図12】本発明の第2の形態に係るドライバ回路の原理構成を示す図である。
【図13】本発明のドライバ回路の第10実施例を示す回路図である。
【図14】本発明のドライバ回路の第11実施例を示す回路図である。
【図15】本発明のドライバ回路の第12実施例を示す回路図である。
【図16】本発明のドライバ回路の第13実施例を示す回路図である。
【図17】本発明のドライバ回路の第14実施例を示す回路図である。
【図18】本発明のドライバ回路の第15実施例を示す回路図である。
【図19】本発明のドライバ回路の第16実施例を示す回路図である。
【図20】本発明のドライバ回路の第17実施例を示す回路図である。
【図21】本発明のドライバ回路の第18実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
1…第1のトランジスタ
2…第2のトランジスタ
3;403,413…ゲート電圧発生回路
4…出力信号線
401…プルアップ素子
402,412…負荷
411…プルダウン素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal transmission technique for performing high-speed signal transmission between a plurality of LSI chips or between a plurality of elements and circuit blocks in one chip, or between a plurality of boards or a plurality of enclosures. In particular, the present invention relates to a driver circuit and a signal transmission system for performing bidirectional signal transmission.
[0002]
In recent years, the performance of components constituting computers and other information processing devices has been greatly improved. For example, the performance improvement of semiconductor storage devices such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) and processors is remarkable. As the performance of the semiconductor memory device, processor, etc. is improved, the performance of the system cannot be improved unless the signal transmission speed between components or elements is improved. Specifically, for example, a signal transmission speed between a main storage device such as a DRAM and a processor (between LSIs) is becoming an obstacle to improving the performance of the entire computer. Furthermore, not only signal transmission between the chassis and the board (printed wiring board) such as between the server and the main storage device or the server via the network, but also high integration and enlargement of the semiconductor chip and low power supply voltage. Due to (lowering of signal amplitude level) and the like, it is necessary to improve the signal transmission speed in signal transmission between chips and signal transmission between elements and circuit blocks in the chip. Therefore, a driver circuit having a linear output impedance suitable for bidirectional transmission or multilevel transmission, which can increase the use efficiency of the signal transmission path or obtain an equivalent signal transmission speed with a smaller number of signal lines. There is also a need to provide a signal transmission system.
[0003]
[Prior art]
In recent years, it is necessary to increase the signal transmission speed per pin in order to cope with an increase in the amount of data transmission between LSIs and boards or between enclosures. This is also to avoid an increase in the cost of the package and the like due to an increase in the number of pins. As a result, recently, the signal transmission speed between LSIs exceeds 1 Gbps, and in the future (about 3 to 8 years ahead), it is expected to become extremely high values (high-speed signal transmission) such as 4 Gbps or 10 Gbps. Yes.
[0004]
At such a high signal frequency, the signal transmission path causes a loss due to the skin effect on the high signal frequency, and the high-frequency component is reflected due to the influence of the parasitic inductor and parasitic capacitance. The bandwidth is limited. These restrictions can be relaxed, for example, by using a cable with a thick core, but if it is necessary to bundle a large number of signal lines in parallel for large-capacity data transmission, the thickness of the cable bundle is also limited. There is. Thus, when the transmission frequency increases, the transmission path itself becomes a bottleneck for signal transmission.
[0005]
In high-speed signal transmission, the signal waveform is disturbed due to signal reflection at unmatched line ends, so that the end of the signal line is matched (matched) to the characteristic impedance of the line. This impedance matching is required not only at the receiving end of the signal line but also at the transmitting end. This is because reflection from an impedance mismatch point such as a connector or a package is also absorbed at the transmission end.
[0006]
By the way, as a method for reducing the number of signal lines, bidirectional transmission technology and multi-value transmission in which a plurality of bits are transmitted with one symbol are known. However, in these methods, the value of the line termination is only matched to the line impedance. In addition, it is necessary that the nonlinearity is small. This is because in bidirectional transmission, if the contribution from the driver circuit of its own is subtracted from the received signal, an error occurs if there is nonlinearity, and the number of bits per symbol is limited by nonlinearity even in multilevel transmission. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a conventional driver circuit. FIG. 1A shows an inverter as an example of a driver circuit, and FIG. 1B shows an ON state of a p-channel MOS (pMOS) transistor. FIG. 1C shows a case where an n-channel MOS (nMOS) transistor is turned on. In FIG. 1A,
[0008]
As a conventional signal driver (driver circuit 100), for example, as shown in FIG. 1A, a push-pull inverter type is widely used. The impedance of the inverter
[0009]
That is, as shown in FIGS. 1B and 1C, the currents (Iout, −Iout) flowing through the
For this reason, when bidirectional signal transmission is performed using such a
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional signal transmission technology, and it is an object of the present invention to enable bidirectional transmission or multilevel transmission in which the bandwidth of a transmission path can be effectively used by providing linearity to the impedance of a driver circuit. To do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A first form of the present invention is a driver circuit including a first transistor, a second transistor, and a control circuit. The first transistor includes a first terminal connected to an output signal line, a first transistor A second terminal connected to the power supply line and a control terminal, and the second transistor has a first terminal connected in parallel with the first transistor, a second terminal and a control terminal . The control circuit controls the voltage applied to the control terminal of the second transistor in accordance with the potential of the output signal line.
[0012]
The second aspect of the present invention includes a first transistor and a control circuit, and the first transistor includes a first terminal connected to the output signal line and a second terminal connected to the first power supply line. The control circuit controls the voltage applied to the control terminal of the first transistor in accordance with the potential of the output signal line and the control signal.The control circuit includes a resistive device that connects the output signal line and the control terminal of the first transistor, and resistive device control means that controls the resistance of the resistive device with a voltage.
Furthermore, according to the present invention, there is provided a signal transmission system in which the driver circuit is arranged at both ends of a signal transmission path, and bidirectional signal transmission is performed so that each driver circuit also serves as a reception termination of the other party's signal. The
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing the principle configuration of the driver circuit according to the first embodiment of the present invention. 2A shows the current (drain current) Id flowing through the transistor Tr when the drain voltage is Vd, the source voltage is Vs, and the gate voltage is Vg, and FIG. 2B shows the source voltage Vs. FIG. 2C shows the current I1 flowing through the transistor Tr1 when the gate voltage Vg is constant at 0 V. FIG. 2C shows the shifter SFT with the source voltage Vs at 0 V and the gate voltage Vg from the drain voltage Vd by a predetermined voltage (Vth). The current I2 flowing through the transistor Tr2 when the voltage shifted by is shown. 2D shows the current I1 in FIG. 2B, the current I2 in FIG. 2C, and a combination of these currents I1 and I2 (I1 + I2).
[0014]
The driver circuit according to the first aspect of the present invention connects the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 in parallel, and cancels the saturation characteristics of the first transistor Tr1 with the current flowing through the second transistor. Thus, an output impedance with high linearity is obtained.
Here, the characteristics of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are the same, and the analysis in the case of the following square characteristics is shown below. In addition, pull using nMOS transistordownThe case of the device will be explained.upThe same analysis holds for devices.
[0015]
First, transistor characteristics are:
Id = β [(Vg−Vth−Vs) · (Vd−Vs) − (Vd−Vs)2/ 2]
Given in. Here, reference symbols Vd, Vs, and Vg indicate a drain potential, a source potential, and a gate potential, respectively, and Vth indicates a threshold voltage. Note that because of the pull-down, the source potential Vs is 0 volt (Vs = 0).
[0016]
When the gate potential Vg of the transistor is constant (Vg = const), the conductance Gd of the drain is given by δI / δVd,
Gd = β [Vg−Vth−Vd]
It becomes. Reflecting that the current-voltage characteristic is convex upward, the conductance Gd decreases with Vd.
[0017]
Next, when the gate potential Vg of the transistor is Vg = Vth + Vd, that is, when the gate voltage is changed depending on the output voltage Vd of the driver circuit, the drain conductance substitutes Vg = Vth + Vd into the current equation. Then, by differentiating with Vd,
Gd ′ = β [Vd−Vs] = βVd
It becomes. In other words, since the current-voltage characteristic is convex downward, the conductance increases with the output voltage Vd of the driver circuit.
[0018]
Therefore, when these two transistors are connected in parallel, the total conductance is the sum of Gd and Gd ',
Gd + Gd ′ = β [Vg−Vth]
It becomes. Here, Vg is a gate voltage of an element having a constant gate voltage.
As described above, the dependence of the conductance on the drain voltage Vd (signal voltage: the output voltage of the driver circuit) can be eliminated by connecting the two transistors (first and second transistors) in parallel.
[0019]
According to the present invention, the saturation characteristic of a transistor can be compensated by the downward current-voltage characteristic of a parallel element, and an internal impedance having excellent linearity with respect to voltage can be realized. In other words, the nonlinearity of the transistor current-voltage characteristics can be compensated to realize an internal impedance with excellent linearity. By making this internal impedance a load device of the driver circuit, the voltage dependence of the output impedance can be realized. A small driver circuit can be realized.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a driver circuit and a signal transmission system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a first embodiment of the driver circuit of the present invention. In FIG. 3,
[0021]
As shown in FIG. 3, in the driver circuit of the first embodiment, the
[0022]
The gate
That is, in the driver circuit of the first embodiment, the gate
[0023]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the driver circuit of the present invention.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the
[0024]
As shown in FIG. 4, the load devices are
In the second embodiment, the signal line voltage (IN) is applied as it is to the gates of the
[0025]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the driver circuit of the present invention. In FIG. 5,
[0026]
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, the current driver is configured as an nMOS differential pair, and the current is applied to the
[0027]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the driver circuit of the present invention.
The overall configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, and the configuration of the gate voltage generation circuit (voltage shift circuit) 30 is different. That is, the gate
[0028]
The gate
[0029]
That is, assuming that the current flowing through the
[0030]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the driver circuit of the present invention.
As shown in FIG. 7, the fifth embodiment includes a
[0031]
FIG. 8 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
As shown in FIG. 8, the sixth embodiment is similar to the second embodiment shown in FIG. 4 in that a pull-up load device (
[0032]
When the input signal (IN) is at the low level “L”, the pull-up
[0033]
When the input signal (IN) is at a high level “H”, the pull-up
[0034]
As described above, the sixth embodiment eliminates the need for large switching transistors (
FIG. 9 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the driver circuit according to the present invention. In FIG. 9,
[0035]
As shown in FIG.7In the embodiment, in order to shorten the switching time when the load device (transistor 211) transitions from off to on, a current injection mechanism for transiently speeding up the change of the gate voltage is provided. The current injection mechanism used here is based on capacitive coupling, and is coupled by a
[0036]
Due to this capacitive coupling, when the gate voltage of the
[0037]
FIG. 10 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the driver circuit of the present invention.
As is apparent from FIG. 10, in the eighth embodiment, the
[0038]
As described above, in the eighth embodiment, the load device and the shift voltage generating transistor are configured by the same conductive transistor (nMOS transistor), so that the transistors that determine the non-linearity have the same conductivity. Even if it fluctuates, it has the advantage that the linearity is not easily affected. Further, the use of the nMOS transistor has an advantage that the driving transistor can be made smaller than the case where the pMOS transistor is used.
[0039]
FIG. 11 is a circuit diagram showing a ninth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
As shown in FIG. 11, the present invention is applied to a signal transmission system in which two sets of
[0040]
As described above, according to the first aspect of the present invention, bidirectional signal transmission or multi-value can be obtained by increasing the use efficiency of the signal transmission path and obtaining an equivalent signal transmission speed with a smaller number of signal lines. It becomes possible to provide a driver circuit and a signal transmission system excellent in linearity of output impedance for transmission.
FIG. 12 is a diagram showing a principle configuration of a driver circuit according to the second embodiment of the present invention. Here, an nMOS transistor will be described as an example, but the same applies to a pMOS transistor or another transistor other than a MOS transistor.
[0041]
As shown in FIG. 12A, the gate voltage (gate-source voltage) of the
As shown in FIGS. 12B and 12C, the driver circuit according to the second embodiment of the present invention uses the gate voltage of the output transistor in the driver circuit to obtain an output impedance with high linearity. Control is performed depending on both the control signal CS and the driver output voltage (potential of the output signal line) Vout. Here, FIG. 12B shows a state in which the
[0042]
An analysis in the case where the output stage transistor of the driver circuit has the following square characteristics is shown below. The following equation is used for the analysis.
Id = β ((Vgs−Vth) Vds− (1/2) Vds2)) ... Vgs> Vds + Vth (1a)
= (Β / 2) (Vgs-Vth)2... Vgs <Vds + Vth (1b)
First, in the case of the pull-up
Vg = (Vout + VgO) / 2 + Vth + Vr / 2 VgO> Vr-Vout (2a)
= SQRT (VgO * (Vr-Vs))VgO <Vr-Vout (2b)
Iout = (β / 2) VgO * (Vr−Vout) (2c)
It becomes. Therefore, when the gate
[0043]
Next, in the case of the pull-
Vg = (Vout + VgO) / 2 + Vth VgO> Vout (3a)
= SQRT (VgO * Vout) VgO <Vout (3b)
Iout = (β / 2) VgO * Vout (3c)
It becomes. Therefore, when the gate
[0044]
As described above, according to the driver circuit of the second embodiment of the present invention, it is possible to compensate for the non-linearity of the current-voltage characteristics of the transistor and to realize an internal impedance with excellent linearity. By using this internal impedance as a load device of the driver, it becomes possible to realize a driver circuit with a small voltage dependency of the output impedance.
[0045]
FIG. 13 is a circuit diagram showing a tenth embodiment of the driver circuit of the present invention. In FIG. 13,
As shown in FIG. 13A, the gate
[0046]
Here, as shown in FIG. 13B, each gate voltage generation circuit 426 (427) receives the input control signal CS1 (CS2) and the output voltage of the driver circuit, and divides the resistance by
[0047]
In the tenth embodiment, current supplied from a constant current driver composed of nMOS
[0048]
FIG. 14 is a circuit diagram showing an eleventh embodiment of the driver circuit according to the present invention.
As shown in FIG. 14, the driver circuit of the eleventh embodiment includes a pull-up
[0049]
Here, one pull-up
[0050]
FIG. 15 is a circuit diagram showing a twelfth embodiment of the driver circuit of the present invention. In FIG. 15,
The gate
[0051]
In the twelfth embodiment, the gate
[0052]
That is, when the control voltage Vc is at a high level “H” (control voltage / Vc is at a low level “L”), the
[0053]
Therefore, for example, the values of the
[0054]
FIG. 16 is a circuit diagram showing a thirteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention, which is a modification of the twelfth embodiment described above. In FIG. 16, reference numeral 451 indicates a load, 452 indicates an nMOS transistor (control transistor), 450 indicates a gate voltage generation circuit (control circuit), and 4551 and 4552 indicate delay circuits.
The gate
[0055]
In the thirteenth embodiment, the resistance value of the voltage dividing circuit used for the gate
[0056]
Specifically, the first voltage dividing resistor group (
[0057]
According to the thirteenth embodiment, for example, the input / output characteristics of the control circuit for the three cases of when the driver circuit is on, when the conductance is half that when the driver circuit is on, and when the driver circuit is off are shown. Since it can be set, the output conductance of the driver circuit can be made almost linearly dependent on the control signal.
[0058]
FIG. 17 is a circuit diagram showing a fourteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
The fourteenth embodiment is generally the same as the twelfth and thirteenth embodiments described above, but the gate
[0059]
The broken line approximating circuit shows the characteristics of a broken line having a plurality of bent points by changing the division ratio of the voltage dividing circuit every time the output voltage exceeds the reference voltage value. The broken line approximating circuit of the fourteenth embodiment shown in FIG. In this case, the ideal input / output characteristic can be approximated by a straight line having three bending points. Of course, the number of diode-connected transistors and resistors is not limited to three. In practice, since the diode characteristics are not steep, a curve is obtained instead of a broken line, which is closer to the ideal characteristics.
[0060]
FIG. 18 is a circuit diagram showing a fifteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
In the fifteenth embodiment, capacitors (4711, 4721) are provided in parallel to the resistance elements (4712, 4722) of the resistor divider circuit in the twelfth embodiment. Here, the values of the
[0061]
For example, when the control voltage is Vdd / 2, the output impedance of the driver circuit can be statically close to half of the on-state, but in reality, the control voltage changes transiently, resulting in an error. Occurs. Therefore, in the fifteenth embodiment, by introducing capacity division of the
[0062]
FIG. 19 is a circuit diagram showing a sixteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
In the sixteenth embodiment, an element that performs feedback from the output node (OUT) of the driver circuit to the gates of the
[0063]
According to the sixteenth embodiment, for example, if the threshold voltage Vth of the output stage transistors (481, 482) of the driver circuit is increased due to process variation or the like, the gate voltage is increased accordingly. It can be made less susceptible to fluctuations.
FIG. 20 is a circuit diagram showing a seventeenth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
[0064]
As apparent from the comparison between FIGS. 20 and 19, the transistors 491 to 496 in the seventeenth embodiment correspond to the transistors 481 to 486 in the sixteenth embodiment. In the seventeenth embodiment, the
[0065]
That is, the
[0066]
FIG. 21 is a circuit diagram showing an eighteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
As shown in FIG. 21, in the eighteenth embodiment, a control circuit (gate voltage generating circuit) 503 for driving a
[0067]
First, the gate
[0068]
On the other hand, the gate
[0069]
In the above description, a MOS (CMOS) transistor has been described as an example of a transistor, but the present invention is not limited to this.
(Supplementary note 1) a first transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to the first power supply line, and a control terminal;
A second terminal having a first terminal and a second terminal and a control terminal connected in parallel with the first transistor;
And a control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the second transistor in accordance with a potential of the output signal line.
[0070]
(Supplementary note 2) The driver circuit according to
(Supplementary Note 3) The driver circuit according to
[0071]
(Supplementary Note 4) In the driver circuit according to
(Supplementary Note 5) In the driver circuit according to
[0072]
(Supplementary note 6) The driver circuit according to
(Supplementary Note 7) In the driver circuit according to
[0073]
(Supplementary Note 8) A first transistor connected to an output signal line, a second terminal connected to a high-potential power line, and a control terminal, and a first transistor that pulls up the output signal line;
A second terminal having a first terminal and a second terminal and a control terminal connected in parallel with the first transistor;
A first control circuit for controlling a voltage applied to a control terminal of the second transistor in accordance with a potential of the output signal line;
A third transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to a low-potential power line and a control terminal, and pulling down the output signal line;
A fourth transistor having a first terminal and a second terminal and a control terminal connected in parallel with the third transistor;
And a second control circuit for controlling a voltage applied to a control terminal of the fourth transistor in accordance with the potential of the output signal line.
[0074]
(Supplementary note 9) In the driver circuit according to
(Additional remark 10) In the driver circuit according to
[0075]
(Supplementary note 11) In the driver circuit according to supplementary note 10, each of the first and second voltage shift circuits causes each of the first and second voltage shift circuits to flow by passing a current through a voltage shift load device connected to the output signal line. A driver circuit, wherein each of the second shift voltages is generated.
(Supplementary note 12) The driver circuit according to
[0076]
(Supplementary note 13) In the driver circuit according to
When one of the pull-up load device having the first and second transistors and the pull-down load device having the third and fourth transistors is turned on, the corresponding one of the first and second switch means A driver circuit characterized in that the switch means is turned on and the other switch means is turned off.
[0077]
(Supplementary note 14) The driver circuit according to
The pull-up means pulls up the control terminal of the second transistor when the first switch means is turned off, and the pull-down means works when the second switch means is turned off. A driver circuit characterized by pulling down a control terminal of four transistors.
[0078]
(Supplementary note 15) a first transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to the first power supply line, and a control terminal;
And a control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the first transistor in accordance with a potential of the output signal line and a control signal.
[0079]
(Supplementary note 16) The driver circuit according to
(Supplementary note 17) The driver circuit according to
[0080]
(Supplementary note 18) In the driver circuit according to
(Additional remark 19) The driver circuit of
[0081]
(Supplementary note 20) In the driver circuit according to
(Supplementary note 21) The driver circuit according to
[0082]
(Supplementary note 22) The driver circuit according to
(Supplementary note 23) In the driver circuit according to
[0083]
(Supplementary Note 24) A first transistor connected to an output signal line, a second terminal connected to a high-potential power supply line, and a control terminal, and a first transistor that pulls up the output signal line;
A first control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the first transistor in accordance with a potential of the output signal line and a first control signal;
A second transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to a low-potential power line and a control terminal, and pulling down the output signal line;
A driver circuit comprising: a second control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the second transistor in accordance with a potential of the output signal line and a second control signal.
[0084]
(Supplementary Note 25) In the driver circuit according to Supplementary Note 24, each of the first and second control circuits is a resistive circuit that connects a control terminal of each of the first and second transistors corresponding to the output signal line. A driver circuit comprising: a device; and resistive device control means for controlling a resistance of the resistive device with a voltage.
(Additional remark 26) The driver circuit of Additional remark 24 WHEREIN: Each said 1st and 2nd control circuit is a circuit which combined the resistive element and the switch element, The driver circuit characterized by the above-mentioned.
[0085]
(Supplementary note 27) In the driver circuit according to supplementary note 26, the switch element is a transistor or a diode, and an output voltage of each of the first and second control circuits is a potential of the output signal line and each of the first and second control circuits. A driver circuit characterized in that the dependency on the second control signal is obtained by a so-called broken line approximation circuit.
[0086]
(Supplementary Note 28) In the driver circuit according to Supplementary Note 24, each of the first and second control circuits includes a capacitor that connects between the output signal line and a control terminal of the first transistor. A driver circuit.
(Supplementary note 29) In the driver circuit according to supplementary note 24, each of the first and second control circuits connects between the output signal line and a control terminal of each of the corresponding first and second transistors. A driver circuit comprising a diode-connected transistor.
[0087]
(Supplementary Note 30) In the driver circuit according to Supplementary Note 24, a device that connects the control terminal of each of the first and second transistors corresponding to the output signal line is the same as each of the first and second transistors. A circuit having a conductivity type and supplying a bias current to each of the first and second control circuits is controlled to have an impedance scaled to an impedance level of each of the first and second transistors. A driver circuit.
[0088]
(Supplementary Note 31) The driver circuit according to any one of
[0089]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to increase the use efficiency of the signal transmission path and perform bidirectional signal transmission or multilevel transmission capable of obtaining an equivalent signal transmission speed with a smaller number of signal lines. Therefore, it is possible to provide a driver circuit and a signal transmission system excellent in linearity of output impedance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a conventional driver circuit;
FIG. 2 is a diagram showing a principle configuration of a driver circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a first embodiment of a driver circuit according to the present invention;
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the driver circuit of the present invention;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 8 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 9 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 10 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a ninth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 12 is a diagram showing a principle configuration of a driver circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a tenth embodiment of a driver circuit according to the present invention.
FIG. 14 is a circuit diagram showing an eleventh embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 15 is a circuit diagram showing a twelfth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 16 is a circuit diagram showing a thirteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 17 is a circuit diagram showing a fourteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 18 is a circuit diagram showing a fifteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 19 is a circuit diagram showing a sixteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
FIG. 20 is a circuit diagram showing a seventeenth embodiment of the driver circuit according to the present invention.
FIG. 21 is a circuit diagram showing an eighteenth embodiment of the driver circuit according to the present invention;
[Explanation of symbols]
1 ... 1st transistor
2 ... second transistor
3; 403, 413 ... Gate voltage generation circuit
4 ... Output signal line
401 ... Pull-up element
402, 412 ... load
411 ... Pull-down element
Claims (7)
該第1のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する第2のトランジスタと、
前記出力信号線の電位に応じて前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する制御回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。A first transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to the first power supply line, and a control terminal;
A second terminal having a first terminal and a second terminal and a control terminal connected in parallel with the first transistor;
And a control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the second transistor in accordance with a potential of the output signal line.
該第1のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する第2のトランジスタと、
前記出力信号線の電位に応じて前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第1の制御回路と、
前記出力信号線に接続された第1の端子、低電位の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、該出力信号線をプルダウンする第3のトランジスタと、
該第3のトランジスタと並列に接続された第1の端子並びに第2の端子および制御端子を有する第4のトランジスタと、
前記出力信号線の電位に応じて前記第4のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第2の制御回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。A first transistor connected to the output signal line; a second terminal connected to a high-potential power line; and a control terminal; a first transistor for pulling up the output signal line;
A second terminal having a first terminal and a second terminal and a control terminal connected in parallel with the first transistor;
A first control circuit for controlling a voltage applied to a control terminal of the second transistor in accordance with a potential of the output signal line;
A third transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to a low-potential power line and a control terminal, and pulling down the output signal line;
A fourth transistor having a first terminal and a second terminal and a control terminal connected in parallel with the third transistor;
And a second control circuit for controlling a voltage applied to a control terminal of the fourth transistor in accordance with the potential of the output signal line.
前記出力信号線の電位および制御信号に応じて前記第1のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子を接続する抵抗性デバイスと、該抵抗性デバイスの抵抗を電圧で制御する抵抗性デバイス制御手段とを備えることを特徴とするドライバ回路。A first transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to the first power supply line, and a control terminal;
A control circuit for controlling a voltage applied to a control terminal of the first transistor in accordance with a potential of the output signal line and a control signal ;
Wherein the control circuit includes a resistive device for connecting a control terminal of the first transistor and the output signal line, and wherein Rukoto a resistive device control means for controlling the resistance of said resistive device voltage Driver circuit.
前記出力信号線の電位および第1の制御信号に応じて前記第1のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第1の制御回路と、
前記出力信号線に接続された第1の端子、低電位の電源線に接続された第2の端子および制御端子を有し、該出力信号線をプルダウンする第2のトランジスタと、
前記出力信号線の電位および第2の制御信号に応じて前記第2のトランジスタの制御端子に印加する電圧を制御する第2の制御回路とを備え、
前記第1の制御回路は、前記出力信号線と前記第1のトランジスタの制御端子を接続する第1の抵抗性デバイスと、該第1の抵抗性デバイスの抵抗を電圧で制御する第1の抵抗性デバイス制御手段とを備え、
前記第2の制御回路は、前記出力信号線と前記第2のトランジスタの制御端子を接続する第2の抵抗性デバイスと、該第2の抵抗性デバイスの抵抗を電圧で制御する第2の抵抗性デバイス制御手段とを備えることを特徴とするドライバ回路。A first transistor connected to the output signal line; a second terminal connected to a high-potential power line; and a control terminal; a first transistor for pulling up the output signal line;
A first control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the first transistor in accordance with a potential of the output signal line and a first control signal;
A second transistor having a first terminal connected to the output signal line, a second terminal connected to a low-potential power line and a control terminal, and pulling down the output signal line;
A second control circuit that controls a voltage applied to a control terminal of the second transistor in accordance with a potential of the output signal line and a second control signal ;
The first control circuit includes a first resistive device that connects the output signal line and a control terminal of the first transistor, and a first resistor that controls a resistance of the first resistive device with a voltage. Device control means,
The second control circuit includes a second resistive device that connects the output signal line and a control terminal of the second transistor, and a second resistor that controls the resistance of the second resistive device with a voltage. driver circuit according to claim Rukoto a sexual device control means.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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