JPH0690163A - Cmosオフチップ・ドライバ回路 - Google Patents

Cmosオフチップ・ドライバ回路

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JPH0690163A
JPH0690163A JP5143706A JP14370693A JPH0690163A JP H0690163 A JPH0690163 A JP H0690163A JP 5143706 A JP5143706 A JP 5143706A JP 14370693 A JP14370693 A JP 14370693A JP H0690163 A JPH0690163 A JP H0690163A
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    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/0185Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ECLレベルとコンパチブルな出力電圧スィ
ングを生成可能なCMOSオフチップ・ドライバ回路を
提供する。 【構成】 このCMOSオフチップ・ドライバ回路は、
3つの部分から成る。第1部分1はCMOSインバータ
段、第2部分2はイネーブル入力とCMOS ANDゲ
ート、第3部分3はプリドライバ段と出力ドライバ段の
2段構成より成る。プリドライバ段はCMOS NAN
DゲートとCMOS NORゲートとを有し、出力ドラ
イバ段は出力端子36に接続された相補型の第1および
第2ドライブFETを有する。第1および第2ドライブ
FETは、それぞれNANDおよびNORゲートによっ
てドライブされる。帰還FETは、出力信号レベルを検
出し、第1および第2ドライブFETを制御し、ECL
コンパチブル電圧レベルを生成し、NORおよびNAN
Dゲートにそれぞれ交差結合され、振幅変動をさらに安
定化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CMOSオフチップ・
ドライバ回路(OCD)、より詳細にはシフト・レベル
電圧スィングを発生し、エミッタ結合論理(ECL)と
コンパチブルな高性能CMOSインターフェースに関す
る。
【0002】
【従来の技術】長いケーブル距離にわたって高速データ
転送を行う場合、エミッタ結合論理(ECL)レベルを
用いるバイボーラ差動回路には制限があった。相補型金
属酸化膜半導体電界効果トランジスタ技術(CMOS
FET技術)の出現により、超高密度回路が実現でき
る。しかしながら、CMOS回路は、バイボーラECL
回路が有する微小信号、高データ速度の能力を有してい
ない。CMOS ECL回路の分野における刊行物は、
単一電源を使用して制限された電圧スィングを与える技
術を開示している。たとえば、米国特許第4,998,
028号明細書は標準セル論理方法に適用できない回路
を開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、EC
Lコンパチブルなシフト・レベル電圧スィングを備える
CMOS回路を提供することにある。
【0004】本発明の他の目的は、終端および未終端伝
送線と、非常に長い高速差動ケーブル網のような、種々
の負荷状態をドライブすることができるECLコンパチ
ブルCMOS回路を提供することにある。
【0005】本発明の目的はまた、標準セルの設計方法
に適用できる回路を提供することにある。
【0006】本発明の他の目的はまた、プロセス、電圧
および温度の変動に対する安定性と振幅制御に寄与す
る、ECLレベルとコンパチブルなCMOS回路を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高速デ
ータ伝送路において標準CMOS技術が使用可能なCM
OSオフチップ・ドライバ回路が提供される。このドラ
イバ回路は、標準バイポーラECLレベルにコンパチブ
ルなシフト・レベルを発生する。この回路は、独自の交
差結合パス・ゲート帰還構造を備えている。パス・ゲー
トは分離とスィングの両方を制御する。出力FETゲー
トがドライブすることを検出する帰還パス・ゲートのゲ
ートによって、ダブル帰還が得られ、したがって安定性
が向上する。
【0008】
【実施例】図1には、本発明のCMOSオフ・チップ・
ドライバ回路を示す。このドライバ回路は、部分1,
2,3である3つの個別のサブ回路からなり、各サブ回
路は、各入力端子4,5,6で入力を受け取る。端子
4,5,6の入力は、それぞれインヒビット入力、イネ
ーブル入力、データ入力である。
【0009】第1部分はそれぞれ、直列に接続されたP
型FET11とN型FET12、および直列に接続され
たP型FET13とN型FET14から構成される、カ
スケード接続された2段のインバータからなる。FET
11および13のソースは正電圧電源VDDに接続され、
一方、FET12および14のソースは回路グランドに
接続されている。第1インバータ段を形成するFET1
1および12のゲートはインヒビット入力端子4に接続
され、一方、第2インバータ段を形成するFET13お
よび14のドレインは、出力端子7に接続されている。
出力端子7は、チップ上の他のインヒビット端子をドラ
イブする。FET11および12のドレインは、FET
13および14のゲートに接続され、2段インバータの
カスケード接続を形成している。
【0010】第2部分は、直列に接続されたP型FET
15とN型FET16および17と、P型FET15と
並列に接続されたP型FET20と、直列に接続された
P型FET18とN型FET19とから成るインバータ
段とから構成される簡単なANDゲートである。各FE
T15,18,20のソースは正電圧電源VDDに接続さ
れ、FET17および19のソースは回路グランドに接
続されている。イネーブル入力端子5はFET15およ
び16のゲートに接続され、一方、第1部分のFET1
1および12から成る第1インバータ段の出力はFET
17および20のゲートに接続されている。FET1
5,16,20のドレインは、FET18および19の
ゲートに共通に接続されている。ANDゲートの機能
は、境界走査(boundary scan)とユーザ
・アプリケーションを分離することである。
【0011】第3部分の入力は、NANDゲートおよび
NORゲートから成る。NANDゲートは、直列に接続
されたP型FET21とN型FET22および23と、
P型FET21と並列に接続されたP型FET24とか
ら成る。FET21および24のソースは正電圧電源V
DDに接続され、FET23のソースは回路グランドに接
続されている。FET22のソースは、FET23のド
レインに接続されている。FET22のドレインは、P
型FET30のゲートに対するノードA上にドライブ信
号を生成するFET21および24のドレインに接続さ
れている。FET23および24のゲートは、前述した
第2部分のANDゲートの出力に接続されている。これ
によって、ECLドライブ・ノードAを負荷環境から分
離する能力をユーザに与える。FET21および22の
ゲートは、入力端子6によってドライブされる。入力端
子6は、内部的にドライブされる論理ゲートまたはラッ
チからOCDへのデータ入力である。
【0012】簡単なNORゲートは、直列に接続された
P型FET26および27とN型FET28と、FET
28と並列に接続されたN型FET29とから成る。F
ET26のソースは正電圧電源VDDに接続され、FET
28および29のソースは回路グランドに接続されてい
る。FET27のソースはFET26のドレインに接続
され、一方、FET27のドレインはN型FET31の
ゲートに対するノードB上にドライブ信号を生成するF
ET28および29のドレインに接続されている。FE
T26および29のゲートは、前述した第2部分のAN
DゲートのFET18および19のゲートに接続されて
いる。これによって、ECLドライブ・ノードBを負荷
環境から分離するる能力をユーザに与える。FET27
および28のゲートは、入力端子6に接続されている。
【0013】出力端子36からECLドライブ・ノード
Aへのパス・ゲート帰還路は、P型FET32および3
3の直列接続より成る。FET32のソースは、ノード
Aに接続されている。FET33のソースはFET32
のドレインに接続され、一方、FET33のドレインは
端子36に接続されている。FET33のゲートは、前
述した第2部分のANDゲートのFET18および19
のゲートに接続されている。FET32のゲートは、N
型FET31のゲート上のECLドライブ電圧を検出す
るためにノードBに交差結合されている。出力端子36
からノードBへの他のパス・ゲート帰還路は、N型FE
T34および35の直列接続より成る。FET34のド
レインは、出力端子36に接続されている。FET34
のソースはFET35のドレインに接続され、FET3
5のソースはノードBに接続されている。FET34の
ゲートは、前述した第2部分のANDゲートの出力に接
続され、これによって、ECLドライブ・ノードBを負
荷環境から分離する能力をユーザに与える。FET35
のゲートは、FET30のゲート上のECLドライブ電
圧を検出するためにノードAに交差接続されている。
【0014】出力デバイスは、P型FET30とN型F
ET31との直列接続により構成されている。FET3
0のソースは正電圧電源VDDに接続され、FET31の
ソースは回路グランドに接続されている。FET30お
よび31のドレインは、出力端子36とFET33およ
び34のドレインに接続されている。FET30のゲー
トはノードAに接続され、一方、FET31のゲートは
ノードBに接続されている。
【0015】入力端子6の入力ドライブ信号は、第3部
分の入力であるNANDゲートおよびNORゲートへの
完全な(full)論理0(“0”)または論理1
(“1”)のいずれかである。入力端子5の入力イネー
ブル信号が論理“1”および入力端子4の入力インヒビ
ット信号が論理“0”のとき、ドライバは端子6の入力
ドライブ信号を出力端子36へ受け渡すことができる。
このとき、入力端子6での標準CMOSレベルから出力
端子36でのECLコンパチブル・レベルへの信号スィ
ングのシフトが生じる。入力端子5の入力イネーブル信
号が論理“0”または端子4の入力インヒビット信号が
論理“1”のとき、入力端子6の信号はシフト・レベル
ECLコンパチブル信号として出力端子36に受け渡さ
れない。そして、出力端子36は入力端子6の論理ドラ
イブ信号から分離される。
【0016】NANDゲートおよびNORゲートは、ノ
ードAおよびノードBをそれぞれドライブし、これによ
りFET30および31をそれぞれドライブする。入力
端子6の論理“1”信号は、最初にノードAおよびBで
論理“0”信号に変わる。これは、P型FET30およ
び32をターンオンし、N型FET31および35をタ
ーンオフする。出力端子36の出力電圧が上昇し始める
と、ノードAの電圧も上昇し始め、FET30からのド
ライブ電流を遮断し、端子36の電圧を安定化させる。
ノードAの電圧上昇によって、FET35もターンオン
し、ノードBの電圧を上昇させる。これは、出力FET
31をターンオンし、ドライブ状態の間、出力端子36
の電圧をさらに安定化させる。入力端子6の論理“0”
信号は、最初にノードAおよびBで論理“1”信号に変
わる。これは、P型FET30および32をターンオフ
し、N型FET31および35をターンオンする。端子
36の出力電圧が降下し始めると、ノードBの電圧も降
下し始め、FET31からのドライブ電流を遮断し、出
力端子36の電圧を安定化させる。ノードBの電圧降下
によって、FET32もターンオンし、ノードAの電圧
を降下させる。これは、出力FET30をターンオン
し、ドライブ状態の間、出力端子36の電圧をさらに安
定化させる。
【0017】本発明を、好適な実施例について説明した
が、発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、種々の
変形を行うことができることを当業者は理解できるであ
ろう。
【0018】
【発明の効果】本発明により、ECLコンパチブルなシ
フト・レベル電圧スィングを備えるCMOS回路が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオフチップ・ドライバ回路を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 第1部分 2 第2部分 3 第3部分 4 インヒビット入力 5 イネーブル入力 6 データ入力 7,36 出力端子 11,13,15,18,20,21,24,26,2
7,30,32,33 P型FET 12,14,16,17,19,22,23,28,2
9,31,34,35 N型FET

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ECLレベルとコンパチブルな出力電圧ス
    ィングを生成するCMOSオフチップ・ドライバ回路に
    おいて、 イネーブル入力信号に応答して、真および相補出力を生
    成するイネーブル回路手段と、 データ入力信号と前記イネーブル回路手段の前記真出力
    を受け取り、NAND出力信号を生成するCMOS N
    ANDゲートと、 前記データ入力信号と前記イネーブル回路手段の前記相
    補出力を受け取り、NOR出力信号を生成するCMOS
    NORゲートと、 出力端子に接続された相補型である、前記NAND出力
    信号によってドライブされる第1ドライブFETと、前
    記NOR出力信号によってドライブされる第2ドライブ
    FETと、 前記出力端子の出力信号レベルを検出し、ECLコンパ
    チブル電圧レベルを生成するために前記第1および前記
    第2ドライブFETを制御する帰還手段と、 を有することを特徴とするCMOSオフチップ・ドライ
    バ回路。
  2. 【請求項2】インヒビット入力信号を受け取り、相補イ
    ンヒビット出力信号を生成するCMOSインバータ段
    と、 イネーブル入力信号と前記相補インヒビット出力信号と
    を受け取り、前記真出力信号としてAND出力信号と、
    前記相補出力信号として相補AND出力信号とを生成す
    るCMOS ANDゲートと、 を有することを特徴とする請求項1記載のCMOSオフ
    チップ・ドライバ回路。
  3. 【請求項3】前記帰還手段は、前記第1ドライブFET
    と同じ導電型の第1帰還FETと、前記第2ドライブF
    ETと同じ導電型の第2帰還FETとを有し、前記第1
    および第2帰還FETはそれぞれ前記NOR出力信号お
    よび前記NAND出力に交差結合されている、 ことを特徴とする請求項1記載のCMOSオフチップ・
    ドライバ回路。
  4. 【請求項4】前記帰還手段は、前記第1ドライブFET
    のゲートと前記出力端子との間で前記第1帰還FETに
    直列に接続された前記第1ドライブFETと同じ導電型
    である第3FETを有し、この第3FETは、前記NO
    R出力信号によってドライブされ、前記第2ドライブF
    ETのゲートと前記出力端子との間で前記第2帰還FE
    Tに直列に接続された前記第2ドライブFETと同じ導
    電型である第4FETを有し、この第4FETは、前記
    NAND出力信号によってドライブされる、 ことを特徴とする請求項3記載のCMOSオフチップ・
    ドライバ回路。
  5. 【請求項5】ECLレベルとコンパチブルな出力電圧ス
    ィングを生成するCMOSオフチップ・ドライバ回路に
    おいて、 インヒビット入力信号を受け取り、相補インヒビット出
    力信号を生成するCMOSインバータ段と、 イネーブル入力信号と前記相補インヒビット入力信号を
    受け取り、AND出力信号と相補AND出力信号を生成
    するCMOS ANDゲートと、 データ入力信号とAND出力信号を受け取り、NAND
    出力信号を生成するCMOS NANDゲートと、 前記データ入力信号と前記相補AND出力信号を受け取
    り、NOR出力信号を生成するCMOS NORゲート
    と、 出力端子に接続された第1および第2ドライブFETと
    を有し、前記第1FETはP型FETであり、前記NA
    ND出力信号によってドライブされ、前記第2FETは
    N型FETであり、前記NOR出力信号によってドライ
    ブされ、 前記出力端子の出力信号レベルを検出し、ECLコンパ
    チブル電圧レベルを生成するために前記第1および第2
    ドライブFETを制御する帰還手段を有し、前記帰還手
    段は、前記第1ドライブFETのゲートと前記出力端子
    との間に直列に接続された第1および第2P型帰還FE
    Tと、前記第2ドライブFETのゲートと前記出力端子
    との間に直列に接続された第3および第4N型帰還FE
    Tとを有し、 前記第1および第3帰還FETは前記NOR出力信号と
    前記NAND出力信号とにそれぞれ交差結合され、前記
    第2および第4帰還FETは前記AND出力信号と前記
    相補AND出力信号とにそれぞれ接続されている、 ことを特徴とするCMOSオフチップ・ドライバ回路。
JP5143706A 1992-07-02 1993-06-15 Cmosオフチップ・ドライバ回路 Expired - Lifetime JP2878072B2 (ja)

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