以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。
1.第1実施形態
第1実施形態に係る半導体装置について説明する。以下では、半導体装置として、2電源を有する半導体集積回路(以下、「Integrated Circuit:IC」と表記する)を例に挙げて説明する。
1.1 構成
1.1.1 ICの全体構成
まず、本実施形態に係るICの大まかな全体構成について、図1を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係るIC1の一例を示す回路図である。IC1は、図示せぬ3つの電源端子(電圧VccAの入力端子(VccA端子)、電圧VccBの入力端子(VccB端子)、及び接地電圧VSSの入力端子(VSS端子))を有する。IC1には、VccA端子を介して電圧VccAが印加され、VccB端子を介して電圧VccBが印加され、VSS端子を介して接地電圧VSSが印加される。電圧VccAの使用範囲は例えば1.6V~3.6Vであり、電圧VccBの使用範囲は例えば2.5V~5.5Vである。例えば、電圧VccAを3V、電圧VccBを5Vとすることができる。
また、IC1は、信号の入出力のための3つの端子(端子A、端子B、及び端子C)を有する。IC1に入力される信号は、端子Cに入力される信号に応じて、端子Aから端子Bに、または端子Bから端子Aに伝送される。本実施形態では、信号が端子Aから端子Bに伝送される場合について説明する。
IC1には、図示せぬ外部デバイスから端子Aを介して入力信号IN_Aが入力され、IC1から外部デバイスに、端子Bを介して出力信号OUT_Bが出力される。また、IC1には、外部デバイスから端子Cを介して伝送切替入力信号DIRが入力される。伝送切替入力信号DIRは、端子Aと端子Bとの間の信号の伝送方向を切り替えるための信号である。例えば、信号DIRの論理レベルがHighレベル(“H”レベル)の場合、信号は端子Aから端子Bに伝送される。他方で、信号DIRの論理レベルがLowレベル(“L”レベル)の場合、信号は端子Bから端子Aに伝送される。
IC1は、例えばシステムオンチップ(system-on-a-chip:SOC)に組み込むことができる。この場合、例えば、端子Aは、図示せぬバスを介してSOC内のメモリに接続され、端子Bは、図示せぬバスを介してSOC内のCPUに接続される。
IC1は、第1入力回路100、第2入力回路110、制御回路120、及び出力回路130を含む。
第1入力回路100は、電圧VccAを動作電圧として動作する。第1入力回路100は、外部デバイスから信号IN_A及びDIRを受信する。第1入力回路100は、受信した信号IN_Aに基づいて信号IN’_Aを生成し、生成した信号IN’_Aを制御回路120に送信する。また、第1入力回路100は、受信した信号DIRに基づいて信号DIR’_A、及び/DIR’_A(信号DIR’_Aの論理レベルを反転させた信号)を生成し、生成した信号DIR’_A及び/DIR’_Aを制御回路120に送信する。第1入力回路100の詳細は後述する。
第2入力回路110は、電圧VccBを動作電圧として動作する。第2入力回路110は、外部デバイスから信号DIRを受信する。第2入力回路110は、受信した信号DIRに基づいて信号DIR’_B、及び/DIR’_B(信号DIR’_Bの論理レベルを反転させた信号)を生成し、生成した信号DIR’_B及び/DIR’_Bを制御回路120に送信する。第2入力回路110の詳細は後述する。
制御回路120は、電圧VccBを動作電圧として動作する。制御回路120は出力回路130の動作を制御する。より具体的には、制御回路120は、第1入力回路100から受信した信号IN’_A、DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、及び/DIR’_Bに基づいて、制御信号CTL1及びCTL2を生成し、生成した信号CTL1及びCTL2を出力回路130に送信する。制御信号CTL1及びCTL2は、出力回路130を制御するための信号である。制御回路120の詳細は後述する。
出力回路130は、電圧VccBを動作電圧として動作する。出力回路130は、制御回路120から受信した信号CTL1及びCTL2に基づいて、外部デバイスに信号OUT_Bを出力する。出力回路130の詳細は後述する。
1.1.2 第1入力回路100の構成
次に、本実施形態に係るIC1に含まれる第1入力回路100の構成の詳細について、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態に係るIC1に含まれる第1入力回路100の構成の一例を示す回路図である。
第1入力回路100は、インバータ回路INV1~INV5を含む。インバータ回路INV1~INV5は、電圧VccAを動作電圧として動作する。
インバータ回路INV1は、外部デバイスから端子Aを介して信号IN_Aを受信する。インバータ回路INV1は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号をインバータ回路INV2に送信する。
インバータ回路INV2は、インバータ回路INV1から信号を受信する。インバータ回路INV2は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号IN’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。インバータ回路INV3は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号をインバータ回路INV4に送信する。
インバータ回路INV4は、インバータ回路INV3から信号を受信する。インバータ回路INV4は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5及び制御回路120に送信する。
インバータ回路INV5は、インバータ回路INV4から信号DIR’_Aを受信する。インバータ回路INV5は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号/DIR’_Aを制御回路120に送信する。
なお、第1入力回路100に含まれるインバータ回路INVの数は、5個に限定されない。第1入力回路100において、端子Aに接続されるインバータ回路INVの数は偶数個であればよく、端子Cに接続されるインバータ回路INVの数は奇数個であればよい。
1.1.3 第2入力回路110の構成
次に、本実施形態に係るIC1に含まれる第2入力回路110の構成の詳細について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係るIC1に含まれる第2入力回路110の構成の一例を示す回路図である。
第2入力回路110は、インバータ回路INV6~INV8を含む。インバータ回路INV6~INV8は、電圧VccBを動作電圧として動作する。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。インバータ回路INV6は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号をインバータ回路INV7に送信する。
インバータ回路INV7は、インバータ回路INV6から信号を受信する。インバータ回路INV7は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8及び制御回路120に送信する。
インバータ回路INV8は、インバータ回路INV7から信号DIR’_Bを受信する。インバータ回路INV8は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号/DIR’_Bを制御回路120に送信する。
なお、第2入力回路110に含まれるインバータ回路INVの数は、3個に限定されない。第2入力回路110において、端子Cに接続されるインバータ回路INVの数は奇数個であればよい。
1.1.4 制御回路120の構成
次に、本実施形態に係るIC1に含まれる制御回路120の構成の詳細について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態に係るIC1に含まれる制御回路120の構成の一例を示す回路図である。
制御回路120は、NAND回路NAND1、NOR回路NOR1及びNOR2、並びにpチャネルMOSトランジスタTR1を含む。なお、以下の説明では、トランジスタのソース及びドレインを限定しない場合、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方を「トランジスタの一端」と表記し、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方を「トランジスタの他端」と表記する。
NAND回路NAND1は、電圧VccBを動作電圧として動作する。NAND回路NAND1は3つの入力端子を有する。NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_Aが入力され、第2入力端子には信号DIR’_Bが入力され、第3入力端子には信号IN’_Aが入力される。NAND回路NAND1は、信号DIR’_A、DIR’_B、及びIN’_Aに基づいて、NAND演算を行う。NAND回路NAND1は、演算結果を信号CTL1として出力回路130に送信する。
NOR回路NOR1は、電圧VccBを動作電圧として動作する。NOR回路NOR1は2つの入力端子を有する。NOR回路NOR1の一方の入力端子には信号/DIR’_Bが入力され、他方の入力端子には電圧VccAが印加される。NOR回路NOR1は、信号/DIR’_B、及び電圧VccAに基づいて、NOR演算を行う。NOR回路NOR1は、演算結果を信号CTL0としてノードN0に送信する。
トランジスタTR1のゲートはノードN0に接続される。トランジスタTR1の一端には電圧VccBが印加される。トランジスタTR1の他端はNOR回路NOR2の電源端子に接続され、トランジスタTR1がオン状態のとき、NOR回路NOR2に電圧VccBが印加される。
NOR回路NOR2は、電圧VccBを動作電圧として動作する。NOR回路NOR2は3つの入力端子を有する。NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_Aが入力され、第2入力端子には信号/DIR’_Bが入力され、第3入力端子には信号IN’_Aが入力される。NOR回路NOR2は、信号/DIR’_A、/DIR’_B、及びIN’_Aに基づいて、NOR演算を行う。NOR回路NOR2は、演算結果を信号CTL2として出力回路130に送信する。
1.1.5 出力回路130の構成
次に、本実施形態に係るIC1に含まれる出力回路130の構成の詳細について、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態に係るIC1に含まれる出力回路130の構成の一例を示す回路図である。
出力回路130は、pチャネルMOSトランジスタTR2及びTR3、並びにnチャネルMOSトランジスタTR4を含む。
トランジスタTR2のゲートには電圧VccBが印加される。トランジスタTR2の一端はノードN1に接続される。ノードN1には、制御回路120から信号CTL1が入力される。トランジスタTR2の他端はノードN3に接続される。
トランジスタTR3のゲートはノードN1に接続される。トランジスタTR3の一端には電圧VccBが印加される。トランジスタTR3の他端はノードN3に接続される。
トランジスタTR4のゲートはノードN2に接続される。ノードN2には、制御回路120から信号CTL2が入力される。トランジスタTR4の一端はノードN3に接続される。トランジスタTR4の他端には接地電圧VSSが印加される。
出力回路130は、端子Bを介して外部デバイスに信号OUT_Bを出力する。
1.2 動作
次に、本実施形態に係るIC1の動作について、図6~図20を用いて説明する。本明細書では、電源電圧(電圧VccA及びVccB)の状態について、IC1に電源電圧が印加されている状態を「“H”レベル」と表記し、IC1に電源電圧が印加されていない状態、すなわち電源電圧がGNDレベルに落ちている状態を「“L”レベル」と表記する。例えば、IC1をPCに差し込んで使用するときには、IC1のVccA端子がPCのVccA端子に差し込まれていない場合に、電圧VccAが印加されていない状態となり、IC1のVccB端子がPCのVccB端子に差し込まれていない場合に、電圧VccBが印加されていない状態となる。また、PCがスリープモードにされる場合などにも、電源電圧が印加されていない状態となる。
まず、電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルの場合について、信号DIRの論理レベルと信号IN_Aの論理レベルの組み合わせ毎に説明する。この場合の真理値表を図6に示す。
図7は、電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルであり、信号DIRが“H”レベルであり、且つ信号IN_Aが“H”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図6の真理値表の1行目に示される。
図7に示すように、インバータ回路INV1は、外部デバイスから信号IN_A(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV1及びINV2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV1は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV2に送信し、インバータ回路INV2は、“H”レベルの信号を信号IN’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから信号DIR(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV3~INV5に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV3は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV4に送信し、インバータ回路INV4は、“H”レベルの信号を信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV5は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV6は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“H”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV8は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして制御回路120に送信する。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND1は、NAND演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL1として出力回路130に送信する。
NOR回路NOR1の一方の入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccA(“H”レベル)が印加される。NOR回路NOR1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR1は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL0としてノードN0に送信する。
ノードN0にはNOR回路NOR1から信号CTL0(“L”レベル)が入力され、ノードN0の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR1のゲートにノードN0の電圧(“L”レベル)が印加され、トランジスタTR1の一端に電圧VccBが印加されるため、トランジスタTR1はオン状態とされる。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR2にトランジスタTR1を介して電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR2は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL2として出力回路130に送信する。
トランジスタTR2のゲートに電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR2はオフ状態とされる。
ノードN1にはNAND回路NAND1から信号CTL1(“L”レベル)が入力され、ノードN1の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR3のゲートにノードN1の電圧(“L”レベル)が印加され、トランジスタTR3の一端に電圧VccBが印加されるため、トランジスタTR3はオン状態とされる。ノードN2にはNOR回路NOR2から信号CTL2(“L”レベル)が入力され、ノードN2の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR4のゲートにノードN2の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR4はオフ状態とされる。トランジスタTR2及びTR4はオフ状態とされるが、トランジスタTR3はオン状態とされる。この結果、ノードN3の電圧は“H”レベルとされ、出力回路130は、信号OUT_Bを“H”レベルとする。
図8は、電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルであり、信号DIRが“H”レベルであり、且つ信号IN_Aが“L”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図6の真理値表の2行目に示される。
図8に示すように、インバータ回路INV1は、外部デバイスから信号IN_A(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV1は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV2に送信し、インバータ回路INV2は、“L”レベルの信号を信号IN’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV3~INV8の動作の詳細は、図7と同じである。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND1は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL1として出力回路130に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNOR回路NOR1、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図7と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR2は、NOR演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL2として出力回路130に送信する。
トランジスタTR2の動作の詳細は、図7と同じである。
ノードN1にはNAND回路NAND1から信号CTL1(“H”レベル)が入力され、ノードN1の電圧は“H”レベルとされる。トランジスタTR3のゲートにノードN1の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR3はオフ状態とされる。ノードN2にはNOR回路NOR2から信号CTL2(“H”レベル)が入力され、ノードN2の電圧は“H”レベルとされる。トランジスタTR4のゲートにノードN2の電圧(“H”レベル)が印加され、トランジスタTR4の他端に接地電圧VSSが印加されるため、トランジスタTR4はオン状態とされる。トランジスタTR2及びTR3はオフ状態とされるが、トランジスタTR4はオン状態とされる。この結果、ノードN3の電圧は“L”レベルとされ、出力回路130は、信号OUT_Bを“L”レベルとする。
図9は、電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルであり、信号DIRが“L”レベルであり、且つ信号IN_Aが“H”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図6の真理値表の3行目に示される。
図9に示すように、インバータ回路INV1及びINV2の動作の詳細は、図7と同じである。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV3は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV4に送信し、インバータ回路INV4は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV5は、“H”レベルの信号を信号/DIR’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV6は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV8は、“H”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして制御回路120に送信する。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND1は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL1として出力回路130に送信する。
NOR回路NOR1の一方の入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccA(“H”レベル)が印加される。NOR回路NOR1は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL0としてノードN0に送信する。
ノードN0の電圧、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図7と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR2は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL2として出力回路130に送信する。
トランジスタTR2の動作の詳細は、図7と同じである。
ノードN1の電圧は、信号CTL1(“H”レベル)に基づいて“H”レベルとされる。トランジスタTR3のゲートにノードN1の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR3はオフ状態とされる。ノードN2の電圧は、信号CTL2(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR4のゲートにノードN2の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR4はオフ状態とされる。トランジスタTR2~TR4はオフ状態とされる。この結果、出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
図10は、電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルであり、信号DIRが“L”レベルであり、且つ信号IN_Aが“L”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図6の真理値表の4行目に示される。
図10に示すように、インバータ回路INV1及びINV2の動作の詳細は、図8と同じである。インバータ回路INV3~INV8の動作の詳細は、図9と同じである。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND1は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL1として出力回路130に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNOR回路NOR1、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図9と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR2は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL2として出力回路130に送信する。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図9と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
次に、電圧VccAが“H”レベル、且つ電圧VccBが“L”レベルの場合について、信号DIRの論理レベルと信号IN_Aの論理レベルの組み合わせ毎に説明する。この場合の真理値表を図11に示す。
図12は、電圧VccAが“H”レベルであり、電圧VccBが“L”レベルであり、信号DIRが“H”レベルであり、且つ信号IN_Aが“H”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図11の真理値表の1行目に示される。
図12に示すように、インバータ回路INV1~INV5の動作の詳細は、図7と同じである。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV6は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV8は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして制御回路120に送信する。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND1は、“L”レベルの信号を信号CTL1として出力回路130に送信する。
NOR回路NOR1の一方の入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccA(“H”レベル)が印加される。NOR回路NOR1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR1は、“L”レベルの信号を信号CTL0としてノードN0に送信する。
ノードN0にはNOR回路NOR1から信号CTL0(“L”レベル)が入力され、ノードN0の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR1のゲートにノードN0の電圧(“L”レベル)が印加されるが、トランジスタTR1の一端に印加される電圧VccBが“L”レベルであるため、トランジスタTR1はオフ状態とされる。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR2にトランジスタTR1を介して電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR2は、“L”レベルの信号を信号CTL2として出力回路130に送信する。
トランジスタTR2のゲートに電圧VccB(“L”レベル)が印加され、ノードN1にNAND回路NAND1から信号CTL1(“L”レベル)が入力されるため、端子Bの電圧に応じてトランジスタTR2はオン状態またはオフ状態とされる。
例えば、端子Bに、外部デバイスのCPUからバスを介して接地電圧VSSよりも大きい電圧(“H”レベル)が印加されない場合、すなわち端子Bの電圧が“L”レベルの場合、トランジスタTR2はオフ状態とされる。この場合、ノードN1の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR3のゲートにノードN1の電圧(“L”レベル)が印加されるが、トランジスタTR3の一端に印加される電圧VccBが“L”レベルであるため、トランジスタTR3はオフ状態とされる。ノードN2にはNOR回路NOR2から信号CTL2(“L”レベル)が入力され、ノードN2の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR4のゲートにノードN2の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR4はオフ状態とされる。トランジスタTR2~TR4はオフ状態とされる。この結果、信号OUT_BはHZとされる。
他方で、端子Bに、外部デバイスのCPUからバスを介して接地電圧VSSよりも大きい電圧(“H”レベル)が印加される場合、すなわち端子Bの電圧が“H”レベルの場合、トランジスタTR2はオン状態とされる。この場合、ノードN1の電圧は“L”レベルから“H”レベル(端子Bの電圧)とされる。トランジスタTR3のゲートにノードN1の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR3はオフ状態とされる。ノードN2にはNOR回路NOR2から信号CTL2(“L”レベル)が入力され、ノードN2の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR4のゲートにノードN2の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR4はオフ状態とされる。トランジスタTR2はオン状態とされるが、トランジスタTR3及びTR4はオフ状態とされる。この結果、信号OUT_BはHZとされる。
以上から、出力回路130は、端子Bの電圧に関わらず、常に信号OUT_BをHZとする。
図13は、電圧VccAが“H”レベルであり、電圧VccBが“L”レベルであり、信号DIRが“H”レベルであり、且つ信号IN_Aが“L”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図11の真理値表の2行目に示される。
図13に示すように、インバータ回路INV1~INV5の動作の詳細は、図8と同じである。インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、図12と同じである。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND1は、“L”レベルの信号を信号CTL1として出力回路130に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNOR回路NOR1、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図12と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR2にトランジスタTR1を介して電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR2は、“L”レベルの信号を信号CTL2として出力回路130に送信する。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図12と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
図14は、電圧VccAが“H”レベルであり、電圧VccBが“L”レベルであり、信号DIRが“L”レベルであり、且つ信号IN_Aが“H”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図11の真理値表の3行目に示される。
図14に示すように、インバータ回路INV1及びINV2の動作の詳細は、図7と同じである。インバータ回路INV3~INV5の動作の詳細は、図9と同じである。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV6は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV8は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして制御回路120に送信する。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND1は、“L”レベルの信号を信号CTL1として出力回路130に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNOR回路NOR1、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図12と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR2にトランジスタTR1を介して電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR2は、“L”レベルの信号を信号CTL2として出力回路130に送信する。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図12と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
図15は、電圧VccAが“H”レベルであり、電圧VccBが“L”レベルであり、信号DIRが“L”レベルであり、且つ信号IN_Aが“L”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図11の真理値表の4行目に示される。
図15に示すように、インバータ回路INV1及びINV2の動作の詳細は、図8と同じである。インバータ回路INV3~INV5の動作の詳細は、図9と同じである。インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、図14と同じである。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND1は、“L”レベルの信号を信号CTL1として出力回路130に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNOR回路NOR1、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図12と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR2にトランジスタTR1を介して電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR2は、“L”レベルの信号を信号CTL2として出力回路130に送信する。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図12と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
続いて、電圧VccAが“L”レベル、且つ電圧VccBが“H”レベルの場合について、信号DIRの論理レベルと信号IN_Aの論理レベルの組み合わせ毎に説明する。この場合の真理値表を図16に示す。
図17は、電圧VccAが“L”レベルであり、電圧VccBが“H”レベルであり、信号DIRが“H”レベルであり、且つ信号IN_Aが“H”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図16の真理値表の1行目に示される。
図17に示すように、インバータ回路INV1は、外部デバイスから信号IN_A(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV1及びINV2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV1は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV2に送信し、インバータ回路INV2は、“L”レベルの信号を信号IN’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから信号DIR(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV3~INV5に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV3は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV4に送信し、インバータ回路INV4は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV5は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、図7と同じである。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND1は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL1として出力回路130に送信する。
NOR回路NOR1の一方の入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccA(“L”レベル)が印加される。NOR回路NOR1は、NOR演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL0としてノードN0に送信する。
ノードN0にはNOR回路NOR1から信号CTL0(“H”レベル)が入力され、ノードN0の電圧は“H”レベルとされる。トランジスタTR1のゲートにノードN0の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR1はオフ状態とされる。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR2にトランジスタTR1を介して電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR2は、“L”レベルの信号を信号CTL2として出力回路130に送信する。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図9と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
図18は、電圧VccAが“L”レベルであり、電圧VccBが“H”レベルであり、信号DIRが“H”レベルであり、且つ信号IN_Aが“L”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図16の真理値表の2行目に示される。
図18に示すように、インバータ回路INV1は、外部デバイスから信号IN_A(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV1及びINV2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV1は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV2に送信し、インバータ回路INV2は、“L”レベルの信号を信号IN’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV3~INV5の動作の詳細は、図17と同じである。インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、図7と同じである。
ノードN0の電圧、並びにNAND回路NAND1、NOR回路NOR1、トランジスタTR1、及びNOR回路NOR2の動作の詳細は、図17と同じである。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図17と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
図19は、電圧VccAが“L”レベルであり、電圧VccBが“H”レベルであり、信号DIRが“L”レベルであり、且つ信号IN_Aが“H”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図16の真理値表の3行目に示される。
図19に示すように、インバータ回路INV1及びINV2の動作の詳細は、図17と同じである。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV3~INV5に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV3は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV4に送信し、インバータ回路INV4は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5及び制御回路120に送信し、インバータ回路INV5は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、図9と同じである。
NAND回路NAND1の第1入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND1は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL1として出力回路130に送信する。
NOR回路NOR1の一方の入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccA(“L”レベル)が印加される。NOR回路NOR1は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL0としてノードN0に送信する。
ノードN0の電圧、及びトランジスタTR1の動作の詳細は、図7と同じである。
NOR回路NOR2の第1入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_A(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR2は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL2として出力回路130に送信する。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図9と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
図20は、電圧VccAが“L”レベルであり、電圧VccBが“H”レベルであり、信号DIRが“L”レベルであり、且つ信号IN_Aが“L”レベルである場合のIC1の動作を説明する図である。この場合の信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、及びIN’_Aの論理レベル、ノードN0~N2の電圧レベル、並びに出力信号OUT_Bの状態は、図16の真理値表の4行目に示される。
図20に示すように、インバータ回路INV1及びINV2の動作の詳細は、図18と同じである。インバータ回路INV3~INV5の動作の詳細は、図19と同じである。インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、図9と同じである。
ノードN0の電圧、並びにNAND回路NAND1、NOR回路NOR1、トランジスタTR1、及びNOR回路NOR2の動作の詳細は、図19と同じである。
ノードN1及びN2の電圧、及びトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、図19と同じである。出力回路130は、信号OUT_BをHZとする。
1.3 効果
本実施形態に係るIC1は、電圧VccAが印加されていない場合のノードN2の電圧を制御するために、第2入力回路110を含む。これにより、電圧VccAが印加されておらず、且つ信号DIRが“L”レベルの場合に、ノードN2の電圧を“L”レベルにでき、信号OUT_BがHZとされる。
また、本実施形態に係るIC1は、電圧VccAが印加されていない場合のノードN2の電圧を制御するために、制御回路120内にNOR回路NOR1と、トランジスタTR1とを含む。これにより、電圧VccAが印加されておらず、且つ信号DIRが“H”レベルの場合に、ノードN2の電圧を“L”レベルにでき、信号OUT_BがHZとされる。
更に、本実施形態に係るIC1は、電圧VccBが印加されていない場合のノードN1の電圧を制御するために、出力回路130内にトランジスタTR2を含む。これにより、電圧VccBが印加されていない場合に、ノードN1の電圧を“H”レベルにでき、信号OUT_BがHZとされる。
本実施形態に係る構成であれば、IC1に電圧VccA及びVccBの少なくとも1つが印加されていない状態において、端子Bからの出力信号OUT_Bをハイインピーダンス状態に制御できるため、IC1の動作信頼性を向上できる。
2.第2実施形態
第2実施形態に係るIC1について説明する。本実施形態に係るIC1は、端子Aに入力された信号を端子Aから端子Bに伝送する回路構成を有する第1実施形態に係るIC1において、端子Bに入力された信号を端子Bから端子Aに伝送する回路構成が追加されたものである。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
2.1 構成
2.1.1 IC1の全体構成
まず、本実施形態に係るIC1の全体構成について、図21を用いて説明する。
図21は、本実施形態に係るIC1の一例を示す回路図である。IC1は、第1実施形態で示した図1のIC1内に、第2制御回路230及び第2出力回路250が更に追加された構成を有する。第2入力回路210は、図1の第2入力回路110に対応するが、第1実施形態で示した図3の第2入力回路110とは異なる構成を有する。第2入力回路210、第2制御回路230、及び第2出力回路250の詳細は後述する。第1入力回路200は、図1の第1入力回路100に対応し、第1実施形態で示した図2の第1入力回路100と同じ構成を有する。第1制御回路220は、図1の制御回路120に対応し、第1実施形態で示した図4の制御回路120と同じ構成を有する。第1出力回路240は、図1の出力回路130に対応し、第1実施形態で示した図5の出力回路130と同じ構成を有する。IC1は、図1のIC1と同様に、VccA端子、VccB端子、VSS端子、端子A、端子B、及び端子Cを有する。
2.1.2 第2入力回路210の構成
第2入力回路210は、電圧VccBを動作電圧として動作する。第2入力回路210は、外部デバイスから信号IN_B及びDIRを受信する。第2入力回路210は、受信した信号IN_Bに基づいて信号IN’_Bを生成し、生成した信号IN’_Bを第2制御回路230に送信する。また、第2入力回路210は、受信した信号DIRに基づいて信号DIR’_B、及び/DIR’_Bを生成し、生成した信号DIR’_B及び/DIR’_Bを第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
第2入力回路210は、図3の第2入力回路110内に、インバータ回路INV11及びINV12が更に追加されている。
インバータ回路INV11は、外部デバイスから端子Bを介して入力信号IN_Bを受信する。インバータ回路INV11は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号をインバータ回路INV12に送信する。
インバータ回路INV12は、インバータ回路INV11から信号を受信する。インバータ回路INV12は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
なお、第2入力回路210に含まれるインバータ回路INVの数は、5個に限定されない。第2入力回路210において、端子Bに接続されるインバータ回路INVの数は偶数個であればよく、端子Cに接続されるインバータ回路INVの数は奇数個であればよい。
2.1.3 第2制御回路230の構成
第2制御回路230は、電圧VccAを動作電圧として動作する。第2制御回路230は第2出力回路250の動作を制御する。より具体的には、第2制御回路230は、第2入力回路210から受信した信号IN’_B、DIR’_B、/DIR’_B、DIR’_A、及び/DIR’_Aに基づいて、制御信号CTL4及びCTL5を生成し、生成した信号CTL4及びCTL5を第2出力回路250に送信する。制御信号CTL4及びCTL5は、第2出力回路250を制御するための信号である。
第2制御回路230は、NAND回路NAND2、NOR回路NOR3及びNOR4、並びにpチャネルMOSトランジスタTR5を含む。
NAND回路NAND2は、電圧VccAを動作電圧として動作する。NAND回路NAND2は3つの入力端子を有する。NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_Bが入力され、第2入力端子には信号/DIR’_Aが入力され、第3入力端子には信号IN’_Bが入力される。NAND回路NAND2は、信号/DIR’_B、/DIR’_A、及びIN’_Bに基づいて、NAND演算を行う。NAND回路NAND2は、演算結果を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
NOR回路NOR3は、電圧VccAを動作電圧として動作する。NOR回路NOR3は2つの入力端子を有する。NOR回路NOR3の一方の入力端子には信号DIR’_Aが入力され、他方の入力端子には電圧VccBが印加される。NOR回路NOR3は、信号DIR’_A、及び電圧VccBに基づいて、NOR演算を行う。NOR回路NOR3は、演算結果を信号CTL3としてノードN4に送信する。
トランジスタTR5のゲートはノードN4に接続される。トランジスタTR5の一端には電圧VccAが印加される。トランジスタTR5の他端はNOR回路NOR4の電源端子に接続され、トランジスタTR5がオン状態のとき、NOR回路NOR4に電圧VccAが印加される。
NOR回路NOR4は、電圧VccAを動作電圧として動作する。NOR回路NOR4は3つの入力端子を有する。NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_Bが入力され、第2入力端子には信号DIR’_Aが入力され、第3入力端子には信号IN’_Bが入力される。NOR回路NOR4は、信号DIR’_B、DIR’_A、及びIN’_Bに基づいて、NOR演算を行う。NOR回路NOR4は、演算結果を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
2.1.4 第2出力回路250の構成
第2出力回路250は、電圧VccAを動作電圧として動作する。第2出力回路250は、第2制御回路230から受信した信号CTL4及びCTL5に基づいて、外部デバイスに信号OUT_Aを出力する。
第2出力回路250は、pチャネルMOSトランジスタTR6及びTR7、並びにnチャネルMOSトランジスタTR8を含む。
トランジスタTR6のゲートには電圧VccAが印加される。トランジスタTR6の一端はノードN5に接続される。ノードN5には、第2制御回路230から信号CTL4が入力される。トランジスタTR6の他端はノードN7に接続される。
トランジスタTR7のゲートはノードN5に接続される。トランジスタTR7の一端には電圧VccAが印加される。トランジスタTR7の他端はノードN7に接続される。
トランジスタTR8のゲートはノードN6に接続される。ノードN6には、第2制御回路230から信号CTL5が入力される。トランジスタTR8の一端はノードN7に接続される。トランジスタTR8の他端には接地電圧VSSが印加される。
第2出力回路250は、端子Aを介して外部デバイスに信号OUT_Aを出力する。
2.2 動作
次に、本実施形態に係るIC1の動作について、図22~図24を用いて説明する。図22~図24は、本実施形態に係るIC1の動作時の真理値表である。
(1) 電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルの場合
電圧VccA及びVccBの両方が“H”レベルの場合について説明する。
(1-1)信号DIRが“H”レベル、且つ信号IN_Aが“H”レベルの場合
この場合の信号IN_Bの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図22の真理値表の1行目に示される。信号DIRが“H”レベルであるため、端子Aから端子Bに信号IN_Aが伝送される。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、第1実施形態で示した図7と同じである。信号IN_Aは、図7に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子Bは“H”レベルとされ、端子Bから“H”レベルの信号OUT_Bが出力される。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV6は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“H”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8、第1制御回路220、及び第2制御回路230に送信し、インバータ回路INV8は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
端子Bが“H”レベルであるため、インバータ回路INV11は、端子Bから“H”レベルの信号を信号IN_Bとして受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV11は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“H”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND2は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
NOR回路NOR3の一方の入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccB(“H”レベル)が印加される。NOR回路NOR3に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR3は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL3としてノードN4に送信する。
ノードN4の電圧は、信号CTL3(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR5のゲートにノードN4の電圧(“L”レベル)が印加され、トランジスタTR5の一端に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR5はオン状態とされる。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR4は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
トランジスタTR6のゲートに電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR6はオフ状態とされる。
ノードN5の電圧は、信号CTL4(“H”レベル)に基づいて“H”レベルとされる。トランジスタTR7のゲートにノードN5の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR7はオフ状態とされる。ノードN6の電圧は、信号CTL5(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR8のゲートにノードN6の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR8はオフ状態とされる。トランジスタTR6~TR8はオフ状態とされる。この結果、端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
(1-2)信号DIRが“H”レベル、且つ信号IN_Aが“L”レベルの場合
この場合の信号IN_Bの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図22の真理値表の2行目に示される。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、第1実施形態で示した図8と同じである。信号IN_Aは、図8に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子Bは“L”レベルとされ、端子Bから“L”レベルの信号OUT_Bが出力される。
インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。
端子Bが“L”レベルであるため、インバータ回路INV11は、端子Bから“L”レベルの信号を信号IN_Bとして受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV11は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“L”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND2は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
ノードN4の電圧、並びにNOR回路NOR3、及びトランジスタTR5の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR4は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
(1-3)信号DIRが“L”レベル、且つ信号IN_Bが“H”レベルの場合
この場合の信号IN_Aの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図22の真理値表の3行目に示される。信号DIRが“L”レベルであるため、端子Bから端子Aに信号IN_Bが伝送される。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV3~INV5に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV3は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV4に送信し、インバータ回路INV4は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5、第1制御回路220、及び第2制御回路230に送信し、インバータ回路INV5は、“H”レベルの信号を信号/DIR’_Aとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV6は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8、第1制御回路220、及び第2制御回路230に送信し、インバータ回路INV8は、“H”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
インバータ回路INV11は、外部デバイスから信号IN_B(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV11は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“H”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND2は、NAND演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
NOR回路NOR3の一方の入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccB(“H”レベル)が印加される。NOR回路NOR3に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR3は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL3としてノードN4に送信する。
ノードN4の電圧、及びトランジスタTR5の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR4は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
トランジスタTR6の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。
ノードN5の電圧は、信号CTL4(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR7のゲートにノードN5の電圧(“L”レベル)が印加され、トランジスタTR7の一端に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR7はオン状態とされる。ノードN6の電圧は、信号CTL5(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR8のゲートにノードN6の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR8はオフ状態とされる。トランジスタTR6及びTR8はオフ状態とされるが、トランジスタTR7はオン状態とされる。この結果、端子Aは“H”レベルとされ、第2出力回路250は、信号OUT_Aを“H”レベルとする。
端子Aが“H”レベルであるため、インバータ回路INV1は、端子Aから“H”レベルの信号を信号IN_Aとして受信する。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、図9と同じである。信号IN_Aは、図9に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子BはHZとされ、信号OUT_BはHZとされる。
(1-4)信号DIRが“L”レベル、且つ信号IN_Bが“L”レベルの場合
この場合の信号IN_Aの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図22の真理値表の4行目に示される。
インバータ回路INV3~INV8の動作の詳細は、上記(1-3)の場合と同じである。
インバータ回路INV11は、外部デバイスから信号IN_B(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されるため、インバータ回路INV11は、“H”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“L”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND2は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
ノードN4の電圧、並びにNOR回路NOR3、及びトランジスタTR5の動作の詳細は、上記(1-3)の場合と同じである。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR4は、NOR演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
トランジスタTR6の動作の詳細は、上記(1-3)の場合と同じである。
ノードN5の電圧は、信号CTL4(“H”レベル)に基づいて“H”レベルとされる。トランジスタTR7のゲートにノードN5の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR7はオフ状態とされる。ノードN6の電圧は、信号CTL5(“H”レベル)に基づいて“H”レベルとされる。トランジスタTR8のゲートにノードN6の電圧(“H”レベル)が印加され、トランジスタTR8の他端に接地電圧VSSが印加されるため、トランジスタTR8はオン状態とされる。トランジスタTR6及びTR7はオフ状態とされるが、トランジスタTR8はオン状態とされる。この結果、端子Aは“L”レベルとされ、第2出力回路250は、信号OUT_Aを“L”レベルとする。
端子Aが“L”レベルであるため、インバータ回路INV1は、端子Aから“L”レベルの信号を信号IN_Aとして受信する。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、図10と同じである。信号IN_Aは、図10に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子BはHZとされ、信号OUT_BはHZとされる。
(2) 電圧VccAが“H”レベル、且つ電圧VccBが“L”レベルの場合
電圧VccAが“H”レベル、且つ電圧VccBが“L”レベルの場合について説明する。
(2-1)信号DIRが“H”レベル、且つ信号IN_Aが“H”レベルの場合
この場合の信号IN_Bの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図23の真理値表の1行目に示される。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、第1実施形態で示した図12と同じである。信号IN_Aは、図12に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子BはHZレベルとされ、信号OUT_BはHZとされる。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV6は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8、第1制御回路220、及び第2制御回路230に送信し、インバータ回路INV8は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
端子BがHZであるため、インバータ回路INV11は、端子BからHZの信号を信号IN_Bとして受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV11は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“L”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND2は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
NOR回路NOR3の一方の入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccB(“L”レベル)が印加される。NOR回路NOR3に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR3は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL3としてノードN4に送信する。
ノードN4の電圧、及びトランジスタTR5の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR4は、NOR演算を行い、演算結果(“L”レベル)を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
(2-2)信号DIRが“H”レベル、且つ信号IN_Aが“L”レベルの場合
この場合の信号IN_Bの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図23の真理値表の2行目に示される。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、第1実施形態で示した図13と同じである。信号IN_Aは、図13に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子BはHZレベルとされ、信号OUT_BはHZとされる。
インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、上記(2-1)の場合と同じである。
端子BがHZであるため、インバータ回路INV11は、端子BからHZの信号を信号IN_Bとして受信する。インバータ回路INV11及びINV12の動作の詳細は、上記(2-1)の場合と同じである。
ノードN4の電圧、並びにNAND回路NAND2、NOR回路NOR3、トランジスタTR5、及びNOR回路NOR4の動作の詳細は、上記(2-1)の場合と同じである。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(2-1)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
(2-3)信号DIRが“L”レベル、且つ信号IN_Bが“H”レベルの場合
この場合の信号IN_Aの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図23の真理値表の3行目に示される。
インバータ回路INV3~INV5の動作の詳細は、上記(1-3)の場合と同じである。
インバータ回路INV6は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV6~INV8に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV6は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV7に送信し、インバータ回路INV7は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Bとしてインバータ回路INV8、第1制御回路220、及び第2制御回路230に送信し、インバータ回路INV8は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Bとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
インバータ回路INV11は、外部デバイスから信号IN_B(“H”レベル)を受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV11は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“L”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“H”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NAND回路NAND2は、NAND演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
NOR回路NOR3の一方の入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、他方の入力端子には電圧VccB(“L”レベル)が印加される。NOR回路NOR3に電圧VccA(“H”レベル)が印加されるため、NOR回路NOR3は、NOR演算を行い、演算結果(“H”レベル)を信号CTL3としてノードN4に送信する。
ノードN4の電圧は、信号CTL3(“H”レベル)に基づいて“H”レベルとされる。トランジスタTR5のゲートにノードN4の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR5はオフ状態とされる。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR4は、“L”レベルの信号を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(2-1)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
端子AがHZであるため、インバータ回路INV1は、端子AからHZの信号を信号IN_Aとして受信する。インバータ回路INV2から出力される信号IN’_Aは、HZとされる。
ノードN0の電圧、並びにNAND回路NAND1、NOR回路NOR1、トランジスタTR1、及びNOR回路NOR2の動作の詳細は、第1実施形態で示した図14と同じである。
ノードN1及びN2の電圧、並びにトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、第1実施形態で示した図14と同じである。端子BはHZとされ、第1出力回路240は、信号OUT_BをHZとする。
(2-4)信号DIRが“L”レベル、且つ信号IN_Bが“L”レベルの場合
この場合の信号IN_Aの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図23の真理値表の4行目に示される。
インバータ回路INV3~INV8の動作の詳細は、上記(2-3)の場合と同じである。
インバータ回路INV11は、外部デバイスから信号IN_B(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV11及びINV12に電圧VccB(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV11は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV12に送信し、インバータ回路INV12は、“L”レベルの信号を信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
ノードN4の電圧、並びにNAND回路NAND2、NOR回路NOR3、トランジスタTR5、及びNOR回路NOR4の動作の詳細は、上記(2-3)の場合と同じである。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(2-3)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
端子AがHZであるため、インバータ回路INV1は、端子AからHZの信号を信号IN_Aとして受信する。インバータ回路INV2から出力される信号IN’_Aは、HZとされる。
ノードN0の電圧、並びにNAND回路NAND1、NOR回路NOR1、トランジスタTR1、及びNOR回路NOR2の動作の詳細は、第1実施形態で示した図15と同じである。
ノードN1及びN2の電圧、並びにトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、第1実施形態で示した図15と同じである。端子BはHZとされ、第1出力回路240は、信号OUT_BをHZとする。
(3) 電圧VccAが“L”レベル、且つ電圧VccBが“H”レベルの場合
電圧VccAが“L”レベル、且つ電圧VccBが“H”レベルの場合について説明する。
(3-1)信号DIRが“H”レベル、且つ信号IN_Aが“H”レベルの場合
この場合の信号IN_Bの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図24の真理値表の1行目に示される。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、第1実施形態で示した図17と同じである。信号IN_Aは、図17に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子BはHZレベルとされ、信号OUT_BはHZとされる。
インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、上記(1-1)の場合と同じである。
端子BがHZであるため、インバータ回路INV11は、端子BからHZの信号を信号IN_Bとして受信する。インバータ回路INV12から出力される信号IN’_Bは、HZとされる。
NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND2は、“L”レベルの信号を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
NOR回路NOR3に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR3は、“L”レベルの信号を信号CTL3としてノードN4に送信する。
ノードN4の電圧は、信号CTL3(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR5のゲートにノードN4の電圧(“L”レベル)が印加されるが、トランジスタTR1の一端に印加される電圧VccAが“L”レベルであるため、トランジスタTR5はオフ状態とされる。
NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR4は、“L”レベルの信号を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
トランジスタTR6のゲートに電圧VccA(“L”レベル)が印加され、ノードN5にNAND回路NAND2から信号CTL4(“L”レベル)が入力されるため、端子Aの電圧に応じてトランジスタTR6はオン状態またはオフ状態とされる。
例えば、端子Aに、外部デバイスのメモリからバスを介して接地電圧VSSよりも大きい電圧(“H”レベル)が印加されない場合、すなわち端子Aの電圧が“L”レベルの場合、トランジスタTR6はオフ状態とされる。この場合、ノードN5の電圧は“L”レベルとされる。トランジスタTR7のゲートにノードN5の電圧(“L”レベル)が印加されるが、トランジスタTR7の一端に印加される電圧VccAが“L”レベルであるため、トランジスタTR7はオフ状態とされる。ノードN6の電圧は、信号CTL5(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR8のゲートにノードN6の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR8はオフ状態とされる。トランジスタTR6~TR8はオフ状態とされる。この結果、端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
他方で、端子Aに、外部デバイスのメモリからバスを介して接地電圧VSSよりも大きい電圧(“H”レベル)が印加される場合、すなわち端子Aの電圧が“H”レベルの場合、トランジスタTR6はオン状態とされる。この場合、ノードN5の電圧は“L”レベルから“H”レベル(端子Aの電圧)とされる。トランジスタTR7のゲートにノードN5の電圧(“H”レベル)が印加されるため、トランジスタTR7はオフ状態とされる。ノードN6の電圧は、信号CTL5(“L”レベル)に基づいて“L”レベルとされる。トランジスタTR8のゲートにノードN6の電圧(“L”レベル)が印加されるため、トランジスタTR8はオフ状態とされる。トランジスタTR6はオン状態とされるが、トランジスタTR7及びTR8はオフ状態とされる。この結果、端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
以上から、第2出力回路250は、端子Aの電圧に関わらず、常に信号OUT_AをHZとする。
(3-2)信号DIRが“H”レベル、且つ信号IN_Aが“L”レベルの場合
この場合の信号IN_Bの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図24の真理値表の2行目に示される。端子Aから端子Bへの信号伝送の様子は、第1実施形態で示した図18と同じである。信号IN_Aは、図18に示すように端子Aから端子Bに伝送され、端子BはHZレベルとされ、信号OUT_BはHZとされる。
インバータ回路INV6~INV8の動作の詳細は、上記(3-1)の場合と同じである。
端子BがHZであるため、インバータ回路INV11は、端子BからHZの信号を信号IN_Bとして受信する。インバータ回路INV12から出力される信号IN’_Bは、HZとされる。
ノードN4の電圧、並びにNAND回路NAND2、NOR回路NOR3、トランジスタTR5、及びNOR回路NOR4の動作の詳細は、上記(3-1)の場合と同じである。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(3-1)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
(3-3)信号DIRが“L”レベル、且つ信号IN_Bが“H”レベルの場合
この場合の信号IN_Aの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図24の真理値表の3行目に示される。
インバータ回路INV3は、外部デバイスから信号DIR(“L”レベル)を受信する。インバータ回路INV3~INV5に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV3は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV4に送信し、インバータ回路INV4は、“L”レベルの信号を信号DIR’_Aとしてインバータ回路INV5、第1制御回路220、及び第2制御回路230に送信し、インバータ回路INV5は、“L”レベルの信号を信号/DIR’_Aとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
インバータ回路INV6~INV8、INV11及びINV12の動作の詳細は、上記(1-3)の場合と同じである。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“H”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND2は、“L”レベルの信号を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
ノードN4の電圧、並びにNOR回路NOR3、及びトランジスタTR5の動作の詳細は、上記(3-1)の場合と同じである。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“H”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR4は、“L”レベルの信号を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(3-1)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
端子AがHZであるため、インバータ回路INV1は、端子AからHZの信号を信号IN_Aとして受信する。インバータ回路INV1及びINV2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV1は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV2に送信し、インバータ回路INV2は、“L”レベルの信号を信号IN’_Aとして第1制御回路220に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNAND回路NAND1、NOR回路NOR1、トランジスタTR1、及びNOR回路NOR2の動作の詳細は、第1実施形態で示した図19と同じである。
ノードN1及びN2の電圧、並びにトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、第1実施形態で示した図19と同じである。端子BはHZとされ、第1出力回路240は、信号OUT_BをHZとする。
(3-4)信号DIRが“L”レベル、且つ信号IN_Bが“L”レベルの場合
この場合の信号IN_Aの状態、信号DIR’_A、/DIR’_A、DIR’_B、/DIR’_B、IN’_A、及びIN’_Bの論理レベル、ノードN0~N2及びN4~N6の電圧レベル、並びに信号OUT_A及びOUT_Bの状態は、図24の真理値表の4行目に示される。
インバータ回路INV3~INV8の動作の詳細は、上記(3-3)の場合と同じである。インバータ回路INV11及びINV12の動作の詳細は、上記(1-4)の場合と同じである。
NAND回路NAND2の第1入力端子には信号/DIR’_B(“H”レベル)が入力され、第2入力端子には信号/DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NAND回路NAND2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NAND回路NAND2は、“L”レベルの信号を信号CTL4として第2出力回路250に送信する。
ノードN4の電圧、並びにNOR回路NOR3、及びトランジスタTR5の動作の詳細は、上記(3-3)の場合と同じである。
NOR回路NOR4の第1入力端子には信号DIR’_B(“L”レベル)が入力され、第2入力端子には信号DIR’_A(“L”レベル)が入力され、第3入力端子には信号IN’_B(“L”レベル)が入力される。NOR回路NOR4にトランジスタTR5を介して電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、NOR回路NOR4は、“L”レベルの信号を信号CTL5として第2出力回路250に送信する。
ノードN5及びN6の電圧、並びにトランジスタTR6~TR8の動作の詳細は、上記(3-3)の場合と同じである。端子AはHZとされ、第2出力回路250は、信号OUT_AをHZとする。
端子AがHZであるため、インバータ回路INV1は、端子AからHZの信号を信号IN_Aとして受信する。インバータ回路INV1及びINV2に電圧VccA(“H”レベル)が印加されないため、インバータ回路INV1は、“L”レベルの信号をインバータ回路INV2に送信し、インバータ回路INV2は、“L”レベルの信号を信号IN’_Aとして第1制御回路220に送信する。
ノードN0の電圧、並びにNAND回路NAND1、NOR回路NOR1、トランジスタTR1、及びNOR回路NOR2の動作の詳細は、第1実施形態で示した図20と同じである。
ノードN1及びN2の電圧、並びにトランジスタTR2~TR4の動作の詳細は、第1実施形態で示した図20と同じである。端子BはHZとされ、第1出力回路240は、信号OUT_BをHZとする。
2.3 効果
本実施形態に係るIC1は、第1実施形態に係るIC1の構成を含むため、第1実施形態と同様に、IC1に電圧VccA及びVccBの少なくとも1つが印加されていない状態において、端子Bからの出力信号OUT_Bをハイインピーダンス状態に制御できる。
また、本実施形態に係るIC1は、電圧VccBが印加されていない場合のノードN6の電圧を制御するために、第2制御回路230内にNOR回路NOR3と、トランジスタTR5とを含む。これにより、電圧VccBが印加されておらず、且つ信号DIRが“H”レベルの場合に、ノードN6の電圧を“L”レベルにでき、信号OUT_AがHZとされる。
更に、本実施形態に係るIC1は、電圧VccAが印加されていない場合のノードN5の電圧を制御するために、第2出力回路250内にトランジスタTR6を含む。これにより、電圧VccAが印加されていない場合に、ノードN5の電圧を“H”レベルにでき、信号OUT_AがHZとされる。
本実施形態に係る構成であれば、IC1に電圧VccA及びVccBの少なくとも1つが印加されていない状態において、端子Aからの出力信号OUT_Aもハイインピーダンス状態に制御できる。
よって、入力信号が端子Aから端子Bに伝送される場合と、入力信号が端子Bから端子Aに伝送される場合とのいずれにおいても、IC1の動作信頼性を向上できる。
3.変形例等
上記のように、実施形態に係る半導体装置(1)は、第1電圧(VccA)を印加され、第1入力信号(IN_A)及び第2入力信号(DIR)を受信可能であり、第1入力信号に基づく第1信号(IN'_A)、第2入力信号に基づく第2信号(DIR'_A)、及び第2信号の論理レベルを反転させた第3信号(/DIR'_A)を生成可能な第1回路(100)と、第1電圧と異なる第2電圧(VccB)を印加され、第2入力信号を受信可能であり、第2入力信号に基づく第4信号(DIR'_B)、及び第4信号の論理レベルを反転させた第5信号(/DIR'_B)を生成可能な第2回路(110)と、第2電圧を印加され、第1信号、第2信号、及び第4信号に基づく第1制御信号(CTL1)、並びに第1電圧、第1信号、第3信号、及び第5信号に基づく第2制御信号(CTL2)を生成可能な第3回路(120)と、第2電圧を印加され、第1制御信号及び第2制御信号に基づく出力信号(OUT_B)を出力可能な第4回路(130)とを備える。第1電圧及び第2電圧のうちの少なくとも1つが印加されない場合、出力信号はハイインピーダンス状態とされる。
また、実施形態に係る半導体装置(1)は、第1回路(200)と、第2回路(210)と、第3回路(220)と、第4回路(240)と、第5回路(230)と、第6回路(250)とを含んでいてもよい。第1回路(200)は、第1電圧(VccA)を印加され、第1入力信号(IN_A)及び第2入力信号(DIR)を受信可能であり、第1入力信号に基づく第1信号(IN'_A)、第2入力信号に基づく第2信号(DIR'_A)、及び第2信号の論理レベルを反転させた第3信号(/DIR'_A)を生成可能な構成とすることができる。第2回路(210)は、第1電圧と異なる第2電圧(VccB)を印加され、第2入力信号及び第3入力信号(IN_B)を受信可能であり、第2入力信号に基づく第4信号(DIR'_B)、第4信号の論理レベルを反転させた第5信号(/DIR'_B)、及び第3入力信号に基づく第6信号(IN'_B)を生成可能な構成とすることができる。第3回路(220)は、第2電圧を印加され、第1信号、第2信号、及び第4信号に基づく第1制御信号(CTL1)、並びに第1電圧、第1信号、第3信号、及び第5信号に基づく第2制御信号(CTL2)を生成可能な構成とすることができる。第4回路(240)は、第2電圧を印加され、第1制御信号及び第2制御信号に基づく第1出力信号(OUT_B)を出力可能な構成とすることができる。第5回路(230)は、第1電圧を印加され、第3信号、第5信号、及び第6信号に基づく第3制御信号(CTL4)、並びに第2電圧、第2信号、第4信号、及び第6信号に基づく第4制御信号(CTL5)を生成可能な構成とすることができる。第6回路(250)は、第1電圧を印加され、第3制御信号及び第4制御信号に基づく第2出力信号(OUT_A)を出力可能な構成とすることができる。第1電圧及び第2電圧のうちの少なくとも1つが印加されない場合、第1出力信号及び第2出力信号はハイインピーダンス状態とされる。
なお、実施形態は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、第1実施形態に係るIC1に含まれる第1入力回路100は、図25に示す構成とすることができる。図25は、第1実施形態に係るIC1に含まれる第1入力回路100の変形例の構成の一例を示す回路図である。
第1入力回路100は、インバータ回路INV9を含む。インバータ回路INV9は、電圧VccAを動作電圧として動作する。
第1入力回路100は、外部デバイスから端子Aを介して信号IN_Aを受信する。第1入力回路100は、受信した信号を、信号IN’_Aとして制御回路120に送信する。
第1入力回路100は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。第1入力回路100は、受信した信号を、信号DIR’_Aとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV9は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。インバータ回路INV9は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号/DIR’_Aとして制御回路120に送信する。
IC1に電圧VccA(“H”レベル)が印加される場合、信号IN’_Aは、信号IN_Aと同じ論理レベルとされ、信号DIR’_Aは、信号DIRと同じ論理レベルとされ、信号/DIR’_Aは、信号DIRとは異なる論理レベルとされる。他方で、IC1に電圧VccA(“H”レベル)が印加されない場合、信号IN’_A、DIR’_A、及び/DIR’_Aは“L”レベルとされる。
また、第1実施形態に係るIC1に含まれる第2入力回路110は、図26に示す構成とすることができる。図26は、第1実施形態に係るIC1に含まれる第2入力回路110の変形例の構成の一例を示す回路図である。
第2入力回路110は、インバータ回路INV10を含む。インバータ回路INV10は、電圧VccBを動作電圧として動作する。
第2入力回路110は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。第2入力回路110は、受信した信号を、信号DIR’_Bとして制御回路120に送信する。
インバータ回路INV10は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。インバータ回路INV10は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号/DIR’_Bとして制御回路120に送信する。
IC1に電圧VccB(“H”レベル)が印加される場合、信号DIR’_Bは、信号DIRと同じ論理レベルとされ、信号/DIR’_Bは、信号DIRとは異なる論理レベルとされる。他方で、IC1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されない場合、信号DIR’_B、及び/DIR’_Bは“L”レベルとされる。
第1入力回路100は、電圧VccAで動作し、信号IN_Aと同じ論理レベルの信号IN’_Aを出力でき、信号DIRと同じ論理レベルの信号DIR’_A、及び信号DIR’_Aの論理レベルを反転させた信号/DIR’_Aを出力できれば第1実施形態の回路に限定されない。
第2入力回路110は、電圧VccBで動作し、信号DIRと同じ論理レベルの信号DIR’_B、及び信号DIR’_Bの論理レベルを反転させた信号/DIR’_Bを出力できれば第1実施形態の回路に限定されない。
制御回路120は、電圧VccAが印加されておらず、且つ信号DIRが“H”レベルの場合に、ノードN2の電圧を“L”レベルにできれば第1実施形態の回路に限定されない。
出力回路130は、電圧VccBが印加されていない場合に、ノードN1の電圧を“H”レベルにできれば第1実施形態の回路に限定されない。
第2実施形態に係るIC1に含まれる第1入力回路200は、図25と同じ構成とすることができる。
また、第2実施形態に係るIC1に含まれる第2入力回路210は、図27に示す構成とすることができる。図27は、第2実施形態に係るIC1に含まれる第2入力回路210の変形例の構成の一例を示す回路図である。
第2入力回路210は、インバータ回路INV13を含む。インバータ回路INV13は、電圧VccBを動作電圧として動作する。
第2入力回路210は、外部デバイスから端子Bを介して信号IN_Bを受信する。第2入力回路210は、受信した信号を、信号IN’_Bとして第2制御回路230に送信する。
第2入力回路210は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。第2入力回路210は、受信した信号を、信号DIR’_Bとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
インバータ回路INV13は、外部デバイスから端子Cを介して信号DIRを受信する。インバータ回路INV13は、受信した信号の論理レベルを反転させた信号を、信号/DIR’_Bとして第1制御回路220及び第2制御回路230に送信する。
IC1に電圧VccB(“H”レベル)が印加される場合、信号IN’_Bは、信号IN_Bと同じ論理レベルとされ、信号DIR’_Bは、信号DIRと同じ論理レベルとされ、信号/DIR’_Bは、信号DIRとは異なる論理レベルとされる。他方で、IC1に電圧VccB(“H”レベル)が印加されない場合、信号IN’_B、DIR’_B、及び/DIR’_Bは“L”レベルとされる。
第2入力回路210は、電圧VccBで動作し、信号IN_Bと同じ論理レベルの信号IN’_Bを出力でき、信号DIRと同じ論理レベルの信号DIR’_B、及び信号DIR’_Bの論理レベルを反転させた信号/DIR’_Bを出力できれば第2実施形態の回路に限定されない。
第2制御回路230は、電圧VccBが印加されておらず、且つ信号DIRが“H”レベルの場合に、ノードN6の電圧を“L”レベルにできれば第2実施形態の回路に限定されない。
第2出力回路250は、電圧VccAが印加されていない場合に、ノードN5の電圧を“H”レベルにできれば第2実施形態の回路に限定されない。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。