JPH06196999A - 遷移制御オフチップドライバ回路およびその動作方法 - Google Patents
遷移制御オフチップドライバ回路およびその動作方法Info
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- JPH06196999A JPH06196999A JP5210094A JP21009493A JPH06196999A JP H06196999 A JPH06196999 A JP H06196999A JP 5210094 A JP5210094 A JP 5210094A JP 21009493 A JP21009493 A JP 21009493A JP H06196999 A JPH06196999 A JP H06196999A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00346—Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
- H03K19/00361—Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 遷移制御オフチップドライバ回路とその動作
方法を提供する。 【構成】 オフチップドライバ回路96は、出力プルア
ップ/プルダウン・デバイス102,104のターンオ
ンを制御し、ターンオフは制御しない。DC電力をほと
んど消費しないAC電圧基準回路146は、遷移の際に
制御するために基準電圧を供給する。ターンオン制御
は、遷移の際に電力を消費し、出力帰還を用いないで遷
移が完了すると終了する。
方法を提供する。 【構成】 オフチップドライバ回路96は、出力プルア
ップ/プルダウン・デバイス102,104のターンオ
ンを制御し、ターンオフは制御しない。DC電力をほと
んど消費しないAC電圧基準回路146は、遷移の際に
制御するために基準電圧を供給する。ターンオン制御
は、遷移の際に電力を消費し、出力帰還を用いないで遷
移が完了すると終了する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にオフチップド
ライバ回路とその動作方法、より詳細には、DC電力消
費の無い改善された遷移制御オフチップドライバ回路に
関する。
ライバ回路とその動作方法、より詳細には、DC電力消
費の無い改善された遷移制御オフチップドライバ回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電力をほとんど消費せず、製造お
よび動作条件が変化しても予想される性能を発揮し、ド
ライバ回路によって引き起こされるオンチップ・ノイズ
を削減するオフチップドライバ回路(OCD)の必要性
が増大している。これは、バッテリ電力の保存が要求さ
れる一方で性能品質を犠牲にしないラップトップ・コン
ピュータ市場において特に顕著である。
よび動作条件が変化しても予想される性能を発揮し、ド
ライバ回路によって引き起こされるオンチップ・ノイズ
を削減するオフチップドライバ回路(OCD)の必要性
が増大している。これは、バッテリ電力の保存が要求さ
れる一方で性能品質を犠牲にしないラップトップ・コン
ピュータ市場において特に顕著である。
【0003】特にCMOS技術を用いるドライバ回路に
おける最近の技術革新は、製造および動作条件が大きく
変化する局面においても、予期される性能を引き出すこ
とができるような回路の実現に重点が置かれてきた。こ
れは、ベストケースおよびワーストケースの特性、すな
わち最高速応答時間および最低速応答時間の各々を補償
することによって、ドライバ回路内の出力デバイスの遷
移を制御することにより達成された。
おける最近の技術革新は、製造および動作条件が大きく
変化する局面においても、予期される性能を引き出すこ
とができるような回路の実現に重点が置かれてきた。こ
れは、ベストケースおよびワーストケースの特性、すな
わち最高速応答時間および最低速応答時間の各々を補償
することによって、ドライバ回路内の出力デバイスの遷
移を制御することにより達成された。
【0004】米国特許第4,975,599号明細書
は、このような遷移制御技術を開示している。この明細
書では、ドライバ回路の出力デバイスの高速ターンオン
を阻止し低速ターンオンを助長するための回路が追加さ
れている。また、遷移が完了した後に補償をディスエー
ブルするために、出力帰還が用いられている。
は、このような遷移制御技術を開示している。この明細
書では、ドライバ回路の出力デバイスの高速ターンオン
を阻止し低速ターンオンを助長するための回路が追加さ
れている。また、遷移が完了した後に補償をディスエー
ブルするために、出力帰還が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の方法は、
オフチップドライバ回路の性能を効果的に制御するが、
一方でラップトップ・コンピュータ市場におけるような
DC電力無消費およびノイズ削減が要求される分野には
必ずしも最適ではない。この理由として、第1に電源か
らグランドまで、および幾つかのトランジスタの経路内
でDC電力が消費され、第2に遷移が完了した後の終了
制御に帰還を用いるために、チップ内にノイズが発生す
るということが挙げられる。
オフチップドライバ回路の性能を効果的に制御するが、
一方でラップトップ・コンピュータ市場におけるような
DC電力無消費およびノイズ削減が要求される分野には
必ずしも最適ではない。この理由として、第1に電源か
らグランドまで、および幾つかのトランジスタの経路内
でDC電力が消費され、第2に遷移が完了した後の終了
制御に帰還を用いるために、チップ内にノイズが発生す
るということが挙げられる。
【0006】他の従来の遷移制御技術は、米国特許第
5,017,807号明細書に開示されている。この明
細書によると、抵抗とコンデンサの回路網を用いて遷移
およびノイズを制御している。しかしながら、このよう
な技術は、DC電力を消費し、ドライバ出力デバイスの
ターンオフおよびターンオンを制御している。ターンオ
フを制御することによって、両方の出力デバイスは、同
時にオンになり、不必要な電力を消費することになる。
5,017,807号明細書に開示されている。この明
細書によると、抵抗とコンデンサの回路網を用いて遷移
およびノイズを制御している。しかしながら、このよう
な技術は、DC電力を消費し、ドライバ出力デバイスの
ターンオフおよびターンオンを制御している。ターンオ
フを制御することによって、両方の出力デバイスは、同
時にオンになり、不必要な電力を消費することになる。
【0007】従来の技術は、オフチップドライバ回路か
らより均一な性能を引き出すために効果的な遷移制御技
術を提供する一方で、不必要なDC電力を消費し、ドラ
イバ出力デバイスのターンオンとターンオフの両方を制
御し、2つのドライバ出力デバイスを同時にオンするこ
ともあり、帰還の使用による不必要なノイズを発生す
る。ラップトップ市場におけるマイクロプロセッサは、
このような条件のもとでは必ずしも最適な動作をすると
は限らない。したがって、DC電力を消費せず、出力デ
バイスのターンオンを制御するがターンオフは制御せ
ず、出力帰還ノイズを削減するオフチップドライバ回路
が要求されている。
らより均一な性能を引き出すために効果的な遷移制御技
術を提供する一方で、不必要なDC電力を消費し、ドラ
イバ出力デバイスのターンオンとターンオフの両方を制
御し、2つのドライバ出力デバイスを同時にオンするこ
ともあり、帰還の使用による不必要なノイズを発生す
る。ラップトップ市場におけるマイクロプロセッサは、
このような条件のもとでは必ずしも最適な動作をすると
は限らない。したがって、DC電力を消費せず、出力デ
バイスのターンオンを制御するがターンオフは制御せ
ず、出力帰還ノイズを削減するオフチップドライバ回路
が要求されている。
【0008】
【課題を解決するための手段】要約すると、本発明はこ
れらの要求を満たし、改善されたオフチップドライバ回
路とその動作方法によって前述の欠点を克服する。ドラ
イバ出力デバイスのターンオンの制御には、既知の技術
が用いられる。基本的なドライバ回路は、ドライバ出力
デバイスのターンオフを制御するために変形される。遷
移制御での当該ドライバ出力デバイスをターンオンする
際に、基準電圧を供給するAC電圧基準回路が追加する
ことによって、DC電力の無消費が実現される。遷移が
完了するまでに、AC基準電圧が消費されて、効果的に
制御を終了する。遷移が完了した後、制御を終了させる
機構である出力帰還を除去することによって、ノイズは
ほぼ削減される。
れらの要求を満たし、改善されたオフチップドライバ回
路とその動作方法によって前述の欠点を克服する。ドラ
イバ出力デバイスのターンオンの制御には、既知の技術
が用いられる。基本的なドライバ回路は、ドライバ出力
デバイスのターンオフを制御するために変形される。遷
移制御での当該ドライバ出力デバイスをターンオンする
際に、基準電圧を供給するAC電圧基準回路が追加する
ことによって、DC電力の無消費が実現される。遷移が
完了するまでに、AC基準電圧が消費されて、効果的に
制御を終了する。遷移が完了した後、制御を終了させる
機構である出力帰還を除去することによって、ノイズは
ほぼ削減される。
【0009】
【実施例】図1は、米国特許第4,975,599号明
細書に開示されているCMOS遷移制御オフチップドラ
イバ回路10の構成を示す。なお、この米国特許明細書
の内容は本願明細書中に利用される。
細書に開示されているCMOS遷移制御オフチップドラ
イバ回路10の構成を示す。なお、この米国特許明細書
の内容は本願明細書中に利用される。
【0010】従来のドライバ回路12は、オフチップ負
荷14をドライブし、受信回路16にも接続されてい
る。ドライバ回路12は、負荷14をドライブするため
に、普通に結合されたプルアップP/FETトランジス
タ18およびプルダウンN/FETトランジスタ20を
含む。トランジスタ18は、図1に示すように接続され
ているトランジスタ22および24によってターンオン
され、トランジスタ26および28によってターンオフ
される。トランジスタ22,24,26および28は、
標準的なNANDゲート30を形成している。同様に、
トランジスタ20は、図1に示すように接続されている
トランジスタ32および34によってターンオンされ、
トランジスタ36および38によってターンオフされ
る。トランジスタ32,34,36および38は、標準
的なNORゲート40を形成している。
荷14をドライブし、受信回路16にも接続されてい
る。ドライバ回路12は、負荷14をドライブするため
に、普通に結合されたプルアップP/FETトランジス
タ18およびプルダウンN/FETトランジスタ20を
含む。トランジスタ18は、図1に示すように接続され
ているトランジスタ22および24によってターンオン
され、トランジスタ26および28によってターンオフ
される。トランジスタ22,24,26および28は、
標準的なNANDゲート30を形成している。同様に、
トランジスタ20は、図1に示すように接続されている
トランジスタ32および34によってターンオンされ、
トランジスタ36および38によってターンオフされ
る。トランジスタ32,34,36および38は、標準
的なNORゲート40を形成している。
【0011】トランジスタ22と26およびトランジス
タ34と36を動作させる信号は、入力源42によって
供給される。周知のように、信号がトランジスタ22お
よび34に供給されると、トランジスタ22がターンオ
ンしてプルアップ・トランジスタ18がターンオンし、
またはトランジスタ34がターンオンしてプルダウン・
トランジスタ20がターンオンし、負荷14および受信
回路16に電圧が供給される。受信回路16は、双方向
入出力回路の受信部であり、オンチップ負荷44および
遅延ライン46をドライブする。トランジスタ18およ
び20は、受信回路16にも信号を供給している。この
受信回路16は、直列に接続されたインバータ48,5
0および52と、インバータ50と52との間にタップ
出しされ、直列に接続されたインバータ54および56
とから成る。インバータ56は、負荷44に信号を供給
する。受信回路16は、ドライバ回路12が完全にオン
にスイッチする(すなわち遷移が完了する)ときを検出
するバッファとして動作し、ノード58に出力信号を供
給する。遅延ライン46は、直列に接続されたインバー
タ60,62,64および66から成り、ノード58に
おける出力信号を受信する。遅延ライン46は、トラン
ジスタ70および72のゲートに接続されたノード68
に帰還信号を供給する。
タ34と36を動作させる信号は、入力源42によって
供給される。周知のように、信号がトランジスタ22お
よび34に供給されると、トランジスタ22がターンオ
ンしてプルアップ・トランジスタ18がターンオンし、
またはトランジスタ34がターンオンしてプルダウン・
トランジスタ20がターンオンし、負荷14および受信
回路16に電圧が供給される。受信回路16は、双方向
入出力回路の受信部であり、オンチップ負荷44および
遅延ライン46をドライブする。トランジスタ18およ
び20は、受信回路16にも信号を供給している。この
受信回路16は、直列に接続されたインバータ48,5
0および52と、インバータ50と52との間にタップ
出しされ、直列に接続されたインバータ54および56
とから成る。インバータ56は、負荷44に信号を供給
する。受信回路16は、ドライバ回路12が完全にオン
にスイッチする(すなわち遷移が完了する)ときを検出
するバッファとして動作し、ノード58に出力信号を供
給する。遅延ライン46は、直列に接続されたインバー
タ60,62,64および66から成り、ノード58に
おける出力信号を受信する。遅延ライン46は、トラン
ジスタ70および72のゲートに接続されたノード68
に帰還信号を供給する。
【0012】補償回路73は、直列に接続されたP/F
ETトランジスタ74,76,78とトランジスタ80
とを有する。図1に示すように、トランジスタ80のゲ
ートは、トランジスタ76と78との間に接続され、こ
の2つのトランジスタは、分圧回路として動作する。ト
ランジスタ74は、トランジスタ76および78のDC
電流を遮断する目的だけのために、テスト状態のもとで
動作する。
ETトランジスタ74,76,78とトランジスタ80
とを有する。図1に示すように、トランジスタ80のゲ
ートは、トランジスタ76と78との間に接続され、こ
の2つのトランジスタは、分圧回路として動作する。ト
ランジスタ74は、トランジスタ76および78のDC
電流を遮断する目的だけのために、テスト状態のもとで
動作する。
【0013】トランジスタ70および80の出力は、N
/FETトランジスタ22および24の出力に併合さ
れ、これらの出力は互いに正反対の動作をする。すなわ
ち、トランジスタ22および24からの出力は、プルア
ップ・トランジスタ18のターンオンに寄与し、一方ト
ランジスタ70および80の出力は、プルアップ・トラ
ンジスタ18のターンオフに寄与する。トランジスタ7
0および80は、トランジスタ22および24よりも弱
パワフルに構成されており、したがって、プルアップ・
トランジスタ18の速いターンオンを遅くするため、ま
たは遅いターンオンを速くするためにだけ動作する。
/FETトランジスタ22および24の出力に併合さ
れ、これらの出力は互いに正反対の動作をする。すなわ
ち、トランジスタ22および24からの出力は、プルア
ップ・トランジスタ18のターンオンに寄与し、一方ト
ランジスタ70および80の出力は、プルアップ・トラ
ンジスタ18のターンオフに寄与する。トランジスタ7
0および80は、トランジスタ22および24よりも弱
パワフルに構成されており、したがって、プルアップ・
トランジスタ18の速いターンオンを遅くするため、ま
たは遅いターンオンを速くするためにだけ動作する。
【0014】補償回路82は、補償回路73と同じよう
に動作し、直列に接続されたN/FETトランジスタ8
4,86および88を有する。トランジスタ90のゲー
トは、図1に示すように、トランジスタ84と86との
間に接続され、この2つのトランジスタは分圧回路とし
て動作する。トランジスタ72および90の出力は、P
/FETトランジスタ32および34の出力に併合さ
れ、トランジスタ32および34の出力とは正反対の動
作をし、プルダウン・トランジスタ20のターンオフに
寄与する。トランジスタ24および28はイネーブル信
号92を受け取るように接続され、またトランジスタ3
2および38はノンイネーブル信号94を受け取るよう
に接続されている。イネーブル信号92およびノンイネ
ーブル信号94は、技術上周知のように、ドライバ回路
12の高インピーダンス状態への移行を可能にする。
に動作し、直列に接続されたN/FETトランジスタ8
4,86および88を有する。トランジスタ90のゲー
トは、図1に示すように、トランジスタ84と86との
間に接続され、この2つのトランジスタは分圧回路とし
て動作する。トランジスタ72および90の出力は、P
/FETトランジスタ32および34の出力に併合さ
れ、トランジスタ32および34の出力とは正反対の動
作をし、プルダウン・トランジスタ20のターンオフに
寄与する。トランジスタ24および28はイネーブル信
号92を受け取るように接続され、またトランジスタ3
2および38はノンイネーブル信号94を受け取るよう
に接続されている。イネーブル信号92およびノンイネ
ーブル信号94は、技術上周知のように、ドライバ回路
12の高インピーダンス状態への移行を可能にする。
【0015】トランジスタ18および20のターンオン
速度は、ドライバ回路12内のノイズ発生に直接影響を
及ぼす。すなわち、ターンオンが速くなればなるほど、
より多くのノイズが発生する。トランジスタ18および
20のターンオン速度は、ドライバ回路部品の製造およ
び動作変数に関係する。したがって、これらの性能可変
変数の補償によって、ターンオンの速度とターンオンに
よって発生されるノイズの制御も行われる。トランジス
タ22および24のより高速化に寄与する変数は、トラ
ンジスタ70および80のより高速化にも寄与する。ま
た、トランジスタ22および24のより低速化に寄与す
る変数は、トランジスタ70および80のより低速化に
も寄与する。
速度は、ドライバ回路12内のノイズ発生に直接影響を
及ぼす。すなわち、ターンオンが速くなればなるほど、
より多くのノイズが発生する。トランジスタ18および
20のターンオン速度は、ドライバ回路部品の製造およ
び動作変数に関係する。したがって、これらの性能可変
変数の補償によって、ターンオンの速度とターンオンに
よって発生されるノイズの制御も行われる。トランジス
タ22および24のより高速化に寄与する変数は、トラ
ンジスタ70および80のより高速化にも寄与する。ま
た、トランジスタ22および24のより低速化に寄与す
る変数は、トランジスタ70および80のより低速化に
も寄与する。
【0016】したがって、トランジスタ70および80
は、トランジスタ22および24よりも弱パワフルおよ
び高感度に構成されているので、遷移は効果的に制御さ
れる。また、プルダウン・トランジスタ20も同様な遷
移制御を行っている。遷移が完了すると、ノード68の
帰還は遷移制御のターンオフに用いられる。
は、トランジスタ22および24よりも弱パワフルおよ
び高感度に構成されているので、遷移は効果的に制御さ
れる。また、プルダウン・トランジスタ20も同様な遷
移制御を行っている。遷移が完了すると、ノード68の
帰還は遷移制御のターンオフに用いられる。
【0017】図1のドライバ回路12は遷移を制御する
間、DC電力が消費され、帰還によるノイズが発生す
る。DC電力は、トランジスタ74,76,78、およ
びトランジスタ84,86,88による経路を経て消費
され、トランジスタ80,70,22,24、およびト
ランジスタ32,34,72,90による経路によって
も消費される。遅延ライン46を経た帰還経路によっ
て、遷移制御回路73および82は、遷移が完了した後
ターンオフできる。しかしながら、この帰還経路によっ
てドライバ回路12内にノイズが発生する。
間、DC電力が消費され、帰還によるノイズが発生す
る。DC電力は、トランジスタ74,76,78、およ
びトランジスタ84,86,88による経路を経て消費
され、トランジスタ80,70,22,24、およびト
ランジスタ32,34,72,90による経路によって
も消費される。遅延ライン46を経た帰還経路によっ
て、遷移制御回路73および82は、遷移が完了した後
ターンオフできる。しかしながら、この帰還経路によっ
てドライバ回路12内にノイズが発生する。
【0018】本発明は、帰還遅延ライン46を除去する
ことによって、帰還によるドライバ回路12内での不必
要なノイズを削減し、図1の遷移制御オフチップドライ
バ回路10(OCD)を改善する。前述したDC電力消
費経路は、以下に示すようなAC電圧基準回路を導入す
ることによって除去される。米国特許第4,975,5
99号明細書には、基本的な補償技術が記載されている
けれども、補償回路73および82は除去される。受信
回路16は、本発明の改善された回路に含めてもよい
し、含めなくてもよい。本発明の以下の説明では、受信
回路を含めていないが、受信回路を含めることができる
ことは理解できるであろう。
ことによって、帰還によるドライバ回路12内での不必
要なノイズを削減し、図1の遷移制御オフチップドライ
バ回路10(OCD)を改善する。前述したDC電力消
費経路は、以下に示すようなAC電圧基準回路を導入す
ることによって除去される。米国特許第4,975,5
99号明細書には、基本的な補償技術が記載されている
けれども、補償回路73および82は除去される。受信
回路16は、本発明の改善された回路に含めてもよい
し、含めなくてもよい。本発明の以下の説明では、受信
回路を含めていないが、受信回路を含めることができる
ことは理解できるであろう。
【0019】図2は、本発明により構成されたCMOS
回路96を示す。この回路96は、ドライバ回路98を
有し、オフチップ負荷100をドライブする。図2に示
すようにドライバ回路98は、電源103とオフチップ
負荷100との間に接続されたプルアップP/FETト
ランジスタ102、およびオフチップ負荷100とグラ
ンドとの間に接続されたプルダウンN/FETトランジ
スタ104を有する。これらトランジスタ102,10
4は、オフチップ負荷100をドライブするために結合
されている。トランジスタ102は、トランジスタ10
6によってゲート108を経てターンオンされる。トラ
ンジスタ110は、図2に示すようなプルアップ・トラ
ンジスタ102のゲート108に接続され、トランジス
タ102をターンオフする。標準的なNORゲート11
2は、ドライバ入力114と、反転入力信号ライン11
6(OCD入力信号124がインバータ118を通過す
る)および反転イネーブル信号ライン120(OCDイ
ネーブル信号126がインバータ122を通過する)と
の間に接続されている。
回路96を示す。この回路96は、ドライバ回路98を
有し、オフチップ負荷100をドライブする。図2に示
すようにドライバ回路98は、電源103とオフチップ
負荷100との間に接続されたプルアップP/FETト
ランジスタ102、およびオフチップ負荷100とグラ
ンドとの間に接続されたプルダウンN/FETトランジ
スタ104を有する。これらトランジスタ102,10
4は、オフチップ負荷100をドライブするために結合
されている。トランジスタ102は、トランジスタ10
6によってゲート108を経てターンオンされる。トラ
ンジスタ110は、図2に示すようなプルアップ・トラ
ンジスタ102のゲート108に接続され、トランジス
タ102をターンオフする。標準的なNORゲート11
2は、ドライバ入力114と、反転入力信号ライン11
6(OCD入力信号124がインバータ118を通過す
る)および反転イネーブル信号ライン120(OCDイ
ネーブル信号126がインバータ122を通過する)と
の間に接続されている。
【0020】同様に、トランジスタ104は、トランジ
スタ128によってゲート132を経てターンオンさ
れ、トランジスタ130によってゲート132を経てタ
ーンオフされる。標準的なNANDゲート134は、ド
ライバ入力136と、反転入力信号ライン116および
イネーブル信号ライン121との間に接続されている。
スタ128によってゲート132を経てターンオンさ
れ、トランジスタ130によってゲート132を経てタ
ーンオフされる。標準的なNANDゲート134は、ド
ライバ入力136と、反転入力信号ライン116および
イネーブル信号ライン121との間に接続されている。
【0021】ターンオン電圧は、N/FETトランジス
タ106およびP/FETトランジスタ140により成
るプルアップ・プリドライブ回路138によってトラン
ジスタ102に供給される。トランジスタ106および
140は、互いに正反対の動作をし、トランジスタ10
2のゲート108に供給される電圧を制御することによ
って、トランジスタ102のターンオンを制御する。ノ
ード142の基準電圧は、AC電圧基準回路146によ
ってトランジスタ140のゲート144に供給される。
AC電圧基準回路146は、分圧回路148、トランジ
スタ150および図2に示すように相互接続されたコン
デンサ152より成る。分圧回路148は、トランジス
タ154および156より成る。AC電圧基準アクティ
ベータ158は、ドライバ入力114に従ってAC電圧
基準回路146をターンオンするように働き、直列に接
続されたトランジスタ160および162より成る。ア
クティベータ158は、標準的なインバータである。
タ106およびP/FETトランジスタ140により成
るプルアップ・プリドライブ回路138によってトラン
ジスタ102に供給される。トランジスタ106および
140は、互いに正反対の動作をし、トランジスタ10
2のゲート108に供給される電圧を制御することによ
って、トランジスタ102のターンオンを制御する。ノ
ード142の基準電圧は、AC電圧基準回路146によ
ってトランジスタ140のゲート144に供給される。
AC電圧基準回路146は、分圧回路148、トランジ
スタ150および図2に示すように相互接続されたコン
デンサ152より成る。分圧回路148は、トランジス
タ154および156より成る。AC電圧基準アクティ
ベータ158は、ドライバ入力114に従ってAC電圧
基準回路146をターンオンするように働き、直列に接
続されたトランジスタ160および162より成る。ア
クティベータ158は、標準的なインバータである。
【0022】同様に、ターンオン電圧は、直列に接続さ
れたP/FETトランジスタ128およびN/FETト
ランジスタ166より成るプルダウン・プリドライブ回
路164によってトランジスタ104に供給される。ノ
ード168の基準電圧は、AC電圧基準回路170によ
ってトランジスタ166のゲート167に供給される。
AC電圧基準回路170は、トランジスタ174および
176から成る分圧回路172、トランジスタ178、
および図2に示すように相互接続されたコンデンサ18
0より成る。AC電圧基準アクティベータ182は、直
列に接続されたトランジスタ184および186より成
る。AC電圧基準回路170およびアクティベータ18
2の機能は、AC電圧基準回路146およびアクティベ
ータ158の機能と同様である。
れたP/FETトランジスタ128およびN/FETト
ランジスタ166より成るプルダウン・プリドライブ回
路164によってトランジスタ104に供給される。ノ
ード168の基準電圧は、AC電圧基準回路170によ
ってトランジスタ166のゲート167に供給される。
AC電圧基準回路170は、トランジスタ174および
176から成る分圧回路172、トランジスタ178、
および図2に示すように相互接続されたコンデンサ18
0より成る。AC電圧基準アクティベータ182は、直
列に接続されたトランジスタ184および186より成
る。AC電圧基準回路170およびアクティベータ18
2の機能は、AC電圧基準回路146およびアクティベ
ータ158の機能と同様である。
【0023】図2に示すOCD96の動作を説明する。
この説明では、前の状態では負荷100をドライブする
ノード188のOCD出力は“ロー”であり、現在“ハ
イ”にスイッチングしていると仮定する。これは、トラ
ンジスタ104がターンオフし、トランジスタ102が
ターンオンしていることを意味している。前の状態にお
いて、出力が“ロー”であったとき、トランジスタ10
2はオフであり、トランジスタ104はオンであり、コ
ンデンサ152は充電されていた。同じように、“ハ
イ”への現在の遷移の間、コンデンサ180は“ロー”
への将来の遷移のための準備として充電し、プルダウン
・プリドライブ回路164のトランジスタ166にノー
ド168の基準電圧を供給する分圧回路172に電圧を
供給し、トランジスタ128および166の正反対の動
作によってトランジスタ104のターンオンを制御す
る。ひとたびコンデンサ152が前の状態において十分
に充電されたら、ドライバ回路98内のプルアップ・ト
ランジスタ102に関連する部分は、“ハイ”への現在
の遷移まで電力を消費しない。
この説明では、前の状態では負荷100をドライブする
ノード188のOCD出力は“ロー”であり、現在“ハ
イ”にスイッチングしていると仮定する。これは、トラ
ンジスタ104がターンオフし、トランジスタ102が
ターンオンしていることを意味している。前の状態にお
いて、出力が“ロー”であったとき、トランジスタ10
2はオフであり、トランジスタ104はオンであり、コ
ンデンサ152は充電されていた。同じように、“ハ
イ”への現在の遷移の間、コンデンサ180は“ロー”
への将来の遷移のための準備として充電し、プルダウン
・プリドライブ回路164のトランジスタ166にノー
ド168の基準電圧を供給する分圧回路172に電圧を
供給し、トランジスタ128および166の正反対の動
作によってトランジスタ104のターンオンを制御す
る。ひとたびコンデンサ152が前の状態において十分
に充電されたら、ドライバ回路98内のプルアップ・ト
ランジスタ102に関連する部分は、“ハイ”への現在
の遷移まで電力を消費しない。
【0024】OCD入力124が“ハイ”にスイッチす
ると、イネーブル信号126も“ハイ”になる。これら
の2つの信号は、それぞれインバータ118および12
2により信号116および120に反転される。NOR
ゲート112の入力が両方とも“ロー”であれば、ドラ
イバ入力114は“ハイ”になる。信号116および1
21はNANDゲート134を経てドライバ入力136
を“ハイ”にする。ドライバ入力114が“ハイ”のと
き、プルアップ・トランジスタ102がオンし、ドライ
バ入力136が“ロー”のとき、プルダウン・トランジ
スタ104がオンする。したがって、この説明では、ト
ランジスタ102はトランジスタ104がターンオフし
ている間にオンする。
ると、イネーブル信号126も“ハイ”になる。これら
の2つの信号は、それぞれインバータ118および12
2により信号116および120に反転される。NOR
ゲート112の入力が両方とも“ロー”であれば、ドラ
イバ入力114は“ハイ”になる。信号116および1
21はNANDゲート134を経てドライバ入力136
を“ハイ”にする。ドライバ入力114が“ハイ”のと
き、プルアップ・トランジスタ102がオンし、ドライ
バ入力136が“ロー”のとき、プルダウン・トランジ
スタ104がオンする。したがって、この説明では、ト
ランジスタ102はトランジスタ104がターンオフし
ている間にオンする。
【0025】ドライバ入力114が“ハイ”のとき、ト
ランジスタ110をオンし、プルアップ・トランジスタ
102のゲート108に電圧を供給する。同時に、ドラ
イバ入力114は、AC電圧基準アクティベータ158
をにより、“ハイ”から“ロー”へ反転される。これに
よって、トランジスタ150は、コンデンサ52がノー
ド190へ電圧を供給することを可能にしている。そし
て、分圧回路148は、ノード142にトランジスタ1
40をターンオンする基準電圧を供給し、トランジスタ
102のターンオンを制御する。
ランジスタ110をオンし、プルアップ・トランジスタ
102のゲート108に電圧を供給する。同時に、ドラ
イバ入力114は、AC電圧基準アクティベータ158
をにより、“ハイ”から“ロー”へ反転される。これに
よって、トランジスタ150は、コンデンサ52がノー
ド190へ電圧を供給することを可能にしている。そし
て、分圧回路148は、ノード142にトランジスタ1
40をターンオンする基準電圧を供給し、トランジスタ
102のターンオンを制御する。
【0026】トランジスタ102のターンオフに寄与す
るトランジスタ140は、トランジスタ106と正反対
の動作をする。その結果、トランジスタ102のターン
オンを制御する。その後、コンデンサ152によって供
給された電圧は消費され、トランジスタ140はその結
果にターンオフされ、プルアップ・トランジスタ102
のゲート108に供給される電圧の制御はなくなる。
るトランジスタ140は、トランジスタ106と正反対
の動作をする。その結果、トランジスタ102のターン
オンを制御する。その後、コンデンサ152によって供
給された電圧は消費され、トランジスタ140はその結
果にターンオフされ、プルアップ・トランジスタ102
のゲート108に供給される電圧の制御はなくなる。
【0027】今、入力124は、“ロー”にスイッチさ
れ、トランジスタ102によって負荷100に供給され
ているノード188の電圧をプルダウンするためにプル
アップ・トランジスタ102のターンオフおよびプルダ
ウン・トランジスタ104のターンオンを必要とするも
のとする。トランジスタ102および104が、遷移の
際に同時にオンすること、したがって不必要な電力消費
を避けるために、一方がターンオン制御されている間
に、他方は急激にターンオフしなければならない。この
説明において、これはトランジスタ128および166
の正反対の動作によって、トランジスタ104がターン
オン制御されるときに、トランジスタ102を急激にタ
ーンオフしなければならないことを意味している。
れ、トランジスタ102によって負荷100に供給され
ているノード188の電圧をプルダウンするためにプル
アップ・トランジスタ102のターンオフおよびプルダ
ウン・トランジスタ104のターンオンを必要とするも
のとする。トランジスタ102および104が、遷移の
際に同時にオンすること、したがって不必要な電力消費
を避けるために、一方がターンオン制御されている間
に、他方は急激にターンオフしなければならない。この
説明において、これはトランジスタ128および166
の正反対の動作によって、トランジスタ104がターン
オン制御されるときに、トランジスタ102を急激にタ
ーンオフしなければならないことを意味している。
【0028】プルアップ・トランジスタ102は、トラ
ンジスタ110を用いることによって、急激にターンオ
フされる。入力信号124が“ロー”になると、トラン
ジスタ106および140はターンオフされ、トランジ
スタ110はターンオンされる。これによって、トラン
ジスタ102は制御なしで急激にターンオフされる。同
時におよび前述したトランジスタ102のターンオンの
制御と同じように、トランジスタ104のターンオンは
制御される。OCDの入力124が“ロー”およびイネ
ーブル信号126が“ハイ”のとき、ドライバ入力13
6は“ロー”になる。これによりアクティベータ182
が、AC電圧基準回路170を起動させ、トランジスタ
166に基準電圧を供給することによって制御が始ま
る。ターンオン・トランジスタ128が、プルダウン・
トランジスタ104をターンオンしようとするとき、ト
ランジスタ166はトランジスタ128とは正反対の動
作をする。このようにして、トランジスタ104のター
ンオンは制御される。
ンジスタ110を用いることによって、急激にターンオ
フされる。入力信号124が“ロー”になると、トラン
ジスタ106および140はターンオフされ、トランジ
スタ110はターンオンされる。これによって、トラン
ジスタ102は制御なしで急激にターンオフされる。同
時におよび前述したトランジスタ102のターンオンの
制御と同じように、トランジスタ104のターンオンは
制御される。OCDの入力124が“ロー”およびイネ
ーブル信号126が“ハイ”のとき、ドライバ入力13
6は“ロー”になる。これによりアクティベータ182
が、AC電圧基準回路170を起動させ、トランジスタ
166に基準電圧を供給することによって制御が始ま
る。ターンオン・トランジスタ128が、プルダウン・
トランジスタ104をターンオンしようとするとき、ト
ランジスタ166はトランジスタ128とは正反対の動
作をする。このようにして、トランジスタ104のター
ンオンは制御される。
【0029】本発明の好適な実施例においては、図2に
示すOCD96は、イネーブル信号126を“ロー”に
することにより、高インピーダンス状態にできることに
留意すべきである。これによって、コンデンサ152お
よび180は充電され、OCD回路96は、次の入力信
号124が“ハイ”または“ロー”にかかわらず、この
信号124を処理する準備をする。図3は、OCD入力
信号124と、イネーブル信号126と、ノード188
のOCD出力との真理値表を示している。
示すOCD96は、イネーブル信号126を“ロー”に
することにより、高インピーダンス状態にできることに
留意すべきである。これによって、コンデンサ152お
よび180は充電され、OCD回路96は、次の入力信
号124が“ハイ”または“ロー”にかかわらず、この
信号124を処理する準備をする。図3は、OCD入力
信号124と、イネーブル信号126と、ノード188
のOCD出力との真理値表を示している。
【0030】
【発明の効果】本発明は、DC電力消費がゼロのオフチ
ップドライバ回路を提供することにより最新の技術を進
歩させ、出力帰還ノイズを削減し、このような回路に一
般的に用いられているプルアップ/プルダウン・デバイ
スを急激にターンオフする。また本発明は、出力デバイ
スのターンオンを制御するAC電圧基準回路を利用する
ことにより、DC電力の消費を避ける。出力帰還ノイズ
は、遷移制御を停止するために出力帰還を用いないこと
により削減される。プルアップ/プルダウン・デバイス
の急激なターンオフは、1つのトランジスタによって行
われる。さらに、ターンオンの制御と組み合わせてこの
ような急激なターンオフを用いることによって、プルア
ップ/プルダウン・デバイスを同時にオンするような不
必要な電力の消費を避けることができる。
ップドライバ回路を提供することにより最新の技術を進
歩させ、出力帰還ノイズを削減し、このような回路に一
般的に用いられているプルアップ/プルダウン・デバイ
スを急激にターンオフする。また本発明は、出力デバイ
スのターンオンを制御するAC電圧基準回路を利用する
ことにより、DC電力の消費を避ける。出力帰還ノイズ
は、遷移制御を停止するために出力帰還を用いないこと
により削減される。プルアップ/プルダウン・デバイス
の急激なターンオフは、1つのトランジスタによって行
われる。さらに、ターンオンの制御と組み合わせてこの
ような急激なターンオフを用いることによって、プルア
ップ/プルダウン・デバイスを同時にオンするような不
必要な電力の消費を避けることができる。
【図1】従来の遷移制御オフチップドライバ回路を示す
図である。
図である。
【図2】本発明の遷移制御オフチップドライバ回路を示
す図である。
す図である。
【図3】図2のオフチップドライバ回路の真理値表であ
る。
る。
10 オフチップドライバ回路 12 ドライバ回路 14 オフチップ負荷 16 受信回路 18 プルアップP/FETトランジスタ 20 プルダウンN/FETトランジスタ 22,24,36,38,72,84,86,88,9
0 N/FETトランジスタ 26,28,32,34,70,74,76,78,8
0 P/FETトランジスタ 30 標準的なNANDゲート 40 標準的なNORゲート 42 入力源 44 オンチップ負荷 46 遅延ライン 48,50,52,54,56,60,62,64,6
6 インバータ 58,68 ノード 73,82 補償回路 92 イネーブル信号 94 ノンイネーブル信号 96 CMOSオフチップドライバ回路 98 ドライバ回路 100 オフチップ負荷 102 プルアップP/FETトランジスタ 103 電源 104 プルダウンN/FETトランジスタ 106,130,150,162,166,174,1
76,186 N/FETトランジスタ 108,132,144,167 ゲート 110,128,140,154,156,160,1
78,184 P/FETトランジスタ 112 NORゲート 114,136 ドライバ入力 116 反転入力ライン 118,122 インバータ 120 反転イネーブル信号ライン 121 イネーブル信号ライン 124 オフチップドライバ入力 126 オフチップドライバ・イネーブル入力 134 NANDゲート 138 プルアップ・プリドライブ回路 142,168,188,190 ノード 146,170 AC電圧基準回路 148,172 分圧回路 152,180 コンデンサ 158,182 AC電圧基準アクティベータ 164 プルダウン・プリドライブ回路
0 N/FETトランジスタ 26,28,32,34,70,74,76,78,8
0 P/FETトランジスタ 30 標準的なNANDゲート 40 標準的なNORゲート 42 入力源 44 オンチップ負荷 46 遅延ライン 48,50,52,54,56,60,62,64,6
6 インバータ 58,68 ノード 73,82 補償回路 92 イネーブル信号 94 ノンイネーブル信号 96 CMOSオフチップドライバ回路 98 ドライバ回路 100 オフチップ負荷 102 プルアップP/FETトランジスタ 103 電源 104 プルダウンN/FETトランジスタ 106,130,150,162,166,174,1
76,186 N/FETトランジスタ 108,132,144,167 ゲート 110,128,140,154,156,160,1
78,184 P/FETトランジスタ 112 NORゲート 114,136 ドライバ入力 116 反転入力ライン 118,122 インバータ 120 反転イネーブル信号ライン 121 イネーブル信号ライン 124 オフチップドライバ入力 126 オフチップドライバ・イネーブル入力 134 NANDゲート 138 プルアップ・プリドライブ回路 142,168,188,190 ノード 146,170 AC電圧基準回路 148,172 分圧回路 152,180 コンデンサ 158,182 AC電圧基準アクティベータ 164 プルダウン・プリドライブ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/003 Z 8941−5J (72)発明者 ブルース・アラン・カウフマン アメリカ合衆国 バーモント州 ウィリス トン アスター レーン 6 (72)発明者 チャールズ・レイ・ロンドン アメリカ合衆国 バーモント州 バーリン トン オーククラフト ドライブ 39
Claims (8)
- 【請求項1】DC電力消費がほとんど無い遷移制御オフ
チップドライバ回路において、 出力プルアップ・デバイスおよび出力プルダウン・デバ
イスを有するドライバ回路と、 第1ドライバ入力信号に応答して前記出力プルアップ・
デバイスの遷移を制御する手段と、 第2ドライバ入力信号に応答して前記出力プルアップ・
デバイスの遷移を制御しない手段と、 前記第2ドライバ入力信号に応答して前記出力プルダウ
ン・デバイスの遷移を制御する手段と、 前記第1ドライバ入力信号に応答して前記出力プルダウ
ン・デバイスの遷移を制御しない手段と、 から成ることを特徴とする遷移制御オフチップドライバ
回路。 - 【請求項2】前記出力プルアップ・デバイスの遷移を制
御する手段は、 前記出力プルアップ・デバイスをターンオンするプルア
ップ・プリドライブ回路と、 遷移の際に前記プルアップ・プリドライブ回路に基準電
圧を供給し、ほとんどDC電流を流さないAC基準電圧
回路と、 から成ることを特徴とする請求項1記載の遷移制御オフ
チップドライバ回路。 - 【請求項3】前記出力プルアップ・デバイスの遷移を制
御しない手段は、前記第2ドライバ入力信号に応答して
前記出力プルアップ・デバイスをターンオフする手段か
ら成ることを特徴とする請求項1記載の遷移制御オフチ
ップドライバ回路。 - 【請求項4】前記出力プルダウン・デバイスの遷移を制
御する手段は、 前記出力プルダウン・デバイスをターンオンするプルダ
ウン・プリドライブ回路と、 遷移の際に前記プルダウン・プリドライブ回路に基準電
圧を供給し、ほとんどDC電流を流さないAC基準電圧
回路と、 から成ることを特徴とする請求項1記載の遷移制御オフ
チップドライバ回路。 - 【請求項5】前記出力プルダウン・デバイスの遷移を制
御しない手段は、前記第2ドライバ入力信号に応答して
前記出力プルダウン・デバイスをターンオフする手段か
ら成ることを特徴とする請求項1記載の遷移制御オフチ
ップドライバ回路。 - 【請求項6】出力プルアップ・デバイスおよび出力プル
ダウン・デバイスを有する遷移制御オフチップドライバ
回路を動作させる方法であって、第1ドライバ入力信号
に応答して前記出力プルアップ・デバイスのターンオン
を制御し、第2ドライバ入力信号に応答して前記出力プ
ルダウン・デバイスのターンオンを制御し、DC電力が
ほとんど消費されないように、遷移制御オフチップドラ
イバ回路を動作させる方法において、 前記第2ドライバ入力信号に応答して前記出力プルアッ
プ・デバイスを無制御でターンオフし、 前記第1ドライバ入力信号に応答して前記出力プルダウ
ン・デバイスを無制御でターンオフし、 前記プルアップ・デバイスのターンオンを制御するため
に、前記第1ドライバ入力信号に応答してAC基準電圧
を供給し、 前記プルダウン・デバイスのターンオンを制御するため
に、前記第2ドライバ入力信号に応答してAC基準電圧
を供給する、 ことを特徴とする遷移制御オフチップドライバ回路の動
作方法。 - 【請求項7】前記第2ドライバ入力信号に応答して前記
出力プルアップ・デバイスを無制御でターンオフする前
記ステップは、電源と前記出力プルアップ・デバイスと
の間に接続されたp型デバイスを備えることによって達
成することを特徴とする請求項6記載の遷移制御オフチ
ップドライバ回路の動作方法。 - 【請求項8】前記第1ドライバ入力信号に応答して前記
出力プルダウン・デバイスを無制御でターンオフする前
記ステップは、前記出力プルダウン・デバイスとグラン
ドとの間に接続されたn型デバイスを備えることによっ
て達成することを特徴とする請求項6記載の遷移制御オ
フチップドライバ回路の動作方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US945757 | 1986-12-23 | ||
US07/945,757 US5430387A (en) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Transition-controlled off-chip driver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06196999A true JPH06196999A (ja) | 1994-07-15 |
JP2986041B2 JP2986041B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=25483519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5210094A Expired - Lifetime JP2986041B2 (ja) | 1992-09-16 | 1993-08-25 | 遷移制御オフチップドライバ回路およびその動作方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5430387A (ja) |
EP (1) | EP0587999A1 (ja) |
JP (1) | JP2986041B2 (ja) |
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US5939937A (en) * | 1997-09-29 | 1999-08-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Constant current CMOS output driver circuit with dual gate transistor devices |
US6433592B1 (en) | 1998-05-12 | 2002-08-13 | Infineon Technologies Ag | Method and apparatus for switching a field-effect transistor |
KR100388627B1 (ko) * | 2000-11-16 | 2003-06-25 | 한국타이어 주식회사 | 타이어 트래드용 고무조성물 |
JP2003032098A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | 出力バッファ回路 |
DE10135786B4 (de) * | 2001-07-23 | 2004-01-29 | Infineon Technologies Ag | Ausgangstreibervorrichtung und Verfahren zur Ausgabe eines Ausgangssignals hieraus |
ITMI20042075A1 (it) * | 2004-10-29 | 2005-01-29 | St Microelectronics Srl | Circuito di pilotaggio per uno stadio buffer di uscita ad alta velocita' e ridotto rumore indotto sulla alimentazione |
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JPH0799639B2 (ja) * | 1987-07-31 | 1995-10-25 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路 |
JP2587951B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1997-03-05 | 三菱電線工業株式会社 | 超電導ケーブル |
US4857770A (en) * | 1988-02-29 | 1989-08-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Output buffer arrangement for reducing chip noise without speed penalty |
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