JP6231793B2 - Differential signal transmission circuit - Google Patents
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Description
本発明は、特に車載、産業機器、医療機器等のCAN、FlexRay(登録商標)ネットワークに用いられる差動信号伝送回路に関する。 The present invention relates to a differential signal transmission circuit used in a CAN, FlexRay (registered trademark) network, in particular, in-vehicle, industrial equipment, medical equipment and the like.
たとえば、車載ネットワークとしてはCAN(Controller Area Network)、FlexRayなど、2線式差動信号方式又は差動伝送回路と称されるバス方式が知られている。なお、FlexRayは、CANの次世代の規格として開発されたものである。CANは国際標準規格のISO11898等で標準化されている。こうしたCAN、FlexRayに関連する先行技術文献としては、たとえば引用文献1、引用文献2、引用文献3、及び引用文献4に開示されている。
For example, as a vehicle-mounted network, a bus system called a two-wire differential signal system or a differential transmission circuit, such as CAN (Controller Area Network) and FlexRay, is known. FlexRay was developed as the next generation standard for CAN. CAN is standardized by international standard ISO11898 or the like. Prior art documents relating to such CAN and FlexRay are disclosed in, for example, cited
引用文献1は容量性インピーダンスの不整合による通信品質の悪化を防止することができるトランシーバ、半導体装置及び通信システムを開示するも、ESD(Electro-Static Discharge)からの保護についても開示する。引用文献2は差動信号伝送回路で駆動される信号伝送路における信号の非対称性を緩和し、コモンモード電流に起因する放射性ノイズを低減するとしている。具体的には、Pチャンネルトランジスタ、Nチャンネルトランジスタのゲート電位のスルーレートの制御を行い、信号伝送路から周囲に向かって放射する放射ノイズを低減するというものである。引用文献3は、FlexRayに適用できる差動信号伝送回路を開示する。引用文献4は通信速度の高速化が図れる出力ドライバ回路を提供するとしている。正極差動出力ノード、負極差動出力ノードには比較的大きな容量が付加されるため通信速度の高速化が図れないとしている。こうした不具合を克服するために両出力ノードに充電電流及び放電電流を流す電流回路を設けることを開示する。
図10は、従前よく知られたCANの概念図を示す。CAN900はマイクロコントローラ910、CANプロトコルコントローラ920、トランシーバ930、ハイサイド出力端子CANH、ローサイド出力端子CANL、第1バス線SH、第2バス線SLを有する。第1バス線SHと第2バス線SLとの間、すなわちハイサイド出力端子CANHとローサイド出力端子CANLとの間にCAN信号(差動信号)が出力される。第1バス線SH及び第2バス線SLには図示しない、たとえばECU(Electric controlled Unit)及び負荷抵抗RLが結合されている。負荷抵抗RLは一般的に終端抵抗と称され、第1バス線SH及び第2バス線SLの両端を所定のインピーダンスで終端させるために用いられる。一方の終端抵抗のインピーダンスはISO11898では120Ω(標準値)と定められており、負荷抵抗RLは一方の終端から他方の終端への反射電圧の抑制及びバスレベルの調整の役割を担っている。
FIG. 10 shows a conceptual diagram of a well-known CAN. The CAN 900 includes a
マイクロコントローラ910に内蔵されたCANプロトコルコントローラ920はトランシーバ930を制御し、又、トランシーバ930からの受信信号を受ける。トランシーバ930は、バス送信信号すなわち第1バス線SH及び第2バス線SLに送信する信号の発生、動作電流の調整と確保、各バス線の保護を行う。
A
第1バス線SH及び第2バス線SLに信号を送信するときには、CANプロトコルコントローラ920のポートTXからデジタル信号TXDがトランシーバ930に送られる。
When transmitting a signal to the first bus line SH and the second bus line SL, a digital signal TXD is sent from the port TX of the
本発明は、CANやFlexRayにおいて、第1の目的は通信速度の高速化を図ることである。第2の目的は電磁妨害波(EMI:Electro Magnetic Interference)の発生を抑制することである。第3の目的は耐サージ特性を向上させることである。 The first object of the present invention is to increase the communication speed in CAN and FlexRay. The second purpose is to suppress the generation of electromagnetic interference (EMI). The third purpose is to improve surge resistance.
本書において主電流路とは、PMOS型トランジスタ及びNMOS型トランジスタの場合は、それぞれソースからドレインに向かう電流経路、及びドレインからソースに向かう電流経路を指す。又、PNPトランジスタ及びNPNトランジスタの場合は、それぞれエミッタからコレクタに向かう電流経路、及びコレクタからエミッタに向かう電流経路を指す。又、制御電極とはMOS型トランジスタを含むMIS型トランジスタの場合はゲートを指す。バイポーラトランジスタであるPNPトランジスタ及びNPNトランジスタの場合の制御電極はベースを指す。 In this document, the main current path means a current path from the source to the drain and a current path from the drain to the source in the case of the PMOS transistor and the NMOS transistor, respectively. In the case of a PNP transistor and an NPN transistor, it indicates a current path from the emitter to the collector and a current path from the collector to the emitter, respectively. The control electrode refers to a gate in the case of a MIS transistor including a MOS transistor. In the case of a PNP transistor and an NPN transistor which are bipolar transistors, the control electrode indicates the base.
本発明の一実施態様の差動信号伝送回路(100)は、電源端子(VCC1)と、接地端子(GND)と、第1主電流路(Mi11)と制御電極(N10)とを有し電源端子(VCC1)に結合され差動信号のハイレベルを出力するハイサイドトランジスタ(M11)と、第1主電流路(Mi11)の一端(N1)に結合され差動信号のハイレベルが伝達されるハイサイド出力端子(CANH)と、ハイサイド出力端子(CANH)にその一方の端部が結合され2つのバス線(SH,SL)の1つである第1バス線(SH)と、第1バス線(SH)の他方の端部に第1端子が結合される負荷抵抗(RL)と、負荷抵抗(RL)の第2端子にその一方の端部が結合され2つのバス線のもう一方である第2バス線SL)と、第1バス線(SH)に他方の端部が結合され差動信号のローレベルが伝達されるローサイド出力端子(CANL)と、第2主電流路(Mi21)と制御電極(N20)とを有し第2主電流路(Mi21)の一端がローサイド出力端子(CANL)に結合され第2主電流路(Mi21)の他端が接地端子(GND)に結合され差動信号のローレベルを出力するローサイドトランジスタ(M21)と、ハイサイドトランジスタ(M11)の制御電極(N10)に結合され第1主電流路(Mi11)に流れる電流を調整するハイサイド電流調整部(HC10)と、ローサイドトランジスタ(M21)の制御電極(N20)に結合され第2主電流路(Mi21)に流れる電流を調整するローサイド電流調整部(LC20)と、第1主電流路(Mi11)の一端(N1)と接地端子(GND)との間に結合される第1定電流回路(i3)と、第2主電流路(Mi21)の一端(N2)と電源端子(VCC1)との間に結合される第2定電流回路(i6)とを備える。 The differential signal transmission circuit (100) according to an embodiment of the present invention includes a power supply terminal (VCC1), a ground terminal (GND), a first main current path (Mi11), and a control electrode (N10). A high-side transistor (M11) that is coupled to the terminal (VCC1) and outputs a high level of the differential signal, and one end (N1) of the first main current path (Mi11) are coupled to transmit the high level of the differential signal. A first bus line (SH), one end of which is coupled to the high side output terminal (CANH), the high side output terminal (CANH), and one of the two bus lines (SH, SL); A load resistor (RL) whose first terminal is coupled to the other end of the bus line (SH), and one end of which is coupled to the second terminal of the load resistor (RL) and the other end of the two bus lines To the second bus line SL) and the first bus line (SH) And a second main current path (Mi21) having a low-side output terminal (CANL) to which the other end is coupled and the low level of the differential signal is transmitted, a second main current path (Mi21), and a control electrode (N20). ) Is coupled to the low-side output terminal (CANL) and the other end of the second main current path (Mi21) is coupled to the ground terminal (GND), and outputs a low-level transistor (M21) that outputs a low level differential signal. The high-side current adjusting unit (HC10) that is coupled to the control electrode (N10) of the side transistor (M11) and adjusts the current flowing through the first main current path (Mi11), and the control electrode (N20) of the low-side transistor (M21) The low-side current adjusting unit (LC20) that adjusts the current that flows through the second main current path (Mi21) is connected to one end (N1) of the first main current path (Mi11). A first constant current circuit (i3) coupled between the terminal (GND) and a second constant current coupled between one end (N2) of the second main current path (Mi21) and the power supply terminal (VCC1). And a current circuit (i6).
又、本発明の別の実施態様の差動信号伝送回路(100)は、ハイサイド電流調整部(HC10)は、ハイサイドトランジスタ(M11)と第1カレントミラー回路(M11,M21)を構成する第1トランジスタ(M13)を有し、第1トランジスタ(M13)には電流の大きさが異なる第1定電流源(i1)及び第2定電流源(i2)が結合され、第1トランジスタ(M12)には第1定電流源(i1)及び第2定電流源(i2)のいずれか一方又は両者を加算した定電流源が選択されて流れ、第1トランジスタ(M13)で選択された定電流源に応じて、ハイサイドトランジスタ(M11)の第1主電流路(Mi11)に流れる電流を調整し、ローサイド電流調整部(LC20)は、ローサイドトランジスタ(M21)と第2カレントミラー回路(M21,M23)を構成する第2トランジスタ(M23)を有し、第2トランジスタ(M23)には電流の大きさが異なる第3定電流源(i4)及び第4定電流源(i5)が結合され、第2トランジスタ(M23)には第3定電流源(i4)及び第4定電流源(i5)のいずれか一方又は両者を加算した定電流源が選択されて供給され、第2トランジスタ(M23)で選択された定電流源の大きさに応じて、ローサイドトランジスタ(M21)の主電流路に流れる電流が調整される。 In the differential signal transmission circuit (100) according to another embodiment of the present invention, the high-side current adjustment unit (HC10) constitutes a high-side transistor (M11) and first current mirror circuits (M11, M21). The first transistor (M13) includes a first constant current source (i1) and a second constant current source (i2) having different current magnitudes, and the first transistor (M12) is coupled to the first transistor (M13). ), A constant current source obtained by adding one or both of the first constant current source (i1) and the second constant current source (i2) is selected and flows, and the constant current selected by the first transistor (M13) is selected. The current flowing through the first main current path (Mi11) of the high-side transistor (M11) is adjusted according to the source, and the low-side current adjustment unit (LC20) is connected to the low-side transistor (M21) and the second current. The third constant current source (i4) and the fourth constant current source (i5) have a second transistor (M23) constituting the error circuit (M21, M23). The second transistor (M23) has different current magnitudes. ), And the second transistor (M23) is selected and supplied with a constant current source obtained by adding one or both of the third constant current source (i4) and the fourth constant current source (i5). The current flowing through the main current path of the low-side transistor (M21) is adjusted according to the size of the constant current source selected by the two transistors (M23).
さらに本発明の別の実施態様の差動信号伝送回路(200)は、電源端子(VCC)と、接地端子(GND)と、第1主電流路(Mi31)と第1制御電極(N110)とを有し電源端子(VCC)に結合され差動信号のハイレベル及びローレベルを出力する第1ハイサイドトランジスタ(M31)と、第2主電流路(Mi33)と第2制御電極(N130)とを有し電源端子(VCC)に結合され差動信号のハイレベル及び差動信号のハイレベル及びローレベルを出力する第2ハイサイドトランジスタ(M33)と、第3主電流路(Mi32)と第3制御電極(N120)とを有し、第1主電流路(Mi31)の一端(N11)と接地端子(GND)との間に第3電流路(Mi32)の一端(N12)が結合される第1ローサイドトランジスタ(M32)と、第4主電流路(Mi34)と第4制御電極(N140)とを有し、第2主電流路(Mi33)の一端(N13)と接地端子(GND)との間に第4電流路(Mi34)が結合される第2ローサイドトランジスタ(M34)と、第1主電流路(Mi31)の一端(N11)と第3主電流路(Mi32)の一端(N12)との共通接続点に結合されバス信号を出力する第1出力端子(BP)と、第2主電流路(Mi33)の一端(N13)と第4主電流路(Mi34)の一端(N14)との共通接続点に結合されバス信号を出力する第2出力端子(BM)と、第1出力端子(BP)と第2出力端子(BM)に各別に結合される第1バス線(SP)及び第2バス線(SM)と、第1バス線(SP)と第2バス線(SM)との間に結合される負荷抵抗(RL)と、第1制御電極(N110),第2制御電極(N130),第3制御電極(N120),及び第4制御電極(N140)に各別に結合され第1ハイサイドトランジスタ(M31)、第2ハイサイドトランジスタ(M33)、第1ローサイドトランジスタ(M32)、第2ローサイドトランジスタ(M34)に供給する電流を各別に2段階に調整する第1ハイサイド電流調整部(HC10),第2ハイサイド電流調整部(HC10),第1ローサイド電流調整部(LC20),及び第2ローサイド電流調整部(LC20)を備え、第1主電流路(Mi31)及び第2主電流路(Mi33)の各一端(N11,N13)と接地端子(GND)との間に各別に定電流回路(i11,i13)が結合され、第3主電流路(Mi32)及び第4主電流路(Mi34)の各一端(N12,N14)と電源端子(VCC)との間に各別に定電流回路(i12,i14)が結合されている。 Furthermore, the differential signal transmission circuit (200) according to another embodiment of the present invention includes a power supply terminal (VCC), a ground terminal (GND), a first main current path (Mi31), and a first control electrode (N110). A first high side transistor (M31) coupled to a power supply terminal (VCC) and outputting a high level and a low level of a differential signal, a second main current path (Mi33), and a second control electrode (N130). A second high-side transistor (M33) coupled to the power supply terminal (VCC) and outputting a high level of the differential signal and a high level and a low level of the differential signal, a third main current path (Mi32), and a second 3 control electrodes (N120), and one end (N12) of the third current path (Mi32) is coupled between one end (N11) of the first main current path (Mi31) and the ground terminal (GND). First low side transition (M32), a fourth main current path (Mi34), and a fourth control electrode (N140), between one end (N13) of the second main current path (Mi33) and the ground terminal (GND). Common to the second low-side transistor (M34) to which the fourth current path (Mi34) is coupled, one end (N11) of the first main current path (Mi31), and one end (N12) of the third main current path (Mi32) Common connection between the first output terminal (BP) coupled to the connection point and outputting a bus signal, one end (N13) of the second main current path (Mi33), and one end (N14) of the fourth main current path (Mi34) A second output terminal (BM) coupled to a point and outputting a bus signal; a first bus line (SP) coupled to the first output terminal (BP) and the second output terminal (BM); and a second bus Between the line (SM) and the first bus line (SP) and the second bus line (SM) The load resistance (RL) combined with the first control electrode (N110), the second control electrode (N130), the third control electrode (N120), and the fourth control electrode (N140) are respectively coupled to the first high electrode. A first high-side current adjustment unit that adjusts current supplied to the side transistor (M31), the second high-side transistor (M33), the first low-side transistor (M32), and the second low-side transistor (M34) in two stages. HC10), a second high side current adjustment unit (HC10), a first low side current adjustment unit (LC20), and a second low side current adjustment unit (LC20), and a first main current path (Mi31) and a second main current A constant current circuit (i11, i13) is coupled separately between each end (N11, N13) of the path (Mi33) and the ground terminal (GND), and a third main current path ( A constant current circuit (i12, i14) is coupled between each end (N12, N14) of Mi32) and the fourth main current path (Mi34) and the power supply terminal (VCC).
本発明の差動信号伝送回路によれば、通信速度の高速化が図れるとともに、電磁妨害波(EMI:Electro Magnetic Interference)の発生を抑制することができる。さらに耐サージ特性の向上を図ることができる。 According to the differential signal transmission circuit of the present invention, the communication speed can be increased and the generation of electromagnetic interference (EMI) can be suppressed. Furthermore, the surge resistance can be improved.
(第1の実施形態)
図1はISO11898に準拠したCANに用いる差動信号伝送回路の第1の実施形態を示す。差動信号伝送回路100は、第1電源端子VCC1と、第2電源端子VCC2と接地端子GNDを有する。第1電源端子VCC1の電源電圧は5Vであり、第2電源端子VCC2のそれは第1電源端子VCC1の1/2の大きさであり、2.5Vである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of a differential signal transmission circuit used in a CAN compliant with ISO11898. The differential
差動信号伝送回路100は、ハイサイド出力部10、ローサイド出力部20、抵抗分割回路30、ハイサイド出力端子CANH、ローサイド出力端子CANL、第1バス線SH、第2バス線SL、抵抗負荷RL、及び入力信号TX1を有する。第1バス線SHの一方の端部はハイサイド出力端子CANHに、他方の端部は負荷抵抗RLの第1端子に結合される。負荷抵抗RLの第2端子は第2バス線SLの一方の端部に、第2バス線SLの他方の端部はローサイド出力端子CANLに結合される。
The differential
入力信号TX1のローレベルL、ハイレベルHに応じてハイサイド出力端子CANH、ローサイド出力端子CANLの両端に差動信号(CAN信号)が出力される。このCAN信号のレベルに応じてドミナント及びレセッシブが決定される。入力信号TX1がローレベルLのときはドミナントであり、論理“0”である。入力信号TX1がハイレベルHのときはレセッシブであり、論理“1”である A differential signal (CAN signal) is output to both ends of the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL according to the low level L and high level H of the input signal TX1. Dominant and recessive are determined according to the level of the CAN signal. When the input signal TX1 is at the low level L, it is dominant and is logic "0". When the input signal TX1 is at the high level H, it is recessive and has a logic “1”.
ここで、ドミナントとレセッシブについて簡単に述べる。ドミナントは、CANにおいては論理“0”である。このとき、ハイサイド出力端子CANHに3.5V(標準値)が、ローサイド出力端子CANLに1.5V(標準値)の電圧が出力され、第1バス線SH、第2バス線SLに結合される図示しないたとえばECUのすべては優先状態におかれ通信が可能となる。レセッシブは、CANにおいて論理“1”である。このとき、ハイサイド出力端子CANHに2.5V(標準値)が、ローサイド出力端子CANLに2.5V(標準値)の電圧が出力され、第2バス線SH、第2バス線SLに結合される図示しないたとえばECUのすべては受容状態に置かれる。なお、ドミナントとレセッシブの信号波形とレベルの関係については後述する。 Here is a brief description of dominant and recessive. The dominant is a logic “0” in CAN. At this time, a voltage of 3.5 V (standard value) is output to the high side output terminal CANH, and a voltage of 1.5 V (standard value) is output to the low side output terminal CANL, which are coupled to the first bus line SH and the second bus line SL. For example, all ECUs (not shown) are placed in a priority state and can communicate. Recessive is a logical “1” in CAN. At this time, a voltage of 2.5 V (standard value) is output to the high side output terminal CANH and a voltage of 2.5 V (standard value) is output to the low side output terminal CANL, which are coupled to the second bus line SH and the second bus line SL. For example, all of the ECUs (not shown) are placed in a receiving state. The relationship between dominant and recessive signal waveforms and levels will be described later.
本発明にかかる差動信号伝送回路は、一般的に2線式差動信号方式とも称されるが、その所以は、ハイサイド出力端子CANH及びローサイド出力端子CANLにそれぞれ結合される第1バス線SH及び第2バス線SLの2本の線を用いる伝送方式であること、さらにこれら2つの線には差動信号すなわち極性が互いに180度反転した電圧(CAN信号)が取り出されることに基づく。 The differential signal transmission circuit according to the present invention is generally referred to as a two-wire differential signal system. For that reason, the first bus line coupled to the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL, respectively. This is based on the transmission system using the two lines of SH and the second bus line SL, and that these two lines take out differential signals, that is, voltages (CAN signals) whose polarities are inverted by 180 degrees.
差動信号伝送回路100は通常、半導体集積回路で構成されるが、昨今は、BiCDMOSプロセス、すなわち、バイポーラプロセス、CMOSプロセス、DMOSプロセスを一体化した製造プロセスを採用することも少なくない。BiCDMOSプロセスで差動信号伝送回路を構成するならばハイサイドトランジスタM11には、MOSトランジスタ、DMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタのいずれか1つをトランジスタの電流容量、オン抵抗、スイッチング応答特性、耐圧などの電気的特性に応じて適宜選択することができる。
The differential
ハイサイド出力部10は、ハイレベル信号(電圧)をハイサイド出力端子CANHに出力する。ISO11898に準拠するCANでは、ハイレベル信号は電圧の最小値が2.5Vであり、最大値が3.5Vと定められている。第2電源端子VCC2の電源電圧が2.5Vに設定されているのはハイサイドレベルの最小電圧を2.5Vに設定するためである。ハイサイドトランジスタM11はたとえばPMOSトランジスタで構成することができるが、PNP型バイポーラトランジスタを用いてもよい。
The high
本発明の一実施形態では説明の便宜上、ハイサイドトランジスタM11は、PMOSトランジスタであるとする。ハイサイドトランジスタM11のソースは、そのバックゲートと共に第1電源端子VCC1に接続されている。したがって、ハイサイドトランジスタM11のソース及びバックゲートの電圧は第1電源端子VCC1の電源電圧5Vに固定されている。
In the embodiment of the present invention, for convenience of explanation, the high side transistor M11 is assumed to be a PMOS transistor. The source of the high side transistor M11 is connected to the first power supply terminal VCC1 together with its back gate. Accordingly, the source and back gate voltages of the high side transistor M11 are fixed to the
ハイサイドトランジスタM11の制御電極すなわちノードN10で表示されたゲートには、ハイサイド電流調整部HC10が結合されている。ハイサイド電流調整部HC10は、トランジスタM13、定電流源i1,i2及びスイッチSW11で構成されている。トランジスタM13のドレイン(ソース)電流は、スイッチSW11がオフ(開)のときは定電流源i1とほぼ等しく、スイッチSW11がオン(閉)したときのそれは、定電流源i1に定電流源i2を加えたものにほぼ等しくなる。すなわち、トランジスタM13のドレイン電流は、スイッチSW11のオン・オフに応じて異なる2段階に設定されている。 The high-side current adjusting unit HC10 is coupled to the control electrode of the high-side transistor M11, that is, the gate indicated by the node N10. The high side current adjustment unit HC10 includes a transistor M13, constant current sources i1 and i2, and a switch SW11. The drain (source) current of the transistor M13 is substantially equal to the constant current source i1 when the switch SW11 is off (open), and when the switch SW11 is on (closed), the constant current source i2 is connected to the constant current source i1. It is almost equal to the added one. That is, the drain current of the transistor M13 is set in two different stages depending on whether the switch SW11 is on or off.
トランジスタM13は、ハイサイドトランジスタM11と同じ導電型のPMOS型である。トランジスタM13のソースは、そのバックゲートと共に第1電源端子VCC1に接続され、そのゲートとドレインは共通接続されハイサイドトランジスタM11のゲートが接続されたノードN10に接続されている。トランジスタM13とハイサイドトランジスタM11は、よく知られたカレントミラー回路を構成している。 The transistor M13 is a PMOS type having the same conductivity type as the high-side transistor M11. The source of the transistor M13 is connected to the first power supply terminal VCC1 together with its back gate, and its gate and drain are connected in common and connected to a node N10 to which the gate of the high side transistor M11 is connected. The transistor M13 and the high side transistor M11 constitute a well-known current mirror circuit.
カレントミラー回路の一部を構成するハイサイドトランジスタM11の主電流路Mi11に流れる主電流(ドレイン電流)i11dの大きさは、トランジスタM13で生成される電流の大きに比例する。又、主電流i11dの制御、調整はハイサイド電流調整部HC10で行われる。 The magnitude of the main current (drain current) i11d flowing in the main current path Mi11 of the high-side transistor M11 constituting a part of the current mirror circuit is proportional to the magnitude of the current generated by the transistor M13. The control and adjustment of the main current i11d are performed by the high side current adjustment unit HC10.
ハイサイド電流調整部HC10が結合されたノードN10と接地端子GNDとの間には定電流源i1が直結されている。もちろん、ノードN10と定電流源i1との間、又は定電流源i1と接地端子GNDとの間に図示しないスイッチを結合させ、図示しないスイッチを入力信号TX1で制御するようにしてもよい。 A constant current source i1 is directly connected between the node N10 to which the high side current adjusting unit HC10 is coupled and the ground terminal GND. Of course, a switch (not shown) may be coupled between the node N10 and the constant current source i1, or between the constant current source i1 and the ground terminal GND, and the switch (not shown) may be controlled by the input signal TX1.
ノードN10と接地端子GNDとの間には、定電流源i1の電流経路とは別にスイッチSW11を介して定電流源i2が結合されている。定電流源i2はスイッチSW11がオン(閉)したときにノードN10側すなわちトランジスタM13のドレインから接地端子GNDに向かう電流経路の電流源となる。図1にはスイッチSW11がオフしているとき、すなわち開いている状態を示している。 A constant current source i2 is coupled between the node N10 and the ground terminal GND via a switch SW11 in addition to the current path of the constant current source i1. When the switch SW11 is turned on (closed), the constant current source i2 becomes a current source in a current path from the node N10 side, that is, from the drain of the transistor M13 to the ground terminal GND. FIG. 1 shows a state where the switch SW11 is off, that is, an open state.
スイッチSW11がオフすなわち開いているときは、スイッチSW11及び他のスイッチの制御を受けない定電流源i1がトランジスタM13のドレイン(ソース)電流として流れる。定電流源i1は、トランジスタM13を弱くオンさせるだけの電流であれば十分である。弱くオンされたトランジスタM13はハイサイドトランジスタM11を駆動するには十分ではないが、ハイサイドトランジスタM11に比較的小さな電流を流せる程度には駆動することができる。ここで、強くオンさせるとは、負荷を駆動するに十分な電圧、電流が供給されていることを指す。すなわち、定電流源i1にはハイサイドトランジスタM11が、ハイサイド出力端子CANH、負荷RLに主電流i11aを流すための駆動能力は要求されていない。すなわち、定電流源i1は、トランジスタM13及びハイサイドトランジスタM11のゲートすなわちノードN10の電位V10を所定のレベルに保持するだけで足りる。 When the switch SW11 is off, that is, opened, a constant current source i1 that is not controlled by the switch SW11 and other switches flows as a drain (source) current of the transistor M13. The constant current source i1 is sufficient if it is enough to turn on the transistor M13 weakly. The weakly turned on transistor M13 is not sufficient to drive the high side transistor M11, but can be driven to such a degree that a relatively small current can flow through the high side transistor M11. Here, turning on strongly means that a voltage and current sufficient to drive the load are supplied. That is, the constant current source i1 is not required to have the driving capability for the high-side transistor M11 to flow the main current i11a to the high-side output terminal CANH and the load RL. That is, the constant current source i1 only needs to hold the potential V10 of the gate of the transistor M13 and the high-side transistor M11, that is, the node N10 at a predetermined level.
定電流源i1のみがトランジスタM13のドレイン(ソース)電流として流れているときのノードN10の電位V10Hは、V10H=(VCC1−VGS1)となる。ここで、VCC1は第1電源端子VCC1の電源電圧であり、VGS1は、定電流源i1を流すために、すなわち、トランジスタM13を弱くオンさせるに必要なゲート・ソース間電圧である。 The potential V10H of the node N10 when only the constant current source i1 flows as the drain (source) current of the transistor M13 is V10H = (VCC1-VGS1). Here, VCC1 is a power supply voltage of the first power supply terminal VCC1, and VGS1 is a gate-source voltage necessary to flow the constant current source i1, that is, to turn on the transistor M13 weakly.
スイッチSW11は入力信号TX1に応動する。入力信号TX1のローレベルLとハイレベルH、スイッチSW11のオン・オフとの組み合わせは設計事項であり、たとえば、入力信号TX1がローレベルLのときにスイッチSW11がオン(閉)し、ハイレベルHのときにスイッチSW11がオフ(開)となるように選ぶことができる。 The switch SW11 responds to the input signal TX1. The combination of the low level L and high level H of the input signal TX1 and the on / off state of the switch SW11 is a design matter. For example, when the input signal TX1 is at the low level L, the switch SW11 is turned on (closed). When H, the switch SW11 can be selected to be turned off (open).
入力信号TX1に応動してスイッチSW11がオンになると、定電流源i2の電流経路がノードN10側と接地端子GNDとの間に形成される。このとき、トランジスタM13のソース・ドレイン間には定電流源i1と定電流源i2とを加えた定電流源(i1+i2)が流れ、トランジスタM13及びハイサイドトランジスタM11は強くオンする。両者トランジスタが強くオンすると、ハイサイドトランジスタM11は負荷抵抗RLの両端に所定のCAN信号を出力することができる。 When the switch SW11 is turned on in response to the input signal TX1, a current path of the constant current source i2 is formed between the node N10 side and the ground terminal GND. At this time, a constant current source (i1 + i2) including a constant current source i1 and a constant current source i2 flows between the source and drain of the transistor M13, and the transistor M13 and the high side transistor M11 are strongly turned on. When both transistors are turned on strongly, the high side transistor M11 can output a predetermined CAN signal to both ends of the load resistor RL.
両者トランジスタが強くオンしたときのノードN10の電位V10Lは、V10L=(VCC1−VGS2)となる。ここで、電圧VGS2は定電流源i1と定電流源i2とを加えた電流を、ドレイン(ソース)電流として流すために必要なトランジスタM13のゲート・ソース間電圧である。前述のゲート・ソース間電圧VGS1とは、VGS2>VGS1の関係に置かれる。 The potential V10L of the node N10 when both the transistors are strongly turned on is V10L = (VCC1-VGS2). Here, the voltage VGS2 is a gate-source voltage of the transistor M13 that is required to flow a current obtained by adding the constant current source i1 and the constant current source i2 as a drain (source) current. The gate-source voltage VGS1 is in a relationship of VGS2> VGS1.
すなわち、ゲート・ソース間電圧VGS2は定電流源i2が増加した分だけ定電流源i1のときのゲート・ソース間電圧VGS1よりは大きくなる。このため、接地端子GNDからみた場合、ノードN10の電位はスイッチSW11がオンのときは、それがオフのときよりも低くなるので、V10L<V10Hの関係に置かれる。ノードN10の電位V10Hと電位V1OLとの差は定電流源i1とi2の大きさに応じて決定される。すなわち、両者の定電流源の差が大きいほど、ゲート・ソース間電圧の差は増大する。 That is, the gate-source voltage VGS2 becomes larger than the gate-source voltage VGS1 when the constant current source i1 is increased by the amount of increase of the constant current source i2. Therefore, when viewed from the ground terminal GND, the potential of the node N10 is lower when the switch SW11 is on than when it is off, so that the relationship of V10L <V10H is set. The difference between the potential V10H of the node N10 and the potential V1OL is determined according to the magnitudes of the constant current sources i1 and i2. In other words, the greater the difference between the two constant current sources, the greater the difference in gate-source voltage.
ハイサイドトランジスタM11のゲート電位すなわちノードN10の電位V10は、スイッチSW11のオンとオフの切り替え時には電位V10Lと電位V10Hとの間で遷移する。これらの電位の差は、第1電源端子VCC1と接地端子GNDとの電位差5Vよりははるかに小さい、たとえば、0.5V〜1Vの範囲である。言い換えれば、入力信号TX1がハイレベルHからローレベルL又はローレベルLからハイレベルHに切り替わり、CAN信号の状態がレセッシブからドミナントへ又はこの逆に切り替わるときの、ハイサイドトランジスタM11のゲート電位の変化量を小さく収めることができる。これによってスイッチングに要する時間は小さくて済むので通信速度の高速化が図れる。
The gate potential of the high side transistor M11, that is, the potential V10 of the node N10 transitions between the potential V10L and the potential V10H when the switch SW11 is switched on and off. The difference between these potentials is much smaller than the
ハイサイドトランジスタM11の主電流路Mi11の一端であるドレインはノードN1で表示されている。主電流路Mi11はハイサイドトランジスタM11のソースからドレインに向かう電流経路である。図1にはハイサイドトランジスタM11のドレインをノードN1に直結させたが、この回路構成には限定されない。たとえば、ハイサイドトランジスタM11のドレインに図示しない抵抗の一端を接続し、その他端をノードN1に接続させるようにしてもよい。ノードN1には逆流防止ダイオードD11のアノードが接続され、そのカソードはハイサイド出力端子CANHに接続されている。すなわち、主電流路Mi11と直列にかつ順方向に逆流防止ダイオードD11が接続されている。 A drain which is one end of the main current path Mi11 of the high side transistor M11 is indicated by a node N1. The main current path Mi11 is a current path from the source to the drain of the high side transistor M11. Although the drain of the high-side transistor M11 is directly connected to the node N1 in FIG. 1, the circuit configuration is not limited to this. For example, one end of a resistor (not shown) may be connected to the drain of the high side transistor M11, and the other end may be connected to the node N1. The node N1 is connected to the anode of the backflow prevention diode D11, and its cathode is connected to the high side output terminal CANH. That is, the backflow prevention diode D11 is connected in series with the main current path Mi11 and in the forward direction.
逆流防止ダイオードD11は本発明においては必須の構成要件ではないが、ハイサイド出力端子CANHに何らかのサージ電圧が到来すると主電流路Mi11の電流経路とは逆方向の電流、すなわち、ノードN1から第1電源端子VCC1に向かって電流が逆流するという不具合を排除するために有用である。このため、逆流防止ダイオードD11はハイサイド出力端子CANHからハイサイドトランジスタM11に向かっては電気的に逆経路に結合される。 Although the backflow prevention diode D11 is not an essential constituent element in the present invention, when any surge voltage arrives at the high-side output terminal CANH, the current in the direction opposite to the current path of the main current path Mi11, that is, the first from the node N1. This is useful for eliminating the problem that the current flows backward toward the power supply terminal VCC1. Therefore, the backflow prevention diode D11 is electrically coupled to the reverse path from the high side output terminal CANH toward the high side transistor M11.
差動信号伝送回路100は、前に述べたように半導体集積回路で構成されている。このため、ノードN1と図示しない各電極との間には図示しない寄生容量が形成されている。
The differential
こうした寄生容量はCANやFlexRayネットワークに限らず一般的に、スイッチング回路の応答特性に何らかの影響を及ぼすことが知られている。たとえば寄生容量は通信速度を低下させ信号伝達に遅延を生じさせる。 It is known that such parasitic capacitance has some influence on the response characteristics of the switching circuit, not limited to the CAN and FlexRay network. For example, parasitic capacitance reduces communication speed and delays signal transmission.
ノードN1に結合された定電流回路i3の電流の大きさは、ハイサイド電流調整部HC10の定電流源i1よりは十分に大きくなるように選ばれている。これによって、定電流源i1で駆動されたときのハイサイドトランジスタM13の主電流(ドレイン電流)i11dはすべて定電流回路i3に流れるようになり、負荷RL側に流れる主電流i11aを0にしてハイサイド出力端子CANHの電位をレセッシブの電位に保持することができる。定電流源i1はスイッチSW11のオン・オフに関わらず常に生成されている。したがって、定電流回路i3には、入力信号TX1がローレベルL及びハイレベルHのいずれにあろうとも、すなわち、スイッチSW11がオンであってもオフであっても常にハイサイドトランジスタM11の主電流(ドレイン電流)i11dとして流れている。 The magnitude of the current of the constant current circuit i3 coupled to the node N1 is selected to be sufficiently larger than the constant current source i1 of the high side current adjustment unit HC10. As a result, all of the main current (drain current) i11d of the high-side transistor M13 when driven by the constant current source i1 flows to the constant current circuit i3, and the main current i11a flowing to the load RL side is set to 0 and is high. The potential of the side output terminal CANH can be held at a recessive potential. The constant current source i1 is always generated regardless of whether the switch SW11 is on or off. Accordingly, the constant current circuit i3 always has the main current of the high side transistor M11 regardless of whether the input signal TX1 is at the low level L or the high level H, that is, whether the switch SW11 is on or off. (Drain current) is flowing as i11d.
定電流回路i3の電流の大きさはハイサイドトランジスタM11の主電流i11aの約30分の1程度に設定されている。たとえば、主電流i11aの大きさは33mA程度であり、定電流回路i3に流れる電流は1mA程度に設定されている。なお、CANの国際標準規格上、主電流i11aの大きさの許容範囲は制約を受けることになるが、定電流回路i3の電流の大きさは本発明での設計事項であり、消費電力からみるとできるだけ小さいほうが好ましい。しかし、あまり小さく設定すると、半導体集積回路の製造上のばらつきによって、各トランジスタ、各定電流源等の回路動作点、各種特性等が変動しやすくなるので、これらに鑑みて定電流回路i3の回路構成及び定電流値を決定することになる。 The magnitude of the current of the constant current circuit i3 is set to about 1/30 of the main current i11a of the high side transistor M11. For example, the magnitude of the main current i11a is about 33 mA, and the current flowing through the constant current circuit i3 is set to about 1 mA. In addition, although the allowable range of the magnitude of the main current i11a is restricted according to the international standard of CAN, the magnitude of the current of the constant current circuit i3 is a design matter in the present invention, and is seen from the power consumption. The smaller one is preferable. However, if it is set too small, the circuit operating point and various characteristics of each transistor, each constant current source, etc. are likely to fluctuate due to manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit. The configuration and the constant current value will be determined.
定電流回路i3と直列に結合されたクランプダイオードD12は、ノードN1の電位を所定のレベルにクランプするために用意されているが必須の構成要件ではない。ノードN1の最小レベルをクランプダイオードD12の順方向電圧分Vdだけ接地端子GNDの電位から持ち上げるようにしている。これによってノードN1の電位の変化量はVCC1から(VCC1−Vd)となり遷移に要する時間を短くすることができる。この結果、応答速度の迅速化が図れ、通信速度の高速化が図れる。なお、図1にはクランプダイオードD12の数は1つとしたがそれ以上用いてもよい。しかし、クランプダイオードD12の数をあまり増加させるとノードN1の最小電位は高くなりすぎ、ハイサイドトランジスタM11のスイッチングの切り替えや、ハイサイド出力端子CANHの電圧設定に影響を与えることを配慮しなければならない。 The clamp diode D12 coupled in series with the constant current circuit i3 is prepared for clamping the potential of the node N1 to a predetermined level, but is not an essential component. The minimum level of the node N1 is raised from the potential of the ground terminal GND by the forward voltage Vd of the clamp diode D12. As a result, the amount of change in the potential of the node N1 changes from VCC1 to (VCC1-Vd), and the time required for transition can be shortened. As a result, the response speed can be increased and the communication speed can be increased. In FIG. 1, the number of clamp diodes D12 is one, but more may be used. However, if the number of the clamp diodes D12 is increased too much, the minimum potential of the node N1 becomes too high, and it is necessary to consider that switching of the high side transistor M11 and the voltage setting of the high side output terminal CANH are affected. Don't be.
なお、クランプダイオードD12を用いずに定電流回路i3のみを用いたときのノードN1の最小電位は、定電流回路i3の回路構成上完全に0Vにするのは不可能であり最小レベルは0.2V程度である。又、最大電位も同様の理由により第1電源端子VCC1の電源電圧5Vよりはやや低い4.8V程度である。
Note that the minimum potential of the node N1 when only the constant current circuit i3 is used without using the clamp diode D12 cannot be completely set to 0 V because of the circuit configuration of the constant current circuit i3, and the minimum level is 0. It is about 2V. Further, the maximum potential is about 4.8V which is slightly lower than the
ハイサイドトランジスタM11のドレインすなわちノードN1から出力された主電流i11aは逆流防止ダイオードD11、ハイサイド出力端子CANH、第1バス線SH、負荷抵抗RL、ローサイド出力端子CANLを介してローサイド出力部20に供給される。ハイサイドトランジスタM11から供給される主電流i11a、及び負荷抵抗RLの大きさによって、ハイサイド出力端子CANHとローサイド出力端子CANLとの間に出力されるCAN信号の電圧レベルが決定される。
The main current i11a output from the drain of the high-side transistor M11, that is, the node N1, is supplied to the low-
ローサイド出力部20は、CAN信号のローレベル信号(電圧)をローサイド出力端子CANLに出力する。ローサイド出力部20と、ハイサイド出力部10とは互いに相補の関係に置かれている。ISO11898に準拠するCANでは、CAN信号のローレベルの標準値はドミナントのレベルは1.5V、レセッシブのレベルは2.5Vである。ローサイドトランジスタM21はハイサイドトランジスタM11とは逆導電型のたとえばNMOSトランジスタで構成することができるが、NPN型のバイポーラトランジスタを用いてもよい。
The low
本発明の一実施形態では説明の便宜上、ローサイドトランジスタM21は、NMOSトランジスタであるとする。ローサイドトランジスタM21のソースは、そのバックゲートと共に接地端子GNDに接続されている。したがって、ローサイドトランジスタM21のソース及びバックゲートの電圧はほぼ0Vに固定されている。 In the embodiment of the present invention, for convenience of explanation, the low-side transistor M21 is assumed to be an NMOS transistor. The source of the low-side transistor M21 is connected to the ground terminal GND together with its back gate. Therefore, the voltage of the source and back gate of the low side transistor M21 is fixed to approximately 0V.
ローサイドトランジスタM21の制御電極すなわちノードN20で表示されたゲートにはローサイド電流調整部LC20が結合されている。ローサイド電流調整部LC20は、トランジスタM23、定電流源i4,i5、及びスイッチSW21で構成されている。トランジスタM23は、ローサイドトランジスタM21と同じ導電型のNMOS型である。トランジスタM23のソースは、そのバックゲートと共に接地電位GNDに接続され、そのゲートとドレインは共通接続され、ローサイドトランジスタM21のゲートが接続されたノードN20に接続されている。トランジスタM23とローサイドトランジスタM21は、よく知られたカレントミラー回路を構成している。 The low-side current adjusting unit LC20 is coupled to the control electrode of the low-side transistor M21, that is, the gate indicated by the node N20. The low-side current adjustment unit LC20 includes a transistor M23, constant current sources i4 and i5, and a switch SW21. The transistor M23 is an NMOS type having the same conductivity type as the low-side transistor M21. The source of the transistor M23 is connected to the ground potential GND together with its back gate, its gate and drain are connected in common, and connected to the node N20 to which the gate of the low side transistor M21 is connected. The transistor M23 and the low-side transistor M21 constitute a well-known current mirror circuit.
カレントミラー回路の一部を構成するローサイドトランジスタM21の主電流路Mi21に流れる主電流i21dの大きさは、トランジスタM23で生成される電流の大きさで決定され、又、主電流i21dの制御、調整はローサイド電流調整部LC20で行われる。 The magnitude of the main current i21d flowing in the main current path Mi21 of the low-side transistor M21 constituting a part of the current mirror circuit is determined by the magnitude of the current generated by the transistor M23, and the control and adjustment of the main current i21d Is performed by the low-side current adjusting unit LC20.
ノードN20と第1電源端子VCC1との間には定電流源i4が直結されている。もちろん、ノードN20と定電流源i4との間、又は定電流源i4と第1電源端子VCC1との間に図示しないスイッチを結合させ、そのスイッチを入力信号TX1で制御するようにしてもよい。 A constant current source i4 is directly connected between the node N20 and the first power supply terminal VCC1. Of course, a switch (not shown) may be coupled between the node N20 and the constant current source i4, or between the constant current source i4 and the first power supply terminal VCC1, and the switch may be controlled by the input signal TX1.
ノードN20と第1電源端子VCC1との間には、定電流源i4の電流経路とは別にスイッチSW21を介して定電流源i5が結合されている。定電流源i5はスイッチSW21がオン(閉)したときに第1電源端子VCC1からノードN20に向かう電流経路の電流源となる。図1にはスイッチSW21がオフしているとき、すなわち開いている状態を示している。スイッチSW21は入力信号TX1に応動する。入力信号TX1のローレベルL・ハイレベルHと、スイッチSW11のオン・オフとの組み合わせは設計事項である。たとえば、入力信号TX1がローレベルLのときにスイッチSW21がオン(閉)し、ハイレベルHのときにスイッチSW11がオフ(開)となるように選ぶことができる。なお。入力信号TX1のローレベル・ハイレベルHと、CAN信号のドミナント・レセッシブとの間には所定の関連性がもたされている。 A constant current source i5 is coupled between the node N20 and the first power supply terminal VCC1 through a switch SW21 separately from the current path of the constant current source i4. The constant current source i5 becomes a current source in a current path from the first power supply terminal VCC1 to the node N20 when the switch SW21 is turned on (closed). FIG. 1 shows a state in which the switch SW21 is off, that is, an open state. The switch SW21 is responsive to the input signal TX1. The combination of the low level L and high level H of the input signal TX1 and the on / off state of the switch SW11 is a design matter. For example, the switch SW21 can be selected to be turned on (closed) when the input signal TX1 is at the low level L, and the switch SW11 can be turned off (opened) when the input signal TX1 is at the high level H. Note that. There is a predetermined relationship between the low level and high level H of the input signal TX1 and the dominant recessive of the CAN signal.
スイッチSW21がオフすなわち開いているときは、スイッチSW21及び他のスイッチの制御を受けない定電流源i4がトランジスタM23のドレイン(ソース)電流として流れる。定電流源i4の大きさは、トランジスタM23及びローサイドトランジスタM21を弱くオンさせるだけで十分である。ここで弱くオンさせるとは、トランジスタM23、ローサイドトランジスタM21に小電流が流れている状態であり、ローサイドトランジスタM21は負荷RLに流れる電流を受け入れるには十分な状態ではないことを指している。したがって定電流源i4にはローサイドトランジスタM21が、ローサイド出力端子CANL、負荷RLに主電流i21aを流すだけの駆動能力は要求されていない。すなわち、定電流源i4はローサイドトランジスタM21のゲートすなわちノードN20の電位を所定のレベルに保持するだけあれば十分である。 When the switch SW21 is off, that is, opened, a constant current source i4 that is not controlled by the switch SW21 and other switches flows as a drain (source) current of the transistor M23. The magnitude of the constant current source i4 is sufficient to turn on the transistor M23 and the low-side transistor M21 weakly. Here, turning on weakly means that a small current flows through the transistor M23 and the low-side transistor M21, and that the low-side transistor M21 is not in a state sufficient to accept the current flowing through the load RL. Accordingly, the constant current source i4 is not required to have a driving capability that allows the low-side transistor M21 to flow the main current i21a to the low-side output terminal CANL and the load RL. That is, the constant current source i4 only needs to hold the potential of the gate of the low-side transistor M21, that is, the node N20 at a predetermined level.
定電流源i4がトランジスタM23のドレイン(ソース)電流として流れているときのノードN20の接地端子GNDからみた電位V20Lは、V20L=VGS3となる。ここで、電圧VGS3は、トランジスタM23に定電流源i4を流すために必要なトランジスタM23のソース・ゲート間電圧である。 The potential V20L viewed from the ground terminal GND of the node N20 when the constant current source i4 flows as the drain (source) current of the transistor M23 is V20L = VGS3. Here, the voltage VGS3 is a voltage between the source and the gate of the transistor M23 necessary for allowing the constant current source i4 to flow through the transistor M23.
入力信号TX1に応動してスイッチSW21がオンになると、定電流源i5の電流経路がノードN20と第1電源端子VCC1との間に形成され、トランジスタM23のソース・ドレイン間には定電流源i4と定電流源i5とを加えた電流(i4+i5)が流れる。両者トランジスタが強くオンすると、ローサイドトランジスタM21は、ハイサイド出力端子CANH、第1バス線SH、負荷抵抗RL、第2バス線SL、ローサイド出力端子CANL、逆流防止ダイオードD21を介して、ハイサイドトランジスタM11から供給された主電流i11aを引き込む。これによって、ローサイド出力端子CANLにCAN信号のローレベル信号が出力される。 When the switch SW21 is turned on in response to the input signal TX1, a current path of the constant current source i5 is formed between the node N20 and the first power supply terminal VCC1, and between the source and drain of the transistor M23, the constant current source i4. And a constant current source i5 are added (i4 + i5). When both transistors are strongly turned on, the low-side transistor M21 is connected to the high-side transistor via the high-side output terminal CANH, the first bus line SH, the load resistor RL, the second bus line SL, the low-side output terminal CANL, and the backflow prevention diode D21. The main current i11a supplied from M11 is drawn. As a result, a low level signal of the CAN signal is output to the low side output terminal CANL.
両者トランジスタが強くオンしたときのノードN20の接地端子GNDからみた電位V20Hは、V20H=VGS4となる。ここで電圧VGS4は、定電流源i4と定電流源i5を加えた電流(i4+i5)を流すために必要なトランジスタM23のゲート・ソース間電圧である。前述のゲート・ソース間電圧VGS3とはVGS4>VGS3の関係に置かれている。スイッチSW21がオンになったときには定電流源i4,i5の両者がトランジスタM23に流れるので、ゲート・ソース間電圧VGS4は、定電流源i4のみを流すために必要なゲート・ソース間電圧VGS3よりは大きくなる。 The potential V20H viewed from the ground terminal GND of the node N20 when both transistors are strongly turned on is V20H = VGS4. Here, the voltage VGS4 is a voltage between the gate and the source of the transistor M23 necessary for flowing a current (i4 + i5) obtained by adding the constant current source i4 and the constant current source i5. The gate-source voltage VGS3 is in a relationship of VGS4> VGS3. When the switch SW21 is turned on, both of the constant current sources i4 and i5 flow to the transistor M23. Therefore, the gate-source voltage VGS4 is higher than the gate-source voltage VGS3 necessary for flowing only the constant current source i4. growing.
ローサイドトランジスタM21の主電流路Mi21の一端であるドレインはノードN2で表示されている。主電流路Mi21は、ローサイドトランジスタM21のドレインからソースに向かう電流経路である。図1にはローサイドトランジスタM21のドレインをノードN2に直結させたが、この回路構成には限定されない。たとえば、ローサイドトランジスタM21のドレインに図示しない抵抗の一端を接続し、その他端をノードN2に接続させるようにしてもよい。ノードN2には逆流防止ダイオードD21のカソードが接続され、そのアノードはローサイド出力端子CANLに接続されている。すなわち、主電流路Mi21と直列にかつ順方向に逆流防止ダイオードD21が接続されている。 A drain that is one end of the main current path Mi21 of the low-side transistor M21 is indicated by a node N2. The main current path Mi21 is a current path from the drain to the source of the low-side transistor M21. Although the drain of the low-side transistor M21 is directly connected to the node N2 in FIG. 1, the circuit configuration is not limited to this. For example, one end of a resistor (not shown) may be connected to the drain of the low side transistor M21, and the other end may be connected to the node N2. The cathode of the backflow prevention diode D21 is connected to the node N2, and the anode thereof is connected to the low side output terminal CANL. That is, the backflow prevention diode D21 is connected in series with the main current path Mi21 and in the forward direction.
逆流防止ダイオードD21は本発明においては必須の構成要件ではないが、ローサイド出力端子CANLに何らかのサージ電圧が到来すると主電流路Mi21とは逆方向の電流、すなわち、接地端子GNDからノードN2に向かって電流が逆流するという不具合を排除するために有用である The backflow prevention diode D21 is not an essential constituent element in the present invention, but when any surge voltage arrives at the low-side output terminal CANL, a current in the direction opposite to that of the main current path Mi21, that is, from the ground terminal GND toward the node N2. Useful for eliminating the problem of reverse current flow
ローサイド出力部20は、前に述べたように半導体集積回路で構成されている。このため、ノードN2と各回路素子の図示しない各電極との間には図示しない寄生容量が形成されている。
The low-
こうした寄生容量はCANやFlexRayネットワークに限らず一般的に、スイッチング回路の応答特性に何らかの影響を及ぼすことが知られている。たとえば寄生容量は通信速度を低下させ信号伝達に遅延を生じさせる。 It is known that such parasitic capacitance has some influence on the response characteristics of the switching circuit, not limited to the CAN and FlexRay network. For example, parasitic capacitance reduces communication speed and delays signal transmission.
定電流回路i6の電流の大きさは定電流源i4よりは十分に大きくなるように選ばれている。これによって、定電流源i4によってトランジスタM23が駆動され、トランジスタM23によってローサイドトランジスタM21が駆動されるときに、ローサイドトランジスタM21の主電流(ドレイン電流)i21dは、定電流回路i6からのみ供給され、ローサイド出力端子CANL側から供給される主電流i21aを0に抑えられるからである。主電流i21aが0ならば、ローサイド出力端子CANLの電位をレセッシブのレベルに保持することができる。定電流回路i6は、入力信号TX1がローレベルL及びハイレベルHのいずれであろうとも、すなわち、スイッチSW21がオンであってもオフであっても第1電源端子VCC1及び第2電源端子VCC2の電源電圧が供給されている期間中は、ローサイドトランジスタM21の主電流(ドレイン電流)i21dとして常に流れている。 The magnitude of the current of the constant current circuit i6 is selected to be sufficiently larger than that of the constant current source i4. Accordingly, when the transistor M23 is driven by the constant current source i4 and the low side transistor M21 is driven by the transistor M23, the main current (drain current) i21d of the low side transistor M21 is supplied only from the constant current circuit i6, and the low side transistor M21 is driven. This is because the main current i21a supplied from the output terminal CANL side can be suppressed to zero. If the main current i21a is 0, the potential of the low-side output terminal CANL can be held at a recessive level. The constant current circuit i6 has the first power supply terminal VCC1 and the second power supply terminal VCC2 regardless of whether the input signal TX1 is at the low level L or the high level H, that is, whether the switch SW21 is on or off. During the period when the power supply voltage is supplied, the main current (drain current) i21d of the low-side transistor M21 always flows.
定電流回路i6の電流の大きさはローサイドトランジスタM21の主電流i21aの30分の1程度に設定する。たとえば、主電流i21aが33mA程度であり、定電流回路i6の電流の大きさは1mA程度である。なお、CANの国際標準規格上、主電流i21aの大きさの許容範囲は制約を受けることになるが、定電流回路i6の電流の大きさは本発明での設計事項であり、消費電力からみるとできるだけ小さいほうが好ましい。しかし、あまり小さく設定すると、半導体集積回路上の製造上のばらつきによって、各トランジスタ、各定電流源等の回路動作点、各種特性等が変動しやすくなるので、これらに鑑みて定電流回路i6の回路構成及び定電流値を決定することになる。 The magnitude of the current of the constant current circuit i6 is set to about 1/30 of the main current i21a of the low-side transistor M21. For example, the main current i21a is about 33 mA, and the current magnitude of the constant current circuit i6 is about 1 mA. In addition, although the allowable range of the magnitude of the main current i21a is restricted by the international standard of CAN, the magnitude of the current of the constant current circuit i6 is a design matter in the present invention, and is seen from the power consumption. The smaller one is preferable. However, if it is set too small, the circuit operating point and various characteristics of each transistor, each constant current source, etc. are likely to fluctuate due to manufacturing variations on the semiconductor integrated circuit. The circuit configuration and the constant current value are determined.
定電流回路i6と直列に結合されたクランプダイオードD22はノードN2の電位を所定のレベルにクランプするために用意されているが必須の構成要件ではない。ノードN2の最大レベルをクランプダイオードD22の順方向電圧分Vdだけ第1電源端子VCC1の電圧よりも低くなるようにしている。これによってノードN2の電位の変化量はVCC1から(VCC1−Vd)となり遷移に要する時間を短くすることができる。この結果、応答速度の迅速化が図れ、通信速度の高速化が図れる。なお、図1にはクランプダイオードD22の数は1つとしたがそれ以上用いてもよい。しかし、クランプダイオードD22の数をあまり増加させるとノードN2の最小電位は高くなりすぎ、ローサイドトランジスタM21のスイッチングの切り替えや、ローサイド出力端子CANLの電圧設定に影響を与えることを配慮しなければならない。 Although the clamp diode D22 coupled in series with the constant current circuit i6 is prepared for clamping the potential of the node N2 to a predetermined level, it is not an essential component. The maximum level of the node N2 is set to be lower than the voltage of the first power supply terminal VCC1 by the forward voltage Vd of the clamp diode D22. As a result, the amount of change in the potential of the node N2 changes from VCC1 to (VCC1-Vd), and the time required for transition can be shortened. As a result, the response speed can be increased and the communication speed can be increased. In FIG. 1, the number of clamp diodes D22 is one, but more may be used. However, if the number of clamp diodes D22 is increased too much, the minimum potential of the node N2 becomes too high, and it is necessary to consider that switching of the low-side transistor M21 and the voltage setting of the low-side output terminal CANL are affected.
なお、クランプダイオードD22を用いずに定電流回路i6のみを用いたときのノードN2の最大電位は、定電流回路i6の回路構成上、5Vではなく4.8V程度であり、最小電位は接地電位GNDよりもやや高い0.2V程度である。 Note that the maximum potential of the node N2 when only the constant current circuit i6 is used without using the clamp diode D22 is about 4.8V instead of 5V due to the circuit configuration of the constant current circuit i6, and the minimum potential is the ground potential. It is about 0.2V, which is slightly higher than GND.
ローサイドトランジスタM21のドレインすなわちノードN2にはハイサイド出力部10から送り出される主電流i11aが、逆流防止ダイオードD11、ハイサイド出力端子CANH、第1バス線SH、負荷抵抗RL、第2バス線SL、ローサイド出力端子CANL、逆流防止ダイオードD21を介して流入される。
The main current i11a sent from the high-
なお、ハイサイド電流調整部HC10に配置されたスイッチSW11と、ローサイド電流調整部LC20に配置されたスイッチSW21は連動して同じ動作状態を取るように選ばれている。入力信号TX1がたとえば、ローレベルLのときにはスイッチSW11及びスイッチSW21は共にオンとなり、入力信号TX1が、ハイレベルのときにはスイッチSW11及びスイッチSW21は共にオフとなる。 Note that the switch SW11 disposed in the high-side current adjustment unit HC10 and the switch SW21 disposed in the low-side current adjustment unit LC20 are selected so as to operate in the same manner. For example, when the input signal TX1 is at a low level L, both the switch SW11 and the switch SW21 are turned on, and when the input signal TX1 is at a high level, both the switch SW11 and the switch SW21 are turned off.
入力信号TX1がローレベルLのとき、スイッチSW11,SW21が共にオンされると、ハイサイドトランジスタM11から出力された主電流i11aは逆流防止ダイオードD11、ハイサイド出力端子CANH、第1バス線SH、負荷抵抗RL、第2バス線SL、ローサイド出力端子CANL、逆流防止ダイオードD21を介してローサイドトランジスタM21に流れ込む。 When the switch SW11 and SW21 are both turned on when the input signal TX1 is at the low level L, the main current i11a output from the high-side transistor M11 is the backflow prevention diode D11, the high-side output terminal CANH, the first bus line SH, The current flows into the low-side transistor M21 through the load resistor RL, the second bus line SL, the low-side output terminal CANL, and the backflow prevention diode D21.
ローサイドトランジスタM21に、ハイサイドトランジスタM11から出力された主電流i11aが流れ込む状態がCAN信号のドミナントに相当する。 A state in which the main current i11a output from the high side transistor M11 flows into the low side transistor M21 corresponds to a dominant of the CAN signal.
一方、入力信号TX1がハイレベルHのとき、スイッチSW11,SW21は共にオフとなり、ハイサイドトランジスタM11からローサイドトランジスタM21に供給される主電流i11aはほぼ0となる。このときに、ハイサイドトランジスタM11に流れる電流はほとんど定電流回路i3に流れるだけ又、ローサイドトランジスタM21に流れる電流はほとんど電流回路i6に流れるだけであるので、ハイサイド出力端子CANHとローサイド出力端子CANLとの間、すなわち負荷抵抗RLの両端に出力されるCAN信号は第2電源端子VCC2の電源電圧に等しい2.5Vとなる。 On the other hand, when the input signal TX1 is at the high level H, the switches SW11 and SW21 are both turned off, and the main current i11a supplied from the high-side transistor M11 to the low-side transistor M21 is almost zero. At this time, most of the current flowing through the high-side transistor M11 flows only through the constant current circuit i3, and most of the current flowing through the low-side transistor M21 flows only through the current circuit i6. Therefore, the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL , That is, the CAN signal output to both ends of the load resistor RL becomes 2.5 V equal to the power supply voltage of the second power supply terminal VCC2.
抵抗分割回路30は、第2電源端子VCC2と抵抗R11,R12で構成されている。抵抗R11の第1端子は第2電源端子VCC2に、その第2端子はハイサイド出力端子CANHにそれぞれ接続されている。抵抗R12の第1端子は第2電源端子VCC2に、その第2端子はローサイド出力端子CANLに接続されている。抵抗R11,R12はハイサイド出力端子CANH及びローサイド出力端子CANLを所定の直流電位に固定するためである。
The
第1バス線SH、第2バス線SLとの間には図示しないたとえばECUが結合され、CANを構成している。又、第1バス線SH、第2バス線SLとの間には負荷抵抗RLが結合されている。ここで負荷抵抗RLは第1バス線SH、第2バス線SLの両終端抵抗を含む。 For example, an ECU (not shown) is coupled between the first bus line SH and the second bus line SL to form a CAN. A load resistor RL is coupled between the first bus line SH and the second bus line SL. Here, the load resistance RL includes both terminal resistances of the first bus line SH and the second bus line SL.
(第2の実施形態)
図2は本発明の差動信号伝送回路にかかる第2の実施形態を示す。第1の実施形態との違いはハイサイド出力部10Aに防護トランジスタM12を、ローサイド出力部20Aに防護トランジスタM22をそれぞれ設けたことである。防護トランジスタM12はハイサイド出力端子CANHと逆流防止ダイオードD11のカソードとの間に接続させ、ハイサイド出力端子CANHに到来する不所望なサージ電圧によってハイサイドトランジスタM11及び逆流防止ダイオードD11が破壊又は劣化するのを防護する役目を担っている。防護トランジスタM12のソース・ドレイン間の耐圧は50V以上を確保している。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment of the differential signal transmission circuit of the present invention. The difference from the first embodiment is that a protection transistor M12 is provided in the high-
ハイサイド出力部10に配置された防護トランジスタM12には、ハイサイドトランジスタM11と同じ導電型のPMOSトランジスタを用いる。好ましくは高耐圧が得られるDMOSトランジスタを採用する。防護トランジスタM12のソース及びバックゲートは逆流防止ダイオードD11のカソードに接続され、そのドレインはハイサイド出力端子CANHに接続されている。防護トランジスタM12のゲートは常に接地端子GNDに保持している。なぜならば、防護トランジスタM12のソース電位が閾値電圧Vthに達した時点で瞬時にオンに入り、差動信号伝送回路の本来の回路動作に支障をきたさないようにするためである。
A PMOS transistor having the same conductivity type as that of the high side transistor M11 is used as the protection transistor M12 disposed in the high
ハイサイド出力端子CANHには正負双方の所定電圧、たとえば−27V〜40Vの耐圧が要求されている。こうした要求を満たすためにもソース・ドレイン間の耐圧が50V以上のDMOS構造のPMOSトランジスタを採用する。これによって、ハイサイド出力端子CANHに到来した不所望なサージ電圧が、逆流防止ダイオードD11及びハイサイドトランジスタM11に印加されるという不具合を未然に阻止することができる。 The high-side output terminal CANH is required to have both positive and negative predetermined voltages, for example, a withstand voltage of −27V to 40V. In order to satisfy these requirements, a PMOS transistor having a DMOS structure with a source-drain breakdown voltage of 50 V or more is employed. As a result, it is possible to prevent a problem that an undesired surge voltage that has arrived at the high-side output terminal CANH is applied to the backflow prevention diode D11 and the high-side transistor M11.
ローサイド出力部20Aに配置された防護トランジスタM22には、ローサイドトランジスタM21と同じ導電型のNMOSトランジスタを用いる。好ましくは高耐圧が得られるDMOSトランジスタを採用する。防護トランジスタM22のソース及びバックゲートはノードN2に接続され、そのドレインは逆流防止ダイオードD21のカソードに接続され、逆流防止ダイオードD21のアノードはローサイド出力端子CANLに接続されている。防護トランジスタM22のゲートは常に第1電源端子VCC1又は第2電源端子VCC2に接続している。なぜならば、防護トランジスタM22のドレイン電位が閾値電圧Vthに達した時点で瞬時にオンに入り、差動信号伝送回路100A本来の回路動作に支障をきたさないようにするためである。
An NMOS transistor having the same conductivity type as that of the low-side transistor M21 is used as the protective transistor M22 disposed in the low-
逆流防止ダイオードD21のアノードはローサイド出力端子CANLに接続されている。すなわち、ローサイド出力端子CANLに直接、逆流防止ダイオードD21が結合されている。このことはハイサイド出力端子CANHには直接、防護トランジスタM12を結合した回路構成とは相違している。 The anode of the backflow prevention diode D21 is connected to the low side output terminal CANL. That is, the backflow prevention diode D21 is coupled directly to the low-side output terminal CANL. This is different from the circuit configuration in which the protective transistor M12 is directly coupled to the high side output terminal CANH.
ローサイド端子CANLには正負双方の所定電圧、たとえば−27V〜40Vの耐圧が要求されている。こうした要求を満たすためにもローサイド出力端子CANL側に、ソース・ドレイン間の耐圧がたとえば50V以上のNチャンネル型DMOSトランジスタを採用する。これによって、ローサイド出力端子CANLに到来した不所望なサージ電圧が、ローサイドトランジスタに印加されるという不具合を未然に阻止することができる。 The low side terminal CANL is required to have both positive and negative predetermined voltages, for example, a withstand voltage of −27V to 40V. In order to satisfy these requirements, an N-channel DMOS transistor having a source-drain breakdown voltage of, for example, 50 V or more is employed on the low-side output terminal CANL side. As a result, it is possible to prevent a problem that an undesired surge voltage that has arrived at the low-side output terminal CANL is applied to the low-side transistor.
図2に示した差動信号伝送回路100Aは、防護トランジスタM12,M22を採用しているので、ハイサイド出力端子CANH、ローサイド出力端子CANLの耐サージ特性が向上できるという効果を奏する。図2,図1において両者とも、ハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流回路i3,i6を採用しなかった場合には、図2に示した差動信号伝送回路は、図1に示した差動信号伝送回路に比べて、通信速度の応答性すなわち通信速度の高速化という点で劣ることは否めない。なぜならば、防護トランジスタM12,M22を採用しているために、ノードN1からハイサイド出力端子CANHまでの電気経路、及びノードN2からローサイド出力端子CANLまでの電気経路が長くなるからである。電気経路が長くなると、インピーダンス及び電気経路に介在される分布容量が増大し、ノードN1,N2の電位が所定の電位に落ち着くまでにさらに時間を要するようになるからである。これは通信速度の低下を意味する。
Since the differential
しかし、図2に示した本発明の第2の実施形態では、防護トランジスタM12,M22を採用するも、併せて、ハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流回路i3,i6を採用することによって、通信速度の向上を図った差動信号伝送回路を提供することができる。
のである。
However, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the protection transistors M12 and M22 are employed, and the high-side current adjustment unit HC10, the low-side current adjustment unit LC20, and the constant current circuits i3 and i6 are combined. By adopting, a differential signal transmission circuit with improved communication speed can be provided.
It is.
第2の実施形態では図1に示した第1の実施形態と同じハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流回路i3,i6を採用している。これらについては既に説明済みであるのでここでの説明は省略する。 In the second embodiment, the same high-side current adjustment unit HC10, low-side current adjustment unit LC20, and constant current circuits i3 and i6 as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are employed. Since these have already been explained, explanation here is omitted.
ローサイド出力部20Aでは、逆流防止ダイオードD21と保護トランジスタM22の直列接続体をローサイド出力端子CANLに結合する場合、ローサイド出力端子CANLに直接、逆流防止ダイオードD21を接続する場合と、保護トランジスタM22を直接、接続する場合の2とおりが考えられる。ここで両者の違いについて説明する。
In the low
図3A、図3Bは、ローサイド出力端子CANL側の回路接続と素子配列を模式的に示している。とりわけ、図2に示した逆流防止ダイオードD21及び防護トランジスタM22をBiCDMOSプロセスで作り込んだ場合を示す。 3A and 3B schematically show circuit connections and element arrangements on the low-side output terminal CANL side. In particular, the case where the backflow prevention diode D21 and the protection transistor M22 shown in FIG. 2 are formed by a BiCDMOS process is shown.
図3Aは、ローサイド出力端子CNAL、防護トランジスタM22、逆流防止ダイオードD21、ノードN2の順序で回路接続を施したもので、図2示とは逆流防止ダイオードD21と防護トランジスタM22の回路接続を入れ替えたものである。図3Bは図2示のとおりに回路接続を施したものである。 FIG. 3A shows a circuit connection in the order of the low-side output terminal CNAL, the protection transistor M22, the backflow prevention diode D21, and the node N2, and the circuit connection of the backflow prevention diode D21 and the protection transistor M22 is changed from that shown in FIG. Is. FIG. 3B shows a circuit connection as shown in FIG.
図3A、図3Bに示した逆流防止ダイオードD21及び防護トランジスタM22はBiCDMOSプロセスで次のように作り込まれている。すなわち、導電型がP型の半導体基板subには、選択的に導電型がN型の埋込層B/Lが形成される。埋込層B/Lの上方部には埋込層B/Lの存在に関係なく導電型がN型のエピタキシャル層N-Epiが所定の厚みで形成される。そして、埋込層B/Lの上方部には導電型がP型の井戸層P-Weelが形成される。 The backflow prevention diode D21 and the protection transistor M22 shown in FIGS. 3A and 3B are formed by the BiCDMOS process as follows. That is, the buried layer B / L having the N conductivity type is selectively formed on the semiconductor substrate sub having the P conductivity type. Above the buried layer B / L, an N-type epitaxial layer N-Epi having a predetermined thickness is formed regardless of the existence of the buried layer B / L. A well layer P-Wel having a P conductivity type is formed above the buried layer B / L.
図3A、図3Bを正視して図面の左側には防護トランジスタM22が、その右側には逆流防止ダイオードD21を配置している。防護トランジスタM22と逆流防止ダイオードD21との素子間分離は、半導体基板subに電気的に接触する下部分離層L/Iと、その上方部の井戸層P-Wellと、井戸層P-Wellの中に形成されたP型の高濃度領域P+と、その高濃度領域P+を接地電位GNDに接続する結線で構成される。又、各素子の各電極間は選択酸化膜LOCOSで電気的に分離される。 3A and 3B, a protective transistor M22 is disposed on the left side of the drawing, and a backflow prevention diode D21 is disposed on the right side thereof. The isolation between the protection transistor M22 and the backflow prevention diode D21 is performed in the lower isolation layer L / I that is in electrical contact with the semiconductor substrate sub, the well layer P-Well in the upper part, and the well layer P-Well. P-type high concentration region P + formed in (1) and a connection for connecting the high concentration region P + to the ground potential GND. The electrodes of each element are electrically separated by a selective oxide film LOCOS.
井戸層P-Wellには防護トランジスタM22のソースを形成するために導電型がN型の高濃度領域N+と井戸層P-Wellの電極を取るために導電型がP型の高濃度領域P+が形成され、高濃度領域N+と高濃度領域P+は電気的に共通接続されている。ここで、井戸層P-Wellは防護トランジスタM22のバックゲートに相当するので、防護トランジスタM22のソースとそのバックゲートとは共通接続される。 The well layer P-Well has a high-concentration region N + having a conductivity type N to form the source of the protection transistor M22 and a high-concentration region P having a conductivity type P to take the electrode of the well layer P-Well. + Is formed, and the high concentration region N + and the high concentration region P + are electrically connected in common. Here, since the well layer P-Well corresponds to the back gate of the protection transistor M22, the source of the protection transistor M22 and its back gate are connected in common.
井戸層P-Wellの一主面上にはゲートが形成され、ゲートは第1電源端子VCC1に接続される。ゲートを挟んで井戸層P-Wellと対向したエピタキシャル層N-Epi
の所定箇所には導電型がN型である井戸層N-Wellを形成して防護トランジスタM22のドレインを形成し、その中にドレイン電極を取り出すために導電型がN型の高濃度領域N+を形成する。防護トランジスタM22のドレインはローサイド出力端子CANLに接続されている。
A gate is formed on one main surface of the well layer P-Well, and the gate is connected to the first power supply terminal VCC1. Epitaxial layer N-Epi facing well layer P-Well across the gate
A well layer N-Well having an N conductivity type is formed at a predetermined location of N to form a drain of the protection transistor M22, and a N type conductivity type N + conductivity region is formed in order to take out the drain electrode therein. Form. The drain of the protection transistor M22 is connected to the low side output terminal CANL.
図3A、図3Bを正視して防護トランジスタM22の右側に配置された逆流防止ダイオードD21は、P-Well全体がアノード領域であり、アノード領域の一部にはその電極を取り出すための高濃度領域P+とカソードを形成するために導電型がN型の高濃度領域N+が形成される。逆流防止ダイオードD21のカソードはノードN2すなわちローサイドトランジスタM21のドレインに接続される。 The backflow prevention diode D21 arranged on the right side of the protection transistor M22 when viewed in front of FIG. 3A and FIG. 3B is the entire P-Well as an anode region, and a part of the anode region has a high concentration region for taking out the electrode. In order to form P + and the cathode, a high concentration region N + having an N conductivity type is formed. The cathode of the backflow prevention diode D21 is connected to the node N2, that is, the drain of the low side transistor M21.
図3Aに示した回路接続は、ローサイド出力端子CANLに防護トランジスタM22を結合したものを示す。こうした回路接続においては、半導体基板subとエピタキシャル層N−Epiとの間に寄生ダイオードDsが形成される。寄生ダイオードDsは、ローサイド出力端子CANLに到来するたとえば、-27V〜40Vのサージ電圧を阻止するには十分とは言えない。なぜならば、たとえば、ローサイド出力端子CANLにたとえば−27Vのサージ電圧が到来すると、寄生ダイオードDsの順方向に27Vの電圧が印加され、半導体基板subと防護トランジスタM22のドレインとの間に過大電流が流れ、防護トランジスタM22は劣化又は破壊に至るためである。なお、ローサイド出力端子CANLにたとえば正の40Vのサージ電圧が到来したときは、寄生ダイオードDsの逆方向の耐圧は80Vは保証できるので、十分に阻止することができる。 The circuit connection shown in FIG. 3A shows a protection transistor M22 coupled to the low-side output terminal CANL. In such circuit connection, a parasitic diode Ds is formed between the semiconductor substrate sub and the epitaxial layer N-Epi. The parasitic diode Ds is not sufficient to prevent, for example, a −27 V to 40 V surge voltage that arrives at the low-side output terminal CANL. For example, when a surge voltage of −27 V, for example, arrives at the low-side output terminal CANL, a voltage of 27 V is applied in the forward direction of the parasitic diode Ds, and an excessive current is generated between the semiconductor substrate sub and the drain of the protection transistor M22. This is because the protective transistor M22 flows or deteriorates. For example, when a positive surge voltage of 40 V arrives at the low-side output terminal CANL, the reverse breakdown voltage of the parasitic diode Ds can be guaranteed to be 80 V, which can be sufficiently prevented.
図3Bは、図3Aのものとは一部の素子間の回路接続を入れ換えたものである。すなわち、ローサイド出力端子CANLに逆流防止ダイオードD21を介して防護トランジスタM22を結合させたもので、図2に示した本発明の第2の実施形態と等価である。図3Bに示した回路接続は、井戸層P-Well、エピタキシャル層N-Epi、半導体基板subとの間に寄生のPNP型のバイポーラトランジスタMsが形成されることになる。本発明での寄生トランジスタMsのエミッタ・コレクタ間の耐圧は−35V〜50Vであるので、ローサイド出力端子CANLに到来するたとえば、-27V〜40Vのサージ電圧を阻止するには十分である。 In FIG. 3B, the circuit connection between some elements is replaced with that in FIG. 3A. That is, the protection transistor M22 is coupled to the low-side output terminal CANL via the backflow prevention diode D21, which is equivalent to the second embodiment of the present invention shown in FIG. In the circuit connection shown in FIG. 3B, a parasitic PNP bipolar transistor Ms is formed between the well layer P-Well, the epitaxial layer N-Epi, and the semiconductor substrate sub. Since the breakdown voltage between the emitter and the collector of the parasitic transistor Ms in the present invention is −35 V to 50 V, it is sufficient to prevent, for example, a −27 V to 40 V surge voltage that arrives at the low-side output terminal CANL.
本発明の第2の実施形態では図3Aに示した回路接続よりも図3Bに示した回路接続を採用することで防護トランジスタM22による耐サージ特性は向上することができる。なお、ハイサイド出力端子CANHには直接、防護トランジスタM12を接続させているが、防護トランジスタM12は導電型がP型のDMOSトランジスタであるので、防護トランジスタM22に生じるような不具合は十分に排除することができる。 In the second embodiment of the present invention, the surge resistance due to the protection transistor M22 can be improved by adopting the circuit connection shown in FIG. 3B rather than the circuit connection shown in FIG. 3A. The protective transistor M12 is directly connected to the high-side output terminal CANH. However, since the protective transistor M12 is a PMOS DMOS transistor, problems such as those occurring in the protective transistor M22 are sufficiently eliminated. be able to.
図4は本発明の第2の実施形態を実施するにあたり事前に検討した差動信号伝送回路である。差動信号伝送回路100Bは、第2の実施形態(図2)での差動信号伝送回路100Aとは次の点で相違する。第1にハイサイド出力部10Bは、定電流源i7,i8、スイッチSW12,SW13が第1電源端子VCC1と接地端子GNDとの間に直列に結合され、スイッチSW12とスイッチSW13との共通接続点がハイサイドトランジスタM11のゲートすなわちノードN10に結合される回路構成を採用している。この点について本発明の第2の実施形態(図2)はハイサイドトランジスタM11のゲートにハイサイド電流調整部HC10を採用していること点で相違する。
FIG. 4 shows a differential signal transmission circuit studied in advance for carrying out the second embodiment of the present invention. The differential
第2にハイサイド出力部10Bには、図2に示した定電流回路i3及びクランプダイオードD12を採用していないことである。本発明での定電流回路i3は、ハイサイドトランジスタM11の主電流(ドレイン電流)i11dであるが、併せてノードN1に蓄積された電荷を放電する放電経路にもなり、通信速度の高速化を図るには重要な回路である。しかし図4にはこうした放電回路は採用していないものを示している。
Second, the high-
第3にローサイド出力部20Bは、定電流源i9,i10、スイッチSW22,SW23が第1電源端子VCC1と接地端子GNDとの間に直列に結合され、スイッチSW22とスイッチSW23との共通接続点はローサイドトランジスタM21のゲートに結合される回路構成を採用している。この点について本発明の第2の実施形態(図2)はハイサイドトランジスタM21のゲートにローサイド電流調整部LC20を採用している点で相違する。
Thirdly, in the low-
第4にローサイド出力部20Bには、図2に示した定電流回路i6及びクランプダイオードD22を採用していないことである。
Fourth, the low-
図4において、スイッチSW12,13及びスイッチSW22,23は入力信号TX1に応動する。入力信号TX1がローレベルLのとき、スイッチSW12はオフ、スイッチSW13はオンであるとする。入力信号TX1がハイレベルのときの各スイッチの状態は先の状態の逆になる。 In FIG. 4, the switches SW12 and SW13 and the switches SW22 and SW23 respond to the input signal TX1. When the input signal TX1 is at the low level L, it is assumed that the switch SW12 is off and the switch SW13 is on. The state of each switch when the input signal TX1 is high is the reverse of the previous state.
又、入力信号TX1がローレベルLのときスイッチSW22はオフであり、スイッチSW23はオンであるとする。スイッチSW22,23には入力信号TX1がインバータINVで反転された信号が印加される。したがって、入力信号TX1がローレベルのときは、スイッチSW22はオンとなり、スイッチSW23はオフとなる。入力信号TX1がローレベルLのときハイサイドトランジスタM11及びローサイドトランジスタM21は共にオンとなる。このときがCAN信号のドミナントの状態で論理は“0”である。 When the input signal TX1 is at the low level L, the switch SW22 is off and the switch SW23 is on. A signal obtained by inverting the input signal TX1 by the inverter INV is applied to the switches SW22 and SW23. Therefore, when the input signal TX1 is at a low level, the switch SW22 is turned on and the switch SW23 is turned off. When the input signal TX1 is at the low level L, both the high side transistor M11 and the low side transistor M21 are turned on. At this time, the logic is “0” in the dominant state of the CAN signal.
入力信号TX1がハイレベルHのとき、ハイサイドトランジスタM11及びローサイドトランジスタM21は共にオフとなる。このときがレセッシブの状態で論理は“1”である。 When the input signal TX1 is at the high level H, both the high side transistor M11 and the low side transistor M21 are turned off. This is a recessive state and the logic is “1”.
ハイサイド出力部10Bにおいては、定電流源i7,i8、及びスイッチSW12,SW13のオン・オフによって、ハイサイドトランジスタM11のゲートすなわちノードN10Bには電位V10Bが生成される。電位V10Bは定電流源i7,i8を生成する回路構成にも依存するが、理想的には第1電源端子VCC1の電源電圧から接地電位GNDまでの比較的振幅の大きなパルス電圧である。
In the high-
又、ローサイド出力部20Bにおいては、定電流源i9,i10、及びスイッチSW22,23のオン・オフによって、ローサイドトランジスタM21のゲートすなわちノードN20Bには電位20Bが生成される。電位20Bは定電流源i9,i10の回路構成にも依存するが、理想的には第1電源端子VCC1の電源電圧から接地電位GNDまでの比較的振幅の大きなパルス電圧である。
In the low-
図4に示した差動信号伝送回路100Bにおいては、CAN信号のドミナント及びレセッシブの切り替えは、ハイサイドトランジスタM11のゲート及びローサイドトランジスタのゲートに印加される0Vから5Vまでの比較的大きな振幅の遷移によって行われる。ドミナントとレセッシブの切り替えに要する電位差が大きくなるほど両者間での切替時間は増大し通信速度の高速化の妨げとなる。
In the differential
図5Aは、図4に示した差動信号伝送回路100Bにおいて、ノードN10B及びノードN20Bの電位、及びハイサイド出力端子CANHとローサイド出力端子CANLに出力される差動信号(CAN信号)を示す。
FIG. 5A shows the potentials of the nodes N10B and N20B and the differential signals (CAN signals) output to the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL in the differential
図5Aにおいて、電位V10Bは図4においてのノードN10Bの電位を示す。電位V10BのローレベルV10BLはほぼ0Vであり、ハイレベルV10BHはほぼ5Vである。ハイサイドトランジスタM11のゲートには0Vから5Vに遷移するパルス電圧が印加される。電位V20BはノードN20の電位であり、電位VB10とは極性が斑点されている。電位V20BのローレベルV20BL及びハイレベルB20BHも電位V10Bとほぼ同じ大きさであり、ローサイドトランジスタM21のゲートには0Vから5Vに遷移するパルス電圧が印加される。 In FIG. 5A, the potential V10B indicates the potential of the node N10B in FIG. The low level V10BL of the potential V10B is approximately 0V, and the high level V10BH is approximately 5V. A pulse voltage transitioning from 0V to 5V is applied to the gate of the high side transistor M11. The potential V20B is the potential of the node N20, and the polarity is different from that of the potential VB10. The low level V20BL and the high level B20BH of the potential V20B are almost the same size as the potential V10B, and a pulse voltage transitioning from 0V to 5V is applied to the gate of the low-side transistor M21.
ハイサイドトランジスタM11のゲートが0Vで、ローサイドトランジスタM21のゲートが5Vであるとき、すなわち期間T1AではハイサイドトランジスタM11及びローサイドトランジスタM21は共にオンである。このとき、差動信号(CAN信号)はドミナントとなる。 When the gate of the high side transistor M11 is 0V and the gate of the low side transistor M21 is 5V, that is, in the period T1A, both the high side transistor M11 and the low side transistor M21 are on. At this time, the differential signal (CAN signal) becomes dominant.
ハイサイドトランジスタM11のゲートが5Vで、ローサイドトランジスタM21のゲートが0Vであるとき、すなわち期間T2AではハイサイドトランジスタM11及びローサイドトランジスタM21は共にオフである。このとき、CAN信号はレセッシブとなる。 When the gate of the high side transistor M11 is 5V and the gate of the low side transistor M21 is 0V, that is, in the period T2A, both the high side transistor M11 and the low side transistor M21 are off. At this time, the CAN signal becomes recessive.
ドミナントとは“優先”を意味する。図5Aに示したドミナントの信号がハイサイド出力端子CANH及びローサイド出力端子CANLを介して、各別に第1バス線SH及び第2バス線SLに送信されると、両バス線に結合される図示しないたとえばECUのすべては優先状態に置かれ通信が可能となる。 Dominant means “priority”. When the dominant signal shown in FIG. 5A is transmitted to the first bus line SH and the second bus line SL via the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL, the signals are coupled to both bus lines. For example, all of the ECUs are placed in a priority state and can communicate.
レセッシブとは“受容”を意味し、ハイサイド出力端子CANH及びローサイド出力端子CANLには第2電源端子VCC2で決定された2.5Vの信号(電圧)が出力される。すなわち、両者の電圧差が0Vの信号が出力される。レセッシブ状態ではすべてのたとえばECUは受容状態に置かれる。 Recessive means “acceptance”, and a signal (voltage) of 2.5 V determined by the second power supply terminal VCC2 is output to the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL. That is, a signal having a voltage difference of 0V between the two is output. In the recessive state all ECUs, for example, are placed in the accepting state.
図5Aにはドミナント及びレセッシブの状態に置かれたCAN信号(差動信号)を示しさらに、領域P1A、P2A、及びP3Aの3つの領域を示す。これら3つの領域は差動信号伝送回路100Bの差動信号がローレベルからハイレベルに遷移するタイミングとハイレベルからローレベルに遷移するときの信号の上昇率及び下降率すなわちスルーレートを示している。
FIG. 5A shows a CAN signal (differential signal) placed in a dominant and recessive state, and further shows three regions P1A, P2A, and P3A. These three areas indicate the timing at which the differential signal of the differential
領域P1Aは、ハイサイドトランジスタM11がオンからオフへ遷移し始めるときにハイサイド出力端子CANHにおいて、電圧が3.5Vから2.5Vの信号に遷移する信号波形及びスルーレートを示す。領域P1Aは、ハイサイドトランジスタM11のオンからオフに遷移し始めるタイミングは急峻でありスルーレートが大きい状態を示している。領域P1Aのスルーレートは定電流源i7,i8の大きさを選ぶことで調整可能である。一般的にこの種の差動信号伝送回路やスイッチング回路ではスルーレートは大きいほど高速通信を行うことが可能となる。しかし、スルーレートを大きくすると、スイッチング時に電磁妨害波(EMI)が発生するという不具合が生じる。したがって、通信速度と耐EMI特性を向上させることとはトレードオフの関係に置かれる。このため、実用的な差動信号伝送回路を提供するときには両者の妥協点を見出さなければならない。 The region P1A shows a signal waveform and a slew rate at which the voltage transitions from a signal of 3.5 V to 2.5 V at the high side output terminal CANH when the high side transistor M11 starts to transition from on to off. The region P1A shows a state where the timing at which the high-side transistor M11 starts to transition from on to off is steep and the slew rate is high. The slew rate of the region P1A can be adjusted by selecting the sizes of the constant current sources i7 and i8. Generally, in this type of differential signal transmission circuit or switching circuit, the higher the slew rate, the higher the speed communication can be performed. However, when the slew rate is increased, a problem that electromagnetic interference (EMI) occurs at the time of switching occurs. Therefore, there is a trade-off relationship between improving the communication speed and EMI resistance. Therefore, when providing a practical differential signal transmission circuit, a compromise between the two must be found.
領域P2Aは、ハイサイド出力端子CANHの信号レベルが3.5Vから2.5Vに遷移する直前の信号波形と、ローサイド出力端子CANLの信号レベルが1.5Vから2.5Vに遷移する直前の信号波形の両者を示す。すなわち、ハイサイドトランジスタM11及びローサイドトランジスタM21が共にオンからオフになる直前のハイサイド出力端子CANHとローサイド出力端子CANLに出力される差動信号波形及びスルーレートを示す。 The region P2A includes a signal waveform immediately before the signal level of the high-side output terminal CANH changes from 3.5 V to 2.5 V, and a signal immediately before the signal level of the low-side output terminal CANL changes from 1.5 V to 2.5 V. Both waveforms are shown. That is, the differential signal waveform and slew rate output to the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL immediately before both the high-side transistor M11 and the low-side transistor M21 are turned from on to off are shown.
領域P2Aに示した差動信号波形、スルーレートは、領域P1Aとは異なり、ノードN1B及びノードN2Bに結合される回路素子、回路構成、インピーダンス及び容量成分の影響を受ける。特に図4に示した差動信号伝送回路100Bは、耐サージ特性を向上させるために防護トランジスタM12を採用している。このために、ハイサイドトランジスタM11から第2電源端子VCC2までの電気経路と、防護トランジスタM22から第2電源端子VCC2までの電気経路が図1のものに比べて増大し、インピーダンス、容量成分による信号遅延が生じ通信速度が低下する。
Unlike the region P1A, the differential signal waveform and slew rate shown in the region P2A are affected by circuit elements, circuit configurations, impedances, and capacitance components coupled to the nodes N1B and N2B. In particular, the differential
領域P2Aに示す信号波形及びスルーレートはそれぞれ電圧が3.5V及び1.5Vから、2.5Vまでに落ち着く時間は緩やかであり、スルーレートが小さいことを示している。 The signal waveform and the slew rate shown in the region P2A indicate that the time when the voltage settles from 3.5V and 1.5V to 2.5V is moderate, and the slew rate is small.
領域P3Aは、ローサイドトランジスタM21がオンからオフへ遷移し始めるときにローサイド出力端子CANLに、1.5Vから2.5Vの電圧が生じるタイミングの差動信号の波形及びスルーレートを示す。領域P3Aは、ローサイドトランジスタM21のオンからオフに遷移し始めるタイミングが速くスルーレートが比較的大きいことを示している。領域P3Aのスルーレートは定電流源i9,i10の大きさを選ぶことで調整可能である。一般的にこの種の差動信号伝送回路やスイッチング回路ではスルーレートが大きいほど高速通信を行うことが可能となる。しかし、スルーレートを大きくすると、スイッチング時に電磁妨害波(EMI)が発生し易くなるために好ましくない。したがって、通信速度と耐EMI特性を向上させることとはトレードオフの関係に置かれる。このため、実用的な差動信号伝送回路を提供するときには両者の妥協点を見出さなければならない。 Region P3A shows the waveform and slew rate of the differential signal at the timing when a voltage of 1.5V to 2.5V is generated at the low-side output terminal CANL when the low-side transistor M21 starts to transition from on to off. The region P3A indicates that the timing at which the low-side transistor M21 starts to transition from on to off is fast and the slew rate is relatively large. The slew rate of the region P3A can be adjusted by selecting the sizes of the constant current sources i9 and i10. In general, this type of differential signal transmission circuit or switching circuit can perform high-speed communication as the slew rate increases. However, increasing the slew rate is not preferable because electromagnetic interference (EMI) is likely to occur during switching. Therefore, there is a trade-off relationship between improving the communication speed and EMI resistance. Therefore, when providing a practical differential signal transmission circuit, a compromise between the two must be found.
ハイサイドトランジスタM11のオン・オフによって生成されるCAN信号の立下り時のスルーレートは領域P1Aと領域P2Aを合わせたものである。定電流源i7,i8を大きくして、領域P1Aでのスルーレートを大きくすれば電磁妨害波が発生し易くなり好ましくない。一方、電磁妨害波の発生を抑えるために定電流源i7,i8を小さくすると領域P1Aでのスルーレートは小さくなり、領域P2Aでのスルーレートを合わせた立下り時の全体のスルーレートはさらに小さくなり、通信速度が低下する。こうした事象はローサイドトランジスタM21についても同じことが言える。 The slew rate at the time of falling of the CAN signal generated by turning on / off the high side transistor M11 is the sum of the region P1A and the region P2A. Increasing the constant current sources i7 and i8 to increase the slew rate in the region P1A is not preferable because electromagnetic interference waves are easily generated. On the other hand, if the constant current sources i7 and i8 are made small in order to suppress the generation of electromagnetic interference waves, the slew rate in the region P1A becomes small, and the overall slew rate at the time of falling together with the slew rate in the region P2A becomes even smaller. As a result, the communication speed decreases. The same can be said for the low-side transistor M21.
図5Bは図2に示した本発明にかかる差動信号伝送回路100Aにおいての、ハイサイド出力端子CANH、ローサイド出力端子CANLに出力されるCAN信号(差動信号)の波形及びスルーレートを模式的に示す。
FIG. 5B schematically shows a waveform and a slew rate of a CAN signal (differential signal) output to the high-side output terminal CANH and the low-side output terminal CANL in the differential
図5Bにおいて、電位V10は図2,ハイサイド出力部10AのノードN10の電位を示す。電位V10は、電位V10Hと電位V10Lの2つの電位を有する。電位V10Hは、ハイサイド電流調整部HC10で定電流源i1が選択されたときの電位である。電位V10Hは、第1電源端子VCC1の電源電圧よりもゲート・ソース間電圧VGS1だけ低い。ここで、ゲート・ソース間電圧VGS1は、定電流源i1が流れたときのトランジスタM13のゲート・ソース間電圧である。又、電位V10Lは、ハイサイド電流調整部HC10で定電流源(i1+i2)が選択されたときの電位である。電位V10Lは、第1電源端子VCC1の電源電圧よりもゲート・ソース間電圧VGS2だけ低い。ここで、ゲート・ソース間電圧VGS2は、ハイサイド電流調整部HC10で定電流源(i1+i2)が選択されたとき、すなわちスイッチSW11がオンされたときのトランジスタM13のゲート・ソース間電圧である。
In FIG. 5B, the potential V10 indicates the potential of the node N10 in FIG. 2 and the high-
電位V20は、図2,ローサイド出力部20AのノードN20の電位を示す。電位V20は、電位V20Hと電位V20Lの2つの電位を有する。電位V20Hは、ローサイド電流調整部LC20で定電流源(i4+i5)が選択されたとき、すなわち、スイッチSW21がオンされたときのトランジスタM23のゲート・ソース間電圧VGS4に等しい。電位V20Lは、ローサイド電流調整部LC20で定電流源i4が選択されたときのトランジスタM23のゲート・ソース間電圧VGS3に等しい。
The potential V20 indicates the potential of the node N20 in FIG. 2 and the low-
ノードN10が電位V10L、ノードN20が電位V20Hのとき、すなわち期間T1BではハイサイドトランジスタM11、ローサイドトランジスタM21は共に強くオンされ、このとき、CAN信号はドミナントとなる。一方、ノードN10が電位V10H、ノードN20が電位V20Lのとき、すなわち期間T2BではハイサイドトランジスタM11、ローサイドトランジスタM21は共に弱くオンされるが、負荷抵抗RL側に所定の電流を供給するまでは至らない。このときのCAN信号はレセッシブとなる。 When the node N10 is at the potential V10L and the node N20 is at the potential V20H, that is, in the period T1B, both the high-side transistor M11 and the low-side transistor M21 are strongly turned on, and at this time, the CAN signal becomes dominant. On the other hand, when the node N10 is at the potential V10H and the node N20 is at the potential V20L, that is, in the period T2B, both the high-side transistor M11 and the low-side transistor M21 are turned on weakly, but until the predetermined current is supplied to the load resistor RL side. Absent. The CAN signal at this time is recessive.
領域P1Bは、図5Aに示した領域P1Aとは異なり、スルーレートをやや小さくなるように調整した状態を示している。スルーレートは定電流源i1,i2の大きさを選ぶことで調整される。スルーレートを小さくするには定電流源i1,i2を小さくすればよい。スルーレートを小さくする目的は言うまでもなく電磁妨害波の発生を抑制するためである。 Region P1B is different from region P1A shown in FIG. 5A and shows a state in which the slew rate is adjusted to be slightly smaller. The slew rate is adjusted by selecting the sizes of the constant current sources i1 and i2. In order to reduce the slew rate, the constant current sources i1 and i2 may be reduced. Needless to say, the purpose of reducing the slew rate is to suppress the generation of electromagnetic interference.
領域P2Bは、ハイサイド出力端子CANHの電圧が3.5Vから2.5Vに遷移する直前の出力信号波形と、ローサイド出力端子CANLの電圧が1.5Vから2.5Vに遷移する直前の出力信号波形及びスルーレートを示す。すなわち、ドミナントからレセッシブに遷移する直前のCAN信号の波形及びスルーレートを模式的に示す。 The region P2B includes an output signal waveform immediately before the voltage of the high-side output terminal CANH transitions from 3.5V to 2.5V, and an output signal immediately before the voltage of the low-side output terminal CANL transitions from 1.5V to 2.5V. Waveform and slew rate are shown. That is, the waveform and slew rate of the CAN signal immediately before the transition from dominant to recessive is schematically shown.
領域P2Bに示したCAN信号の波形、スルーレートは、図5A、領域P2Aに比べてスルーレートが大きくなるように調整された状態を示している。領域P2Bでの差動信号波形及びスルーレートは定電流回路i3,i6に流す電流の大きさを調整することによって為される。 The waveform and the slew rate of the CAN signal shown in the region P2B are in a state where the slew rate is adjusted to be larger than that in FIG. 5A and the region P2A. The differential signal waveform and the slew rate in the region P2B are obtained by adjusting the magnitude of the current flowing through the constant current circuits i3 and i6.
領域P3Bは、ローサイドトランジスタM21がドミナントからレセッシブに遷移し始めるときにローサイド出力端子CANLが1.5Vから2.5Vの電圧に遷移するタイミングを示す。領域P3Bは、図5Aに示した領域P3Aとは異なり、スルーレートをやや小さくなるように調整した状態を示している。スルーレートは定電流源i1,i2の大きさを選ぶことで調整される。スルーレートを小さくするには定電流源i1,i2を小さくすればよい。スルーレートを小さくする目的は言うまでもなく電磁妨害波の発生を抑制するためである。 Region P3B shows the timing at which the low-side output terminal CANL transitions from 1.5V to 2.5V when the low-side transistor M21 starts to transition from dominant to recessive. Region P3B is different from region P3A shown in FIG. 5A and shows a state in which the slew rate is adjusted to be slightly smaller. The slew rate is adjusted by selecting the sizes of the constant current sources i1 and i2. In order to reduce the slew rate, the constant current sources i1 and i2 may be reduced. Needless to say, the purpose of reducing the slew rate is to suppress the generation of electromagnetic interference.
ローサイドトランジスタM21の動作によって生成される差動信号の立上がり時のスルーレートは領域3Bと領域2Bのそれぞれを合わせたものである。定電流源i1,i2を小さくして領域P3Bでのスルーレートを小さくし、領域P2Bでは定電流回路i3,i6の電流の大きさの調整によってスルーレートを小さくするならば、差動信号の立上時の全体のスルーレートを図5Aに比べて小さくすることができる。これによって、電磁妨害波の発生を抑制することができると共に通信速度の高速化が図れる。 The slew rate when the differential signal generated by the operation of the low-side transistor M21 rises is the sum of the regions 3B and 2B. If the constant current sources i1 and i2 are reduced to reduce the slew rate in the region P3B, and if the slew rate is reduced in the region P2B by adjusting the current magnitude of the constant current circuits i3 and i6, the differential signal rises. The overall slew rate can be reduced as compared with FIG. 5A. As a result, the generation of electromagnetic interference waves can be suppressed and the communication speed can be increased.
図6は、第1の実施形態(図1)、第2の実施形態(図2)、及びこれらの実施形態を実施するにあたり事前に検討した差動信号伝送回路100B(図4)において、入力信号TX1、ハイサイドトランジスタM11側の電位、及びハイサイド出力端子CANHとローサイド出力端子CANLに出力されるCAN信号(差動信号)がレセッシブからドミナントに遷移するタイミングを示している。
FIG. 6 shows the inputs in the first embodiment (FIG. 1), the second embodiment (FIG. 2), and the differential
図6を用いて、まず、図4に示した差動信号伝送回路100Bについて説明する。すなわち、ハイサイド電流調整部HC10及ローサイド電流調整部LC20、定電流回路i3,i6を採用しなかった場合である。この場合は、入力信号TX1がハイレベルHのときにハイサイドトランジスタM11のゲート電位は特性S1で示すように電位V10Bに保持されている。電位V10Bはほぼ5Vである。入力信号TX1が時刻t1でハイレベルHからローレベルLに遷移するとき、電位V10Bは、時刻t1からやや遅れた時刻t2から時刻t5(0V)に向かって下降する。時刻t2では、CAN信号(差動信号)はローレベルである2.5Vのままである。時刻t3に到達すると、電位V10Bは第1電源端子VCC1の電源電圧よりもハイサイドトランジスタM11の閾値電圧Vtだけ低い、(5V−Vth)となる。時刻t3を過ぎると、電位V10Bは下降し、時刻t5では0Vになる。時刻t3で、ハイサイドトランジスタM11はオンし始め、CAN信号(差動信号)は特性S11で示すように比較的急峻に上昇し始める。なぜならば、ノードN10Bの電位V10Bが0Vに向かって遷移するにつれて、ハイサイドトランジスタM11はさらに強くオンされるからである。時刻t3から時刻t4までの時間tr1(t4−t3)は、一般的にスルーレートと称される。
First, the differential
ハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流回路i3,i6を設けない、図4に示した差動信号伝送回路100Bは、図6、特性S11で示すように、スルーレートは大きくなる。しかし、スルーレートが大きくなるにつれて、電磁波ノイズが発生し易くなるという不具合が生じる。
The differential
次に図6を用いて、図1,図2に示した本発明の差動信号伝送回路100,100Aについて説明する。図1,図2は、いずれもハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流回路i3,i6を採用した場合である。この場合は、入力信号TX1がハイレベルHのときにハイサイドトランジスタM11のゲート電位は特性S2で示すように第1電源端子VCC1の電源電圧の5Vではなく、それよりもやや低い電位V10Hに保持されている。なぜならば、入力信号TX1がハイレベルHのとき、ハイサイド電流調整回路HC10のスイッチSW11はオフであり、定電流源i2はオフであるが、トランジスタM13には定電流源i1が流れ、弱くオンされているからである。このときの電位V10Hは、第1電源端子VCC1の電源電圧よりも、トランジスタM13に定電流源i1が流れたときのゲート・ソース間電圧VGS1だけ低くなる。すなわち、V10H=(VCC1−VGS1)である。
Next, the differential
入力信号TX1がハイレベルHからローレベルLに時刻t1で遷移すると、電位V10Hは、時刻t1からやや遅れた時刻t2から時刻t3に向かって下降し、時刻t3では電位V10Lとなる。電位V10Lは、第1電源端子VCC1の電源電圧よりも、トランジスタM13に定電流源(i1+i2)が流れたときのゲート・ソース間電圧VGS2だけ低くなる。すなわち、V10L=(VCC1−VGS2)である。ここで、ゲート・ソース間電圧電位VGS2>VGS2である。電位V10Hから電位V10Lに遷移するに要する時間(t3−t2)は、図4に示した差動信号伝送回路100Bの特性を示した特性S1の時間(t5−t2)よりははるかに小さい。時間(t3−t2)は、時間(t5−t2)の1/5〜1/10の大きさである。
When the input signal TX1 transitions from the high level H to the low level L at time t1, the potential V10H drops from time t2 slightly delayed from time t1 toward time t3, and becomes potential V10L at time t3. The potential V10L is lower than the power supply voltage of the first power supply terminal VCC1 by the gate-source voltage VGS2 when the constant current source (i1 + i2) flows through the transistor M13. That is, V10L = (VCC1-VGS2). Here, the gate-source voltage potential VGS2> VGS2. The time (t3-t2) required for the transition from the potential V10H to the potential V10L is much shorter than the time (t5-t2) of the characteristic S1 indicating the characteristics of the differential
本発明のCAN信号(差動信号)は特性S21で示すように、時刻t2では2.5Vであった電圧レベルは徐々に上昇し始め、時刻t4に到達すると電圧レベルは3.5Vとなる。時刻t2から時刻t4までの時間tr2(t4−t2)は、一般的にスルーレートと称される。本発明のスルーレートは前に説明した時間tr1よりは大きいことがわかる。すなわち、図4に示した差動信号伝送回路100Bを示す特性S11、時間(t4−t3)よりはスルーレートが小さい。本発明では意図的にスルーレートを小さくし、電磁波ノイズの発生を抑止している。
As shown by the characteristic S21, the voltage level of the CAN signal (differential signal) of the present invention gradually increased from 2.5V at time t2 and reaches 3.5V when time t4 is reached. A time tr2 (t4-t2) from time t2 to time t4 is generally called a slew rate. It can be seen that the slew rate of the present invention is greater than the previously described time tr1. That is, the slew rate is smaller than the characteristic S11 and time (t4-t3) of the differential
本発明ではスルーレートを小さくなるように設定したが、それはハイサイドトランジスタM11の回路動作点の設定によって実現することができる。すなわち、レセッシブとドミナントの状態に関わらずハイサイドトランジスタM11を常にオン状態に置くことによって達成される。言い換えれば、ハイサイドトランジスタM11は完全なオフ状態からオンする状態に遷移することはなく、又、オン状態から完全にオフする状態へ遷移しないようにハイサイドトランジスタM11の回路動作点が設定されている。こうした回路動作点の設定によって、レセッシブからドミナントへ、及びドミナントからレセッシブへの切り替わりはハードではなくソフトに行うことができるので、電磁波の発生を抑止することができる。 In the present invention, the slew rate is set to be small, but this can be realized by setting the circuit operating point of the high side transistor M11. In other words, this is achieved by always putting the high-side transistor M11 in the on state regardless of the recessive and dominant states. In other words, the circuit operation point of the high-side transistor M11 is set so that the high-side transistor M11 does not transition from the completely off state to the on state and does not transition from the on state to the completely off state. Yes. By setting the circuit operating point as described above, switching from recessive to dominant and from dominant to recessive can be performed not by hardware but by software, so that generation of electromagnetic waves can be suppressed.
本発明では電磁波の発生は抑止し、スルーレートはやや小さくなるが、スルーレートの調整はハイサイド電流調整部HC10の定電流源i1,i2の大きさを調整することで可能である。 In the present invention, the generation of electromagnetic waves is suppressed and the slew rate is slightly reduced. However, the slew rate can be adjusted by adjusting the sizes of the constant current sources i1 and i2 of the high-side current adjustment unit HC10.
図6はハイサイドトランジスタM11において、入力信号TX1がハイレベルHからローレベルに遷移するときのタイミングを模式的に示した。しかし、ハイサイドトランジスタM11において、入力信号TX1がローレベルLからハイレベルに遷移するときには、電位V10Lから電位V10Hへ遷移するが、これらの電位間でもハイサイドトランジスタM11の動作をソフトに切り替えることができるので、電磁波の発生を抑止することができる。 FIG. 6 schematically shows the timing when the input signal TX1 transitions from the high level H to the low level in the high side transistor M11. However, in the high side transistor M11, when the input signal TX1 transits from the low level L to the high level, the potential V10L transits to the potential V10H. However, the operation of the high side transistor M11 can be switched softly between these potentials. Therefore, the generation of electromagnetic waves can be suppressed.
なお、図6はハイサイドトランジスタM11について述べたものであるが、ローサイドトランジスタM21についても同様のことが言える。すなわち、レセッシブとドミナントの状態に関わらずローサイドトランジスタM21を常にオン状態に置くことによって達成される。言い換えれば、ハイサイドトランジスタM21は完全なオフ状態からオンする状態に遷移することはなく、又、オン状態から完全にオフする状態へ遷移しないようにローサイドトランジスタM21の回路動作点がローサイド電流調整部LC20で設定されている。 FIG. 6 describes the high-side transistor M11, but the same applies to the low-side transistor M21. In other words, this is achieved by always placing the low-side transistor M21 in the on state regardless of the recessive and dominant states. In other words, the high-side transistor M21 does not transition from the completely off state to the on state, and the circuit operating point of the low-side transistor M21 does not transition from the on state to the completely off state. It is set by LC20.
(第3の実施形態)
図7は本発明の第3の実施形態にかかり、特にFlexRayネットワークに適用される差動信号伝送回路を示す。差動信号伝送回路200は、電源端子VCC、接地端子GND、第1駆動回路210、第2駆動回路220、第1出力端子BP、第2出力端子BM、第1バス線SP、第2バス線SMを備える。第1バス線SPと第2バス線SMとの間には負荷抵抗RLが結合される。第1バス線SPと第2バス線SMとの間にバス信号が取り出される。第1バス線BPの一方の端部は第1出力端子BPに、第2バス線SMの一方の端部は第2出力端子BMにそれぞれ結合される。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a differential signal transmission circuit according to a third embodiment of the present invention, particularly applied to a FlexRay network. The differential
差動信号伝送回路200は、たとえばBiCDMOSプロセスで作り込まれている。第1駆動回路210は、ハイサイド電流調整部HC10、ハイサイドトランジスタM31、逆流防止ダイオードD31,D32、ローサイドトランジスタM32、定電流源i11,i12を備える。ハイサイドトランジスタM31にはたとえばPMOSトランジスタを用いるがPNP型バイポーラトランジスタであってもよい。ハイサイドトランジスタM31のソースはそのバックゲートと共に電源端子VCCに接続されている。ハイサイドトランジスタM31の動作を切り替えるために、その制御電極すなわちゲートにはハイサイド電流調整部HC10に結合されている。ハイサイド電流調整部HC10は、本発明の第1,第2の実施形態で採用したものと同じであるのでここでの説明は省略する。ハイサイド電流調整部HC10の一部を構成するトランジスタM13とハイサイドトランジスタM31とはよく知られたカレントミラー回路を構成している。
The differential
ハイサイドトランジスタM31のドレインすなわちそのトランジスタの主電流路Mi31の一端はノードN11で表示されている。ハイサイドトランジスタM31のドレイン(ソース)電流は電源端子VCCからノードN11に向かって流れる。ノードN11すなわちハイサイドトランジスタM31のドレインには逆流防止ダイオードD31のアノードが接続され、そのカソードは逆流ダイオードD32のアノードに接続されている。逆流防止D31のカソードと逆流防止ダイオードD32のアノードは共通接続され、その共通接続点は第1出力端子BPに結合されている。逆流防止ダイオードD32のカソードはノードN12で表示されている。ノードN12にはローサイドトランジスタM32が結合されている。 The drain of the high side transistor M31, that is, one end of the main current path Mi31 of the transistor is indicated by a node N11. The drain (source) current of the high side transistor M31 flows from the power supply terminal VCC toward the node N11. The anode of the backflow prevention diode D31 is connected to the node N11, that is, the drain of the high side transistor M31, and the cathode is connected to the anode of the backflow diode D32. The cathode of the backflow prevention D31 and the anode of the backflow prevention diode D32 are commonly connected, and the common connection point is coupled to the first output terminal BP. The cathode of the backflow prevention diode D32 is indicated by the node N12. A low side transistor M32 is coupled to the node N12.
ローサイドトランジスタM32にはたとえばNMOSトランジスタを用いたがNPN型バイポーラトランジスタであってもよい。ローサイドトランジスタM32のソースはそのバックゲートと共に接地端子GNDに接続されている。ローサイドトランジスタM32をオンからオフに、又はオフからオンに切替えるために、その制御電極すなわちゲートはローサイド電流調整部LC20が結合されている。ローサイド電流調整部LC20は、本発明の第1,第2の実施形態で採用したものと同じであるのでここでの説明は省略する。ローサイド電流調整部LC20の一部を構成するトランジスタM23とローサイドトランジスタM21とはよく知られたカレントミラー回路を構成している。ローサイドトランジスタM32のドレインはノードN12で表示されている。ノードN12はローサイドトランジスタM32の主電流路の一端でもある。ローサイドトランジスタM32の主電流路は、ドレインからソースに流れる電流経路である。すなわち、ノードN12から接地端子GNDに向かう電流経路である。 For example, an NMOS transistor is used as the low-side transistor M32, but an NPN bipolar transistor may be used. The source of the low side transistor M32 is connected to the ground terminal GND together with its back gate. In order to switch the low-side transistor M32 from on to off or from off to on, the control electrode, that is, the gate, is coupled to the low-side current adjusting unit LC20. Since the low-side current adjusting unit LC20 is the same as that employed in the first and second embodiments of the present invention, description thereof is omitted here. The transistor M23 and the low side transistor M21 constituting a part of the low side current adjusting unit LC20 constitute a well-known current mirror circuit. The drain of the low side transistor M32 is indicated by a node N12. The node N12 is also one end of the main current path of the low side transistor M32. The main current path of the low-side transistor M32 is a current path that flows from the drain to the source. That is, it is a current path from the node N12 to the ground terminal GND.
ハイサイドトランジスタM31、逆流防止ダイオードD31、逆流防止ダイオードD32、及びローサイドトランジスタM32は、この順序で電源端子VCCから接地端子GNDに向かって直列かつ順方向に結合されている。 The high side transistor M31, the backflow prevention diode D31, the backflow prevention diode D32, and the low side transistor M32 are coupled in series and in the forward direction from the power supply terminal VCC to the ground terminal GND in this order.
第1駆動回路210は、ハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流源i11,i12、及びクランプダイオードD33,D34を備えている。こうした回路構成は基本的には既に述べた第1及び第2実施形態と同等である。言い換えれば、ハイサイド電流調整部HC10は、ハイサイドトランジスタM33を常にオンさせて置くために用意され、ローサイド電流調整部LC20は、ローサイドトランジスタM34を常にオンさせて置くために用意されている。図7に示した定電流回路i11,i12及びクランプダイオードD33,D34の作用・効果はそれぞれ、図1示の定電流回路i3,i6、及びクランプダイオードD12,D22と同等である。
The
なお、第1駆動回路210ではノードN11と電源端子VCCとの間に図示しない寄生容量、ノードN11と接地端子GNDとの間に図示しない寄生容量が付加され、これらの寄生容量が差動信号伝送回路200の通信速度向上の阻害要件となることは既に第1の実施形態で説明済みであるのでここでの説明は省略する。
In the
第2駆動回路220は、第1駆動回路210と一対を成し、両者は同等の回路構成を成している。すなわち、ハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、ハイサイドトランジスタM33、逆流防止ダイオードD35,D36、ローサイドトランジスタM34、定電流回路i13,i14、及びクランプダイオードD37,D38を備える。ハイサイドトランジスタM33にはたとえばPMOSトランジスタを用いるが、PNP型バイポーラトランジスタであってもよい。ハイサイドトランジスタM33のソースはそのバックゲートと共に電源端子VCCに接続されている。ハイサイドトランジスタM33のゲートにはハイサイド電流調整部HC10が結合されている。トランジスタM13とハイサイドトランジスタM33はよく知られたカレントミラー回路を構成している。第2駆動回路220に配置されたハイサイド電流調整部HC10は第1駆動回路210に配置されたそれと同じ役割を担っている。すなわち、ハイサイドトランジスタM33を常にオンさせて置くために用意されている。
The
ハイサイドトランジスタM33のドレインすなわち主電流路Mi33の一端はノードN13で表示されている。ハイサイドトランジスタM33のドレイン(ソース)電流は電源端子VCCからノードN13に向かって流れる。ノードN13すなわちハイサイドトランジスタM33のドレインには逆流防止ダイオードD35のアノードが接続され、そのカソードは逆流防止ダイオードD36のアノードに接続されている。逆流防止ダイオードD35のカソードと逆流防止ダイオードD36のアノードの共通接続点は第2出力端子BMに結合されている。逆流防止ダイオードD36のカソードはノードN14で表示されている。ノードN14にはローサイドトランジスタM34の主電流路Mi34が結合されている。 The drain of the high side transistor M33, that is, one end of the main current path Mi33 is indicated by a node N13. The drain (source) current of the high side transistor M33 flows from the power supply terminal VCC toward the node N13. The anode of the backflow prevention diode D35 is connected to the node N13, that is, the drain of the high side transistor M33, and the cathode thereof is connected to the anode of the backflow prevention diode D36. A common connection point between the cathode of the backflow prevention diode D35 and the anode of the backflow prevention diode D36 is coupled to the second output terminal BM. The cathode of the backflow prevention diode D36 is indicated by the node N14. The main current path Mi34 of the low side transistor M34 is coupled to the node N14.
ハイサイドトランジスタM33と逆導電型のローサイドトランジスタM34にはたとえばMOSトランジスタを用いる。もちろんNPN型バイポーラトランジスタであってもよい。ローサイドトランジスタM34のソースはそのバックゲートと共に接地端子GNDに接続されている。ローサイドトランジスタM34の制御電極すなわちゲート(ノードN140)には、ローサイド電流調整部LC20が結合されている。すなわち、第1,第2の実施形態(図1,図2)に採用したものと同じであり、ローサイド電流調整部LC20は、ローサイドトランジスタM34を常にオンさせて置くために用意されている。 For example, a MOS transistor is used as the high-side transistor M33 and the low conductivity type low-side transistor M34. Of course, an NPN type bipolar transistor may be used. The source of the low-side transistor M34 is connected to the ground terminal GND together with its back gate. A low-side current adjusting unit LC20 is coupled to a control electrode, that is, a gate (node N140) of the low-side transistor M34. That is, it is the same as that employed in the first and second embodiments (FIGS. 1 and 2), and the low-side current adjustment unit LC20 is prepared to always keep the low-side transistor M34 on.
第2駆動回路220の一部を構成するハイサイドトランジスタM33、逆流防止ダイオードD35,D36、及びローサイドトランジスタM34は、この順序で電源端子VCCから接地端子GNDに向かって直列かつ順方向に結合されている。
The high side transistor M33, the backflow prevention diodes D35 and D36, and the low side transistor M34 constituting a part of the
第2駆動回路220は、ハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20、定電流源i13,i14、及びクランプダイオードD37,D38を備えている。こうした特徴は基本的には既に述べた第1及び第2の実施形態と同じである。言い換えれば、ハイサイド電流調整部HC10は、ハイサイドトランジスタM33を常にオンさせて置くために用意され、ローサイド電流調整部LC20は、ローサイドトランジスタM34を常にオンさせて置くために用意されている。又、図7に示した定電流回路i13,i14及びクランプダイオードD33,D34の作用・効果は、図1示の定電流回路i3,i6、及びクランプダイオードD12,D22とそれぞれ同じである。
The
なお、第2駆動回路220ではノードN13と電源端子VCCとの間には図示しない寄生容量が付加され、又、接地端子GNDとの間にも図示しない寄生容量が付加される。これらの寄生容量は差動信号伝送回路200の通信速度向上の阻害要件となることは既に第1,第2の実施形態で説明済みであるのでここでの説明は省略する。
In the
(第4の実施形態)
図8は本発明の差動信号伝送回路にかかる第4の実施形態を示す。第3の実施形態との違いは防護トランジスタM35〜M38を設けたことである。第1駆動回路210において、防護トランジスタM35は第1出力端子BPと逆流防止ダイオードD31のカソードとの間に接続させ、第1出力端子BPに到来する不所望なサージ電圧によってハイサイドトランジスタM31及び逆流防止ダイオードD31が破壊又は劣化するのを防護する役目を担っている。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a fourth embodiment according to the differential signal transmission circuit of the present invention. The difference from the third embodiment is that protective transistors M35 to M38 are provided. In the
防護トランジスタM35には、ハイサイドトランジスタM31と同じ導電型のPMOSトランジスタを用いる。好ましくは高耐圧が得られるDMOSトランジスタを採用する。防護トランジスタM35のソース及びバックゲートは逆流防止ダイオードD31のカソードに接続され、防護トランジスタM35のドレインは第1出力端子BPに接続されている。防護トランジスタM35のゲートは常に接地端子GNDに保持している。なぜならば、防護トランジスタM35のソース電位が閾値電圧Vthに達した時点で瞬時にオンに入り、差動信号伝送回路の本来の回路動作に支障をきたさないようにするためである。 As the protection transistor M35, a PMOS transistor having the same conductivity type as that of the high side transistor M31 is used. Preferably, a DMOS transistor capable of obtaining a high breakdown voltage is employed. The source and back gate of the protection transistor M35 are connected to the cathode of the backflow prevention diode D31, and the drain of the protection transistor M35 is connected to the first output terminal BP. The gate of the protection transistor M35 is always held at the ground terminal GND. This is because the protection transistor M35 is instantly turned on when the source potential of the protection transistor M35 reaches the threshold voltage Vth so that the original circuit operation of the differential signal transmission circuit is not hindered.
第1出力端子BPには正負双方の所定電圧たとえば、−27V〜40Vの耐圧が要求されている。こうした要求を満たすためにも防護トランジスタM35には、ソース・ドレイン間の耐圧がたとえば50V以上のPMOSトランジスタを採用する。これによって、第1出力端子BPに到来した不所望なサージ電圧が、逆流防止ダイオードD31及びハイサイドトランジスタM31に印加されるという不具合を未然に阻止することができる。 The first output terminal BP is required to have both positive and negative predetermined voltages, for example, a withstand voltage of −27V to 40V. In order to satisfy such requirements, a PMOS transistor having a source-drain breakdown voltage of 50 V or more is employed as the protection transistor M35. Accordingly, it is possible to prevent a problem that an undesired surge voltage that has arrived at the first output terminal BP is applied to the backflow prevention diode D31 and the high-side transistor M31.
防護トランジスタM36には、ローサイドトランジスタM32と同じ導電型のNMOSトランジスタを用いる。好ましくは高耐圧が得られるDMOSトランジスタを採用する。防護トランジスタM36のソース及びバックゲートはノードN12で表示されたローサイドトランジスタM32のドレインに接続されている。防護トランジスタM36のドレインは逆流防止ダイオードD32のカソードに接続され、そのゲートは電源端子VCCに接続され常に高電位に保持されている。逆流防止ダイオードD32のアノードは第1出力端子BPに接続されている。 As the protection transistor M36, an NMOS transistor having the same conductivity type as that of the low-side transistor M32 is used. Preferably, a DMOS transistor capable of obtaining a high breakdown voltage is employed. The source and back gate of the protection transistor M36 are connected to the drain of the low side transistor M32 indicated by the node N12. The drain of the protection transistor M36 is connected to the cathode of the backflow prevention diode D32, and the gate thereof is connected to the power supply terminal VCC and is always kept at a high potential. The anode of the backflow prevention diode D32 is connected to the first output terminal BP.
なお図8には、第1出力端子BPに逆流防止ダイオードD32を結合し、その後段に防護トランジスタM36を結合するものを示した。仮に、第1出力端子BPに防護トランジスタM36を結合し、その後段に逆流防止ダイオードD32を結合するという回路構成を採用すると、図3Aで述べた不具合が生じるので好ましくない。 FIG. 8 shows a structure in which a backflow prevention diode D32 is coupled to the first output terminal BP, and a protection transistor M36 is coupled to the subsequent stage. If a circuit configuration in which the protection transistor M36 is coupled to the first output terminal BP and the backflow prevention diode D32 is coupled to the first output terminal BP is employed, the problem described in FIG. 3A occurs, which is not preferable.
第1出力BPには正負双方の所定電圧、たとえば−27V〜40Vの耐圧が要求されている。こうした要求を満たすためにも第1出力端子BPのローサイドトランジスタM32側にもソース・ドレイン間の耐圧がたとえば50V以上のNチャンネル型DMOSトランジスタを採用する。これによって、第1出力端子BPに到来した不所望なサージ電圧が、ローサイドトランジスタM32に印加されるという不具合を未然に阻止することができる。 The first output BP is required to have both positive and negative predetermined voltages, for example, a withstand voltage of −27V to 40V. In order to satisfy these requirements, an N-channel DMOS transistor having a source-drain breakdown voltage of, for example, 50 V or more is also used on the low-side transistor M32 side of the first output terminal BP. As a result, it is possible to prevent a problem that an undesired surge voltage that has arrived at the first output terminal BP is applied to the low-side transistor M32.
第2駆動回路220において、防護トランジスタM37は、第2出力端子BMと逆流防止ダイオードD35のカソードとの間に接続させ、第3出力端子BMに到来する不所望なサージ電圧によってハイサイドトランジスタM33及び逆流防止ダイオードD35が破壊又は劣化するのを防護する役目を担っている。
In the
防護トランジスタM37には、ハイサイドトランジスタM33と同じ導電型のPMOSトランジスタを用いる。好ましくは高耐圧が得られるDMOSトランジスタを採用する。防護トランジスタM37のソース及びバックゲートは逆流防止ダイオードD35のカソードに接続され、そのドレインは第2出力端子BMに接続されている。防護トランジスタM37のゲートは常に接地端子GNDに保持している。なぜならば、防護トランジスタM37のソース電位が閾値電圧Vthに達した時点で瞬時にオンに入り、差動信号伝送回路の本来の回路動作に支障をきたさないようにするためである。 As the protection transistor M37, a PMOS transistor having the same conductivity type as that of the high side transistor M33 is used. Preferably, a DMOS transistor capable of obtaining a high breakdown voltage is employed. The source and back gate of the protection transistor M37 are connected to the cathode of the backflow prevention diode D35, and the drain thereof is connected to the second output terminal BM. The gate of the protection transistor M37 is always held at the ground terminal GND. This is because the protection transistor M37 is turned on instantaneously when the source potential of the protection transistor M37 reaches the threshold voltage Vth, so that the original circuit operation of the differential signal transmission circuit is not hindered.
第2出力端子BMには正負双方の所定電圧たとえば、−27V〜40Vの耐圧が要求されている。こうした要求を満たすためにも防護トランジスタM37には、ソース・ドレイン間の耐圧がたとえば50V以上のPMOSトランジスタを採用する。これによって、第2出力端子BMに到来した不所望なサージ電圧が、逆流防止ダイオードD35及びハイサイドトランジスタM33に印加されるという不具合を未然に阻止することができる。 The second output terminal BM is required to have both positive and negative predetermined voltages, for example, a withstand voltage of −27V to 40V. In order to satisfy such requirements, a PMOS transistor having a source-drain breakdown voltage of 50 V or more is employed as the protection transistor M37. As a result, it is possible to prevent a problem that an undesired surge voltage that has arrived at the second output terminal BM is applied to the backflow prevention diode D35 and the high-side transistor M33.
防護トランジスタM38には、ローサイドトランジスタM34と同じ導電型のNMOSトランジスタを用いる。好ましくは高耐圧が得られるDMOSトランジスタを採用する。防護トランジスタM38のソース及びバックゲートはノードN14で表示されたローサイドトランジスタM34のドレインに接続されている。防護トランジスタM38のドレインは逆流防止ダイオードD36のカソードに接続され、防護トランジスタM38のゲートは電源端子VCCに接続され常に高電位に保持されている。逆流防止ダイオードD36のアノードは第2出力端子BMに接続されている。すなわち、第2出力端子BMには防護トランジスタM38を結合させずに逆流防止ダイオードD36を結合している。 As the protection transistor M38, an NMOS transistor having the same conductivity type as that of the low-side transistor M34 is used. Preferably, a DMOS transistor capable of obtaining a high breakdown voltage is employed. The source and back gate of the protection transistor M38 are connected to the drain of the low side transistor M34 indicated by the node N14. The drain of the protection transistor M38 is connected to the cathode of the backflow prevention diode D36, and the gate of the protection transistor M38 is connected to the power supply terminal VCC and is always kept at a high potential. The anode of the backflow prevention diode D36 is connected to the second output terminal BM. That is, the backflow prevention diode D36 is coupled to the second output terminal BM without coupling the protection transistor M38.
第2出力端子BMには正負双方の所定電圧、たとえば−27V〜40Vの耐圧が要求されている。こうした要求を満たすためにも第2出力端子BMのローサイドトランジスタM34側にもソース・ドレイン間の耐圧がたとえば50V以上のNチャンネル型DMOSトランジスタからなる防護トランジスタM38を採用している。これによって、第2出力端子BMに到来した不所望なサージ電圧が、ローサイドトランジスタM34に印加されるという不具合を未然に阻止することができる。 The second output terminal BM is required to have both positive and negative predetermined voltages, for example, a withstand voltage of −27V to 40V. In order to satisfy these requirements, a protective transistor M38 made of an N-channel DMOS transistor having a source-drain breakdown voltage of, for example, 50 V or more is also used on the low-side transistor M34 side of the second output terminal BM. As a result, it is possible to prevent a problem that an undesired surge voltage that has arrived at the second output terminal BM is applied to the low-side transistor M34.
図9は、図7、図8においてハイサイド電流調整部HC10、ローサイド電流調整部LC20で生成される電位及び第1出力端子BP、第2出力端子BMに出力される出力信号を示す。ハイサイド電流調整部HC10及びローサイド電流調整部LC20は制御回路300から出力される制御信号CTRL31〜CTRL34によって制御される。
FIG. 9 shows potentials generated by the high-side current adjustment unit HC10 and the low-side current adjustment unit LC20 in FIGS. 7 and 8, and output signals output to the first output terminal BP and the second output terminal BM. The high side current adjustment unit HC10 and the low side current adjustment unit LC20 are controlled by control signals CTRL31 to CTRL34 output from the
電位V110は、第1駆動回路210、ノードN110に生じる電位を示す。電位V110は、ハイサイド電流調整部HC10で生成される。電位V110は、ハイレベルV110HとローレベルV110Lからなる。ハイレベルV110Hはハイサイド電流調整部HC10において、スイッチSW11がオフ状態、すなわち定電流源i1が選択されたときのノードN110の電位である。一方、ローレベルV110Lは、スイッチSWがオン状態、すなわち定電流源(i1+i2)が選択されたときのノードN110の電位である。トランジスタM13に定電流源(i1+i2)を流すためにはそれに合ったゲート・ソース間電圧VGSが必要となる。このために、接地端子GNDからみた電位V110Lは、定電流源i1だけのときよりは小さく(低く)なる。電位V110H及び電位V110Lの設定とそれらの差分の設定は設計事項であり、定電流源i1と定電流源i2の絶対値と、その差分に応じて決定される。
A potential V110 indicates a potential generated in the
電位V120は、第1駆動回路210、ノードN120に生じる電位を示す。電位V120は、ローサイド電流調整部LC20で生成される。電位V120は、ハイレベルV120HとローレベルV120Lからなる。ハイレベルV120Hはローサイド電流調整部LC20において、スイッチSW21がハイ状態、すなわち定電流源(i4+i5)が選択されたときのノードN120の電位である。一方、ローレベルV120Lは、スイッチSW21がオフ状態、すなわち定電流源i4のみが選択されたときのノードN120の電位である。トランジスタM23に定電流源(i4+i5)を流すためにはそれに合ったゲート・ソース間電圧VGSが必要となる。このために、接地端子GNDからみた電位V120Lは、定電流源i4だけのときよりは大きく(高く)なる。電位V120H及び電位V120Lの設定とそれらの差分の設定は設計事項であり、定電流源i4と定電流源i5の絶対値と、その差分に応じて決定される。
A potential V120 indicates a potential generated in the
電位V130は、第2駆動回路220、ノードN130に生じる電位を示す。電位V130は、ハイサイド電流調整部HC10で生成される。電位V130は、ハイレベルV130HとローレベルV130Lからなる。ハイレベルV130Hはハイサイド電流調整部HC10において、スイッチSW11がオフ状態、すなわち定電流源i1が選択されたときのノードN130の電位である。一方、ローレベルV130Lは、スイッチSW11がオン状態、すなわち定電流源(i1+i2)が選択されたときのノードN130の電位である。トランジスタM13に定電流源(i1+i2)を流すためにはそれに合ったゲート・ソース間電圧VGSが必要となる。このために、接地端子GNDからみた電位V130Lは、定電流源i1だけのときよりは小さく(低く)なる。電位V130H及び電位V130Lの設定とそれらの差分の設定は設計事項であり、定電流源i1と定電流源i2の絶対値と、その差分に応じて決定される。
A potential V130 indicates a potential generated in the
電位V140は、第2駆動回路220、ノードN140に生じる電位を示す。電位V140は、ローサイド電流調整部LC20で生成される。電位V140は、ハイレベルV140HとローレベルV140Lからなる。ハイレベルV140Hはローサイド電流調整部LC20において、スイッチSW21がハイ状態、すなわち定電流源(i4+i5)が選択されたときのノードN140の電位である。一方、ローレベルV140Lは、スイッチSW21がオフ状態、すなわち定電流源i4のみが選択されたときのノードN140の電位である。トランジスタM23に定電流源(i4+i5)を流すためにはそれに合ったゲート・ソース間電圧VGSが必要となる。このために、接地端子GNDからみた電位V120Lは、定電流源i4だけのときよりは大きく(高く)なる。電位V140H及び電位V140Lの設定とそれらの差分の設定は設計事項であり、定電流源i4と定電流源i5の絶対値と、その差分に応じて決定される。
A potential V140 indicates a potential generated in the
バス信号Outは第1出力端子BP及び第2出力端子BMに出力される。これらの出力端子に出力されるバス信号Outは、次のような動作に応じて決定される。時刻T1〜T2の期間、第1駆動回路210に配置されたハイサイドトランジスタM31はハイサイド電流調整部HC10の定電流源i1で駆動され、第2駆動回路220のローサイドトランジスタM34は、ローサイド電流調整部LC20の定電流源i4で駆動されている。また、時刻T1〜T2の期間、第2駆動回路220のハイサイドトランジスタM33はハイサイド電流調整部HC10の定電流源(i1+i2)で駆動され、第1駆動回路210に配置されたローサイドトランジスタM32はローサイド電流調整部LC20の定電流源(i4+i5)で駆動される。これらの各トランジスタの動作によって、時刻T1〜T2の期間は、第2出力端子BMに出力されるバス信号は第1出力端子BPに出力されるバス信号よりレベルが高くなる。
The bus signal Out is output to the first output terminal BP and the second output terminal BM. The bus signal Out output to these output terminals is determined according to the following operation. During the period of time T1 to T2, the high side transistor M31 disposed in the
時刻T2〜T3の期間、第1駆動回路210に配置されたハイサイドトランジスタM31はハイサイド電流調整部HC10の定電流源(i1+i2)で駆動され、第2駆動回路220のローサイドトランジスタM34は、ローサイド電流調整部LC20の定電流源(i4+i5)で駆動されている。また、時刻T1〜T2の期間、第2駆動回路220のハイサイドトランジスタM33はハイサイド電流調整部HC10の定電流源i1で駆動され、第1駆動回路210に配置されたローサイドトランジスタM32はローサイド電流調整部LC20の定電流源i4のみで駆動される。これらの各トランジスタの動作によって、時刻T2〜T3の期間は、第1出力端子BPに出力されるバス信号は第2出力端子BMに出力されるバス信号よりレベルが高くなる。
During the period from time T2 to T3, the high-side transistor M31 disposed in the
FlexRayネットワークにおいては、第1出力端子BP及び第2出力端子BMのいずれか一方のバス信号よりも大きい(高い)ときは、ドミナントと称される期間である。一方、時刻T3〜T4の期間及び時刻T4以降の期間はレセッシブと称される。時刻T3〜T4の比較的短い期間で、ハイサイドトランジスタM31,M33を定電流源(i1+i2)で駆動し、ローサイドトランジスタM32,M34を定電流源(i4+i5)で駆動すると、第1出力端子BP及び第2出力端子BMに出力されるバス信号は、ドミナントの期間のほぼ中間のレベルに保持される。この中間レベルは時刻T4で、ハイサイドトランジスタM31,M33を定電流源i1のみで駆動し、ローサイドトランジスタM32,M34を定電流源i4のみで駆動したときも同じレベルとなる。 In the FlexRay network, when it is larger (higher) than one of the bus signals of the first output terminal BP and the second output terminal BM, it is a period called a dominant. On the other hand, the period from time T3 to T4 and the period after time T4 are referred to as recessive. When the high side transistors M31 and M33 are driven by the constant current source (i1 + i2) and the low side transistors M32 and M34 are driven by the constant current source (i4 + i5) in a relatively short period of time T3 to T4, the first output terminal BP and The bus signal output to the second output terminal BM is held at a level approximately in the middle of the dominant period. This intermediate level is the same level when the high side transistors M31 and M33 are driven only by the constant current source i1 and the low side transistors M32 and M34 are driven only by the constant current source i4 at time T4.
上記のとおり、本発明にかかるハイサイド電流調整回路HC10、ローサイド電流調整回路LC20、定電流源i11,i12,i13,i14を備えた差動信号伝送回路は、FlexRayネットワークに適用可能であり、通信速度の高速化が図れる。 As described above, the differential signal transmission circuit including the high-side current adjustment circuit HC10, the low-side current adjustment circuit LC20, and the constant current sources i11, i12, i13, i14 according to the present invention can be applied to the FlexRay network, The speed can be increased.
本発明にかかる差動信号伝送回路は、CAN、FlexRayネットワークのいずれにも有用であるがこれに限らず高速通信向けのスイッチング回路全般にも適用可能であり、その産業上の利用可能性はきわめて大きい。 The differential signal transmission circuit according to the present invention is useful for both CAN and FlexRay networks, but is not limited to this, and can be applied to all switching circuits for high-speed communication, and its industrial applicability is extremely high. large.
10,10A,10B ハイサイド出力部
20,20A,20B ローサイド出力部
30 抵抗分割回路
100,100A,100B,200,200A 差動信号伝送回路
210 ハイサイド出力部
220 ローサイド出力部
300 制御回路
BP 第1出力端子
BM 第2出力端子
CANH ハイサイド出力端子
CANL ローサイド出力端子
D11,D21,D31,D32,D35,D36 逆流防止ダイオード
D12,D22,D33,D34,D37,D38 クランプダイオード
GND 接地端子
HC10 ハイサイド電流調整部
i1,i2,i4,i5,i7〜i10 定電流源
i3,i6,i11〜i14 定電流回路
LC20 ローサイド電流調整部
M11,M31,M33 ハイサイドトランジスタ
M12,M22,M35〜M38 防護トランジスタ
M21,M32,M34 ローサイドトランジスタ
Mi11,Mi21,Mi31〜Mi34 主電流路
N1,N2,N11〜N14 ノード(主電流路の一端)
Out バス信号
RL 負荷抵抗
SH,SP 第1バス線
SL,SM 第2バス線
VCC 電源端子
VCC1 第1電源端子
VCC2 第2電源端子
10, 10A, 10B High
Out Bus signal RL Load resistance SH, SP First bus line SL, SM Second bus line VCC Power supply terminal VCC1 First power supply terminal VCC2 Second power supply terminal
Claims (15)
電源端子と、
接地端子と、
第1主電流路と制御電極とを有し前記電源端子に結合されるハイサイドトランジスタと、
前記第1主電流路の一端に結合されるハイサイド出力端子と、
前記ハイサイド出力端子にその一方の端部が結合され前記2つのバス線の一方である第1バス線と、
前記第1バス線の他方の端部に第1端子が結合される負荷抵抗と、
前記負荷抵抗の第2端子にその一方の端部が結合され前記2つのバス線の他方である第2バス線と、
前記第2バス線に他方の端部が結合されるローサイド出力端子と、
第2主電流路と制御電極とを有し前記第2主電流路の一端が前記ローサイド出力端子に結合され前記第2主電流路の他端が前記接地端子に結合されるローサイドトランジスタと、
前記ハイサイドトランジスタの前記制御電極に結合され前記第1主電流路に流れる電流を調整するハイサイド電流調整部と、
前記ローサイドトランジスタの前記制御電極に結合され前記第2主電流路に流れる電流を調整するローサイド電流調整部と、
前記第1主電流路の前記一端と前記接地端子との間に結合される第1定電流回路と、
前記第2主電流路の前記一端と前記電源端子との間に結合される第2定電流回路と、
を備え、
前記ハイサイド電流調整部は、前記差動信号を第1状態とするときには、前記第1主電流路に流れる電流を前記第1定電流回路に流れる電流よりも大きくし、前記差動信号を第2状態とするときには、前記第1主電流路に流れる電流を前記第1定電流回路に流れる電流よりも小さくし、
前記ローサイド電流調整部は、前記差動信号を前記第1状態とするときには、前記第2主電流路に流れる電流を前記第2定電流回路に流れる電流よりも大きくし、前記差動信号を前記第2状態とするときには、前記第2主電流路に流れる電流を前記第2定電流回路に流れる電流よりも小さくする、
ことを特徴とする差動信号伝送回路。 A differential signal transmission circuit for outputting a differential signal to two bus lines,
A power terminal;
A grounding terminal;
A high side transistor having a first main current path and a control electrode and coupled to the power supply terminal;
A high side output terminal coupled to one end of the first main current path;
A first bus line having one end coupled to the high-side output terminal and being one of the two bus lines;
A load resistor having a first terminal coupled to the other end of the first bus line;
A second bus line, one end of which is coupled to the second terminal of the load resistor and being the other of the two bus lines;
A low-side output terminal having the other end coupled to the second bus line;
A low side transistor having a second main current path and a control electrode, wherein one end of the second main current path is coupled to the low side output terminal and the other end of the second main current path is coupled to the ground terminal;
A high-side current adjusting unit that is coupled to the control electrode of the high-side transistor and adjusts a current flowing through the first main current path;
A low-side current adjusting unit that is coupled to the control electrode of the low-side transistor and adjusts a current flowing through the second main current path;
A first constant current circuit coupled between the one end of the first main current path and the ground terminal;
A second constant current circuit coupled between the one end of the second main current path and the power supply terminal ;
Equipped with a,
When the differential signal is set to the first state, the high-side current adjustment unit makes the current flowing through the first main current path larger than the current flowing through the first constant current circuit, and the differential signal is When two states are set, the current flowing through the first main current path is made smaller than the current flowing through the first constant current circuit,
When the differential signal is set to the first state, the low-side current adjustment unit makes a current flowing through the second main current path larger than a current flowing through the second constant current circuit, and the differential signal is When the second state is set, the current flowing through the second main current path is made smaller than the current flowing through the second constant current circuit.
A differential signal transmission circuit.
接地端子と、
第1主電流路と第1制御電極とを有し前記電源端子に結合される第1ハイサイドトランジスタと、
第2主電流路と第2制御電極とを有し前記電源端子に結合される第2ハイサイドトランジスタと、
第3主電流路と第3制御電極とを有し、前記第1主電流路の一端と前記接地端子との間に前記第3主電流路が結合される第1ローサイドトランジスタと、
第4主電流路と第4制御電極とを有し、前記第2主電流路の一端と前記接地端子との間に前記第4主電流路が結合される第2ローサイドトランジスタと、
前記第1主電流路の一端と前記第3主電流路の一端との共通接続点に結合され前記差動信号を出力する第1出力端子と、
前記第2主電流路の一端と前記第4主電流路の一端との共通接続点に結合され前記差動信号を出力する第2出力端子と、
前記第1出力端子と前記第2出力端子に各別に結合される第1バス線及び第2バス線と、
前記第1バス線と前記第2バス線との間に結合される負荷抵抗と、
前記第1制御電極,第2制御電極,第3制御電極,及び第4制御電極に各別に結合され前記第1ハイサイドトランジスタ、前記第2ハイサイドトランジスタ、前記第1ローサイドトランジスタ、前記第2ローサイドトランジスタに供給する電流を各別に調整する第1ハイサイド電流調整部,第2ハイサイド電流調整部,第1ローサイド電流調整部,及び第2ローサイド電流調整部と、
前記第1主電流路及び前記第2主電流路の各一端と前記接地端子との間に各別に結合される第1定電流回路及び第2定電流回路と、
前記第3主電流路及び前記第4主電流路の各一端と前記電源端子との間に各別に結合される第3定電流回路及び第4定電流回路と、
を備え、
前記第1ハイサイド電流調整部は、前記差動信号を第1状態とするときには、前記第1主電流路に流れる電流を前記第1定電流回路に流れる電流よりも小さくし、前記差動信号を第2状態とするときには、前記第1主電流路に流れる電流を前記第1定電流回路に流れる電流よりも大きくし、前記差動信号を第3状態とするときには、前記第1主電流路に流れる電流を前記第2主電流回路に流れる電流と等しくし、
前記第2ハイサイド電流調整部は、前記差動信号を前記第1状態とするときには、前記第2主電流路に流れる電流を前記第2定電流回路に流れる電流よりも大きくし、前記差動信号を前記第2状態とするときには、前記第2主電流路に流れる電流を前記第2定電流回路に流れる電流よりも小さくし、前記差動信号を前記第3状態とするときには、前記第2主電流路に流れる電流を前記第1主電流回路に流れる電流と等しくし、
前記第1ローサイド電流調整部は、前記差動信号を前記第1状態とするときには、前記第3主電流路に流れる電流を前記第3定電流回路に流れる電流よりも大きくし、前記差動信号を前記第2状態とするときには、前記第3主電流路に流れる電流を前記第3定電流回路に流れる電流よりも小さくし、前記差動信号を前記第3状態とするときには、前記第3主電流路に流れる電流を前記第4主電流回路に流れる電流と等しくし、
前記第2ローサイド電流調整部は、前記差動信号を前記第1状態とするときには、前記第4主電流路に流れる電流を前記第4定電流回路に流れる電流よりも小さくし、前記差動信号を前記第2状態とするときには、前記第4主電流路に流れる電流を前記第4定電流回路に流れる電流よりも大きくし、前記差動信号を前記第3状態とするときには、前記第4主電流路に流れる電流を前記第3主電流回路に流れる電流と等しくする、
ことを特徴とする差動信号伝送回路。 A power terminal;
A grounding terminal;
A first high-side transistor coupled to said power supply terminal having a first main current path and the first control electrode,
A second high-side transistor coupled to the power supply terminal and a second main current path and the second control electrode,
A first low-side transistor having a third main current path and a third control electrode, the third main current path being coupled between one end of the first main current path and the ground terminal;
A second low-side transistor having a fourth main current path and a fourth control electrode, the fourth main current path being coupled between one end of the second main current path and the ground terminal;
A first output terminal coupled to a common connection point between one end of the first main current path and one end of the third main current path; and outputting the differential signal;
A second output terminal coupled to a common connection point between one end of the second main current path and one end of the fourth main current path; and outputting the differential signal;
A first bus line and a second bus line respectively coupled to the first output terminal and the second output terminal;
A load resistor coupled between the first bus line and the second bus line;
The first high side transistor, the second high side transistor, the first low side transistor, and the second low side coupled to the first control electrode, the second control electrode, the third control electrode, and the fourth control electrode, respectively. the first high-side current adjusting unit that adjusts the current supplied to each separate transistor, and the second high-side current adjustment unit, the first low-side current adjusting unit, and the second low-side current adjustment unit,
A first constant current circuit and a second constant current circuit coupled separately between one end of each of the first main current path and the second main current path and the ground terminal;
A third constant current circuit and a fourth constant current circuit respectively coupled between one end of the third main current path and the fourth main current path and the power supply terminal ;
With
The first high-side current adjustment unit makes the current that flows through the first main current path smaller than the current that flows through the first constant current circuit when the differential signal is in the first state, Is set to the second state, the current flowing through the first main current path is made larger than the current flowing through the first constant current circuit, and when the differential signal is set to the third state, the first main current path Is equal to the current flowing through the second main current circuit,
The second high-side current adjustment unit makes the current flowing through the second main current path larger than the current flowing through the second constant current circuit when the differential signal is set to the first state, When the signal is in the second state, the current flowing in the second main current path is made smaller than the current flowing in the second constant current circuit, and when the differential signal is in the third state, the second state The current flowing in the main current path is equal to the current flowing in the first main current circuit;
The first low-side current adjustment unit makes the current that flows in the third main current path larger than the current that flows in the third constant current circuit when the differential signal is in the first state, Is set to the second state, the current flowing through the third main current path is made smaller than the current flowing through the third constant current circuit, and when the differential signal is set to the third state, the third main current path is The current flowing in the current path is equal to the current flowing in the fourth main current circuit;
The second low-side current adjustment unit makes the current that flows through the fourth main current path smaller than the current that flows through the fourth constant current circuit when the differential signal is in the first state, Is set to the second state, the current flowing through the fourth main current path is made larger than the current flowing through the fourth constant current circuit, and when the differential signal is set to the third state, the fourth main current path is set. Making the current flowing in the current path equal to the current flowing in the third main current circuit;
A differential signal transmission circuit .
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