JPH03106221A - ドライバ回路 - Google Patents

ドライバ回路

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JPH03106221A
JPH03106221A JP1243915A JP24391589A JPH03106221A JP H03106221 A JPH03106221 A JP H03106221A JP 1243915 A JP1243915 A JP 1243915A JP 24391589 A JP24391589 A JP 24391589A JP H03106221 A JPH03106221 A JP H03106221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
level
signal
driver circuit
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP1243915A
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English (en)
Inventor
Yoichi Kudo
洋一 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1243915A priority Critical patent/JPH03106221A/ja
Publication of JPH03106221A publication Critical patent/JPH03106221A/ja
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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】 〔概 要〕 本発明は、LSIの出力段に設けられるドライバ回路に
関し、 LSI間を低消費電力で高速且つ波形歪みの少ない信号
伝送を可能にする回路の提供を目的とし、BiCMOS
回路を使用して論理回路を構成したLSIの信号出力段
に設けられるドライバ回路であって、 該ドライバ回路をBiCMOS回路により構戊し、その
出力インピーダンス(Rour )を接続する信号伝送
路の特性インピーダンスCZo )に整合させるように
構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、LSIの出力段に設けられるドライバ回路に
関する。
現在、CMOSの低消費電力・高集積性とバイポーラの
高駆動能力を合わせ持つバイボーラCMOS論理LSI
回路(以下、BiCMOSと略す)においては、従来か
らLSI間のインターフェイスに一般的に使用されてい
るTTL (transister transist
er logic)レベル又はECL(ea+itte
r coupled logic)レベルが使われてい
る。
〔従来の技術〕
第6図は、従来技術を示している。従来は、TTLレベ
ル又はECLレベルでインターフエイスを取っていたた
め、LSI間にレベル変換と電流増幅を行う人出力バッ
ファが必要になる。図中、61は出力バッファであり、
62は入カバッファである。63は信号伝送路であり、
LSI間の信号のやりとりを行うものである。出力バッ
ファ61はBiCMOSからTTL(又はECL)への
レベル変換と電流増幅をおこない、入カバッファ62は
TTL(又はECL)からBiCMOSへのレベル変換
と電流増幅をおこなっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、LSI内部回路の信号は、人出力バッファでレ
ベル変換と電流増幅がなされるため、このバッファ分だ
けLSI間伝達の遅延時間が増大し、システムの性能向
上の妨げになっている.第7図は、TTLレベルでの送
端.受端伝送波形である。LSI間の配線による遅延時
間を短く?るためには、TTLレベルでは限界がある。
以下、第6図を参照しながら第7図を使って説明してい
く。実線は送端側の波形で、点線は受端側の波形である
。第6図に示すように、信号伝送路63の特性インピー
ダンスが送端側の出力バッファ61の出力インピーダン
スより小さいと、第7図の如くまず送端側から出た電圧
■1は、全電圧V AMPの半分よりも小さくなってし
まう。今、伝送に要する時間をT1 としよう。すると
、受端側では開放反射がおこるため、伝送路の伝送時間
T,後に電圧vIの2倍の電圧2V,を受け取ることに
なる。また、2T1時間後送端側では再度反射しV2レ
ベルになり、受端側でも3T+時間後には再び反射を繰
り返しV AMP レベルになる。更に、送端側では完
全な開放反射ではないため、最終的に4 T I時間後
にはV,■のレベルになる。このため一定の値V AI
IPになるためには、信号伝送路の2往復時間( 4 
T t時間)だけ要し、送端側では二つの段ができ、受
端側では一つの段ができる。
それとは逆に信号の立下がりの時は、送端側ではドライ
バの能力が低すぎるため、一気にv3レベルまで落ちる
。そして、前述とは逆の作用のため二つの段ができてし
まう。一方、受端側では送端側の落ちる倍のレベルまで
落ちようとするが、クランブダイオードがついているた
めそれは次第に抑えられ振動が小さくなってゆき、信号
伝送路の2往復時間(4T1時間)かかりOレベルに落
ち着く。よって、上述したように出力H側とL側の駆動
能力に大きな差があるため、送端側(図中実線部分)及
び受端側(図中点線部分)での波形歪みが大きく高速信
号の伝送ができない。一方、ECLレベルでは高速伝送
は可能となるが、トランジスタが常時動作しているため
、消費電力が増大する欠点を有している。
従って、TTLレベル又はECLレベルでインターフエ
イスをとった場合、TTLレベルでは伝送速度の速さに
限界があり、ECLレベルでは消費電力が大きいという
欠点を有している。
本発明は、LSI間を低消費電力で高速且つ波形歪みの
少ない信号伝送を可能にする回路の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は、本発明の原理説明図である。(a)図はLS
Iの出力側のブロック図を表している。
図中、11はLSIのBiCMOS内部論理回路、12
はドライバ回路であり、BiCMOS回路から構成され
ており、信号を送出するものである。13はLSI間を
結ぶ信号伝送路であり、特性インピーダンスZaを持ち
、ドライバ回路12は出力インピーダンスR outを
持っている。(b)図は(a)図に示すドライバ回路の
詳細を示す図である。
図中、14−1. 14−2はMOSトランジスタであ
り、入力信号がLowレベルの時MOSI−ランジスタ
14−1がONL、High レヘル(D時にMOsト
ランジスタ14−2がONするものである。15−1.
 15−2はバイボーラトランジスタである.16は入
力、17は出力である。18は電源VCCに接続され、
19はアース已に接続されている。
〔作 用〕
本発明のドライバ回路は第2図の如く動作する.第2図
(a).(b)はそれぞれドライバ回路への入力信号及
び出力信号を示している。以下、第1図(.b)を参照
しながら動作を説明していく。
入力信号がLo−レベル■の部分では、MOS}ランジ
スタ14−1がONとなるので、Vcc電圧18からバ
イボーラトランジスタ15−lを通り出力17へ電流が
流れ、出力l7の電圧にはVcc((b)図■′部分)
が現れる。LowレベルからHtghtレベルへの立ち
上がりである■部分では、一瞬MOSトランジスタ14
−1とMOS}ランジスタ14−2とが同時にON状態
となるため、バイボーラトランジスタ15−1とバイポ
ーラトランジスタ15−2を電流が流れ、イ点の電圧は
アース電圧になる。これに、出力17の電圧はいだけ遅
れてO ((b )図■′部分)になる。High レ
ベル■部分では、MOS}ランジスタ14−2がONと
なるので、バイポーラトランジスタ15−2によってイ
点はアース電圧に落とされる。
このため、出力17の電圧は常にO ((b )図■′
部分)である。HighレベルからLoIIiレベルへ
ノ立ち下がりである■部分でも、■部分と同様に一瞬M
OSトランジスタ14−1とM O S 14−2とが
同時にON状態になるため、バイポーラトランジスタ1
5−1とバイボーラトランジスタl5−2を電流が流れ
、イ点はアース電圧となり出力17はO ((b )図
■′部分)になる。Louレベル■部分は、先■部分と
同様に今度はt2だけ遅れてvcc((b)図■′部分
)になる。
また、本発明ではBiCMOS内部論理回路から同じレ
ベルで信号がドライバ回路12に入る。また、第1図(
a)に示すようにドライバ回路12の出力インピーダン
スR。LITと、信号伝送路l3の特性インピーダンス
Z0を同じにしているため、ドライバ回路12から出力
される信号は、最高電圧■^HPのちょうどVAMP 
/ 2の値になって受端側に向かう。ところが、受端側
では開放反射が起こるため2倍の電圧で受端側は受け取
ることになる。
そして、ドライバ回路に戻る。
従って、LSI間のインターフエイスをBtC?OSレ
ベルでとるため、レベル変換操作は不要になる。また更
に、受端側は一気にV■Pレベルの電圧を受け取ること
ができる。
〔実 施 例〕
第3図は、本発明におけるBiCMOSドライバ回路の
一実施例を示す。これは、一般内部ゲート(第1図(b
)参照)を並列に接続したものである。図中、31−1
ないし31−6はCMOSを構成するMOS}ランジス
タであり、入力信号がLowレベルの時MOS}ランジ
スタ31−1ないしMOSトランジスタ31−3がON
L、High レベルの時にMOSトランジスタ3l−
4ないしMOSトランジスタ3l−6がONするもので
ある。32−1ないし32−6はバイボーラトランジス
タである。33は入力、34は出力、35は電源VCC
に接続されてあり、36はアースE′に接続されている
。この並列の回路数は駆動する信号伝送路の特性インピ
ーダンスZoによって決定される。例えば、第1図(a
)において、信号伝送路13の特性インピーダンスZo
が50Ωの?合には、並列回数を最適化し、ドライバ回
路12の出力インピーダンスROUTが50Ωになるよ
うに設計する。このとき、従来のTTL−ECLレベル
と比べてH側とL側で動く回路構或が同等であるため、
出力インピーダンスR。,■は回路の並列度を増してい
くことによって信号伝送路13の特性インピーダンスZ
oに近づけることができる。以下、簡単に動作を説明す
る。Lo+Ilレベルの入力信号が入ると、MOSトラ
ンジスタ31−エないし31−3はONL、バイボーラ
トランジスタ32−1ないし32−3がONとなるので
、電源35からバイボーラトランジスタ32−lないし
32−3を介して出力34へ電流が流れ出力34にはV
ccレベルの電圧があらわれる。
一方、High レベルの入力信号が入ると、MOSト
ランジスタ31−4ないし3l−6はONL、ロ点の電
圧はアース電圧となり出力34からバイボーラトランジ
スタ32−4ないし32−6を介してアースに落とされ
ため、出力34には0レベルがあらわれる。
第4図は、信号伝送路に本発明のドライバ回路を接続し
た高速信号伝送路の実施例を示す。尚、第4図における
伝送路の抵抗RLは、定常状態で送端、受端がハイ・イ
ンピーダンスになり、伝送路がフローティング状態とな
って外来ノイズが増幅されることを防止する役割を持つ
。このため、抵抗RLは伝送路に整合させるような低抵
抗である必要はなく、受端のLSI入力に取り込むこと
も可能である。終端電圧vTと抵抗RLについては、ド
ライバ回路側のHレベル又はLレベルを保証できる範囲
で設定すればよい。また、従来と違って出力バッファ4
1のみでよく、ここでは電流増幅のみを行っており、レ
ベル変換は必要なくなる。
出力バッファ41により出された信号は、信号伝送路1
3を通って受端側のB f CMOS論理回路のゲート
42に入っている。
第5図は、送端,受端での伝送波形を示している。以下
、第4図を参照しながら説明していくことにする。第4
図において、ドライバ回路41から受端側ゲート42へ
電圧(最大振幅V ANPの半分)が出さる。今、ドラ
イバ回路41から受端側ゲート42までの信号伝送時間
をT2とする。第4図の伝送波形において、送端側の電
圧ステップは、信号の最大振幅V ANPの半分のレベ
ルが伝送路の往復時間分2T2だけ発生し、その後最大
振幅V AMPに達する。これは、ドライバ回路41の
出力インピーダンスRouyをほぼ伝送路の特性インピ
ーダンスZoに設計されていることに起因している。一
方、受端側では、その入力インピーダンスが伝送路に比
較して充分高いため、受端側ゲート42へ入ってきた信
号は開放反射し、ちょうど送端側の2倍の電圧レベル(
=最大振幅VANP )が発生する。
このため、受端側においてはT2後にはOから一気に最
大振幅V ANPレベルになり、波形歪みが少なくなり
、高速に信号を伝送することが可能となる。それとは逆
に信号の立下がりの時は、送信側は伝送路13の往復時
間分2Tzだけ最大振幅VAN,の半分のレベルがあら
われる。受信側は送信側に比べ信号伝送時間をT2だけ
遅れて、最大振幅V ANPレベルから一気に0レベル
になる。
以上、本発明は従来のTTL,ECLといったインター
フエイスを使用せずに、直接B i CM○Sレベルで
インターフエイスをとり、消費電力を抑えつつLSI入
出力の高速化及び伝送遅延時間の高速化と、波形歪みの
少ない信号伝送を同時に実現できるものである。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によって次のような効果を奏
する。
(1)LSIの入力及び出力にレベル変換回路が不要に
なり、その分高速化が達戒され消費電力も抑えられる。
(2)出力のインピーダンスをH側,L側ともに、伝送
路の特性インピーダンスに整合させることが容易であり
、波形歪みの少ない高速の信号伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の原理説明図、 (a)はLSIの出力側のブロック図 (b)はドライバの詳細回路図 第2図は、第1図のドライバにおける入出力信号図、 (a)は入力信号 (b)は出力信号 第3図は、本発明におけるBiCMOSドライバ回路の
一実施例を示す図、 第4図は、本発明を用いた高速伝送路の一実施例を示す
図、 第5図は、送端,受端での伝送波形を示す図、第6図は
、従来技術を示す図、 第7図は、TTLレベルでの送端,受端伝送波形を示す
図 である。 図中、1l:論理回路、 12:ドライバ、 l3:信号伝送路、 14−1.14−2  :MOS}ランジスタ、15−
1.15−2  :バイポーラトランジスタ、16:入
力、 17:出力、 l8 :電圧Vcc, 19 :アースE である.

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 BiCMOS回路を使用して論理回路(11)を構成し
    たLSIの信号出力段に設けられるドライバ回路(12
    )であって、 該ドライバ回路(12)をBiCMOS回路により構成
    し、その出力インピーダンス(Rour)を接続する信
    号伝送路(13)の特性インピーダンス(Z_0)に整
    合させたことを特徴とするドライバ回路。
JP1243915A 1989-09-20 1989-09-20 ドライバ回路 Pending JPH03106221A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1243915A JPH03106221A (ja) 1989-09-20 1989-09-20 ドライバ回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP1243915A JPH03106221A (ja) 1989-09-20 1989-09-20 ドライバ回路

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Publication Number Publication Date
JPH03106221A true JPH03106221A (ja) 1991-05-02

Family

ID=17110905

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1243915A Pending JPH03106221A (ja) 1989-09-20 1989-09-20 ドライバ回路

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JP (1) JPH03106221A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6329866B1 (en) 1999-01-29 2001-12-11 Nec Corporation Transient current producing method, transient current producing circuit, related semiconductor integrated circuit and logical circuit
KR100356074B1 (ko) * 1996-09-19 2003-03-15 오끼 덴끼 고오교 가부시끼가이샤 저 소비전력으로 2진 논리신호를 전송하는 인터페이스 회로 및 방법
KR200457846Y1 (ko) * 2009-07-29 2012-01-06 서울과학기술대학교 산학협력단 트럭장착형 컨테이너 적재 및 하역 시스템의 수평유지 후방리프트장치

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