JP5385711B2 - データ通信回路、送信機器、受信機器、送受信システム - Google Patents

Description

この発明は、信号線を介して信号を送信または受信するデータ通信回路に関し、さらに詳しくは、データ通信回路の耐圧破壊を抑制する技術に関する。

近年、データ通信回路の高集積化に伴って、データ通信回路の低耐圧化が進んでいる。そのため、データ通信回路を耐圧破壊から保護することが求められつつある。特許文献１には、第１および第２のｎＭＯＳトランジスタから構成されたオープンドレイン型出力回路が開示されている。第１のｎＭＯＳトランジスタのソース電極は、接地ノードに接続され、第１のｎＭＯＳトランジスタのゲート電極には、駆動回路からの信号が与えられる。第２のｎＭＯＳトランジスタのソース電極は、第１のｎＭＯＳトランジスタのドレイン電極に接続され、第２のｎＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、出力端子（電流路の一端）に接続され、第２のｎＭＯＳトランジスタのゲート電極は、電源端子に接続される。このように構成することにより、出力端子に電源電圧よりも高い電圧が与えられても第１および第２のｎＭＯＳトランジスタを耐圧破壊から保護できる。

特開平５−２１８３１２号公報

しかしながら、特許文献１の回路では、第２のｎＭＯＳトランジスタのゲートに電源電圧が与えられない場合、第２のｎＭＯＳトランジスタの端子間電圧（特に、ゲート−ドレイン間電圧およびソース−ドレイン間電圧）が出力端子の電圧に等しくなってしまう。そのため、第２のｎＭＯＳトランジスタの端子間電圧が第２のｎＭＯＳトランジスタの耐圧電圧を超えてしまう可能性があり、その結果、第２のｎＭＯＳトランジスタが破壊されてしまうおそれがある。このように、データ通信回路（特に、第２のｎＭＯＳトランジスタ）の耐圧破壊を抑制することが困難であった。

そこで、この発明は、電圧緩和トランジスタの耐圧破壊を抑制できるデータ通信回路を提供することを目的とする。

この発明の１つの局面に従うと、データ通信回路は、互いに相補的に変化する第１および第２のデータ信号からなるデータ信号対を信号線対を介して送信する回路であって、第１および第２の供給ノードからなる供給ノード対を介して上記データ信号対を供給するドライバと、上記ドライバの第１の供給ノードに接続されたソースと、上記信号線対のうち一方の信号線に接続される第１の信号ノードに接続されたドレインと、上記信号線対のうち他方の信号線に接続される第２の信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する第１の電圧緩和トランジスタと、上記ドライバの第２の供給ノードに接続されたソースと、上記第２の信号ノードに接続されたドレインと、上記第１の信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する第２の電圧緩和トランジスタとを備える。このように構成することにより、第１および第２の電圧緩和トランジスタによって第１および第２の供給ノードの電圧を緩和できるので、ドライバの耐圧破壊を抑制できる。さらに、第１および第２の電圧緩和トランジスタの端子間電圧を従来よりも低くすることができるので、第１および第２の電圧緩和トランジスタの耐圧破壊も抑制できる。

また、上記データ通信回路は、上記ドライバの第１の供給ノードと上記第１の電圧緩和トランジスタのソースとの間に介在し、上記ドライバの第１の供給ノードに接続されたソースと、上記第１の電圧緩和トランジスタのソースに接続されたドレインと、第１のバイアス電圧が与えられるゲートとを有する第１の補助トランジスタと、上記ドライバの第２の供給ノードと上記第２の電圧緩和トランジスタのソースとの間に介在し、上記ドライバの第２の供給ノードに接続されたソースと、上記第２の電圧緩和トランジスタのソースに接続されたドレインと、第２のバイアス電圧が与えられるゲートとを有する第２の補助トランジスタとをさらに備えていても良い。このように構成することにより、ドライバの耐圧破壊を防止できる。また、第１および第２の電圧緩和トランジスタの電圧緩和効果により、第１および第２の補助トランジスタの耐圧破壊を抑制できる。

また、上記データ通信回路は、上記第１および第２の電圧緩和トランジスタのドレインとゲートとの間に介在し、上記第１および第２の信号ノードの電圧の中間電圧に対応する制御電圧を上記第１および第２の電圧緩和トランジスタのゲートに供給する電圧調整部をさらに備えていても良い。このように構成することにより、第１および第２の電圧緩和トランジスタの電圧緩和効果を任意に設定できる。

なお、上記第１の電圧緩和トランジスタの閾値電圧は、上記第１の電圧緩和トランジスタのゲート電圧と上記第１の電圧緩和トランジスタのソースに接続された素子の耐圧電圧との最大電圧差以上であり、上記第２の電圧緩和トランジスタの閾値電圧は、上記第２の電圧緩和トランジスタのゲート電圧と上記第２の電圧緩和トランジスタのソースに接続された素子の耐圧電圧との最大電圧差以上であっても良い。このように構成することにより、第１および第２の電圧緩和トランジスタのソースに接続された素子の耐圧破壊を確実に防止できる。

この発明の別の局面に従うと、データ通信回路は、それぞれが互いに相補的に変化する第１および第２のデータ信号からなる複数のデータ信号対を複数の信号線対を介して送信する回路であって、それぞれが第１および第２の供給ノードからなる供給ノード対を介して上記データ信号対を供給する複数のドライバと、上記複数の信号線対および上記複数のドライバにそれぞれ対応し、それぞれが、自己に対応するドライバの第１の供給ノードに接続されたソースと、自己に対応する信号線対のうち一方の信号線に接続される第１の信号ノードに接続されたドレインとを有する複数の第１の電圧緩和トランジスタと、上記複数の信号線対および上記複数のドライバにそれぞれ対応し、それぞれが、自己に対応するドライバの第２の供給ノードに接続されたソースと、自己に対応する信号線対のうち他方の信号線に接続される第２の信号ノードに接続されたドレインとを有する複数の第２の電圧緩和トランジスタと、複数の信号線対のうちいずれか１つの信号線対にそれぞれ接続される上記第１および第２の信号ノードの電圧の中間電圧に対応する制御電圧を上記複数の第１の電圧緩和トランジスタおよび上記複数の第２の電圧緩和トランジスタのゲートに供給する電圧調整部とを備える。このように構成することにより、信号線対毎に電圧調整部を個別に設ける場合よりも、電圧調整部の特性ばらつきに起因する第１および第２の電圧緩和トランジスタの応答速度のばらつきを抑制できる。

この発明の別の局面に従うと、データ通信回路は、信号線を介してデータ信号を送信する回路であって、供給ノードを介して上記データ信号を供給するドライバと、上記ドライバの供給ノードに接続されたソースと、上記信号線に接続される信号ノードに接続されたドレインと、上記信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する電圧緩和トランジスタとを備える。このように構成することにより、ドライバの耐圧破壊を抑制できるとともに、電圧緩和トランジスタの耐圧破壊も抑制できる。

この発明の別の局面に従うと、データ通信回路は、信号線を介してデータ信号を受信する回路であって、入力ノードを介して上記データ信号を入力するレシーバと、上記レシーバの入力ノードに接続されたソースと、上記信号線に接続される信号ノードに接続されたドレインと、上記信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する電圧緩和トランジスタと、上記信号ノードに接続された終端抵抗とを備える。このように構成することにより、レシーバの耐圧破壊を抑制できるとともに、電圧緩和トランジスタの耐圧破壊も抑制できる。

以上のように、ドライバ（または、レシーバ）の耐圧破壊を抑制できるとともに、電圧緩和トランジスタの耐圧破壊も抑制できる。

実施形態１による送受信システムの構成例を示す図。 図１に示した送受信システムの変形例１について説明するための図。 図１に示した送受信システムの変形例２について説明するための図。 図３に示した電圧調整部の変形例について説明するための図。 実施形態２による送受信システムの構成例を示す図。 図５に示した送受信システムの変形例１について説明するための図。 図５に示した送受信システムの変形例２について説明するための図。 図７に示した電圧調整部の変形例について説明するための図。 実施形態３による送受信システムの構成例を示す図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１による送受信システムの構成例を示す。この送受信システムは、送信処理回路１００およびデータ通信回路１１を含む送信機器と、データ通信回路１２および受信処理回路１１０を含む受信機器とを備える。データ通信回路１１は、ドライバ１０１と、電圧緩和トランジスタ１０２とを備える。データ通信回路１２は、レシーバ１０３と、電圧緩和トランジスタ１０４と、終端抵抗ＲＲＲとを備える。データ通信回路１１の信号ノードＮ１およびデータ通信回路１２の信号ノードＮ２は、信号線に接続され、終端抵抗ＲＲＲは、終端電源電圧ＶＴＴが与えられる電源ノードと信号ノードＮ２との間に接続される。

送信処理回路１００は、送信データＤＤを供給する。ドライバ１０１は、送信データＤＤをデータ信号に変換し、供給ノードＮ１０１を介してデータ信号を供給する。例えば、ドライバ１０１は、電流源トランジスタＴＣと、駆動トランジスタＴＤとを含む。電流源トランジスタＴＣに所定電流を発生させるために、電流源トランジスタＴＣのゲートには所定電圧ＶＣが与えられる。駆動トランジスタＴＤは、送信データＤＤに応じてオン／オフを切り替える。例えば、送信データＤＤがハイレベルである場合、駆動トランジスタＴＤがオン状態になる。この場合、終端抵抗ＲＲＲから信号ノードＮ２，Ｎ１，電圧緩和トランジスタ１０２，およびドライバ１０１を介して接地ノードに所定電流が引き込まれるので、終端抵抗ＲＲＲに電圧降下が発生する。例えば、終端抵抗ＲＲＲの電圧降下を“Ｖα”とすると、信号電圧Ｖ１（信号線の電圧）は、“ＶＴＴ−Ｖα”になる。また、送信データＤＤがローレベルである場合、駆動トランジスタＴＤがオフ状態になる。この場合、終端抵抗ＲＲＲには電圧降下が発生しないので、信号電圧Ｖ１は、“ＶＴＴ”になる。信号電圧Ｖ１の変動は、電圧緩和トランジスタ１０４を介してレシーバ１０３に伝達される。このようにして、レシーバ１０３は、データ通信回路１１から送信されたデータ信号を入力ノードＮ１０３を介して入力する。レシーバ１０３は、データ信号を受信データＲＤに変換して受信処理回路１１０に供給する。受信処理回路１１０は、受信データＲＤを処理する。

電圧緩和トランジスタ１０２は、ドライバ１０１の供給ノードＮ１０１に接続されたソースと、信号ノードＮ１に接続されたドレインと、信号ノードＮ１の電圧（信号電圧Ｖ１）が与えられるゲートとを有する。電圧緩和トランジスタ１０４は、レシーバ１０３の入力ノードＮ１０３に接続されたソースと、信号ノードＮ２に接続されたドレインと、信号ノードＮ２の電圧（信号電圧Ｖ１）が与えられるゲートとを有する。

〔電圧緩和〕
次に、図１に示した電圧緩和トランジスタ１０２，１０４による電圧緩和について説明する。ここでは、説明の簡略化のため、電圧緩和トランジスタ１０２，１０４の閾値電圧を“Ｖｔｈ”とする。

信号電圧Ｖ１が“ＶＴＴ”である場合、供給ノードＮ１０１の電圧（電圧緩和トランジスタ１０２のソース電圧）は、“ＶＴＴ−Ｖｔｈ”に設定される。このように、供給ノードＮ１０１の電圧を“ＶＴＴ（信号電圧Ｖ１の最大値）”よりも低くすることができる。また、この場合、電圧緩和トランジスタ１０２のドレイン電圧およびゲート電圧は“ＶＴＴ”であるので、電圧緩和トランジスタ１０２の端子間電圧（ゲート−ドレイン間電圧，ゲート−ソース間電圧，およびソース−ドレイン間電圧）を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。同様に、入力ノードＮ１０３の電圧（電圧緩和トランジスタ１０４のソース電圧）を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。また、電圧緩和トランジスタ１０４の端子間電圧を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。

以上のように、電圧緩和トランジスタ１０２によって供給ノードＮ１０１の電圧を緩和できるので、ドライバ１０１の耐圧破壊を抑制できる。さらに、電圧緩和トランジスタ１０２の端子間電圧を信号電圧Ｖ１（信号線の電圧）よりも低くすることができるので、電圧緩和トランジスタ１０２の耐圧破壊も抑制できる。例えば、電圧緩和トランジスタ１０２の端子間電圧を電圧緩和トランジスタ１０２の耐圧電圧よりも低くすることができる。同様に、電圧緩和トランジスタ１０４によってレシーバ１０３の耐圧破壊を抑制できるとともに、電圧緩和トランジスタ１０４の耐圧破壊も抑制できる。

〔電圧緩和トランジスタの閾値電圧〕
なお、電圧緩和トランジスタ１０２の閾値電圧は、電圧緩和トランジスタ１０２のソースに接続された素子の耐圧電圧と電圧緩和トランジスタ１０２のゲート電圧との最大電圧差以上であることが好ましい。例えば、図１の場合、ドライバ１０１の耐圧電圧が“２．５Ｖ”であり、終端電源電圧ＶＴＴが“３．３Ｖ”である場合、電圧緩和トランジスタ１０２の閾値電圧は、“０．８Ｖ”以上であることが好ましい。このように構成することにより、電圧緩和トランジスタ１０２のソースに接続された素子（図１では、ドライバ１０１）の耐圧破壊を防止できる。また、電圧緩和トランジスタ１０４の閾値電圧についても同様である。

（実施形態１の変形例１）
図２のように、データ通信回路１１は、補助トランジスタ１０５をさらに備えていても良い。補助トランジスタ１０５は、ドライバ１０１の供給ノードＮ１０１と電圧緩和トランジスタ１０２のソースとの間に介在し、ドライバ１０１の供給ノードＮ１０１に接続されたソースと、電圧緩和トランジスタ１０２のソースに接続されたドレインと、所定のバイアス電圧（ここでは、電源電圧ＶＤＤ）が与えられるゲートとを有する。このように構成することにより、供給ノードＮ１０１の電圧が補助トランジスタ１０５のゲート電圧を超えないように供給ノードＮ１０１の電圧を制限できる。例えば、ドライバ１０１の耐圧電圧が“２．５Ｖ”である場合、補助トランジスタ１０５のゲートには、“２．５Ｖ”の電源電圧ＶＤＤが与えられる。これにより、ドライバ１０１の耐圧破壊を確実に防止できる。

さらに、電圧緩和トランジスタ１０２によって補助トランジスタ１０５のドレイン電圧が緩和される（補助トランジスタ１０５のドレイン電圧が“ＶＴＴ”よりも低くなる）ので、電源電圧ＶＤＤが与えられない場合（電源電圧ＶＤＤが“０Ｖ”である場合）であっても、補助トランジスタ１０５の端子間電圧を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。例えば、補助トランジスタ１０５のゲート−ドレイン間電圧は“ＶＴＴ”よりも低い“ＶＴＴ−Ｖｔｈ”になる。これにより、補助トランジスタ１０５の耐圧破壊を抑制できる。例えば、補助トランジスタ１０５の端子間電圧を補助トランジスタ１０５の耐圧電圧よりも低くすることができる。

同様に、データ通信回路１２も、補助トランジスタ１０６をさらに備えていても良い。補助トランジスタ１０６は、レシーバ１０３の入力ノードＮ１０３と電圧緩和トランジスタ１０４のソースとの間に介在し、レシーバ１０３の入力ノードＮ１０３に接続されたソースと、電圧緩和トランジスタ１０４のソースに接続されたドレインと、所定のバイアス電圧（ここでは、電源電圧ＶＤＤ）が与えられるゲートとを有する。このように構成することにより、入力ノードＮ１０３の電圧が補助トランジスタ１０６のゲート電圧を超えないように入力ノードＮ１０３の電圧を制限できるので、レシーバ１０３の耐圧破壊を確実に防止できる。また、電圧緩和トランジスタ１０４の電圧緩和効果により、補助トランジスタ１０６の耐圧破壊を抑制できる。

（実施形態１の変形例２）
図３のように、データ通信回路１１は、電圧調整部１０７をさらに備えていても良い。電圧調整部１０７は、電圧緩和トランジスタ１０２のドレインとゲートとの間に介在し、信号ノードＮ１の電圧に基づいて制御電圧Ｖ１１（ここでは、信号電圧Ｖ１よりも低い電圧）を生成して制御電圧Ｖ１１を電圧緩和トランジスタ１０２のゲートに供給する。例えば、電圧調整部１０７は、信号ノードＮ１と電源電圧ＶＤＤが与えられる電源ノードとの間に直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２によって構成される。このように構成することにより、電圧調整部１０７によって制御電圧Ｖ１１を調整できるので、電圧緩和トランジスタ１０２の電圧緩和効果を任意に設定できる。例えば、制御電圧Ｖ１１を低くするほど、電圧緩和トランジスタ１０２のソース電圧を低くすることができ、電圧緩和トランジスタ１０２の電圧緩和効果を向上させることができる。また、図３のように構成した場合、電圧緩和トランジスタ１０２のゲートは、抵抗Ｒ１を介して信号ノードＮ１に接続されるので、電圧緩和トランジスタ１０２のゲート容量によるノイズ発生を抑制できる。

なお、図３に示したデータ通信回路１１は、図２に示した補助トランジスタ１０５をさらに備えていても良い。また、図３に示したデータ通信回路１１は、電圧調整部１０７に代えて、図４Ａに示した電圧調整部１０７ａや、図４Ｂに示した電圧調整部１０７ｂを備えていても良い。図４Ａに示した電圧調整部１０７ａは、信号ノードＮ１と電源電圧ＶＤＤが与えられる電源ノードとの間に直列に接続されたｎＭＯＳトランジスタＴ１および抵抗Ｒ２を含む。このように、ｎＭＯＳトランジスタＴ１のオン抵抗を利用して制御電圧Ｖ１１を生成しても良い。また、図４Ｂに示した電圧調整部１０７ｂは、信号ノードＮ１と接地ノードとの間に直列に接続されたｎＭＯＳトランジスタＴ１および抵抗Ｒ１，Ｒ２を含む。このように、信号電圧Ｖ１と電源電圧ＶＤＤとを抵抗分割することによって制御電圧Ｖ１１を生成しても良い、信号電圧Ｖ１と接地電圧とを抵抗分割することによって制御電圧Ｖ１１を生成しても良い。

同様に、データ通信回路１２は、電圧調整部１０８をさらに備えていても良い。このように構成することにより、電圧緩和トランジスタ１０４の電圧緩和効果を任意に設定できる。なお、図３に示したデータ通信回路１２は、図２に示した補助トランジスタ１０６をさらに備えていても良い。また、図３に示したデータ通信回路１２は、電圧調整部１０８に代えて、図４Ａに示した電圧調整部１０７ａや、図４に示した電圧調整部１０７ｂを備えていても良い。

（実施形態２）
図５は、実施形態２による送受信システムの構成例を示す。この送受信システムは、送信処理回路１００およびデータ通信回路２１を含む送信機器と、データ通信回路２２および受信処理回路１１０を含む受信機器とを備える。データ通信回路２１は、ドライバ２０１と、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎとを備える。データ通信回路２２は、レシーバ２０３と、電圧緩和トランジスタ２０４ｐ，２０４ｎと、終端抵抗ＲＲＰ，ＲＲＮとを備える。データ通信回路２１の信号ノードＮＰ１およびデータ通信回路２２の信号ノードＮＰ２は、信号線対のうち一方の信号線に接続され、データ通信回路２１の信号ノードＮＮ１およびデータ通信回路２２の信号ノードＮＮ２は、信号線対のうち他方の信号線に接続される。終端抵抗ＲＲＰは、終端電源電圧ＶＴＴが与えられる電源ノードと信号ノードＮＰ２との間に接続され、終端抵抗ＲＲＮは、終端電源電圧ＶＴＴが与えられる電源ノードと信号ノードＮＮ２との間に接続される。

送信処理回路１００は、互いに相補的に変化する送信データＤＰ，ＤＮをドライバ２０１に供給する。ドライバ２０１は、送信データＤＰ，ＤＮをデータ信号対に変換し、供給ノードＮ２０１ｐ，Ｎ２０１ｎを介してデータ信号対を供給する。例えば、ドライバ２０１は、駆動トランジスタＴＤＰ，ＴＤＮと、電流源トランジスタＴＣとを含む。駆動トランジスタＴＤＰ，ＴＤＮは、送信データＤＰ，ＤＮに応じて相補的にオン／オフを切り替える。例えば、終端抵抗ＲＲＰ，ＲＲＮの電圧降下を“Ｖα”とすると、送信データＤＰがハイレベルであり、送信データＤＮがローレベルである場合、信号電圧ＶＰ１は“ＶＴＴ−Ｖα”になり、信号電圧ＶＮ１は“ＶＴＴ”になる。逆に、送信データＤＰがローレベルであり、送信データＤＮがハイレベルである場合、信号電圧ＶＰ１は“ＶＴＴ”になり、信号電圧ＶＮ１は“ＶＴＴ−Ｖα”になる。信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１の相補的な変動は、電圧緩和トランジスタ２０４ｐ，２０４ｎを介してレシーバ２０３に伝達される。このようにして、レシーバ２０３は、データ通信回路２１から送信されたデータ信号対（互いに相補的に変化するデータ信号）を入力ノードＮ２０３ｐ，Ｎ２０３ｎを介して入力する。レシーバ２０３は、データ信号対を受信データＲＤに変換して受信処理回路１１０に供給する。

電圧緩和トランジスタ２０２ｐは、ドライバ２０１の供給ノードＮ２０１ｐに接続されたソースと、信号ノードＮＰ１に接続されたドレインと、信号ノードＮＮ１の電圧（信号電圧ＶＮ１）が与えられるゲートとを有する。また、電圧緩和トランジスタ２０２ｎは、ドライバ２０１の供給ノードＮ２０１ｎに接続されたソースと、信号ノードＮＮ１に接続されたドレインと、信号ノードＮＰ１の電圧（信号電圧ＶＰ１）が与えられるゲートとを有する。

電圧緩和トランジスタ２０４ｐは、レシーバ２０３の入力ノードＮ２０３ｐに接続されたソースと、信号ノードＮＰ２に接続されたドレインと、信号ノードＮＰ２の電圧（信号電圧ＶＰ１）が与えられるゲートとを有する。同様に、電圧緩和トランジスタ２０４ｎは、レシーバ２０３の入力ノードＮ２０３ｎに接続されたソースと、信号ノードＮＮ２に接続されたドレインと、信号ノードＮＮ２の電圧（信号電圧ＶＮ１）が与えられるゲートとを有する。電圧緩和トランジスタ２０４ｐ，２０４ｎによって入力ノードＮ２０３ｐ，Ｎ２０３ｎの電圧を緩和できるので、レシーバ２０３の耐圧破壊を抑制できる。また、電圧緩和トランジスタ２０４ｐ，２０４ｎの端子間電圧を信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１よりも低くすることができるので、電圧緩和トランジスタ２０４ｐ，２０４ｎの耐圧破壊も抑制できる。

〔電圧緩和〕
次に、図５に示した電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎによる電圧緩和について説明する。ここでは、説明の簡略化のため、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの閾値電圧を“Ｖｔｈ”とし、終端抵抗ＲＲＰ，ＲＲＮの電圧降下を“Ｖα”とする。

信号電圧ＶＰ１が“ＶＴＴ−Ｖα”であり、信号電圧ＶＮ１が“ＶＴＴ”である場合、供給ノードＮ２０１ｐの電圧（電圧緩和トランジスタ２０２ｐのソース電圧）は、“ＶＴＴ−Ｖｔｈ”に設定され、供給ノードＮ２０１ｎの電圧（電圧緩和トランジスタ２０２ｎのソース電圧）は、“ＶＴＴ−Ｖα−Ｖｔｈ”に設定される。また、電圧緩和トランジスタ２０２ｐのドレイン電圧およびゲート電圧は、それぞれ、“ＶＴＴ−Ｖα”，“ＶＴＴ”になるので、電圧緩和トランジスタ２０２ｐの端子間電圧を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。同様に、電圧緩和トランジスタ２０２ｎのドレイン電圧およびゲート電圧は、それぞれ、“ＶＴＴ”，“ＶＴＴ−Ｖα”になるので、電圧緩和トランジスタ２０２ｎの端子間電圧を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。なお、信号電圧ＶＰ１が“ＶＴＴ”であり、信号電圧ＶＮ１が“ＶＴＴ−Ｖα”である場合も同様である。

送信データＤＰ，ＤＮの両方がローレベルである場合（例えば、データ通信回路２１の電源がオフ状態である場合）、信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１は“ＶＴＴ”になる。この場合、供給ノードＮ２０１ｐ，Ｎ２０１ｎの電圧（電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのソース電圧）は、“ＶＴＴ−Ｖｔｈ”に設定される。また、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのドレイン電圧およびゲート電圧は“ＶＴＴ”になるので、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの端子間電圧を“ＶＴＴ”よりも低くすることができる。

以上のように、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎによって供給ノードＮ２０１ｐ，Ｎ２０１ｎの電圧を緩和できるので、ドライバ２０１の耐圧破壊を抑制できる。さらに、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの端子間電圧を信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１よりも低くすることができるので、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの耐圧破壊も抑制できる。

また、信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１の相補的な変動に応じて電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのコンダクタンスを相補的に変化させることができるので、信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１の変動速度の劣化を軽減できる。例えば、信号電圧ＶＰ１が“ＶＴＴ”から“ＶＴＴ−Ｖα”に低下し、信号電圧ＶＮ１が“ＶＴＴ−Ｖα”から“ＶＴＴ”に上昇する場合、信号電圧ＶＮ１の上昇に伴って電圧緩和トランジスタ２０２ｐのコンダクタンスが増加するので、信号電圧ＶＰ１の低下速度を速めることができる。

〔電圧緩和トランジスタの閾値電圧〕
なお、電圧緩和トランジスタ２０２ｐの閾値電圧は、電圧緩和トランジスタ２０２ｐのソースに接続された素子の耐圧電圧と電圧緩和トランジスタ２０２ｐのゲート電圧との最大電圧差以上であることが好ましい。例えば、図５の場合、ドライバ２０１の耐圧電圧が“２．５Ｖ”であり、終端電源電圧ＶＴＴが“３．３Ｖ”である場合、電圧緩和トランジスタ２０２ｐの閾値電圧は、“０．８Ｖ”以上であることが好ましい。このように構成することにより、電圧緩和トランジスタ２０２ｐのソースに接続された素子（図５では、ドライバ２０１）の耐圧破壊を防止できる。また、電圧緩和トランジスタ２０２ｎ，２０４ｐ，２０４ｎの閾値電圧についても同様である。

（実施形態２の変形例１）
図６のように、データ通信回路２１は、補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｎをさらに備えていても良い。補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｎは、それぞれ、ドライバ２０１の供給ノードＮ２０１ｐ，Ｎ２０１ｎと電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのソースとの間に介在する。また、補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｎのゲートには、所定のバイアス電圧（ここでは、電源電圧ＶＤＤ）が与えられる。このように構成することにより、供給ノードＮ２０１ｐ，Ｎ２０１ｎの電圧が補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｎのゲート電圧を超えないように供給ノードＮ２０１ｐ，Ｎ２０１ｎの電圧を制限できる。また、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの電圧緩和効果によって、補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｎの耐圧破壊を抑制できる。

同様に、データ通信回路２２も、補助トランジスタ２０６ｐ，２０６ｎをさらに備えていても良い。補助トランジスタ２０６ｐ，２０６ｎは、それぞれ、レシーバ２０３の入力ノードＮ２０３ｐ，Ｎ２０３ｎと電圧緩和トランジスタ２０４ｐ，２０４ｎのソースとの間に介在する。また、補助トランジスタ２０６ｐ，２０６ｎのゲートには、所定のバイアス電圧（ここでは、電源電圧ＶＤＤ）が与えられる。

（実施形態２の変形例２）
図７のように、データ通信回路２１は、電圧調整部２０７をさらに備えていても良い。電圧調整部２０７は、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのドレインとゲートとの間に介在し、信号ノードＮＰ１，ＮＮ１の電圧（信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１）の中間電圧に対応する制御電圧ＶＭを電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのゲートに供給する。例えば、電圧調整部２０７は、信号ノードＮＰ１，ＮＮ１の間に直列に接続された抵抗ＲＰ，ＲＮによって構成される。このように構成することにより、信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１を電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのゲートに供給する場合よりも、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎのソース電圧を低くすることができるので、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの電圧緩和効果を向上させることができる。

なお、図７に示したデータ通信回路２１は、図６に示した補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｎをさらに備えていても良い。また、図７に示したデータ通信回路２１は、電圧調整部２０７に代えて、図８Ａに示した電圧調整部２０７ａや、図８Ｂに示した電圧調整部２０７ｂを含んでいても良い。図８Ａに示した電圧調整部２０７ａは、抵抗ＲＰ，ＲＮと、抵抗ＲＰ，ＲＮの接続ノードに発生する中間電圧を平滑化して制御電圧ＶＭとして出力するフィルタＦＬＴとを含む。このように構成することにより、制御電圧ＶＭの電圧値を安定させることができる。また、図８Ｂに示した電圧調整部２０７ｂは、抵抗ＲＰ，ＲＮと、抵抗ＲＰ，ＲＮの接続ノードと電源電圧ＶＤＤが与えられる電源ノードとの間に直列に接続されたｎＭＯＳトランジスタＴ２および抵抗ＲＭとを含む。このように構成することにより、制御電圧ＶＭを調整できるので、電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの電圧緩和効果を任意に設定できる。

（実施形態３）
図９は、実施形態３による送受信システムの構成例を示す。この送受信システムは、ｎ個の送信処理回路１００，１００，…およびデータ通信回路３１を含む送信機器と、ｎ個の受信機器とを備える。ｎ個の受信機器は、それぞれ、データ通信回路３２１，３２２，…，３２ｎおよび受信処理回路１１０，１１０，…を含む。データ通信回路３１のｎ個の信号ノード対（信号ノードＮＰ１，ＮＮ１からなる信号ノード対）は、ｎ個の信号線対にそれぞれ接続される。データ通信回路３２１，３２２，…，３２ｎは、ｎ個の信号線対にそれぞれ対応し、そのデータ通信回路の信号ノードＮＰ２，ＮＮ２は、そのデータ通信回路に対応する信号線対にそれぞれ接続される。

データ通信回路３１は、ｎ個のドライバ２０１，２０１，…と、ｎ個の電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｐ，…と、ｎ個の電圧緩和トランジスタ２０２ｎ，２０２ｎ，…と、電圧調整部２０７とを備える。データ通信回路３２１，３２２，…，３２ｎは、それぞれ、図５に示したデータ通信回路２２と同様の構成を有する。データ通信回路３１において、ドライバ２０１，電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎ，および信号ノードＮＰ１，ＮＮ１の接続関係は、図５に示した接続関係と同様である。電圧調整部２０７は、複数の信号線対のうちいずれか１つに対応し、その対応する信号線対にそれぞれ接続される信号ノードＮＰ１，ＮＮ１の電圧（信号電圧ＶＰ１，ＶＮ１）の中間電圧を制御電圧ＶＭとして電圧緩和トランジスタ２０３ｐ，２０３ｐ，…のゲートおよび電圧緩和トランジスタ２０３ｎ，２０３ｎ，…のゲートに供給する。

以上のように、電圧調整部２０７を共通化することにより、信号線対毎に電圧調整部２０７を個別に設ける場合よりも、電圧調整部２０７の特性ばらつきに起因する電圧緩和トランジスタ２０２ｐ，２０２ｎの応答速度のばらつきを抑制できる。

なお、データ通信回路３１は、ｎ個のドライバ２０１，２０１にそれぞれ対応するｎ個の補助トランジスタ２０５ｐ，２０５ｐ，…およびｎ個の補助トランジスタ２０５ｎ，２０５ｎ，…をさらに備えていても良い。また、データ通信回路３２１，３２２，…，３２ｎも、図６に示した補助トランジスタ２０６ｐ，２０６ｎをさらに備えていても良い。さらに、データ通信回路３１は、電圧調整部２０７に代えて、図８Ａに示した電圧調整部２０７ａや図８Ｂに示した電圧調整部２０７ｂを備えていても良い。

また、ｎ個の信号線対に伝送されるｎ個のデータ信号対がそれぞれ異なる周波数を有している場合、信号線対に伝送されるデータ信号対の周波数が低いほど、その信号線対に電圧調整部２０７を接続した場合にリップルが発生しにくいので、電圧調整部２０７は、ｎ個の信号線対のうち最も低い周波数を有するデータ信号対を伝送する信号線対に接続されることが好ましい。例えば、データ通信回路３１がＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）規格に準拠して１本のクロック信号と４本のデータ信号とを送信する場合、クロック信号の周波数はデータ信号の周波数よりも低いので、電圧調整部２０７は、クロック信号が伝送される信号線対に接続されることが好ましい。

以上説明したように、上述のデータ通信回路は、電圧緩和トランジスタの耐圧破壊を抑制できるので、送信機器や受信機器などに好適である。

１１，２１，３１ データ通信回路（送信側）
１２，２２，３２１，３２２，…，３２ｎ データ通信回路（受信側）
１００ 送信処理回路
１１０ 受信処理回路
１０１，２０１ ドライバ
１０２，２０２ｐ，２０２ｎ 電圧緩和トランジスタ
１０３，２０３ レシーバ
１０４，２０４ｐ，２０４ｎ 電圧緩和トランジスタ
ＲＲＲ，ＲＲＰ，ＲＲＮ 終端抵抗
１０５，１０６，２０５ｐ，２０５ｎ，２０６ｐ，２０６ｎ 補助トランジスタ
１０７，１０８，２０７ 電圧調整部

Claims (11)

1. 互いに相補的に変化する第１および第２のデータ信号からなるデータ信号対を信号線対を介して送信する回路であって、
   第１および第２の供給ノードからなる供給ノード対を介して前記データ信号対を供給するドライバと、
   前記ドライバの第１の供給ノードに接続されたソースと、前記信号線対のうち一方の信号線に接続される第１の信号ノードに接続されたドレインと、前記信号線対のうち他方の信号線に接続される第２の信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する第１の電圧緩和トランジスタと、
   前記ドライバの第２の供給ノードに接続されたソースと、前記第２の信号ノードに接続されたドレインと、前記第１の信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する第２の電圧緩和トランジスタとを備える
   ことを特徴とするデータ通信回路。
2. 請求項１において、
   前記ドライバの第１の供給ノードと前記第１の電圧緩和トランジスタのソースとの間に介在し、前記ドライバの第１の供給ノードに接続されたソースと、前記第１の電圧緩和トランジスタのソースに接続されたドレインと、第１のバイアス電圧が与えられるゲートとを有する第１の補助トランジスタと、
   前記ドライバの第２の供給ノードと前記第２の電圧緩和トランジスタのソースとの間に介在し、前記ドライバの第２の供給ノードに接続されたソースと、前記第２の電圧緩和トランジスタのソースに接続されたドレインと、第２のバイアス電圧が与えられるゲートとを有する第２の補助トランジスタとをさらに備える
   ことを特徴とするデータ通信回路。
3. 請求項１または２において、
   前記第１および第２の電圧緩和トランジスタのドレインとゲートとの間に介在し、前記第１および第２の信号ノードの電圧の中間電圧に対応する制御電圧を前記第１および第２の電圧緩和トランジスタのゲートに供給する電圧調整部をさらに備える
   ことを特徴とするデータ通信回路。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記第１の電圧緩和トランジスタの閾値電圧は、前記第１の電圧緩和トランジスタのソースに接続された素子の耐圧電圧と前記第１の電圧緩和トランジスタのゲート電圧との最大電圧差以上であり、
   前記第２の電圧緩和トランジスタの閾値電圧は、前記第２の電圧緩和トランジスタのソースに接続された素子の耐圧電圧と前記第２の電圧緩和トランジスタのゲート電圧との最大電圧差以上である
   ことを特徴とするデータ通信回路。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のデータ通信回路と、
   送信データを前記ドライバに供給する送信処理回路とを備え、
   前記ドライバは、前記送信データを前記データ信号対に変換する
   ことを特徴とする送信機器。
6. 請求項５に記載の送信機器と、
   前記信号線対を介して前記データ線対を受信する受信機器とを備える
   ことを特徴とする送受信システム。
7. それぞれが互いに相補的に変化する第１および第２のデータ信号からなる複数のデータ信号対を複数の信号線対を介して送信する回路であって、
   それぞれが第１および第２の供給ノードからなる供給ノード対を介して前記データ信号対を供給する複数のドライバと、
   前記複数の信号線対および前記複数のドライバにそれぞれ対応し、それぞれが、自己に対応するドライバの第１の供給ノードに接続されたソースと、自己に対応する信号線対のうち一方の信号線に接続される第１の信号ノードに接続されたドレインとを有する複数の第１の電圧緩和トランジスタと、
   前記複数の信号線対および前記複数のドライバにそれぞれ対応し、それぞれが、自己に対応するドライバの第２の供給ノードに接続されたソースと、自己に対応する信号線対のうち他方の信号線に接続される第２の信号ノードに接続されたドレインとを有する複数の第２の電圧緩和トランジスタと、
   複数の信号線対のうちいずれか１つの信号線対にそれぞれ接続される前記第１および第２の信号ノードの電圧の中間電圧に対応する制御電圧を前記複数の第１の電圧緩和トランジスタおよび前記複数の第２の電圧緩和トランジスタのゲートに供給する電圧調整部とを備える
   ことを特徴とするデータ通信回路。
8. 請求項７に記載のデータ通信回路と、
   前記複数のドライバにそれぞれ対応し、それぞれが、送信データを自己に対応するドライバに供給する複数の送信処理回路とを備え、
   前記複数のドライバのそれぞれは、前記送信データを前記データ信号対に変換する
   ことを特徴とする送信機器。
9. 請求項８に記載の送信機器と、
   前記複数の信号線対にそれぞれ対応し、それぞれが、自己に対応する信号線対を介して前記データ信号対を受信する複数の受信機器とを備える
   ことを特徴とする送受信システム。
10. 信号線を介してデータ信号を受信する回路であって、
    入力ノードを介して前記データ信号を入力するレシーバと、
    前記レシーバの入力ノードに接続されたソースと、前記信号線に接続される信号ノードに接続されたドレインと、前記信号ノードの電圧が与えられるゲートとを有する電圧緩和トランジスタと、
    前記信号ノードに接続された終端抵抗とを備える
    ことを特徴とするデータ通信回路。
11. 請求項１０に記載のデータ通信回路と、
    受信処理回路とを備え、
    前記レシーバは、前記データ信号を受信データに変換して前記受信処理回路に供給する
    ことを特徴とする受信機器。

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