JPH07297678A - Cmos終端抵抗回路 - Google Patents
Cmos終端抵抗回路Info
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- JPH07297678A JPH07297678A JP7082933A JP8293395A JPH07297678A JP H07297678 A JPH07297678 A JP H07297678A JP 7082933 A JP7082933 A JP 7082933A JP 8293395 A JP8293395 A JP 8293395A JP H07297678 A JPH07297678 A JP H07297678A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cmos
- resistor
- transmission gate
- termination
- transistor
- Prior art date
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- Withdrawn
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/28—Impedance matching networks
- H03H11/30—Automatic matching of source impedance to load impedance
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 CMOS技術で正確な終端抵抗を実現する。
【構成】 終端抵抗を構成するCMOSトランスミッシ
ョンゲートTG1,TG2の制御電極が内部の基準トラ
ンスミッションゲートTGの制御電極へ接続されてい
る。基準トランスミッションゲートTGは、基準電流源
Jから給電されるカレントミラー回路のカレントミラト
ランジスタSAと共働して直列接続体を構成し、該直列
接続体は、所望の終端抵抗値に相応する抵抗値を有する
外部の基準抵抗Rと、もう1つのカレントミラトランジ
スタSBとから構成されるもう1つの直列接続体に並列
に終端電圧源Uに接続されており、差動増幅器DV1の
両方の入力側は前記の両方の直列接続体の接続点A,B
と接続されている。
ョンゲートTG1,TG2の制御電極が内部の基準トラ
ンスミッションゲートTGの制御電極へ接続されてい
る。基準トランスミッションゲートTGは、基準電流源
Jから給電されるカレントミラー回路のカレントミラト
ランジスタSAと共働して直列接続体を構成し、該直列
接続体は、所望の終端抵抗値に相応する抵抗値を有する
外部の基準抵抗Rと、もう1つのカレントミラトランジ
スタSBとから構成されるもう1つの直列接続体に並列
に終端電圧源Uに接続されており、差動増幅器DV1の
両方の入力側は前記の両方の直列接続体の接続点A,B
と接続されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCMOS終端抵抗ないし
終端インピーダンス回路に関する。
終端インピーダンス回路に関する。
【0002】
【従来の技術】通信技術システムにおいて、およびコン
ピュータにおいて、集積化されたユニット間の著しく高
いデータ速度によるトランスミッションの目的で、所定
の波動インピーダンスを有する線路が用いられ、さらに
当該線路はそれの線路端部において、線路の波動インピ
ーダンスに相応するインピーダンスで終端される。この
ようにしないと反射したがって障害が生じ、この障害が
有効信号に重畳されて受信器にビットエラーを生ぜさせ
ることがある。
ピュータにおいて、集積化されたユニット間の著しく高
いデータ速度によるトランスミッションの目的で、所定
の波動インピーダンスを有する線路が用いられ、さらに
当該線路はそれの線路端部において、線路の波動インピ
ーダンスに相応するインピーダンスで終端される。この
ようにしないと反射したがって障害が生じ、この障害が
有効信号に重畳されて受信器にビットエラーを生ぜさせ
ることがある。
【0003】約100Mビット/S〜1G/Sビットの
範囲のデータ速度は初期のバイポーラ−またはガリウム
ひ素ユニットの集積回路において維持されていた;その
間に半導体技術の進歩によりCMOSユニットもこの速
度範囲に達した。そのためこのように高いデータ速度の
トランスミッションの場合、CMOSユニットの入力側
でも終端インピーダンスが必要とされている。
範囲のデータ速度は初期のバイポーラ−またはガリウム
ひ素ユニットの集積回路において維持されていた;その
間に半導体技術の進歩によりCMOSユニットもこの速
度範囲に達した。そのためこのように高いデータ速度の
トランスミッションの場合、CMOSユニットの入力側
でも終端インピーダンスが必要とされている。
【0004】従来はCMOSユニットにおいて終端イン
ピーダンスは、プリント配線板上でユニットの外側に、
かつ相応の入力ピンの近傍に設けれる。交換装置のユニ
ットたとえばスイッチフレーム(スイッチ網)ユニッ
ト、またはコンピュータのユニットたとえばアドレス−
およびデータ線路を有するメモリは多数の入力側を有シ
得る。その結果、所属の終端抵抗のためにお大きい所要
スペースが必要とされ、そのため部品群の実装密度が低
減されてしまう。高い周波数の場合は次の状況が別の欠
点となる:即ち終端は受信ユニットの入力段において直
接的には行なえない;そうではなくて終端インピーダン
スと入力段との間にさらにユニットのケーシングと静電
的な帯電からの保護部材が設けられる。これらはCMO
Sユニットの場合に必要とされる。電気的に見るとこの
ケーシングは実質的に線路インダクタンスと線路キャパ
シタンスたとえばピン−およびボンドインダクタンスと
寄生的な負荷キャパシタンスから成る;さらにピンの間
の結合インダクタンスと結合キャパシタンスが加わる。
外部の終端インピーダンスから入力段への経路は、終端
されていない線路と見なすことができる。この線路は反
射を生ぜさせてしまい、そのため高い周波数のトランス
ミッションは困難となる。
ピーダンスは、プリント配線板上でユニットの外側に、
かつ相応の入力ピンの近傍に設けれる。交換装置のユニ
ットたとえばスイッチフレーム(スイッチ網)ユニッ
ト、またはコンピュータのユニットたとえばアドレス−
およびデータ線路を有するメモリは多数の入力側を有シ
得る。その結果、所属の終端抵抗のためにお大きい所要
スペースが必要とされ、そのため部品群の実装密度が低
減されてしまう。高い周波数の場合は次の状況が別の欠
点となる:即ち終端は受信ユニットの入力段において直
接的には行なえない;そうではなくて終端インピーダン
スと入力段との間にさらにユニットのケーシングと静電
的な帯電からの保護部材が設けられる。これらはCMO
Sユニットの場合に必要とされる。電気的に見るとこの
ケーシングは実質的に線路インダクタンスと線路キャパ
シタンスたとえばピン−およびボンドインダクタンスと
寄生的な負荷キャパシタンスから成る;さらにピンの間
の結合インダクタンスと結合キャパシタンスが加わる。
外部の終端インピーダンスから入力段への経路は、終端
されていない線路と見なすことができる。この線路は反
射を生ぜさせてしまい、そのため高い周波数のトランス
ミッションは困難となる。
【0005】ICユニットにおける終端インピーダンス
は、例えばSafferthal:“Terminie
ren von Signalleitungen”,
Elektronik22/1990、236...2
54頁に示されている。
は、例えばSafferthal:“Terminie
ren von Signalleitungen”,
Elektronik22/1990、236...2
54頁に示されている。
【0006】前述の欠点のため、チップ上の線路を直
接、入力段において終端させることが所望されるかもし
れない。しかし現行のCMOS技術においては十分には
正確な抵抗ないしインピーダンス層が得られない;ポリ
シリコン−または金属導体路およびウエル状の抵抗は大
きすぎる製造誤差と大きすぎる温度係数を有し、そのた
め抵抗値が±50%も変動する。この種の変動の場合に
不所望の反射を生ぜさせ、送信器が電流源として動作す
る−実際にそうである場合が多い−時は入力レベルにお
ける大きい変動が生ずる。
接、入力段において終端させることが所望されるかもし
れない。しかし現行のCMOS技術においては十分には
正確な抵抗ないしインピーダンス層が得られない;ポリ
シリコン−または金属導体路およびウエル状の抵抗は大
きすぎる製造誤差と大きすぎる温度係数を有し、そのた
め抵抗値が±50%も変動する。この種の変動の場合に
不所望の反射を生ぜさせ、送信器が電流源として動作す
る−実際にそうである場合が多い−時は入力レベルにお
ける大きい変動が生ずる。
【0007】MOS技術における精密抵抗はその所属の
制御回路と共に米国特許第A−2248143号に示さ
れている。
制御回路と共に米国特許第A−2248143号に示さ
れている。
【0008】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、CMOS技
術で正確な終端抵抗を実現することである。
術で正確な終端抵抗を実現することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明により
次のようにして解決されている。即ちCMOS終端抵抗
回路において、終端抵抗がCMOSトランスミッション
ゲートにより構成されており、該CMOSトランスミッ
ションゲートはその制御電極が内部の基準トランスミッ
ションゲートの制御電極へ接続されており、該基準トラ
ンスミッションゲートの一方の制御電極は差動増幅器と
して接続されている第1の演算増幅器の出力側と接続さ
れており、該基準トランスミッションゲートの他方の制
御電極は、その反転入力側を介して差動増幅器に後置接
続されている反転増幅器として接続されている第2の演
算増幅器の出力側と接続されており、前記の基準トラン
スミッションゲートは、基準電流源から給電されるカレ
ントミラー回路のカレントミラートランジスタと共働し
て直列接続体を構成し、該直列接体は、所望の終端抵抗
値に相応する抵抗値を有する外部に基準抵抗ともう1つ
のカレントミラートランジスタとが構成されるもう1つ
の直列接続体に並列に終端電圧源に接続されており、前
記の作動増幅器の両方の入力側は前記の両方の直列接続
体の接続点と接続されている。この場合、カレントミラ
ー回路のトランジスタがそれぞれ等しいチャンネル長さ
ないし幅を有する。
次のようにして解決されている。即ちCMOS終端抵抗
回路において、終端抵抗がCMOSトランスミッション
ゲートにより構成されており、該CMOSトランスミッ
ションゲートはその制御電極が内部の基準トランスミッ
ションゲートの制御電極へ接続されており、該基準トラ
ンスミッションゲートの一方の制御電極は差動増幅器と
して接続されている第1の演算増幅器の出力側と接続さ
れており、該基準トランスミッションゲートの他方の制
御電極は、その反転入力側を介して差動増幅器に後置接
続されている反転増幅器として接続されている第2の演
算増幅器の出力側と接続されており、前記の基準トラン
スミッションゲートは、基準電流源から給電されるカレ
ントミラー回路のカレントミラートランジスタと共働し
て直列接続体を構成し、該直列接体は、所望の終端抵抗
値に相応する抵抗値を有する外部に基準抵抗ともう1つ
のカレントミラートランジスタとが構成されるもう1つ
の直列接続体に並列に終端電圧源に接続されており、前
記の作動増幅器の両方の入力側は前記の両方の直列接続
体の接続点と接続されている。この場合、カレントミラ
ー回路のトランジスタがそれぞれ等しいチャンネル長さ
ないし幅を有する。
【0010】
【発明の効果】本発明により、正確な内部終端インピー
ダンスがCMOS技術で実現可能となり、そのため外部
の終端インピーダンスが省略可能となり所望スペースが
低減され、部品群の一層高い集積化が達せられる。同時
に高い周波数特性が改善されそのため一層高いビット速
度が可能となる。
ダンスがCMOS技術で実現可能となり、そのため外部
の終端インピーダンスが省略可能となり所望スペースが
低減され、部品群の一層高い集積化が達せられる。同時
に高い周波数特性が改善されそのため一層高いビット速
度が可能となる。
【0011】本発明の実施例によれば、外部の基準抵抗
に直列に設けられているカレントミラートランジスタ
に、基準電圧源を有する、比較器の入力回路が並列に接
続されており、該比較器の出力側は直接および反転段を
介して、相異なるチャンネル形の2つのCMOSトラン
ジスタの制御入力側へ導びかれており、一方のトランジ
スタはその主電極が、アースと一方の作動増幅器の出力
線路の間に設けられており、他方のCMOSトランジス
タはその主電極が給電電位源と、他方の作動増幅器の出
力線路との間に設けられている。この構成により、内部
の終端と外部の終端との間の融通性のある交換が可能と
なり、そのため複数個のユニットにおける信号分布が容
易化できる。
に直列に設けられているカレントミラートランジスタ
に、基準電圧源を有する、比較器の入力回路が並列に接
続されており、該比較器の出力側は直接および反転段を
介して、相異なるチャンネル形の2つのCMOSトラン
ジスタの制御入力側へ導びかれており、一方のトランジ
スタはその主電極が、アースと一方の作動増幅器の出力
線路の間に設けられており、他方のCMOSトランジス
タはその主電極が給電電位源と、他方の作動増幅器の出
力線路との間に設けられている。この構成により、内部
の終端と外部の終端との間の融通性のある交換が可能と
なり、そのため複数個のユニットにおける信号分布が容
易化できる。
【0012】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【0013】
【実施例】図1に示されているCMOS終端抵抗回路に
おいて、終端抵抗は本発明によりいわゆるトランスミッ
ションゲートにより実現されている。トランスミッショ
ンゲートは基本的にPチャンネルトランジスタとこれに
並列に接続されているnチャンネルトランジスタから成
る。抵抗としてのトランスミッションゲートの使用はC
MOS技術そのものにおいて公知である。この場合、こ
れらのトランジスタはそれらの特性曲線の抵抗領域にお
いて作動される、即ち十分に小さいドレイン・ソース電
圧の場合にMOSトランジスタはドレイン端子・ソース
端子間で線形のオーム抵抗のように動作する。この場
合、抵抗値はゲート・ソース電圧に依存するため設定調
整が可能である。トランスミッションゲートTG(図
1)を所定の抵抗値たとえば50Ωへ設定する目的で、
外部抵抗R(ユニットの外部)が基準素子として用いら
れる。この基準素子の抵抗値は所望の終端抵抗値に相応
する。トランスミッションゲートTGは、基準電流源J
から給電されるカレントミラー回路TD,SA,SBの
カレントミラートランジスタSAと共に、直列接続体T
G−SAを構成する。この直列接続体は、外部の基準抵
抗Rと別のカレントミラートランジスタSBから成る別
の直列接続体R−SBに並列に、それらの電圧が所望の
終端電位に相応する終端電位源Uに接続される。トラン
スミッションゲートTGの一方の制御電極は、差動増幅
器として接続構成された第1の演算増幅器DV1の出力
側と接続されている;トランスミッションゲートの他方
の制御電極は、その反転入力側を介して差動増幅器DV
1に後置接続されている、反転増幅器として接続されて
いる第2の演算増幅器DV2の出力側と接続されてい
る。DV2の前置抵抗R1と帰還結合抵抗R2は好適に
同じ抵抗値を有し、そのため増幅度は1に等しい。差動
増幅器DV1の両方の入力側は、図1に示されている様
に、両方の直列接続体TG−SA,R−SBの両方の内
部の接続点A,Bに接続されている、即ち転送ゲートT
GとカレントミラートランジスタSAとの接続点Aに、
および基準抵抗RとカレントミラートランジスタSBと
の接続点Bに接続されている。カレントミラー回路のト
ランジスタTD,SA,SBは好適にそれぞれ同じチャ
ンネル長さないし−チャンネル幅を有する;そのためカ
レントミラートランジスタSA,SBを流れる電流はそ
れぞれダイオードトランジスタTDを流れる電流とちょ
うど同じ大きさである、即ち基準電流Jはダイオードト
ランジスタTDによりカレントミラートランジスタSA
およびSBへ鏡像的に生成される。基準電流の生成は刊
行物(例えば Paul R. Gray,Rober
t G. Meyer,“Analysisand De
sign of Analog Integrated
Circuits”,John Wiley & S
ons,New York,1984)にしばしば示さ
れているため説明する必要はない。
おいて、終端抵抗は本発明によりいわゆるトランスミッ
ションゲートにより実現されている。トランスミッショ
ンゲートは基本的にPチャンネルトランジスタとこれに
並列に接続されているnチャンネルトランジスタから成
る。抵抗としてのトランスミッションゲートの使用はC
MOS技術そのものにおいて公知である。この場合、こ
れらのトランジスタはそれらの特性曲線の抵抗領域にお
いて作動される、即ち十分に小さいドレイン・ソース電
圧の場合にMOSトランジスタはドレイン端子・ソース
端子間で線形のオーム抵抗のように動作する。この場
合、抵抗値はゲート・ソース電圧に依存するため設定調
整が可能である。トランスミッションゲートTG(図
1)を所定の抵抗値たとえば50Ωへ設定する目的で、
外部抵抗R(ユニットの外部)が基準素子として用いら
れる。この基準素子の抵抗値は所望の終端抵抗値に相応
する。トランスミッションゲートTGは、基準電流源J
から給電されるカレントミラー回路TD,SA,SBの
カレントミラートランジスタSAと共に、直列接続体T
G−SAを構成する。この直列接続体は、外部の基準抵
抗Rと別のカレントミラートランジスタSBから成る別
の直列接続体R−SBに並列に、それらの電圧が所望の
終端電位に相応する終端電位源Uに接続される。トラン
スミッションゲートTGの一方の制御電極は、差動増幅
器として接続構成された第1の演算増幅器DV1の出力
側と接続されている;トランスミッションゲートの他方
の制御電極は、その反転入力側を介して差動増幅器DV
1に後置接続されている、反転増幅器として接続されて
いる第2の演算増幅器DV2の出力側と接続されてい
る。DV2の前置抵抗R1と帰還結合抵抗R2は好適に
同じ抵抗値を有し、そのため増幅度は1に等しい。差動
増幅器DV1の両方の入力側は、図1に示されている様
に、両方の直列接続体TG−SA,R−SBの両方の内
部の接続点A,Bに接続されている、即ち転送ゲートT
GとカレントミラートランジスタSAとの接続点Aに、
および基準抵抗RとカレントミラートランジスタSBと
の接続点Bに接続されている。カレントミラー回路のト
ランジスタTD,SA,SBは好適にそれぞれ同じチャ
ンネル長さないし−チャンネル幅を有する;そのためカ
レントミラートランジスタSA,SBを流れる電流はそ
れぞれダイオードトランジスタTDを流れる電流とちょ
うど同じ大きさである、即ち基準電流Jはダイオードト
ランジスタTDによりカレントミラートランジスタSA
およびSBへ鏡像的に生成される。基準電流の生成は刊
行物(例えば Paul R. Gray,Rober
t G. Meyer,“Analysisand De
sign of Analog Integrated
Circuits”,John Wiley & S
ons,New York,1984)にしばしば示さ
れているため説明する必要はない。
【0014】カレントミラートランジスタSAおよびS
Bの中を等しい電流が流れると、外部の基準抵抗Rおよ
び内部のトランスミッションゲートTGの中も等しい電
流が流れる。差動増幅器DV1は点Aにおける電圧と点
Bにおける電圧とを比較して出力電圧UGNを発生する。
この出力電圧はトランスミッションゲートTGの相応の
制御入力側を介して、トランスミッションゲートにおけ
るnチャンネルトランジスタの抵抗を制御する。同様に
反転増幅器DV2はその出力電圧UGPによりトランスミ
ッションゲートにおけるPチャンネルトランジスタの抵
抗を制御する。反転増幅器DV2の抵抗R1とR2はC
MOS技術でウエル形抵抗として実現できる。何故なら
ば増幅度設定のために抵抗値の比だけが用いられ、絶対
値は用いられないからである。反転増幅器DV2の出力
側に出力電圧として差電圧UGP=2・U−UGNが生ず
る。終端電圧Uを基準として、トランスミッションゲー
トTGのPチャンネルトランジスタとnチャンネルトラ
ンジスタに、値の等しい大きさのゲートソース電圧が、
反転された極性で加わる;そのため両方のトランジスタ
は多かれ少なかれ同方向に導通する。図1に示された回
路装置において回路点Bにおける電位が回路点Aにおけ
る電位よりも正になると、このことは、トランスミッシ
ョンゲートTGの抵抗値が基準抵抗Rのそれよりも大き
いことを意味する。何故ならば両方の抵抗の中を同じ電
流が流れるからである。その結果、制御電圧UGNが上昇
し、制御電圧UGPが低下する。その結果、トランスミッ
ションゲートTGがさらに導通制御されそのためその抵
抗値が減少する、しかもトランスミッションゲートTG
の抵抗値と基準抵抗Rの抵抗値が等しくなり回路点Aと
Bが同じ電位に置かれるまで、前述の状態が続く。
Bの中を等しい電流が流れると、外部の基準抵抗Rおよ
び内部のトランスミッションゲートTGの中も等しい電
流が流れる。差動増幅器DV1は点Aにおける電圧と点
Bにおける電圧とを比較して出力電圧UGNを発生する。
この出力電圧はトランスミッションゲートTGの相応の
制御入力側を介して、トランスミッションゲートにおけ
るnチャンネルトランジスタの抵抗を制御する。同様に
反転増幅器DV2はその出力電圧UGPによりトランスミ
ッションゲートにおけるPチャンネルトランジスタの抵
抗を制御する。反転増幅器DV2の抵抗R1とR2はC
MOS技術でウエル形抵抗として実現できる。何故なら
ば増幅度設定のために抵抗値の比だけが用いられ、絶対
値は用いられないからである。反転増幅器DV2の出力
側に出力電圧として差電圧UGP=2・U−UGNが生ず
る。終端電圧Uを基準として、トランスミッションゲー
トTGのPチャンネルトランジスタとnチャンネルトラ
ンジスタに、値の等しい大きさのゲートソース電圧が、
反転された極性で加わる;そのため両方のトランジスタ
は多かれ少なかれ同方向に導通する。図1に示された回
路装置において回路点Bにおける電位が回路点Aにおけ
る電位よりも正になると、このことは、トランスミッシ
ョンゲートTGの抵抗値が基準抵抗Rのそれよりも大き
いことを意味する。何故ならば両方の抵抗の中を同じ電
流が流れるからである。その結果、制御電圧UGNが上昇
し、制御電圧UGPが低下する。その結果、トランスミッ
ションゲートTGがさらに導通制御されそのためその抵
抗値が減少する、しかもトランスミッションゲートTG
の抵抗値と基準抵抗Rの抵抗値が等しくなり回路点Aと
Bが同じ電位に置かれるまで、前述の状態が続く。
【0015】このようにして内部の即ち集積化されたト
ランスミッションゲートTGの抵抗値が、自動的に外部
抵抗Rの値へ制御される。制御電圧UGNとUGPは本来の
終端抵抗の制御のために使用できる。図1に実施例とし
て、2つのトランスミッションゲートTG1とTG2を
有する差動入力側が、2つの入力端子e1,e2の終端
として示されている。トランスミッションゲートTG1
とTG2はトランスミッションゲートTGと同様に値が
選定され、TGの近傍に置かれる。そのためTG1とT
G2はトランスミッションゲートTGと同一であり、T
G1とTG2へ制御電圧UGNとUGPにより同じ抵抗値が
設定される。
ランスミッションゲートTGの抵抗値が、自動的に外部
抵抗Rの値へ制御される。制御電圧UGNとUGPは本来の
終端抵抗の制御のために使用できる。図1に実施例とし
て、2つのトランスミッションゲートTG1とTG2を
有する差動入力側が、2つの入力端子e1,e2の終端
として示されている。トランスミッションゲートTG1
とTG2はトランスミッションゲートTGと同様に値が
選定され、TGの近傍に置かれる。そのためTG1とT
G2はトランスミッションゲートTGと同一であり、T
G1とTG2へ制御電圧UGNとUGPにより同じ抵抗値が
設定される。
【0016】損失電力を低減する目的で外部抵抗Rの抵
抗値は増加可能であり、他方これを流れる電流の大きさ
は相応に減少される。抵抗Rが例えば所望の終端抵抗の
10倍の値を有すると、カレントミラートランジスタS
Bを流れる電流の値は基準電流Jの値の10分の1にな
る必要がある。その目的は接続点AとBに再び等しい電
位を得るためである。このことは、カレントミラートラ
ンジスタSBの幅を、カレントミラートランジスタSA
の幅の10分の1に選定することにより、簡単に実現で
きる。
抗値は増加可能であり、他方これを流れる電流の大きさ
は相応に減少される。抵抗Rが例えば所望の終端抵抗の
10倍の値を有すると、カレントミラートランジスタS
Bを流れる電流の値は基準電流Jの値の10分の1にな
る必要がある。その目的は接続点AとBに再び等しい電
位を得るためである。このことは、カレントミラートラ
ンジスタSBの幅を、カレントミラートランジスタSA
の幅の10分の1に選定することにより、簡単に実現で
きる。
【0017】差動形式の信号トランスミッションによる
所定の使用の場合に必要とされることは、入力端子を夫
々それだけで終端電位Uに対して終端するのではなく、
終端抵抗を両方の入力端子の間に設けることである。こ
のことは図3に示されている様に、(IEEEにより標
準化された)いわゆる、SCI−LVDS−Interf
ace(Draft Standard for SC
I LVDS,LowVoltage differe
ntial Signals,IEEE−Standa
rd P1596.3,9.9.1993)に示されて
いる:トランスミッションは差動形式で行なわれる;受
信器入力側は、信号線路a,bの間の抵抗RAEで終端さ
れる。この場合、終端抵抗の値は信号線路の波動き抵抗
の2倍の値を有する必要がある。
所定の使用の場合に必要とされることは、入力端子を夫
々それだけで終端電位Uに対して終端するのではなく、
終端抵抗を両方の入力端子の間に設けることである。こ
のことは図3に示されている様に、(IEEEにより標
準化された)いわゆる、SCI−LVDS−Interf
ace(Draft Standard for SC
I LVDS,LowVoltage differe
ntial Signals,IEEE−Standa
rd P1596.3,9.9.1993)に示されて
いる:トランスミッションは差動形式で行なわれる;受
信器入力側は、信号線路a,bの間の抵抗RAEで終端さ
れる。この場合、終端抵抗の値は信号線路の波動き抵抗
の2倍の値を有する必要がある。
【0018】この種の浮動(フローティング)終端抵抗
(RAE,図3)はトランスミッションゲート(TGAE,
以下で図2で説明される)を用いて実現できる。このト
ランスミッションゲートは図1を用いて説明された様
に、差動増幅器DV1とこれに後置接続される反転増幅
器DV2の出力電圧UGNとUGPにより制御される。この
場合、差動増幅器DV1は、その一方の入力端子が基準
トランスミッションゲートTGとカレントミラートラン
ジスタSAとの直列接続体の接続点と接続され、その他
方の入力端子が基準抵抗Rとカレントミラートランジス
タSBと直列接続体の接続点と接続されている。
(RAE,図3)はトランスミッションゲート(TGAE,
以下で図2で説明される)を用いて実現できる。このト
ランスミッションゲートは図1を用いて説明された様
に、差動増幅器DV1とこれに後置接続される反転増幅
器DV2の出力電圧UGNとUGPにより制御される。この
場合、差動増幅器DV1は、その一方の入力端子が基準
トランスミッションゲートTGとカレントミラートラン
ジスタSAとの直列接続体の接続点と接続され、その他
方の入力端子が基準抵抗Rとカレントミラートランジス
タSBと直列接続体の接続点と接続されている。
【0019】基準抵抗Rへの最適の設定は、直列接続体
TG−SA,R−SBへ加わる電圧が入力信号の高レベ
ルと低レベルとのほぼ中間へ置かれる時に、達せられ
る。入力信号の直流成分が未知の時または変動し得る時
は、電圧Uは好適に給電電圧の半分に等しい様に選定さ
れる。入力信号の同相成分が値Uから外れれば外れるほ
ど、終端されるべき入力側に加わるトランスミッション
ゲートの抵抗値は、基準抵抗Rの抵抗値からそれだけ益
々多く偏差する。この場合その間に補償効果が生ずる:
例えば同相成分がアース電位(大地)に近づくと、トラ
ンスミッションゲートのPチャンネルトランジスタの抵
抗が増加する。しかし同時にnチャンネルトランジスタ
のゲート・ソース電圧が上昇し、そのためnチャンネル
トランジスタの抵抗が減少する。このようにしてPチャ
ンネルトランジスタの抵抗の増加が大部分補償される。
同相成分が給電電圧UDDに近づくと、同じ補償効果がP
チャンネルトランジスタに現われる。
TG−SA,R−SBへ加わる電圧が入力信号の高レベ
ルと低レベルとのほぼ中間へ置かれる時に、達せられ
る。入力信号の直流成分が未知の時または変動し得る時
は、電圧Uは好適に給電電圧の半分に等しい様に選定さ
れる。入力信号の同相成分が値Uから外れれば外れるほ
ど、終端されるべき入力側に加わるトランスミッション
ゲートの抵抗値は、基準抵抗Rの抵抗値からそれだけ益
々多く偏差する。この場合その間に補償効果が生ずる:
例えば同相成分がアース電位(大地)に近づくと、トラ
ンスミッションゲートのPチャンネルトランジスタの抵
抗が増加する。しかし同時にnチャンネルトランジスタ
のゲート・ソース電圧が上昇し、そのためnチャンネル
トランジスタの抵抗が減少する。このようにしてPチャ
ンネルトランジスタの抵抗の増加が大部分補償される。
同相成分が給電電圧UDDに近づくと、同じ補償効果がP
チャンネルトランジスタに現われる。
【0020】シミュレーションにより示されたことは、
現行の0.5μCMOS技術において給電電圧3.3V
により、電圧Uが給電電圧の約半分である時に良好な補
償が達成されることである。この場合、入力側における
同相成分は実質的に給電電圧の全体の範囲において変化
可能となる。この場合、前述の補償効果により、この範
囲の境界においてもなお受けいれられる終端化が達せら
れる。
現行の0.5μCMOS技術において給電電圧3.3V
により、電圧Uが給電電圧の約半分である時に良好な補
償が達成されることである。この場合、入力側における
同相成分は実質的に給電電圧の全体の範囲において変化
可能となる。この場合、前述の補償効果により、この範
囲の境界においてもなお受けいれられる終端化が達せら
れる。
【0021】前述のSCI−LVDSインターフェース
の場合は、高レベル信号と低レベル信号との間に中間レ
ベル1.2V(送信器のアース電位を基準として)が終
端電圧1.2Vが所望値であると推定される時に定めら
れている。しかし図1の回路のための動作範囲はほとん
ど狭いと思はれるため、終端電圧Uは前述の様に給電電
圧の半分に等しく選定できる。しかし場合により、nチ
ャンネルトランジスタによるのではなくPチャンネルト
ランジスタによりカシュトミラーを実現して給電電位源
UDDへ結合することが一層有利である:この場合、基準
電流源は極性が反転される。この場合、電圧はUDDへ関
係づけられ、そのため調整回路のためにより大きい電圧
範囲が使用できる。浮動終端抵抗TGAEのためのこの種
のCMOS終端抵抗回路が図2に示されている。さらに
この終端抵抗回路の機能は基本的に図1の終端抵抗回路
のそれと同じであるため、これ以上の説明は必要とされ
ない。
の場合は、高レベル信号と低レベル信号との間に中間レ
ベル1.2V(送信器のアース電位を基準として)が終
端電圧1.2Vが所望値であると推定される時に定めら
れている。しかし図1の回路のための動作範囲はほとん
ど狭いと思はれるため、終端電圧Uは前述の様に給電電
圧の半分に等しく選定できる。しかし場合により、nチ
ャンネルトランジスタによるのではなくPチャンネルト
ランジスタによりカシュトミラーを実現して給電電位源
UDDへ結合することが一層有利である:この場合、基準
電流源は極性が反転される。この場合、電圧はUDDへ関
係づけられ、そのため調整回路のためにより大きい電圧
範囲が使用できる。浮動終端抵抗TGAEのためのこの種
のCMOS終端抵抗回路が図2に示されている。さらに
この終端抵抗回路の機能は基本的に図1の終端抵抗回路
のそれと同じであるため、これ以上の説明は必要とされ
ない。
【0022】図3に示されているSCI−LVDSイン
ターフェースの特別な構成は、送信ユニットの出力側の
ためにも所定の内部抵抗を必要とする。その目的は非対
称または障害により帰還波が発生することがあっても、
出力側に反射が生じないようにするためである。この場
合、送信器の出力段は、定量化された電流を線路へ送出
する電流源として動作する。そのため出力側は高いオー
ムになり、出力線路の間にも終端抵抗RASを集積化する
必要がある。この目的のためにも有利に、図2を用いて
示された、調整されるトランスミッションゲートが用い
られる。
ターフェースの特別な構成は、送信ユニットの出力側の
ためにも所定の内部抵抗を必要とする。その目的は非対
称または障害により帰還波が発生することがあっても、
出力側に反射が生じないようにするためである。この場
合、送信器の出力段は、定量化された電流を線路へ送出
する電流源として動作する。そのため出力側は高いオー
ムになり、出力線路の間にも終端抵抗RASを集積化する
必要がある。この目的のためにも有利に、図2を用いて
示された、調整されるトランスミッションゲートが用い
られる。
【0023】例えば交換装置の場合、そのスイッチフレ
ームにおいてしばしば送信ユニットからの信号またはク
ロックパルスが、唯1つのCMOS受信ユニットへトラ
ンスミッションされないだけでなく、信号またはクロッ
クパルスを案内する同一の線路へ接続されている多数の
CMOS受信ユニットへトランスミッションされないこ
とがある。この場合、線路は最終段のユニットにおいて
はじめて終端抵抗により終端される。この種の構成は図
5に示されている;ここではCMOSユニットはIC
1,IC2,...,IClで示されている。最後のユ
ニットIClにおける線路終端は本発明によるCMOS
終端抵抗回路を用いて実施できる。他方、これ以外のユ
ニットの入力側は高オームにする必要がある。
ームにおいてしばしば送信ユニットからの信号またはク
ロックパルスが、唯1つのCMOS受信ユニットへトラ
ンスミッションされないだけでなく、信号またはクロッ
クパルスを案内する同一の線路へ接続されている多数の
CMOS受信ユニットへトランスミッションされないこ
とがある。この場合、線路は最終段のユニットにおいて
はじめて終端抵抗により終端される。この種の構成は図
5に示されている;ここではCMOSユニットはIC
1,IC2,...,IClで示されている。最後のユ
ニットIClにおける線路終端は本発明によるCMOS
終端抵抗回路を用いて実施できる。他方、これ以外のユ
ニットの入力側は高オームにする必要がある。
【0024】選択的にユニット入力側において所定の終
端抵抗または無負荷抵抗を作動させて、これにより一体
的なCMOSユニットを使用可能にするために、図4に
示されているように本発明の別の実施例においては、個
々の終端抵抗回路において、外部の基準抵抗Rに直列に
設けられているカレントミラートランジスタSBに、基
準電圧源Urefを有する、比較器DV3の入力回路を並
列に接続できる。比較器DV3の出力側は直接および反
転段Iを介して、相異なるチャンネル形の2つのCMO
Sトランジスタの制御入力側へ導びかれる。一方のMO
Sトランジスタはその主電極がアースと一方の差動増幅
器DV1の出力線路との間に接続されている。他方のM
OSトランジスタはその主電極が給電電圧源UDDと他方
の差動増幅器DV2の出力線路との間に接続されてい
る。図4において左側にさらに外部抵抗R、カレントミ
ラートランジスタSB、他の終端抵抗回路の差動増幅器
DV1が示されている。これらの素子は図1における実
施例において回路技術的に詳細に示されている。比較器
DV3として図4に示されている様に付加的な差動増幅
器が設けられており、その非反転入力側は基準電圧源U
refと接続されている。この基準電圧は、調整の差動中
に接続点Bに現われる電圧よりも小さくする必要があ
る。そのため比較器の出力側は低電位状態に即ちアース
電位の近傍におかれ、直接後続するnチャンネルトラン
ジスタTNと、反転段Iを介して後続するPチャンネル
トランジスタTPは導通せず、そのため制御電圧線路U
GN,UGN(図4および図1)は終端抵抗値の調整へ何の
影響も与えない。基準電圧は例えば給電電圧からウエル
形抵抗を用いての分圧により導出される。このことは説
明の必要はない。
端抵抗または無負荷抵抗を作動させて、これにより一体
的なCMOSユニットを使用可能にするために、図4に
示されているように本発明の別の実施例においては、個
々の終端抵抗回路において、外部の基準抵抗Rに直列に
設けられているカレントミラートランジスタSBに、基
準電圧源Urefを有する、比較器DV3の入力回路を並
列に接続できる。比較器DV3の出力側は直接および反
転段Iを介して、相異なるチャンネル形の2つのCMO
Sトランジスタの制御入力側へ導びかれる。一方のMO
Sトランジスタはその主電極がアースと一方の差動増幅
器DV1の出力線路との間に接続されている。他方のM
OSトランジスタはその主電極が給電電圧源UDDと他方
の差動増幅器DV2の出力線路との間に接続されてい
る。図4において左側にさらに外部抵抗R、カレントミ
ラートランジスタSB、他の終端抵抗回路の差動増幅器
DV1が示されている。これらの素子は図1における実
施例において回路技術的に詳細に示されている。比較器
DV3として図4に示されている様に付加的な差動増幅
器が設けられており、その非反転入力側は基準電圧源U
refと接続されている。この基準電圧は、調整の差動中
に接続点Bに現われる電圧よりも小さくする必要があ
る。そのため比較器の出力側は低電位状態に即ちアース
電位の近傍におかれ、直接後続するnチャンネルトラン
ジスタTNと、反転段Iを介して後続するPチャンネル
トランジスタTPは導通せず、そのため制御電圧線路U
GN,UGN(図4および図1)は終端抵抗値の調整へ何の
影響も与えない。基準電圧は例えば給電電圧からウエル
形抵抗を用いての分圧により導出される。このことは説
明の必要はない。
【0025】図4における構成とは異なり外部の基準抵
抗Rを省略(R→∞)すると、カレントミラートランジ
スタSBは接続点Bをアース電位へ引寄せ、比較器DV
3の出力側は高電位状態へ移行し、両方のトランジスタ
TNとTPは導通制御される。両方のトランジスタTN
とTPは、値選定にもとづいて、両方の差動増幅器DV
1とDV2の出力トランジスタよりも大きくする必要が
ある。そのため出力線路UGNはアース電位へ達し、出力
線路UGPは給電電位UDDへ達する。その結果、トランス
ミッションゲート(調整回路におけるTGおよび入力側
におけるTG1,TG2(またはTGAE)は高い抵抗値
を取る;そのため内部の終端抵抗は遮断される。
抗Rを省略(R→∞)すると、カレントミラートランジ
スタSBは接続点Bをアース電位へ引寄せ、比較器DV
3の出力側は高電位状態へ移行し、両方のトランジスタ
TNとTPは導通制御される。両方のトランジスタTN
とTPは、値選定にもとづいて、両方の差動増幅器DV
1とDV2の出力トランジスタよりも大きくする必要が
ある。そのため出力線路UGNはアース電位へ達し、出力
線路UGPは給電電位UDDへ達する。その結果、トランス
ミッションゲート(調整回路におけるTGおよび入力側
におけるTG1,TG2(またはTGAE)は高い抵抗値
を取る;そのため内部の終端抵抗は遮断される。
【0026】図5に示されている適用例において、最終
段のCMOSユニットを除いて全部のCMOSユニット
IC1,...において外部の基準抵抗(図4における
R)は省略され、最終段のCMOSユニットIC1にお
いてだけこの外部の基準抵抗が設けられる。その結果、
CMOSユニットIC1,...IClへ導びかれる線
路はそれらの端部においてCMOSユニットIClにお
いて正しく終端される。
段のCMOSユニットを除いて全部のCMOSユニット
IC1,...において外部の基準抵抗(図4における
R)は省略され、最終段のCMOSユニットIC1にお
いてだけこの外部の基準抵抗が設けられる。その結果、
CMOSユニットIC1,...IClへ導びかれる線
路はそれらの端部においてCMOSユニットIClにお
いて正しく終端される。
【図1】本発明によるCMOS終端抵抗回路の実施例の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】この種のCMOS終端抵抗回路の別の実施例の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図3】その適用例である。
【図4】本発明によるCMOS終端抵抗回路の別の実施
例のブロック図である。
例のブロック図である。
【図5】その適用例である。
R 外部抵抗 TG トランスミッションゲート J 基準電流源 TD,SA,SB カレントミラー回路 U 終端電位源 TD ダイオードトランジスタ
Claims (6)
- 【請求項1】 CMOS終端抵抗回路において、終端抵
抗CMOSはトランスミッションゲート(TG1,TG
2;TGAE)により構成されており、該CMOSトラン
スミッションゲートはその制御電極が内部の基準トラン
スミッションゲート(TG)の制御電極へ接続されてお
り、該基準トランスミッションゲートの一方の制御電極
は差動増幅器として接続されている第1の演算増幅器
(DV1)の出力側と接続されており、該基準トランス
ミッションゲートの他方の制御電極は、その反転入力側
を介して差動増幅器(DV1)に後置接続構成されてい
る、反転増幅器として接続されている第2の演算増幅器
(DV2)の出力側と接続されており、前記の基準トラ
ンスミッションゲートは、基準電流源(J)から給電さ
れるカレントミラー回路(TD,SA,SB)のカレン
トミラートランジスタ(SA)と共に直列接続体(TG
−SA)を構成し、該直列接続体は、所望の終端抵抗値
に相応する抵抗値を有する外部の基準抵抗(R)ともう
1つのカレントミラートランジスタ(SB)とから構成
されるもう1つの直列接続体(R−SB)に並列に終端
電圧源(U)に接続されており、前記の差動増幅器(D
V1)の両方の入力側は前記の両方の直列接続体(TG
−SA;R−SB)の接続点(A;B)と接続されてい
ることを特徴とする、CMOS終端抵抗回路。 - 【請求項2】 外部の基準抵抗(R)の抵抗値を所望の
終端抵抗値に等しくした、請求項1記載の終端抵抗回
路。 - 【請求項3】 カレントミラー回路のトランジスタ(T
D,SA,SB)がそれぞれ等しいチャンネル長さない
し幅を有する、請求項1又は2記載の終端抵抗回路。 - 【請求項4】 カレントミラー回路(TD,SA,S
B)のトランジスタの1つ(SB)が他のトランジスタ
(TD,SA)とは別のチャンネル幅またはチャンネル
長さを有する、請求項1又は2記載の終端抵抗回路。 - 【請求項5】 前置抵抗(R1)の抵抗値と反転増幅器
(DV2)の帰還結合抵抗(R22)の抵抗値が等し
い、請求項1から4までのいずれか1項記載の終端抵抗
回路。 - 【請求項6】 外部の基準抵抗(R)に直列のに設けら
れているカレントミラートランジスタ(SB)に、基準
電圧源(Uref)を有する、比較器(DV3)の入力回
路が並列に接続されており、該比較器の出力側は直接お
よび反転段(I)を介して、相異なるチャンネル形の2
つのCMOSトランジスタ(TN,TP)の制御入力側
へ導びかれており、一方のトランジスタ(TN)はその
各主電極が、アースと一方の差動増幅器(DV1)の出
力線路(UGN)の間に設けられており、他方のCMOS
トランジスタ(TP)はその主電極が給電電位源
(UDD)と、他方の差動増幅器(DV2)と出力線路
(UGP)との間に設けられている、請求項1から5まで
のいずれか1項記載の終端抵抗回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4412055.9 | 1994-04-07 | ||
DE4412055A DE4412055C1 (de) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | CMOS-Abschlußwiderstandsschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07297678A true JPH07297678A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=6514866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7082933A Withdrawn JPH07297678A (ja) | 1994-04-07 | 1995-04-07 | Cmos終端抵抗回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5559448A (ja) |
EP (1) | EP0680143A3 (ja) |
JP (1) | JPH07297678A (ja) |
DE (1) | DE4412055C1 (ja) |
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