JPH01286625A - 出力バッファ回路及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路の出力バッファ回路に関し、特
にティジタル入力された電圧値をアナログ変換して大容
量の負荷を駆動する出力バッファ回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の出力バッファ回路は、第４図に示すよう
な回路構成から成っている。図において、２０はデータ
入力群１２よシ入力されたティジタル振幅値をＤ／Ａ変
換するＤ／Ａコンバータ、１はＤ／Ａコンバータ２０に
よｆｉ　Ｄ／Ａ変換されたアナログ電圧で大容量負荷１
０を駆動するための出力バッファ、２は出力バッファ１
の出力段の定電流源用トランジスタで、大電流用定電流
源リファレンス回路８によりミ流値が決定される。

大電流用定電流源リファレンス回路８により決定される
電流値は、大容量負荷１０を十分駆動できる値が常に一
定な値として与えられている。そのため、第４図に示す
出力バッファ回路の出力波形は第５図に示すように、例
えは、出力電圧値ａからｂに変化するときのスルーレー
トと出力電圧値すからＣに変化するときのスルーレート
とは常に同じである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の出力バッファ回路は、大容量を駆動する
ために第４図に示される定電流源用トランジスタ２に流
れる電流を、大容量負荷１０を出力バッファ回路の出力
最大振幅値で駆動できる値で常に一定に与えておく必要
がある。しかしながら、第５図に示す出力バッファ回路
の出力波形の出力電圧値ａからｂに変化するときは、出
力電圧（６，ｄからｅに変化するときに比べて電圧変化
量が少ないため、定電流源用トランジスタに流す電流は
後者の場合に比べて、わずかな期間だけ流すだけで大容
量負荷１０を駆動できる。従って、従来の出力バッファ
回路には、大容量負荷の駆動には不必要な電流が多く流
れるので、必要以上に出力バッファ回路の消費電力が高
くなるという欠点がある。特に、駆動電圧が高く、ドラ
イバーのような多出力の場合に、従来の出力バッファ回
路を適用すると、消費電力が非常に大きくなるという欠
点がある。

〔課題を解決する丸めの手段〕

本発明の出力バッファ回路は、アナログ電圧をディジタ
ル化したディジタル信号を入力とし、そのディジタル信
号を信号の振幅の大きさに比例するパルス幅を有するパ
ルスを発生するパルス幅変調相デコーダと、その出力パ
ルス幅の基準電圧を発生するランプ電圧発生回路と、こ
のランプ電圧発生回路の出力電圧を前記パルス幅変調用
デコーダの出力信号のパルス幅でサンプリング時間を制
御するサンプルホールドスイッチと、前記ランプ電圧発
生回路の出力電圧を前記サンプルホールドスイッチを介
してサンプルホールドするサンプルホールドコンデンサ
と、このサンプルホールドコンデンサを入力とする出力
バッファと、この出力バッファの出力段の負荷駆動能力
を決定する定電流源用トランジスタに基準電圧を与える
大を流定電流源用リファレンス回路及び小電流定電流源
用リファレンス回路と、前記大電流定電流源用リファレ
ンス回路あるいは前記小電流定電流源用リファレンス回
路とを前記パルス幅変調用デコーダ゛の出力信号で切り
換えて前記定電流源用トランジスタに接続する定電流源
リファレンス切換スイッチとを含んで構成される事を特
徴とし、さらに前記大電流定電流源用リファレンス回路
は、前記出力バッファの出力に接続される負荷を前記出
力バッファの最大振幅で駆動できる電流を前記出力バッ
ファの出力段の定電流源用トランジスタに与える電圧を
発生させ、前記小電流定電流源用リファレンス回路は前
記出力バッファの出力電圧を維持できる最小の電流を前
記出力バッファの出力段の定電流源用トランジスタに与
える電圧を発生させ、前記サンプルホールドスイッチが
前記パルス幅変調用デコーダの出力信号により閉じて前
記サンプルホールドコンデンサを充電している期間中、
前記定電流源リファレンス切換スイッｆｔｒｉ前記パル
ス−変調用デコーダの出力信号にょシ前記大電流定１１
流リファレンス回路を選択し、前記サンプルホールドス
イッチが前記パルス幅変調用デコーダの出力信号により
開いて、前記サンプルホールドコンデンサを放電してい
る期間中、前記定電流源リファレンス切換スイッチは前
記パルス幅変調用デコーダの出力信号により前記小電流
定を流リファレンス回路を選択する事を特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図は第１
図の各個所の電圧ｖ１〜■４の波形である。

本実施例は、出力電圧の基準電圧を発生するランプ電圧
発生回路５と、データ入力端子群により入力されたデー
タをパルス幅変調するパルス幅変調用デコーダ７と、そ
のパルス幅変調用テコ−タフのパルス幅出力電圧Ｖ２に
よりランプ電圧発生回路５の電圧■１をサンプルホール
ドするサン７−ルホールドコンデンサ３と、サンプルホ
ールドスイッチ４から構成されるＤ／Ａコンバータと、
そのＤ／Ａコンバータのアナログ電圧Ｖ３を大容量負荷
１０にドライブする出力バッファ１と、この出力バッフ
ァ１の定電流源用トランジスタ２に流れる電流値を決定
する大電流用定電流ＮＩＪファレンス回路８と、小電流
用定電流源リファレンス回路９と、その大電流用定電流
源リファレンス回路８あるいは小電流用定電流源リファ
レンス回路９を、パルス幅変調用デコーダ′７の出力に
より切り換える定電流源リファレンス切換スイッチ６か
ら構成される。

ランプ電圧発生回路５により基準電圧が発生すると、デ
ータ入力端子群１２に入力されたデータ値でパルス幅変
調されたパルス幅変調用デコーダ７の出力電圧ｖ２によ
り、サングルホールドスイッチ４を閉じてサンプルホー
ルドコンデンサ３を充電する。いま、パルス幅変調用デ
コーダ７の出力電圧Ｖ２　ＯＦＦの時に出力バッファ１
の定電流リファレンス切換スイッチを小電流用定電流源
リファレンス回路９に切り換え、又パルス幅変調用デコ
ーダ７の出力電圧Ｖ２がＯＮの時に大電流用定電流源リ
ファレンス回路８に切り換えるものとする。

出力バッファ１には、サンプルホールドコンデンサ３を
充電している期間Ａ（第２図）中、大電流用定電流源リ
ファレンス回路８で決定される電流が流れ、サンプルホ
ールドスイッチ＋ｊ３がホールドしている期間Ｂ（第２
図）中には、小電流用定電流源リファレンス回路９で決
定される電流が流れる。大電流用定電流源リファレンス
回路８に、出力の最大振幅で大容量負荷を十分駆動でき
る電流を設定する。また、小電流用定電流源Ｌファレン
ス回路９には、出力の電圧を維持できるだけの、電流を
設定する。

この様セすることに依シ１例えば、出力電圧が第２図の
ｆからｇに、又ｇからｈに変化するとき、期間Ａのみに
出力バッ７アに大電流が流れるので、出力電圧の変化に
応じた消費電流で駆動することができる。

第３図は本発明の第２の実施例の回路構成図であシ、本
実施例は第１の実施例のドライバ等を多出力構成とした
場合の例を示し、６０１〜６０ｎはパルス幅変調用デコ
ーダ群、７０１〜７０ｎはラッチ群、８０１〜８０ｎは
シフトレジスタ群である。

シフトレジスタ８０１〜８Ｑｎにより転送されたデータ
は、ラッチ７０１〜７０ｎにより、ある期間中ホールド
される。そのホールドされたデータ値によりランプ電圧
発生回路５の基準電圧をパルス幅変調用デコーダ６０１
〜６０ｎの出力信号のパルス幅で変調してサンプルホー
ルドコンデンサ２０１〜２０ｎを充電する。また、第１
の実施例同様に、大電流用定電流リファレンス回路８と
小電流用定電流回路９を出力電圧の変化に応じて各出力
毎に切り換えて消費電力を低減させる。

この実施例では、多出力であるにもかかわらず、電力を
低減させるために必要な素子は、２つの定電流用す７ア
レンス回路と各出力に増けられた定電流リファレンス切
換スイッチだけで可能であるという利点がある。また、
消費電力の低減も出力数の分だけ可能となり、大きな消
費電力の低減を困ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、デジタル入力した電圧値
をアナログ変換して大容量負荷を駆動する出力バラフッ
回路において、Ｄ／Ａ変換をランプ電圧発生回路とパル
ス幅変調により行ない、同時にパルス幅変調の信号で、
出力バッファの定電流源を出力バッファの出力電圧が変
化する期間に応じて大！流用と小電流用に切り換なるこ
とにより、出力電圧に応じて自動的に消費電流をコント
ロールすることができるので出力バッファの消費電力を
低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の出力バッファ回路の回
路構成図、第２図は第１図の各個所の電圧波形図、第３
図は本発明の第２の実施例の回路構成図、第４図は従来
の出力バッファ回路の回路構成図、第５図は従来の出力
７７７７回路の出力波形図である。 Ｖｌ・・・ランプ電圧発生回路５の出力電圧波形、■２
・・・パルス幅変調用デコーダ７の出力波形、ν３・・
・サンプルホールドコンデンサ３の電圧波形、■４・・
・出力端子１４の電圧波形、ＶＩＯ・・・出力波形、１
・・・出力バッファ、２・・・定電流源用トランジスタ
、３・・・サンプルホールドコンデンサ、４・・・サン
プルホールドコンデンサ、５・・・ランプ電圧発生回路
、６・・・定電流源リファレンス切換スイッチ、７・・
・パルス幅変調用デコーダ、８・・・大電流用定電流源
リファレンス回路、９・・・小電流用定電流源リファレ
ンス回路、１０・・・大容量負荷、１１・・・デコーダ
基準クロックパルス入力端子群、１２・・・デコーダ入
力端子群、１３・・・パルス幅変調用テコータ゛出力、
１４・・・出力端子、１５・・・ラッチ入力、１６・・
・シフトレジスタ用転送りロック、２０・・・Ｄ／Ａコ
ンバータ、１０１〜１０ｎ・・・出力バッファ、２０１
〜２Ｏｎ・・・サンプルホールドコンデンサ、３０１〜
３０ｎ・・・サンプルホールドスイッチ、４０１〜４０
ｎ・・・定電流源用トランジスタ、５０１〜５０ｎ・・
・定電流源リファレンス切換スイッチ、６０１〜６０ｎ
・・・パルス幅変調用デコーダ、７０１〜７０ｎ・・・
ラッチ、８０１〜８０ｎ・・・シフトレジスタ、９０１
〜９０ｎ・・・出力端子。 代理人　弁理士　　内　原　　　音 ／／ ２　：定・響謂Ｕ雫！利へ覧５゛又タ ロ　：、宣言５痔ヌｔリファＵシズ切羊さスイッチＳ　
：　大雪ｊ浣；月７定電ノ組２層リファしシ又Ｅｌ路ｑ
　：　小雪フ廃用電力ｒｔＪｓリファＬシズ回ｙ各；１
ｊデ゛コープ−基準クロッフハ゛／１戸力渦召評１２、
データスカ嶋Ｊ屏 碧）　　　　１　　　　　口つ −Ｎ　　　　　　０　　　　　　　　＋Δ　　　　δ　
　　δ　　　　　き １５：つ１．／チλ力 Ｉ６：　　シフ即ジスタ用乾Ｊ、夕ロヶフ１ｇ１〜／θ
ｒＬ：　エカｌ）゛ヅファ２０１〜？Ｏｎ　：　寸ニブ
、・Ｌ７も一１ｔ−Ｆ：Ｊシデシゲ３０１〜知７２：　
　リ′シフク５ホーノＬ八′ヌレイ、７＋４０１−＃７
１　：　ｔｔｆｆｉＪ／！ｌ　）フ’、ｉｆｙスタ５０
１〜ご７０７’ｌ　：　２ｅ　；ｔニクにノノフ７Ｌシ
又ちグ４シにスプ′・ソモＦ６０１〜Ｗｎ：ハ７ｔｌ憧
受底柵！刊テ゛コーク“りＯｆ〜３り７Ｌ：　　ラフ＋ ？０１−　’８０７７：　二フ）Ｌε゛スタ第　　　　
　　　、う　　　　　　　し？７！ＰＪ４　　ロ 処　　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アナログ電圧をディジタル化したディジタル信号を
   入力とし、そのディジタル信号の振幅の大きさに比例す
   るパルス幅を有するパルスを発生するパルス幅変調用デ
   コーダと、その出力パルスの基準電圧を発生するランプ
   電圧発生回路と、このランプ電圧発生回路の出力電圧を
   前記パルス幅変調用デコーダの出力信号のパルス幅でサ
   ンプリング時間を制御するサンプルホールドスイッチと
   、前記ランプ電圧発生回路の出力電圧を前記サンプルホ
   ールドスイッチを介してサンプルホールドするサンプル
   ホールドコンデンサと、このサンプルホールドコンデン
   サを入力とする出力バッファと、この出力バッファの出
   力段の負荷駆動能力を決定する定電流源用トランジスタ
   に基準電圧を与える大電流定電流源用リファレンス回路
   及び小電流定電流源用リファレンス回路と、前記パルス
   幅変調用デコーダの出力信号で切り換えて前記定電流源
   用トランジスタに接続する定電流源リファレンス切換ス
   イッチとを含んで構成される事を特徴とする出力バッフ
   ァ回路。 ２、アナログ電圧をディジタル化したディジタル信号を
   入力とし、そのディジタル信号を信号の振幅の大きさに
   比例するパルス幅を有するパルスを発生するパルス幅変
   調用デコーダと、その出力パルスの基準電圧を発生する
   ランプ電圧発生回路と、このランプ電圧発生回路の出力
   電圧を前記パルス幅変調用デコーダの出力信号のパルス
   幅でサンプリング時間を制御するサンプルホールドスイ
   ッチと、前記ランプ電圧発生回路の出力電圧を前記サン
   プルホールドスイッチを介してサンプルホールドするサ
   ンプルホールドコンデンサと、このサンプルホールドコ
   ンデンサを入力とする出力バッファと、この出力バッフ
   ァの出力段の負荷駆動能力を決定する定電流源用トラン
   ジスタに基準電圧を与える大電流定電流源用リファレン
   ス回路及び小電流定電流源用リファレンス回路と、前記
   大電流定電流源用リファレンス回路あるいは前記小電流
   定電流源用リファレンス回路とを前記パルス幅変調用デ
   コーダの出力信号で切り換えて前記定電流源用トランジ
   スタに接続する定電流源リファレンス切換スイッチとを
   含んで構成される出力バッファ回路において、前記大電
   流定電流源用リファレンス回路は、前記出力バッファの
   出力に接続される負荷を前記出力バッファの最大振幅で
   駆動できる電流を前記出力バッファの出力段の定電流源
   用トランジスタに与える電圧を発生させ、前記小電流定
   電流源用リファレンス回路は前記出力バッファの出力電
   圧を維持できる最小の電流を前記出力バッファの出力段
   の定電流源用トランジスタに与える電圧を発生させ、前
   記サンプルホールドスイッチが前記パルス幅変調用デコ
   ーダの出力信号により閉じて前記サンプルホールドコン
   デンサを充電している期間中、前記定電流源リファレン
   ス切換スイッチは前記パルス幅変調用デコーダの出力信
   号により前記大電流定電流リファレンス回路を選択し、
   前記サンプルホールドスイッチが前記パルス幅変調用デ
   コーダの出力信号により開いて、前記サンプルホールド
   コンデンサを放電している期間中、前記定電流源リファ
   レンス切換スイッチは前記パルス幅変調用デコーダの出
   力信号により前記小電流定電流リファレンス回路を選択
   する事を特徴とする出力バッファ回路の駆動方法。