JPH0385040A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH0385040A
JPH0385040A JP1222141A JP22214189A JPH0385040A JP H0385040 A JPH0385040 A JP H0385040A JP 1222141 A JP1222141 A JP 1222141A JP 22214189 A JP22214189 A JP 22214189A JP H0385040 A JPH0385040 A JP H0385040A
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修 小林
Hideki Shudo
秀樹 首藤
Koji Ikeda
池田 弘司
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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] 共通信号線で接続されて1個のシステムを構成する装置
等に使用して好適な出力回路に関し、リレーを使用しな
くとも、電源オフ時に、他の装置間の信号伝送に影響を
与えないようにすることを目的とし、 一方の被制御領域を最終段回路部の信号出力端に接続さ
れ、他方の被制御領域を出力端子に電気的に接続された
半導体スイッチ素子と、該半導体スイッチ素子の他方の
被制御領域に該他方の被制御領域と同導電型の領域が電
気的に接続され、前記他方の被制御領域と反対導電型の
領域を、逆バイアスの関係となるように、一方又は他方
の電源に電気的に接続された半導体整流素子とを設けて
構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、共通信号線で接続されて1個のシステムを構
成する装置等に使用して好適な出力回路に関する。
ここに、複数の装置を共通信号線で接続してなるシステ
ムにおいて、いずれかの装置が任意又は事故により電源
オフの状態とされた場合においても、他の装置間におい
ては、正常な信号伝送を実行できることが必要とされる
場合がある。
例えば、近年、ハードディスク装置、磁気テープ装置を
複数のパーソナルコンピュータ(以下、パソコンという
)で共有することが行われている。
この場合、これら複数のパソコン、ハードディスク装置
、磁気テープ装置は共通信号線で接続される。かかる場
合において、複数のパソコンのうち、例えば成る1台の
パソコンが任意又は事故により電源オフの状態とされた
場合においても、他のパソコンと、ハードディスク装置
、磁気テープ装置との間においては、正常な信号伝送が
実行できることが必要とされる。このためには、従来、
パソコン等に使用されている出力回路に改良を加えるこ
とが必要となる。
また、I S D N (integrated 5e
rvices digitalnetwork)におい
ては、その基本インタフェースの配線構成としてポイン
ト−ポイント配線構成(相互接続回路上でただ一つの送
信部と、ただ一つの受信部とが相互に接続される構成〉
のほか、ポイント−マルチポイント配線構成(相互接続
回路上で同一の受信部に対して二つ以上の送信部を接続
する構成や、同一の送信部に対して二つ以上の受信部を
接続する構成)がサービスされている。かかるポイント
−マルチポイント配線構成においても、いずれかの装置
が任意又は事故によって電源オフの状態とされる場合が
あるが、かかる場合においても、他の装置間においては
、正常な信号伝送を実行できることが必要とされる。こ
のためには、回線とのインタフェース出力回路に改良を
加える必要がある。
[従来の技術] 従来、LSI内部に保護回路と共に形式された出力回路
として第6図に示すようなものが提案されている。
この第6図において、1は9MO8FET、2はnMo
3  FETであり、pMOs  FET1は、そのソ
ースを正の電源電圧VDDが供給される電源線3に接続
され、そのドレインをnMo 5FET2のドレインに
接続されている。nMo3FET2は、そのソースを接
地されている。また、pMOs  FETIのドレイン
とnMo3  FET2のドレインとの接続中点は、出
力端子4に接続されている。
なお、9MO3FETIのゲートには出力制御信号S。
が供給され、nMo3  FET2のゲートには出力制
御信号So゛が供給される。ここで、例えば、s、=s
o’=vDDであれば、出力端子4にはO[V]が出力
され、5o=S、’=O[V]であれば、出力端子4に
はVoo[V]が出力され、5o−Vno、So’=O
[V]であれば、出力端子4は高インピーダンス状態と
なる。
また、5及び6は保護用のダイオードであって、ダイオ
ード5は、そのカソードを電源線3に接続され、そのア
ノードを出力端子4に接続されている。また、ダイオー
ド6は、そのカソードを出力端子4に接続され、そのア
ノードを接地されている。
かかる保護用のダイオード5及び6は、出力回路の電源
をオンとされている状態において、出力端子4に電源電
圧vDDの範囲をこえた電圧、例えば、静電気による電
圧、落雷による電圧が印加された場合に、9MO3FE
TI及びnMo8FET2に過大な電流が流れないよう
に電流を分流し、これら9MO3FETI及びnMo8
FET2の保護を図るものである。
ところで、近年、上述したように、ハードディスク装置
や、磁気テープ装置を複数のパソコンで共有することが
行われている。この場合、これら複数のパソコン、ハー
ドディスク装置、磁気テープ装置は、共通信号線で接続
される。第7図は。
かかるコンビ、ヱータシステムの一例を示す回路図であ
り、図中、7及び8はパソコン、9はハードディスク装
置、10は磁気テープ装置、11は共通信号線である。
ここで仮に、第6図従来例の出力回路をパソコン7及び
8、ハードディスク装置9、磁気テープ装置10に使用
した場合を考える。なお、第7図において、12は第6
図従来例の出力回路、13は入力回路、14は入出力端
子を示している。
かかるコンピュータシステムにおいて、全装置動作中に
パソコン7の電源をオフにすると、パソコン7の出力回
路12の電源線3の電圧はO[V]となってしまう。こ
のため、例えばパソコン8からハードディスク装W9や
磁気テープ装置10に対して信号が伝送されたとしても
、その信号S8は、−点鎖線15で示すように、パソコ
ン7の出力回路12の保護用ダイオード5を介して電源
線3に流れ込んでしまい、パソコン8とハードディスク
装置9や磁気テープ装置10との間では信号の伝送がで
きなくなってしまう、つまり、従来の出力回路12を使
用する場合には、パソコン等の小型化を図ることが可能
となるが、上述のようなコンピュータシステム等では、
信号の伝送ができなくなる場合が土じてしまう。
そこで従来、かかる不都合を解消する手段として、パソ
コン7について代表して示すと、第8図に示すように、
入出力端子14と共通信号線11との間に、リレー16
を配置し、電源オン時は、リレー16のメーク接点17
をショートにして、入出力端子14と共通信号線11を
接続し、電源オフ時には、メータ接点17をオーブンに
して、出力端子14と共通接続&111との接続を遮断
するようにすることが提案されている。なお、18はリ
レー16の巻線である。
このように、リレー16を使用する場合には、リレー1
6は電気的に短絡、開放を制御できることから、パソコ
ン7の電源オフ時、パソコン8からハードディスク装置
t!9や磁気テープ装置10に対して信号S8が伝送さ
れた場合、この信号S8がパソコン7に流れ込むことを
防止することができる。したがって、パソコン8と、ハ
ードディスク装W9や磁気テープ装置10との間では、
正常な信号の伝送を行うことができる。
[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、第8図例のように、リレー16を使用す
る場合には、消費電力の増加、部品点数、重量、容積の
増加、コストアップという不都合を招いてしまう、この
ことは、小型化が進んでいるパソコンやその周辺機器に
使用する場合に顕著に現れる。
本発明は、かかる点に鑑み、リレーを使用しなくとも、
小型で、かつ、電源オフ時に、他の装置間の信号伝送に
影響を与えないようにした出力回路を提供することを目
的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の出力回路は、一方の被制御領域を最終段回路部
の信号出力端に電気的に接続され、他方の被制御領域を
出力端子に電気的に接続された半導体スイッチ素子と、
該半導体スイッチ素子の他方の被制御領域に該他方の被
制御領域と同導電型の領域が電気的に接続され、前記他
方の被制御領域と反対導電型の領域を、逆バイアスの関
係となるように、一方又は他方の電源に電気的に接続さ
れた半導体整流素子とを設けて構成される。
なお、本発明の出力回路は同一の半導体基板に一体とし
て構成することができるし、また、半導体スイッチ素子
及び半導体整流素子を単一の部品として構成することも
できる。また、半導体スイッチ素子はMOS  FET
やバイポーラトランジスタ等で構成することができる。
また、半導体整流素子はMOSダイオードやpn接合ダ
イオード等で構成することができる。
[作用] 本発明においては、半導体整流素子は、半導体スイッチ
素子の他方の被制御領域に、この他方の被制御領域と同
導電型の領域を電気的に接続されているので、電源オフ
時、半導体スイッチ素子及び半導体整流素子は、一方の
極性の信号に対しては高インピーダンスとなる。したが
って、出力端子に一方の極性の信号が印加されたとして
も、内部には流れ込まない。なお、本発明においては、
半導体整流素子の極性によって決定される極性の信号が
伝送信号として使用されることになる。
また、出力端子に電源電圧の範囲を越える大きな電圧が
印加されたときは、半導体整流素子が、導通又はブレー
クダウンするので、内部の回路は保護される。
[実施例] 以下、第1図ないし第5図を参照して、本発明の各種実
施例につき説明するが、本発明は、これら実施例に限定
されるものではない、なお、これら第1図ないし第5図
において、第6、図ないし第8図に対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明は省略する。
第」」L1倒− 第1図は本発明の第1実施例を示す回路図である。
本実施例の出力回路は、pMOs  FET1、nMO
s  FET2のほか、半導体スイッチ素子をなすnM
Os  FET19、半導体整流素子をなすpn接合ダ
イオード20を設けて構成されている。
ここに、9MO8FETIは、そのソースを電源線3に
接続され、そのドレインをnMOsFET2のドレイン
に接続されている。nMO3FET2は、そのソースを
接地されている。また、pMOs  FETIのドレイ
ンとnMOs  FET2のドレインとの接続中点はn
MOs  FET19のドレインに接続されている。
また、nMOs  FET19のソースは、出力端子4
及びpn接合ダイオード20のカソードに接続され、p
n接合ダイオード20のアノードは接地されている。
また、nMOs  FET19は、電源オン時、そのゲ
ートに正の電圧Ve”[V]が供給されて、オン状態と
される。他方、電源オフ時には、そのゲート電圧をO[
:V]とされて、オフ状態とされる。このような動作は
、例えばnMOs  FET19のゲートがLSI内部
の回路に接続されているような場合である。
かかる第1実施例においては、電源オン時、nMOs 
 FET19がオン状態とされるので、出力制御信号S
。又はS。゛に制御された信号の送出を行うことができ
る。
また、電源オフ時には、nMOs  FET19がオフ
状態とされる。ここに、nMOs  FET19及びp
n接合ダイオード20は正の信号に対して高インピーダ
ンスになる。このため、他の装置から正の信号が出力端
子4に印加された場合であっても、この信号がこの出力
回路の電源線3に流れ込んでしまうということはない。
したがって、本実施例の出力回路を、例えば、第7図例
に示すコンピュータシステムを構成する装置に使用する
場合には、前例のようにパソコン7の電源をオフとした
場合であっても、パソコン8と、ハードディスク装置9
及び磁気テープ装置10との信号伝送になんら影響を与
えない。
このように、本実施例によれば、リレーを使用すること
なく、LSI内部に形成できるような小型にして、電源
オフ時における他の装置間の信号伝送をスムースに行わ
せることができる出力回路を得ることができる。しかも
、本実施例の出力回路は、リレーを使用する場合のよう
には、消費電力の増加、コストアップを招かないという
利点も有している。
また、本実施例においては、出力端子4に正の高電圧が
印加された場合には、pn接合ダイオード20がブレー
クダウンし、また、出力端子4に負の高電圧が印加され
た場合には、pn接合ダイオード20がオン状態となる
ように構成して内部回路に過電流が流れることを防止し
ている。
第1」拳υ4 第2図は本発明の第2実施例を示す回路図である。
本実施例の出力回路は、9MO8FETI、nMO3F
ET2、pn接合ダイオード20のほか、半導体スイッ
チ素子として9MO8FET21を設けて構成されてい
る。
ここに、pMOs  FETIは、そのソースを接地さ
れ、そのドレインをnMO3FET2のドレインに接続
されている。nMO3FET2は、そのソースを負の電
源電圧Vssが供給される電源線22に接続されている
。また、pMO3FETIのドレインとnMO3FET
2のドレインとの接続中点はpMOs  FET21の
ドレインに接続されている。
9MO3FET21のソースは、出力端子4及びpn接
合ダイオード20のアノードに接続され、pn接合ダイ
オード20のカソードは接地されている。
また、pMOs  FET21は、電源オン時、そのゲ
ートに負の電圧V。−[V]が供給されて、オン状態と
され、出力制御信号S、及びSO′に制御された信号の
送出を行うことができる。他方、電源オフ時には、その
ゲート電圧をO[V]とされてオフ状態とされる。
かかる第2実施例においては、伝送信号が負の信号の場
合において、第1実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。
第」」○む通 第3図Aは本発明の第3実施例を示す回路図である。
本実施例は、第3図Bに示すように、トランス23を介
して共通信号線11A及びIIBに接続されるように成
された装置の出力回路に適用されて好適な例である。
第3図Bにおいて、24はl5DNにおいて使用される
D S U (digital 5ervice un
it) 、25は電話機、26はファクシミリ装置、2
7はパソコンである。かかるシステムにおいては、DS
U24の出力端子24Aは、共通信号線11Aを介して
電話機25の入力端子25B、ファクシミリ装置26の
入力端子26B、パソコン27の入力端子27Bに接続
される。また、電話機25の出力端子25A、ファクシ
ミリ装置26の出力端子26A及びパソコン27の出力
端子27Aは共通信号線11Bを介してDSU24の入
力端子24Bに接続される。なお、トランス23を使用
する理由は、かかるシステムにおいては、DSU24、
電話機25、ファクシミリ装置26及びパソコン27を
共通アース線で接続することができない場合があるから
である。
さて、本実施例の出力回路は、VDDとGNDとの電位
差間で動作するものであり、第3図Aに示すように、9
MO3FETIA、1B、21A、21B、nMO3F
ET2A、2B及びpn接合ダイオード2OA、20B
を設けて構成されている。
ここに、9MO3FETIAは、そのソースを電源線3
に接続され、そのドレインをnMO8FET2Aのドレ
インに接続されている。nM。
S  FET2Aは、そのソースを接地されている。
また、pMOs  FETIAのドレインと、nMO9
FET2Aのドレインとの接続中点は、9MO3FET
21Aのドレインに接続されている。
また、9MO8FET21Aのソースは出力端子4A及
びpn接合ダイオード2OAのアノードに接続され、p
n接合ダイオード2OAのカソードは電源線3に接続さ
れている。
なお、9MO3FETIAのゲートには出力制御信号S
oが供給され、nMO8FET2Aのゲートには出力制
御信号So゛が供給される。
また、pMOs  FETIBは、そのソースを電源線
3に接続され、そのドレインをnMOsFE72Bのド
レインに接続されている。nM○S  FET2Bは、
そのソースを接地されている。
また、pMOs  FETIBのドレインと、nMO3
FET2Bのトレインとの接続中点は、pMOS  F
ET21Bのドレインに接続されている。
また、9MO8FET21Bのソースは、出刃端子4B
及びpn接合ダイオード20Bのアノードに接続され、
pn接合ダイオード20Bのカソードは電源線3に接続
されている。
なお、9MO3FETIBのゲートには出力制御信号S
。が供給され、nMOs  FE72Bのゲートには出
力制御信号So°が供給される。
また、9MO8FET21Aのゲートと、9MO3FE
T21Bのゲートは接続され、その接続中点は接地され
ている。これら9MO3FET21A及び21Bは、電
源オン時、トランス23を介して信号の送出によりオン
状態となる。
また、電源オフ時、LSI内部の回路及び出力回路は、
GNDレベルになり、9MO3FET21A及び21B
はオフ状態となって高インピーダンスとなる。このとき
、共通信号線11A及び11Bを介して他の装置からの
信号が、トランス23に印加され、例えば、矢印X1に
示すような方向に起電力E1が生じた場合を考える。こ
の場合、各装置は共通アース線で接続されておらず、ダ
イオード2OA、20Bがあるので、電源線3がO[V
]になったとしても、起電力E!に対して電源線3を含
むようにして閉回路が形成されるということはなく、し
たがって、起電力E1よる電流が電源線3に流れ込むと
いうことはない。つまり、具体的には、出力端子4B、
ダイオード20B、2OA、出力端子4Aを介する閉回
路が考えられるが、pn接合ダイオード2OAは起電力
E1に対して逆方向になるので、破線Y1で示すような
電流が流れることもない、また、pM。
S  FET21Aは起電力Elに対して高インピーダ
ンスになり、この9MO3FET21Aに電流が流れる
ことはないが、9MO8FET21Bは起電力E、に対
して低インピーダンスになる。しかしながら、上述した
ように、各装置は共通アース線で接続されていないので
、起電力E。
に対して9MO3FET21Bを含む閉回路は形成され
ない、したがって、起電力E1による電流は流れない。
また、矢印X2に示す方向に起電力E2が生じた場合に
はpn接合ダイオード20B及びpM。
S  FET21Bが高インピーダンスになる。また、
電源線3又は9MO9FET21Aを含む閉回路も形成
されないので、起電力E2による電流も流れない。
したがって、電源オフ時、他の装置が送出した信号がこ
の出力回路に流れ込むことはない。
したがって、この第3実施例においても、第1実施例と
同様の効果を得ることができる。
策1」○むI 第4図は本発明の第4実施例を示す回路図であり、本実
施例は、多電源系の出力回路に本発明を適用した場合で
ある。
かかる第4図において、28は半導体スイッチ素子をな
すnMOs  FET、29及び30は半導体整流素子
をなすpn接合ダイオード、31は内部回路、32は例
えばロジック回路に正の電源電圧VDo1を供給するた
めの電源線、33は電源線32に対応するアース線、3
4はアナログ回路に正の電源電圧Vof12を供給する
ための電源線、35は電源線34に対応するアース線で
ある。
ここに、nMOs  FET28は、電源オン時、その
ゲートに正の電圧Vo”[V]が供給されて、オン状態
とされる。他方、電源オフ時には、そのゲート電圧をO
[V]とされてオフ状態とされる。
なお、破線で示すように、例えば、nMO8FET36
を接続し、半導体スイッチ素子をなすnMOs  FE
Tを複数化することもできる。
策至」00生 第5図は本発明の第5実施例を示す回路図であり、本実
施例は、第4実施例と同様、多電源系の出力回路に本発
明を適用した場合である。
かかる第5図において、37は半導体スイッチ素子をな
す9MO3FET、38及び39は半導体整流素子をな
すpn接合ダイオード、4oは内部回路、41は例えば
ロジック回路に負の電源電圧Vsssを供給するための
電源線、42は電源線41に対応するアース線、43は
例えばアナログ回路に負の電源電圧v ss2を供給す
るための電源線、44は電源線43に対応するアース線
である。
ここに、9MO3FET37は、電源オン時、そのゲー
トに負の電圧VG−[V]が供給されて、オン状態とさ
れる。他方、電源オフ時には、そのゲート電圧をO[V
]とされてオフ状態とされる。
なお、破線で示すように、例えば、pMOsFET45
を接続し、半導体スイッチ素子をなす9MO3FETを
複数化することもできる。
[発明の効果] 本発明によれば、以下のような効果を得ることができる
請求項1の出力回路によれば、電源オフ時、他の装置間
の信号伝送になんら影響を与えない、しかも、リレーを
使用する場合のようには、消費電力の増加、コストアッ
プを招かない。
請求項2の出力回路によれば、請求項1の出力回路の場
合と同様の効果を得ることができるほか、同一半導体基
板に一体として構成されるので、外付は部品を必要とせ
ず、重量、容積の増加を招かないという格別の効果があ
る。
請求項3の出力回路によれば、請求項1の出力口路の場
合と同様の効果を得ることができるほか、半導体スイッ
チ素子をMOS  FETで構成しているので、バイポ
ーラトランジスタで構成する場合に比較して、伝送すべ
き信号の振幅を自由に設定することができるという格別
の効果がある。
請求項4の出力回路によれば、請求項1の出力回路の場
合と同様の効果を得ることができるほか、半導体整流素
子をpn接合ダイオードで構成しているので、導通及び
ブレークダウン時に大きな電流を流すことができる。し
たがって、半導体整流素子をMOSダイオードで構成す
る場合に比較して、静電気や落雷による保護を厚くする
ことができるという格別の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す回路図、第2図は本
発明の第2実施例を示す回路図、第3図Aは本発明の第
3実施例を示す回路図、第3図Bは本発明の第3実施例
を使用して好適な装置からなるシステムの一例を示す回
路図、第4図は本発明の第4実施例を示す回路図、第5
図は本発明の第5実施例を示す回路図、第6図は従来の
出力回路の一例を示す回路図、第7図は複数の装置を共
通信号線で接続してなるコンピュータシステムの一例を
示す回路図、第8図は第7図例のパソコンの出力回路に
リレーを付設した場合を示す回路図である。 4・・・出力端子 11・・・共通信号線 第工実施例 第1図 第2実施例 第2図 第3実施例 第3図A 第3実施例を使用して好適な装置からなるシステムの一
例第3図B 第4実施例 第4図 第5実施例 第5図 従来の出力回路の一例 第6図 コンピュータシステムの一例 第7図 パソコンの出力回路にリレーを付設した例第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一方の被制御領域を最終段回路部の信号出力端に電
    気的に接続され、他方の被制御領域を出力端子に電気的
    に接続された半導体スイッチ素子と、 該半導体スイッチ素子の他方の被制御領域に該他方の被
    制御領域と同導電型の領域が電気的に接続され、前記他
    方の被制御領域と反対導電型の領域を、逆バイアスの関
    係となるように、一方又は他方の電源に電気的に接続さ
    れた半導体整流素子とを 具備してなることを特徴とする出力回路。 2、同一半導体基板に一体として構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の出力回路。 3、前記半導体スイッチ素子は絶縁ゲート型電界効果ト
    ランジスタで構成されていることを特徴とする請求項1
    記載の出力回路。 4、前記半導体整流素子はpn接合ダイオードで構成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の出力回路。
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