JPH04273615A - ドライバ回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＩＣ試験装置
において被試験ＩＣ素子に試験信号を印加するために用
いられ、出力段がプッシュプルエミッタホロワとされ、
電流スイッチにより、入力信号を出力する活性状態と、
出力端子が高インピーダンスの状態とに切替えられるよ
うにしたドライバ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来のドライバ回路を示す。前段
部１１よりの信号が入力端子１２に入力され、入力端子
１２は３個のダイオードの直列接続よりなるバイアス素
子１３を通じてＮＰＮ出力トランジスタ１４のベースに
接続されると共に、３個のダイオードの直列接続よりな
るバイアス素子１５を通じてＰＮＰ出力トランジスタ１
６のベースに接続される。トランジスタ１４のコレクタ
は正電圧の電源端子１７に接続され、エミッタは抵抗器
１８を通じて出力端子１９に接続される。トランジスタ
１６のコレクタは負電圧の電源端子２１に接続され、エ
ミッタは抵抗器２２を通じて出力端子１９に接続される
。このように出力トランジスタ１４，１６はプッシュプ
ルエミッタホロワ接続されている。

【０００３】電源端子１７とトランジスタ１４のベース
およびトランジスタ１６のベースとの間に電流スイッチ
２３が接続され、トランジスタ１６のベースには逆流阻
止ダイオード２４を通じてクランプ電圧源２５が接続さ
れる。電流スイッチ２３において電流源２６の一端が電
源端子１７に接続され、他端がＰＮＰトランジスタ２７
，２８の各ベースに接続され、トランジスタ２７，２８
の各コレクタはそれぞれトランジスタ１４，１６の各ベ
ースに接続され、各ベースは制御端子２９，３１にそれ
ぞれ接続される。

【０００４】同様に電源端子２１とトランジスタ１６お
よび１４の各ベースとの間に電流スイッチ３２が介在さ
れ、トランジスタ１４のベースには逆流阻止ダイオード
３３を通じてクランプ電圧源３４が接続されている。電
流スイッチ３２において電流源３５の一端が電源端子２
１に接続され、他端がＮＰＮトランジスタ３６，３７の
各エミッタに接続され、トランジスタ３６，３７の各コ
レクタはそれぞれトランジスタ１６，１４の各ベースに
接続され、各ベースが制御端子３８，３９にそれぞれ接
続される。

【０００５】バイアス素子１３はトランジスタ２７と順
方向とされ、バイアス素子１５はトランジスタ３６と順
方向とされている。制御端子２９，３１，３８，３９の
制御信号により、トランジスタ２７，３６をオン、トラ
ンジスタ２８，３７をオフに切替えた状態では、バイア
ス素子１３，１５をそれぞれ流れる定電流にもとづく電
圧降下によりトランジスタ１４，１６はそれぞれ順方向
にバイアスされ、入力端子１２の入力信号電圧が出力端
子１９に伝達される活性状態となる。制御端子２９，３
１，３８，３９の制御信号によりトランジスタ２７，３
６がオフ、トランジスタ２８，３７がオンに切替えた状
態では、トランジスタ２８を流れる電流はクランプ電圧
源２５に流れ、トランジスタ１６のベースはクランプ電
圧ＥＣＨに保持され、トランジスタ１６はオフとされる
。 トランジスタ３７を流れる電流はクランプ電圧源３４か
ら流れ、トランジスタ１４のベースはクランプ電圧ＥＣ
Ｌに保持され、トランジスタ１４はオフとされる。この
結果、出力端子１９は高インピーダンス状態となる。

【０００６】この高インピーダンス状態において、出力
端子１９に外部から印加される電圧に影響されることな
く、高インピーダンス状態が保持されるように、出力端
子１９に外部から印加される電圧が例えば−１Ｖ〜＋５
Ｖである場合は、ＥＣＬ＝−２Ｖ，ＥＣＨ＝＋６Ｖに選
定される。従って、図５に示すように入力端子１２，出
力端子１９が共に０Ｖの活性状態においては、トランジ
スタ１４のベース電圧ＶＡ　は、この例では＋２．１Ｖ
であり、トランジスタ１６のベース電圧ＶＢ　は−２．
１Ｖであり、これより高インピーダンス状態に切替える
と、ＶＡ　はＥＣＬ（−２Ｖ）に向かって変化し、ＶＢ
　はＥＣＨ（＋６Ｖ）に向かって変化する。また高イン
ピーダンス状態から活性状態に切替えると、ＶＡ　はＥ
ＣＬ（−２Ｖ）から＋２．１Ｖに向かって変化し、ＶＢ
　はＥＣＨ（＋６Ｖ）から−２．１Ｖに向かって変化す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】活性状態と高インピー
ダンス状態との切替え時にベース電圧ＶＡ　，ＶＢ　が
定常状態になる遷移時間は、トランジスタ１４，１６の
各ベースに存在する浮遊容量と、電流スイッチ２３，３
２の定電流Ｉ１　，Ｉ２　とにより決まり、切替え速度
を速く、つまり遷移時間を短くするには定電流Ｉ１　，
Ｉ２　を大にする必要がある。しかし定電流Ｉ１　，Ｉ
２　は活性状態、高インピーダンス状態にかかわらず常
時流れているものであるから、Ｉ１　，Ｉ２　を大にす
ると消費電力が大きくなる欠点が生じる。

【０００８】また、例えば出力端子１９よりの信号がＴ
ＴＬ素子に与えられ、その低レベルが０Ｖ，高レベルが
３Ｖであり、今、図５に示した例のように、入力端子１
２に０Ｖを印加した状態で、高インピーダンス状態から
活性状態に切替えると、ＶＡ　はＥＣＬ＝−２Ｖから＋
２．１Ｖに変化すればよいが、ＶＢ　はＥＣＨ＝＋６Ｖ
から−２．１Ｖに大きく変化しなければならず、ＶＢ　
の方が定常状態になるのが遅れ、ＶＡ　が先に定常状態
となり、トランジスタ１４のみがオンし、トランジスタ
１６がオフの状態があり、この時、図５の曲線４１とし
て示すように、本来は出力は０Ｖ（入力と同一値）であ
るべきであるが、この例では正のスパイクが出力端子１
９に生じる。同様に入力端子１２に３Ｖを印加した状態
で高インピーダンス状態から活性状態に切替えると、そ
の時、同様の理由により出力端子１９に負のスパイクが
生じる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、高イ
ンピーダンス状態から活性状態に切替え制御されると、
その時の電流スイッチの電流が電流増幅回路で増幅され
、その電流増幅回路の出力レベルが入力端子の信号レベ
ルにほゞ達すると、その電流増幅の機能が停止される。

【００１０】

【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図４と対応
する部分に同一符号を付けてある。この例では前段部１
１の出力側はＮＰＮトランジスタ４２のエミッタが抵抗
器４３を通じて入力端子１２に接続され、ＰＮＰトラン
ジスタ４４のエミッタが抵抗器４５を通じて入力端子１
２に接続されてプッシュプルエミッタホロワ出力とされ
た場合である。

【００１１】この発明では、バイアス素子１３および出
力トランジスタ１４のベースの接続点と電流スイッチ２
３との間に電流増幅回路４６が直列に挿入される。同様
にバイアス素子１５および出力トランジスタ１６のベー
スの接続点と電流スイッチ３２との間に電流増幅回路４
７が直列に挿入される。これら電流増幅回路４６，４７
はそれぞれ高インピーダンス状態から活性状態に電流ス
イッチ２３，３２がそれぞれ切替えられた際に、各電流
スイッチの定電流Ｉ１　，Ｉ２　をそれぞれ増幅し、そ
の増幅回路４６，４７の各出力レベルがほゞ入力端子１
２の信号レベルになると、その増幅機能が停止されるも
のである。

【００１２】電流増幅回路４６としては、例えばＮＰＮ
トランジスタ４８のコレクタがダイオード４９を通じて
トランジスタ２７のコレクタに接続されると共にダイオ
ード５１を通じてトランジスタ４２のエミッタに接続さ
れ、エミッタはトランジスタ２７のコレクタに接続され
ると共に抵抗器５２を通じてトランジスタ１４のベース
に接続され、エミッタはトランジスタ１４のベースに接
続される。ダイオード４９，５１は共に、トランジスタ
４８に対し順方向とされる。電流増幅回路４７としては
、ＰＮＰトランジスタ５３のコレクタがダイオード５４
，５５をそれぞれ通じてトランジスタ３６のコレクタ、
トランジスタ４４のエミッタに接続され、ベースはトラ
ンジスタ３６のコレクタに接続されると共に、抵抗器５
６を通じてトランジスタ１６のベースに接続され、エミ
ッタはトランジスタ１６のベースに接続される。ダイオ
ード５４，５５はトランジスタ５６に対し順方向である
。

【００１３】上述の構成において、活性状態から高イン
ピーダンス状態への切替えは従来と同様に行われる。高
インピーダンス状態から活性状態への切替えが行われる
場合について動作を説明する。高インピーダンス状態で
はトランジスタ２７，３６は共にオフ、トランジスタ２
８，３７は共にオンで、出力トランジスタ１４，１６の
各ベース電圧ＶＡ　，　ＶＢ　はそれぞれＥＣＬ，ＥＣ
Ｈにクランプされている。これより活性状態にするため
、トランジスタ２７，３６を共にオンとし、トランジス
タ２８，３７を共にオフに切替えると、トランジスタ２
７からの定電流Ｉ１　はトランジスタ４８のベースに流
入して、トランジスタ４８がオンし、トランジスタ４７
のエミッタ電位がダイオード５１，トランジスタ４８を
通じてトランジスタ１４のベースに与えられ、ダイオー
ド５１およびトランジスタ４８のオン抵抗は２０〜３０
Ω程度と小さいから、トランジスタ１４のベース電圧Ｖ
Ａ　は急速にトランジスタ４２のエミッタ電位に近づく
、つまりトランジスタ１４のベースに定電流Ｉ１　が供
給されるのみならず、トランジスタ４２からもダイオー
ド５１，トランジスタ４８を通じて電流が供給され、即
ち、定電流Ｉ１　が増幅されてトランジスタ１４のベー
スへ供給され、その浮遊容量を急速に充電する。トラン
ジスタ４８のエミッタ電位、つまりＶＡ　がトランジス
タ４２のエミッタに達すると、ダイオード５１がオフと
なり、ＶＡ　を上昇させる定電流はＩ１　のみとなる。 この時、電流Ｉ１　はトランジスタ４８のコレクタとベ
ースとに分流するが、ダイオード４９によりトランジス
タ４８が飽和しないような分流比とされている。

【００１４】同様に、電流増幅回路４７側においても、
トランジスタ５３がオンとなり、トランジスタ１６のベ
ース電圧ＶＢ　はトランジスタ４４のエミッタ電位まで
急速に降下し、その後は定電流Ｉ２　で降下する。図２
Ａに、図５と同様に入力端子１２に０Ｖを与えた状態で
の状態切替え時のＶＡ　，ＶＢ　の変化と、出力とを同
一数値例について示す。高インピーダンス状態から活性
状態に切替えた時に、ＶＡ　，ＶＢ　は従来よりもそれ
ぞれ急速に変化し、スパイクの発生が減少する。図２Ｂ
に入力端子１２に３Ｖを与えた状態での状態切替え時の
ＶＡ　，ＶＢ　の変化と出力とを示す。この場合も高イ
ンピーダンス状態から活性状態に切替えた時に、ＶＡ　
，ＶＢ　はそれぞれ急速に変化し、スパイクの発生が従
来よりも減少する。

【００１５】このように高インピーダンス状態から活性
状態へ切替える時に、出力トランジスタ１４，１６のベ
ースへ供給する電流を増幅するため、スパイクを減少で
き、しかも定常状態ではそれ程大きな定電流を流さない
ため、消費電力は大とならない。なお、ＶＡ　，ＶＢ　
が定常状態レベル、つまり＋２．１Ｖ，−２．１Ｖにそ
れぞれなるまで、増幅した電流をトランジスタ１４，１
６の各ベースへ供給すると、遷移時間が短くなった分だ
けはスパイクが小さくなるが、一方がオンになってから
他方がオンになるまでの時間、スパイクが生じる。この
発明では、増幅回路４６，４７の出力が入力端子１２の
レベルに近づくと徐々に定常状態レベルに近づけ、しか
もこれより定常レベルに達するレベル差は両ベースにつ
いてほゞ等しいため、スパイクは著しく小となる。

【００１６】活性状態から高インピーダンス状態に切替
え時に、トランジスタ２７，３６をオフとするが、これ
により、トランジスタ４８，５３の各ベース電流がゼロ
となってトランジスタ４８，５３がオフとなる。この時
、抵抗器５２，５６はそれぞれトランジスタ４８，５３
のベース蓄積電荷を引き抜き、これらトランジスタ４８
，５３がオフになるのを速めている。活性状態ではトラ
ンジスタ４２のエミッタはトランジスタ４８のベースよ
りも低いため、トランジスタ４８のコレクタをトランジ
スタ４２のエミッタに直接接続すると、トランジスタ４
８のベース−コレクタ間のＰＮ接合がオンとなってしま
う、これを防止するために逆阻止ダイオード５１が用い
られている。ダイオード５５も同様の作用をさせるもの
である。

【００１７】なお、図１においてトランジスタ４８，５
６がオンの時に、これらが飽和しないようにダイオード
４９，５４でそれぞれクランプするが、点線で示すよう
に、トランジスタ４８，５３の各ベースを抵抗器６１，
６２をそれぞれ通じてトランジスタ２７，３６の各コレ
クタに接続することにより、ＶＣＥを大きくして飽和に
対して一層余裕をとることもできる。点線で示すように
、トランジスタ１４，１６の各ベースと、ダイオード３
３およびトランジスタ３７の接続点、ダイオード２４お
よびトランジスタ２８の接続点との間にそれぞれダイオ
ード６３，６４を挿入し、活性状態でトランジスタ１４
および１６の各ベースに接続されるダイオード３３，ト
ランジスタ３７およびダイオード２４，トランジスタ２
８に付属する各容量成分を切り離して通過特性を向上さ
せることもできる。更に点線で示すように、抵抗器１８
，２２と直列にダイオード６５，６６を挿入して高イン
ピーダンス状態でのリーク電流を減少させることもでき
る。

【００１８】図３にこの発明の他の実施例を示し、図１
と対応する部分に同一符号を付けてある。この例は電流
スイッチ２３のトランジスタ２８のコレクタと、トラン
ジスタ１４のベースと、クランプ電圧源３４との間に、
回路４６と同様な電流増幅回路６７を接続し、活性状態
から高インピーダンス状態に切替えると、トランジスタ
２８の定電流を電流増幅回路６７で増幅し、トランジス
タ１４のベースを急速にクランプ電圧源３４に引くよう
にする。同様に電流スイッチ３２のトランジスタ３７の
コレクタと、トランジスタ１４のベースと、クランプ電
圧源３５との間に電流増幅回路６８を挿入し、活性状態
から高インピーダンス状態への切替えを急速に行うよう
にしている。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば高
インピーダンス状態から活性状態へ切替えると、その時
だけ電流スイッチの定電流が増幅されるため急速に定常
状態に近づき、遷移時間が短く、スパイクが減少し、実
験では従来の３分の１程度となった。しかも定常状態で
はその定電流の増幅機能がなくなるから、消費電力は大
きくならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す接続図。

【図２】活性状態と高インピーダンス状態との切替え時
の出力トランジスタの各ベース電圧および出力の変化例
を示す図。

【図３】この発明の他の実施例を示す接続図。

【図４】従来のドライバ回路を示す接続図。

【図５】図４の回路における活性状態と高インピーダン
ス状態との切替え時の出力トランジスタの各ベース電圧
および出力の変化例を示す図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力端子が第１，第２バイアス素子を
   それぞれ通じて、プッシュプルエミッタホロワを構成す
   る第１，第２出力トランジスタのベースに接続され、第
   １，第２電流スイッチで、上記入力端子の信号を上記プ
   ッシュプルエミッタホロワの出力端子へ出力する活性状
   態と、上記第１，第２出力トランジスタをオフにして上
   記出力端子が高インピーダンスの高インピーダンス状態
   とに切替えるようにされたドライバ回路において、上記
   高インピーダンス状態から上記活性状態に上記第１，第
   ２電流スイッチが制御された時に、そのスイッチ電流を
   それぞれ増幅し、これら増幅出力レベルが上記入力端子
   の信号レベルにほゞ達すると、その増幅機能を停止する
   第１，第２電流増幅回路を、設けたことを特徴とするド
   ライバ回路。