JPH07303039A - 出力電流回路およびカスコード回路からの制御電流出力を発生する方法 - Google Patents

出力電流回路およびカスコード回路からの制御電流出力を発生する方法

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JPH07303039A
JPH07303039A JP7042864A JP4286495A JPH07303039A JP H07303039 A JPH07303039 A JP H07303039A JP 7042864 A JP7042864 A JP 7042864A JP 4286495 A JP4286495 A JP 4286495A JP H07303039 A JPH07303039 A JP H07303039A
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JP
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transistor
circuit
output
current
voltage
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JP7042864A
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Peter William Hughes
ピーター、ウイリアム、ヒューズ
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S G S THOMSON MICROELECTRON Ltd
SGS THOMSON MICROELECTRONICS
STMicroelectronics Ltd Great Britain
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S G S THOMSON MICROELECTRON Ltd
SGS THOMSON MICROELECTRONICS
STMicroelectronics Ltd Great Britain
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/24Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only
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    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オン状態とオフ状態の間で切り換えることが
デジタル−アナログ変換器、かつ降下した電源電圧でも
カスコード・トランジスタを飽和状態に維持できる改良
した出力電流装置を得ることである。 【構成】 出力電流装置が、電源線(35)と相補出力
端子(37、38)の間に接続された第1のトランジス
タ(31)を有する。第2のトランジスタと第3のトラ
ンジスタ(24、25)が、出力回路点(44)とアー
ス線(43)の間の並列導電路と接地線(43)を有す
るインバータ回路によって制御される。並列導電路は制
御回路(67、68)とは異なる電流容量を持って、導
電路を一層強力にスイッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、制御電流出力を発生す
る装置および方法、ならびに出力電流装置に使用するイ
ンバータ回路に関する。また、本発明は、そのような電
流発生装置を組み込んだデジタル−アナログ変換器およ
びビデオ表示器にも関する。
【0002】
【従来の技術】ビデオ表示装置に使用するためのデジタ
ル−アナログ変換器は、デジタル入力信号に応じてオン
状態にされ、赤信号レベル、緑信号レベルおよび青信号
レベルをそれぞれ表す所要のアナログ信号を発生するよ
うに構成されている複数の出力電流装置を有する。その
ようなデジタル−アナログ変換器は、デジタル入力を正
確に反映するアナログ電流出力値を供給し、求められて
いる出力電流を、ビデオDACのためのコンプライアン
ス仕様に適合するために必要とすることができる、出力
電圧が変動しても所要の出力電流を維持する電流装置を
含む。
【0003】そのようなDACに使用するために知られ
ている電流装置は、電圧源線と電流装置の出力端子の間
に2個のトランジスタが直列接続され、非常に高い出力
抵抗値を生じ、それによって出力電圧が変動しても電流
を安定させるように2個のトランジスタが構成される、
カスコード回路を使用している。そのような電流装置の
スイッチングを制御するために、既知の装置は電圧源線
と装置の出力端子の間でカスコード回路と直列のスイッ
チとして動作する、整合した相補ステアリング・トラン
ジスタを含んでいる。任意のある時刻にはただ1個のス
イッチング・トランジスタがターンオンされるように、
スイッチング・トランジスタはインバータ回路から同時
相補制御信号を受けるように構成される。これによって
装置から2つの相補出力が供給される。それらの相補出
力のうちの1つがビデオ表示装置で使用するために求め
られるデータ値を与える。カスコード・トランジスタは
飽和領域で動作するが、ステアリング・トランジスタは
それの直線領域で動作する。
【0004】MOS技術とくにCMOS技術において
は、使用する電源電圧が徐々に降下させられ、それによ
って電源電圧VDDと接地線の間の間隔を縮める。電源
電圧とアース電位の間でカスコード回路と直列のステア
リング・トランジスタを用いる上記従来装置では、電源
電圧が5ボルトより低く降下したときに、ステアリング
・トランジスタの端子間に十分な電圧を供給する際に問
題が起きることがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オペ
レーション状態とオフ状態の間で切り換えることが、降
下した電源電圧でもカスコード・トランジスタを飽和状
態に維持できる、改良した出力電流装置を得ることであ
る。
【0006】本発明の別の目的は、カスコード・トラン
ジスタが、出力電圧が変動してもコンプライアンスを維
持しつつ、飽和を維持する改良した出力電流装置を得る
ことである。
【0007】本発明の更に別の目的は、カスコード回路
におけるトランジスタを制御するための改良したインバ
ータ回路を得ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、電流装置であ
って、この電流装置が、(a)第1の電圧源と回路点の
間に接続され、飽和領域で動作するように構成された電
流の大きさ制御器である第1のトランジスタと、前記第
1の電圧とは異なる出力電圧の2つの相補出力と、前記
出力端子と前記回路点の間にそれぞれ接続された第2の
トランジスタおよび第3のトランジスタとを有するカス
コード回路と、(b)電流装置を選択的にターンオンま
たはターンオフするためのデジタル入力と、前記第2の
トランジスタおよび前記第3のトランジスタを、前記入
力に依存してオン状態とオフ状態の間でそれぞれ切り換
えるためための相補出力信号を供給するために前記第2
のトランジスタと前記第3のトランジスタに接続される
出力とを有し、1つが接地線であるような、2つの異な
る電圧線の間に接続されて、前記入力信号に依存して出
力回路点に、高い出力信号、または、前記接地線とはず
れている電圧を持つ低い出力信号とを生ずるように構成
された回路と、をそなえるインバータ回路と、をそな
え、異なる電流容量の2つの並列導電路が前記出力回路
点を前記接地線に相互に接続し、制御回路が大きい容量
の導電路を切り換えるように構成され、前記第2のトラ
ンジスタと前記第3のトランジスタは、ターンオンされ
たときに飽和領域で導通するように構成され、それによ
って前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタ
の一方または他方がターンオンされて、前記第3のトラ
ンジスタで電流出力が制御されるカスコード回路を構成
する出力電流装置を提供するものである。
【0009】高い信号と低い信号は、低いと考えられる
アース電位に対して相対的である。高い信号はアースに
対して正の値または負の値をとることができる。
【0010】前記第2のトランジスタと前記第3のトラ
ンジスタのおのおのはそれぞれのインバータ回路を有
し、前記インバータ回路のおのおのは、回路点と電圧源
線の間に接続された第1のトランジスタ回路と、前記回
路点と接地線の間に接続された第2のトランジスタ回路
とをそなえ、前記回路点は出力端子に接続され、前記入
力端子は前記第1のトランジスタ回路と前記第2のトラ
ンジスタ回路に接続されて、前記入力に依存して前記第
1のトランジスタ回路または前記第2のトランジスタ回
路を選択的にターンオンすることによって、前記回路点
を前記電圧源線へ向かって、またはアースへ向かって引
き、前記第2のトランジスタ回路は前記回路点と前記接
地線の間に並列な第1の導電路と第2の導電路を含み、
第1の導電路は低電流容量の弱いトランジスタを含み、
前記第2の導電路はより大きい電流容量の強いトランジ
スタを含み、前記回路点が前記接地線に近い電圧値まで
降下したときに、前記強いトランジスタをオフにするた
めに制御回路が前記強いトランジスタに接続されるよう
にすることが好ましい。
【0011】前記第1のトランジスタ回路は前記回路点
と電圧源線の間に並列の第1の導電路と第2の導電路を
含み、第1の導電路は低電流容量の弱いトランジスタを
含み、前記第2の導電路はより大きい電流容量の強いト
ランジスタを含むことが好ましい。
【0012】同時相補デジタル信号入力をそれぞれ受け
るために2つのインバータ回路を構成し、各インバータ
回路の前記出力端子が他のインバータ回路の前記制御回
路に接続され、それによって、遅延した信号を供給し
て、前記第2の導電路のおのおのの接地線に接続されて
いる前記強いトランジスタのターンオフを制御すること
が好ましい。
【0013】本発明は、前記出力電流装置を複数個含む
デジタル−アナログ変換器も提供する。本発明はそのよ
うなデジタル−アナログ変換器を有するビデオ表示装置
も含む。
【0014】本発明は、電流装置であって、この電流装
置は、(a)5ボルトより低い第1の電圧源と回路点の
間に接続され、飽和領域で動作するように構成された電
流の大きさ制御器であるMOS装置の第1のトランジス
タと、前記第1の電圧とは異なる出力電圧の2つの相補
出力と、前記出力端子と前記回路点の間にそれぞれ接続
されたMOS装置の第2のトランジスタおよびMOS装
置の第3のトランジスタとを有するカスコード回路と、
(b)前記第2のトランジスタと前記第3のトランジス
タの一方を、他方がオフである間に、オンにするために
相補ゲート制御信号を発生するインバータ回路とをそな
え、それによって前記第2のトランジスタおよび第3の
トランジスタは2つの相補出力信号を制御するスイッチ
として動作し、両方のトランジスタは、オンのときは飽
和状態に導通して、前記第1のトランジスタとともに、
制御電流出力のカスコード回路を構成するように構成さ
れる出力電流回路も提供する。
【0015】本発明は、低電圧電源と回路点の間に接続
された第1のMOSトランジスタと、2つの相補出力端
子と、前記出力端子と前記回路点との間にそれぞれ接続
された第2のMOSトランジスタおよび第3のMOSト
ランジスタとをそなえるカスコード回路から制御される
電流出力を発生する方法であって、前記第2のトランジ
スタと前記第3のトランジスタの一方がオンにされてい
る間は他方がオフにされるように相補ゲート制御信号を
供給する過程と、前記第1のトランジスタと、前記第2
のトランジスタおよび前記第3のトランジスタの一方と
を、オン状態にあるときに、5ボルトより低い前記前記
低電圧電源の電圧で飽和状態で動作させる過程とをそな
えるカスコード回路から制御される電流出力を発生する
方法を提供する。
【0016】本発明は、デジタル信号レベルを受けるた
めの入力端子と、前記入力に応じて高い値または低い値
をとる出力端子とを有するインバータ回路であって、回
路点と電圧源線との間に接続された第1のトランジスタ
回路と、回路点と接地線との間に接続された第2のトラ
ンジスタ回路とをそなえ、前記回路点は前記出力端子に
接続され、前記入力端子は前記第1のトランジスタ回路
と前記第2のトランジスタ回路に接続されて、前記入力
に応じて前記第1のトランジスタ回路または前記第2の
トランジスタ回路をオンにすることによって、前記回路
点を前記電圧源線へ向かって、またはアースへ向かって
引き、前記第2のトランジスタ回路は前記回路点と接地
線の間に並列の第1の導電路と第2の導電路を含み、第
1の導電路は低電流容量の弱いトランジスタを含み、前
記第2の導電路はより大きい電流容量の強いトランジス
タを含み、前記回路点が前記接地線に近い電圧値に降下
したときに前記強いトランジスタをターンオフするため
に前記強いトランジスタに制御回路が接続される、イン
バータ回路も提供するものである。
【0017】
【実施例】図1に示すビデオ表示装置は、所要のビデオ
画像を表す複数のデジタル信号を線12上に発生するた
めのデジタル制御回路11を有する。線12は、赤色、
緑色および青色に対する信号値をそれぞれ表す、3つの
デジタル−アナログ変換器13、14、15への入力と
して接続される。各デジタル−アナログ変換器は複数の
電流装置16を含む。各電流装置は構造が類似してお
り、かつそれぞれのデジタル入力端子12に接続され
る。各デジタル−アナログ変換器においては電流装置の
出力端子が、赤信号のための出力線17と、緑信号のた
めの出力線18と、青信号のための出力線19とに一緒
に接続される。各出力線17、18、19は通常のビデ
オ表示装置20への入力として接続される。
【0018】図2は、図1からの1つの電流装置16を
一層詳細に示している。この例においては、入力線12
における入力デジタル信号は値nで表されている。これ
は、相補発生器21に供給される。この相補発生器21
は2つの出力nとnバーを有する。ここで、nバーとは
nに対して相補関係にあるnを表すものである。それら
の信号は反対のデジタル値を有し、相補出力線22と2
3において遷移が同時に起きる。各出力22、23はそ
れぞれのインバータ24と25に供給される。それらの
インバータはそれぞれの出力線26、27における出力
を供給するように構成される。それらの出力線26、2
7における出力は、線22と23における入力に応じて
2つの代替値まで引き上げられ、または引き下げられ
る。
【0019】以下に図4、図5および図6を参照して、
インバータ24、25の別の構造を説明する。線26に
おけるインバータ24の出力をここでは「真」と呼び、
線27におけるインバータ25の出力をここでは「偽」
と呼ぶ。電流源装置30は線26と27における相補入
力を受け、図1の線17、18、19の1つに接続され
ている線37に対応するアナログ電流出力値を供給する
ように構成される。
【0020】図3は、図2の電流源の構造をより詳細に
示している。この回路は、3個のPチャネルMOSトラ
ンジスタ31、32、33を含む。トランジスタ31は
回路点34と、電圧VDDを供給する電圧源線35との
間に接続される。このトランジスタ31はカスコード回
路の第1のトランジスタを構成し、飽和領域で動作する
ように構成されてかろ30の電流出力の大きさを制御す
る。電流出力の特定の値が、線36を介してトランジス
タ31のゲートに供給される制御信号によって決定され
る。その信号と、トランジスタ31の容量とは、電流源
の所要の電流出力値に適合するように予め定められる。
2つの相補出力100、101が供給され、それらはト
ランジスタ33、32を介して回路点34に接続され
る。それによって、これは回路点34から2つの分岐出
力を供給する。トランジスタ33のゲートは線27から
「偽」入力を受けるように構成され、トランジスタ32
のゲートは線26から「真」入力を受けるように構成さ
れる。Pチャネル装置を用い、VDDより低い電圧の出
力を用いる図3に示す装置においては、トランジスタ3
3は、線12におけるデジタル値1に応じてターンオン
されて電流出力を供給する。したがって、電流源30に
供給される線27における「偽」が、線37における電
流出力に対する要求を表す。これが起きると、トランジ
スタ32が線26における信号「真」によってターンオ
フされる。
【0021】図3に示す構成においては、トランジスタ
32と33のうち、加えられるゲート信号によってター
ンオンされるトランジスタが、トランジスタ31と共に
カスコード回路を構成することが分かるであろう。
【0022】トランジスタ32と33は、カスコード回
路として動作しているときは、カスコード回路が非常に
高い抵抗値を持ち、それによって出力電圧とはほぼ独立
している電流を線37または38を介して供給するよう
に、ターンオンされたときに飽和領域で動作するように
構成される。このことは、DACによって出力される集
められた電流に応じて出力電圧が変化するようなビデオ
DACに対してはとくに重要である。図3に示す例を用
いると、データ線37における電流値のみに応答するよ
うにビデオ表示装置を構成できる。線38からの電流は
アースに放出できる。別の構成においては、線37と3
8における出力を用いて作動ビデオ信号を発生できる。
図3の回路を用いると、出力電圧と線35における電源
電圧との間の電圧間隔が改善される。カスコード回路を
構成している2個のトランジスタの端子間にのみいつで
も電圧降下が生ずることが分かるであろう。トランジス
タ32と33は、従来技術におけるステアリング・トラ
ンジスタを置き換える二重機能を満たし、ターンオンさ
れたときにカスコード回路の部分としても動作する。し
たがって、図3における全てのトランジスタを、電源線
35の電圧が5ボルトより低い値まで降下させられた時
でも、オン状態にあるときは、飽和領域で動作させるこ
とが可能である。あるMOS技術においては、この電源
電圧は最低の2.7ボルトまで降下することがあり、こ
れは図3の回路を飽和状態に維持するために十分であ
り、それによってカスコード回路として動作する。
【0023】しかし、あるビデオDAC装置が、出力線
27における電圧の十分な上昇を要求するコンプライア
ンス仕様を有して、線37における電圧上昇でトランジ
スタ33を飽和状態に維持する際に問題が起きることが
ある。トランジスタ33が導通して、線27におけるゲ
ート信号が接地されると、そのトランジスタは、データ
線37における電圧がPチャネルのしきい値まで上昇す
ると、飽和状態を脱する。ビデオDACは、コンプライ
アンス電圧として知られている1.5ボルトまでの出力
電圧で動作する必要があるかもしれない。これは、トラ
ンジスタ33を飽和状態に維持させるならば、標準Pチ
ャネル・プロセス・パラメータによって許容されるもの
より高い0.2〜0.3ボルトにできる。図4、図5お
よび図6を参照して説明した好適な実施例は、アース電
位を基準にするが、それぞれのトランジスタ32または
33をターンオンするときはアース電位より高い電圧信
号を線26と27に設定するインバータ回路を提供す
る。トランジスタ32と33のゲート電圧が高すぎると
過大な容量のトランジスタを必要とし、それによって性
能を低下して発熱問題をひき起こすから、それらのトラ
ンジスタにおけるゲート電圧をアース電位に近い値に維
持することが望ましい。トランジスタ32または33を
ターンオンするために、この例ではそれらのトランジス
タのゲート電圧をアース電位とは僅かに数百ミリボルト
ずらす必要がある。この小さいずれ値はトランジスタ3
2と33に必要な容量を最小にする。好適な実施例にお
いては、それらのトランジスタが回路点34とそれぞれ
の出力線37、38との間で整合回路を構成するよう
に、それらのトランジスタの容量と特性は一致させられ
る。回路点34からの一致した相補出力を使用すること
によって、その回路点における電圧が電流源のスイッチ
ング中は一定に保たれ、それによって電流出力中のグリ
ッチの問題を小さくする。図2に示す実施例において
は、2つのトランジスタ32、33はトランジスタ31
よりはるかに小さく、それによって電流設定の全体の大
きさに与える影響を最小にする。トランジスタ32と3
3が小さいことは、デジタル−アナログ変換器13、1
4、15へのデジタル入力中の高いクロック速度に応じ
て高速スイッチングを行うのに有利である。スイッチン
グ速度は200MHzのように高くできる。これはビデ
オ表示装置によって求められるビデオ・ドット率に対応
する。
【0024】図3において使用するために求められるゲ
ート制御信号を線26、27に供給するために、各トラ
ンジスタ32、33にそれぞれのインバータ回路が設け
られる。
【0025】図4は、電圧源線35(VDD)とアース
43の間にPチャネルMOSトランジスタ41がnチャ
ネル・トランジスタ42と直列に接続されているインバ
ータ回路を示す。相補発生器21からの入力が入力線2
2を介してトランジスタ42のゲートに供給される。ト
ランジスタ42は線22における入力信号に応じてター
ンオンまたはターンオフされる。出力が、トランジスタ
41と42の間の回路点44から出力線26に取り出さ
れる。トランジスタ44は小容量のトランジスタであっ
て、それのゲートが接地されているから、このトランジ
スタは小さい電流の通路として常に機能する。線22に
おける入力の値に応じて、トランジスタ42をターンオ
ンできる。この場合には、回路点44はアース電位まで
引き下げられ、それによってア−ス電位を表す出力を線
26に生ずる。他方、トランジスタ42がターンオフさ
れると、トランジスタ41を流れる電流が回路点44を
線35におけるVDDへ向かって引き、それによって線
26における電圧を上昇させる。回路点44がアース電
位へ向かって引き下げられると、3つのトランジスタ4
1と42は、線35におけるVDDとアース43との間
の電位分割器として機能し、それによって線26におけ
る出力電位をアース電位より僅かに高くずらせる。線2
6におけるこの電位信号は図3のトランジスタ32へ供
給できる。インバータ回路41に類似のインバータ回路
がトランジスタ33のために設けられ、そのインバータ
回路は図2から入力信号を線23を介して供給するよう
に構成される。これによって「偽」出力27が供給され
る。その出力は、トランジスタ33を導通させて電流出
力を図3のデータ線37に供給するように、インバータ
がスイッチングされたときに、再びアース電位より僅か
に高いオフセット電圧になる。線27における、アース
より高いこのオフセット電圧はもちろん、線35におけ
る値VDDへ向かうオフセットであり、かつトランジス
タ33を飽和状態に維持するために十分であり、しかも
出力線37におけるコンプライアンス電圧変動に合致す
る。このインバータ回路は、高速スイッチングを行える
ようにするためにトランジスタ32と33のゲートに必
要な電圧レベルを発生するよう、低い電源インピーダン
スをインバータ回路が供給すべきであることを理解され
るであろう。他方、定常状態において使用されるDC電
流の大きさを制限することが望ましい。図4の回路を使
用するときは、発生されるゲート信号を迅速に立ち上が
らせるように、大きな休止電流を必要とする。トランジ
スタ33をターンオンするために、線27におけるそれ
のゲート電圧をアース電位の近くまで降下しなければな
らない。
【0026】図3の回路に使用する改良したインバータ
回路を図5および図6に示す。このインバータ回路は線
26と27におけるゲート電圧を、それぞれのトランジ
スタ32と33をターンオンし、しかもスイッチング動
作の間の電流消費量を減少するレベルまで一層迅速に変
化できるようにする。図5は、線22における信号を
「真」として受け、「真」出力を線26に供給する第1
のインバータ回路50を示す。類似のインバータ回路5
1が線23における信号として受け、「偽」出力を線2
7に供給するように構成される。図5は、線22と23
における信号が相互に相補的であって、高い電圧レベル
と低い電圧レベルから、逆向きに同時に遷移することを
示す、線22と23における信号電圧の時間的な変化を
示す線図52を示す。インバータ回路51について詳し
く説明する。以前の図を参照して説明した回路の部品に
対応する回路の部品に類似の参照番号を使用する。この
例においては、出力線27に接続されている回路点44
は、この並列PチャネルMOSトランジスタ60と61
を含む第1のトランジスタ回路によって、電源線35に
接続される。トランジスタ60が線23における信号値
に応じてターンオンまたはターンオフされるように、ト
ランジスタ60のゲートが入力線23に接続される。ト
ランジスタ61は低電流容量の弱いトランジスタで、回
路点44と電源線35の間に永久的な低電流接続を行う
ように、トランジスタ61のゲートは永久的に接地され
る。回路点44は、それに直結されているnチャネル・
トランジスタ63と、トランジスタ63とア−ス43の
間に接続されている別の直列接続nチャネル・トランジ
スタ64とで構成されている第2のトランジスタ回路を
介してアース43に接続される。トランジスタ64は低
電流容量の弱いトランジスタで、回路点65とアース4
4の間に永久的な低電流接続を行うように、トランジス
タ64のゲートは電圧源線35に永久的に接続される。
トランジスタ63は、回路点44をアース43に接続す
るか、回路点44をアース43から分離するためのスイ
ッチとして動作するように、ゲートが入力線23に接続
される。回路点65は、それとアース43の間でトラン
ジスタ64と並列接続されている別のnチャネル・トラ
ンジスタ66によって接続される。トランジスタ66は
回路点35とアース43の間に大きい導電路を構成する
強いトランジスタである。線23における信号がトラン
ジスタ60をターンオンし、トランジスタ63をターン
オフすると、回路点44は電源線35の電圧へ向かって
引かれ、それによって高い値を出力線27に供給してト
ランジスタ63をターンオフする。線23における信号
が変化してトランジスタ60をターンオンし、トランジ
スタ63をターンオフすると、回路点44は電源線35
の電圧へ向かって引かれ、それによって高い値を出力線
27に与えてトランジスタ33をターンオフする。線2
3における信号が変化してトランジスタ63をターンオ
ンし、トランジスタ60をターンオフすると、トランジ
スタ63と66を通る十分な導電路によって回路点44
はアース電位へ向かって急速に引き下げられる。これに
よって線27における信号のスイッチング速度が高くさ
れてトランジスタ33を迅速にターンオンする。スイッ
チングが行われると、インバータを流れる休止電流を直
ちに減少し、したがって、トランジスタ66のゲートに
接続されているインバータ67の態様の制御回路によっ
て供給される信号によってトランジスタ66がターンオ
フされる。インバータ67からの信号は、線図52に示
されている信号レベルの遷移の設定された遅延時間の後
でトランジスタ66をターンオフする。そうすると回路
点44はアース電位より僅かに高く、かつ、弱いトラン
ジスタ64と、スイッチング・トランジスタ63と、弱
いトランジスタ61とによって行われる電位分割効果に
よって決定されるオフセット電圧値に保持する。
【0027】入力線22に接続されているインバータ5
0は、インバータ51について先に説明した部品と類似
の部品を有しているから、均等なトランジスタには類似
の参照番号を用いている。この回路の動作はインバータ
51について先に説明した動作と全く同じである。線2
6における信号は、トランジスタ63と66を流れる十
分な電流によってアースレベルへ向かって迅速にスイッ
チングされる。線22と23における入力信号によって
遷移してから短い時間の経過後に、インバータ68によ
って構成されている制御回路がゲート信号をトランジス
タ66に供給して、このトランジスタをターンオフする
ことにより静止電流の流れを最少にする。トランジスタ
64、63と弱いトランジスタ61を流れる弱い電流に
よって、アース電位から僅かにずれている電位に回路点
44における電位は維持される。各インバータ50、5
1において、強いトランジスタ66のターンオフの遅れ
を決定するものが回路点44における電圧値の変化であ
ることが分かるであろう。インバータ51中のトランジ
スタ66をターンオフするために、インバータ50中の
回路点44の出力を使用する替わりに、インバータ50
中の回路点44からの信号を使用する。インバータ51
中のトランジスタ66をターンオフすることは、インバ
ータ50の回路点44から取り出した信号を2回反転す
る必要があることが分かるであろう。しかし、他のイン
バータの回路点44からの信号を用いることによって、
線22と23における相補入力によって1回の反転が既
に行われている。したがって、適切な遅延の信号を供給
し、信号の極性を修正してそれぞれのトランジスタ66
をターンオフするために、単一のインバータ67または
68だけを求められる。
【0028】図5に示す回路の使用においては、トラン
ジスタ65の引き下げ動作によって行われる迅速なスイ
ッチングは、回路点44における電圧を最初はアースレ
ベルに非常に近くなるようにするが、強いトランジスタ
66のターンオフの後は、回路点44における電圧は、
オペレーション状態のままである弱いトランジスタの電
位分割器の動作の影響により、求められている値だけア
ース電位からずらされる。
【0029】図6は、強いトランジスタをターンオフし
てアースへ引き下げるために、他のインバータにおいて
使用できる制御回路のための制御信号として、各インバ
ータの出力を帰還する効果を概略的に示す。図6におけ
る帰還路を69、70で示す。電位分割器効果によって
達成されるオフセット電圧は、アースより約0.2〜
0.3ボルト高い。各インバータ中の弱いトランジスタ
は、休止電流の流れを電流源当たり約20アンペアに制
限するように構成される。
【0030】インバータを動作不能にすることを迅速に
求められたとすると、トランジスタ64のゲートをオフ
状態にセットすることにより電力消費量を最少にでき
る。
【0031】本発明は上記例の細部に限定されるもので
はない。カスコード回路におけるPチャネル・トランジ
スタについて実施例を説明したが、カスコード回路にn
チャネル・トランジスタを含む他の装置も使用できる。
この場合には、インバータはアース電位から適当なオフ
セットを按配して、ステヤリング・トランジスタとして
動作する二重機能を行う、カスコード回路中のトランジ
スタを動作させる。
【0032】図5は弱いトランジスタ61と64の使用
を示したが、抵抗を含む電位分割器回路において回路点
44をインバータが使用し、スイッチング可能な強いト
ランジスタ42または66が動作して、入力電圧をイン
バータにおいてスイッチングしている間に回路点電圧を
迅速に変化させるために、弱いトランジスタを抵抗で置
き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタル−アナログ変換器を含むビデ
オ表示装置のブロック図。
【図2】図1のデジタル−アナログ変換器中の1つの電
流装置のブロック図。
【図3】図2の装置において使用する電流源の回路図。
【図4】インバータ回路を示す回路図。
【図5】図3の電流源回路で使用する、本発明により改
良したインバータ回路を示す回路図。
【図6】図5の回路の動作を概略的に示すための回路
図。
【符号の説明】
11 デジタル制御回路 13,14,15 デジタル−アナログ変換器 16,31 電流装置 21 相補発生器 24,25,50,51,67,68 インバータ 30 電流源

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流装置であって、この電流装置は、 (a)第1の電圧源と回路点の間に接続され、飽和領域
    で動作するように構成された電流の大きさ制御器である
    第1のトランジスタと、前記第1の電圧とは異なる出力
    電圧の2つの相補出力と、前記出力端子と前記回路点の
    間にそれぞれ接続された第2のトランジスタおよび第3
    のトランジスタとを有するカスコード回路と、 (b)電流装置を選択的にターンオンまたはターンオフ
    するためのデジタル入力と、前記第2のトランジスタお
    よび前記第3のトランジスタを、前記入力に依存してオ
    ン状態とオフ状態の間でそれぞれ切り換えるための相補
    出力信号を供給するために前記第2のトランジスタと前
    記第3のトランジスタに接続される出力とを有し、1つ
    が接地線であるような、2つの異なる電圧線の間に接続
    されて、前記入力信号に依存して出力回路点に、高い出
    力信号、または前記接地線とはずれている電圧を持つ低
    い出力信号を生ずるように構成された回路と、をそなえ
    るインバータ回路と、をそなえ、 異なる電流容量の2つの並列導電路が前記出力回路点を
    前記接地線に相互に接続され、制御回路が大きい容量の
    導電路を切り換えるように構成され、前記第2のトラン
    ジスタと前記第3のトランジスタは、ターンオンされた
    ときに飽和領域で導通するように構成され、それによっ
    て前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタの
    一方または他方がターンオンされて、前記第3のトラン
    ジスタで電流出力が制御されるカスコード回路を構成す
    る出力電流装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の装置において、 前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタのお
    のおのはそれぞれのインバータ回路を有し、 前記インバータ回路のおのおのは、回路点と電圧源線の
    間に接続された第1のトランジスタ回路と、前記回路点
    と接地線の間に接続された第2のトランジスタ回路とを
    そなえ、 前記回路点は出力端子に接続され、前記入力端子は前記
    第1のトランジスタ回路と前記第2のトランジスタ回路
    に接続されて、前記入力に依存して前記第1のトランジ
    スタ回路または前記第2のトランジスタ回路を選択的に
    ターンオンされることによって、前記回路点を前記電圧
    源線へ向かって、またはアースへ向かって引き、前記第
    2のトランジスタ回路は前記回路点と前記接地線の間に
    並列な第1の導電路と第2の導電路を含み、第1の導電
    路は低電流容量の弱いトランジスタを含み、前記第2の
    導電路はより大きい電流容量の強いトランジスタを含
    み、前記回路点が前記接地線に近い電圧値まで降下した
    ときに、前記強いトランジスタをターンオフするために
    制御回路が前記強いトランジスタに接続される出力電流
    装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の装置において、 前記第1のトランジスタ回路は前記回路点と電圧源線の
    間に並列の第1の導電路と第2の導電路を含み、 第1の導電路は低電流容量の弱いトランジスタを含み、
    前記第2の導電路はより大きい電流容量の強いトランジ
    スタを含む出力電流装置。
  4. 【請求項4】請求項2または請求項3記載の装置におい
    て、 同時相補デジタル信号入力をそれぞれ受けるために構成
    された2つのインバータ回路をそなえ、 各インバータ回路の前記出力端子が他のインバータ回路
    の前記制御回路に接続され、それによって、遅延した信
    号を供給して、各第2の導電路の接地線に接続されてい
    る前記強いトランジスタのターンオフを制御する出力電
    流装置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の装置において、 各インバータ回路の出力端子が別のインバータを介して
    接続されて、前記遅延した信号を、接地線に接続されて
    いる強いトランジスタに供給する出力電流装置。
  6. 【請求項6】請求項1ないし5のいづれかに記載の装置
    において、 前記カスコード回路のトランジスタがMOS装置を含む
    出力電流装置。
  7. 【請求項7】請求項6記載の装置において、 前記カスコード回路のトランジスタがP−チャネル・ト
    ランジスタを含む出力電流装置。
  8. 【請求項8】デジタル入力回路にそれぞれ接続される、
    請求項の1ないし請求項7のいずれか1つに記載の出力
    電流装置を複数個そなえたデジタル−アナログ変換器。
  9. 【請求項9】請求項8記載の変換器において、 前記第1の電圧源は5ボルトより低く、前記カスコード
    回路中の前記トランジスタのおのおのはMOS装置を含
    み、前記カスコード回路中の前記トランジスタのおのお
    のは飽和領域で動作するために構成され、前記接地線か
    らの前記オフセット電圧は、前記デジタル−アナログ変
    換器の出力電圧が変動しても、前記トランジスタを飽和
    状態に維持するために選択されるデジタル−アナログ変
    換器。
  10. 【請求項10】ビデオ表示のためのカラー信号要求を表
    すデジタル信号を発生するデジタル信号発生器と、デジ
    タル入力信号を受け、赤信号値、緑信号値、または青信
    号値を表す電流出力信号を発生する、請求項8または請
    求項9に記載のデジタル−アナログ変換器であるそれぞ
    れのデジタル−アナログ変換器と、それらのデジタル−
    アナログ変換器から電流値を受けるために接続されるビ
    デオ表示器とをそなえるビデオ表示装置。
  11. 【請求項11】電流装置であって、この電流装置は、 (a)5ボルトより低い第1の電圧源と回路点の間に接
    続され、飽和領域で動作するように構成された電流の大
    きさ制御器であるMOS装置の第1のトランジスタと、
    前記第1の電圧とは異なる出力電圧の2つの相補出力
    と、前記出力端子と前記回路点の間にそれぞれ接続され
    たMOS装置の第2のトランジスタおよびMOS装置の
    第3のトランジスタとを有するカスコード回路と、 (b)前記第2のトランジスタと前記第3のトランジス
    タの一方を、他方がオフである間に、オンにするために
    相補ゲート制御信号を発生するインバータ回路とをそな
    え、 それによって前記第2のトランジスタおよび第3のトラ
    ンジスタは2つの相補出力信号を制御するスイッチとし
    て動作し、両方のトランジスタは、オンのときは飽和状
    態に導通して、前記第1のトランジスタとともに、制御
    電流出力のカスコード回路を構成するように構成される
    出力電流回路。
  12. 【請求項12】低電圧電源と回路点の間に接続された第
    1のMOSトランジスタと、2つの相補出力端子と、前
    記出力端子と前記回路点との間にそれぞれ接続された第
    2のMOSトランジスタおよび第3のMOSトランジス
    タとをそなえるカスコード回路からの制御される電流出
    力を発生する方法であって、 前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタの一
    方がオンにされている間は他方がオフにされるように相
    補ゲート制御信号を供給する過程と、 前記第1のトランジスタと、前記第2のトランジスタと
    前記第3のトランジスタの一方とを、オンであるとき
    に、5ボルトより低い前記前記艇電圧電源の電圧で飽和
    状態で動作させる過程とをそなえるカスコード回路から
    の制御電流出力を発生する方法。
  13. 【請求項13】請求項12に記載の方法において、 前記制御信号は高い状態と低い状態の間で選択的に変化
    させられ、前記低い状態ではアース電圧からずれた電圧
    を有する方法。
  14. 【請求項14】デジタル信号レベルを受けるための入力
    端子と、 前記入力に応じて高い値または低い値をとる出力端子と
    を有するインバータ回路であって、回路点と電圧源線と
    の間に接続された第1のトランジスタ回路と、 回路点と接地線との間に接続された第2のトランジスタ
    回路とをそなえ、 前記回路点は前記出力端子に接続され、前記入力端子は
    前記第1のトランジスタ回路と前記第2のトランジスタ
    回路に接続されて、前記入力に応じて前記第1のトラン
    ジスタ回路または前記第2のトランジスタ回路をオンに
    することによって、前記回路点を前記電圧源線へ向かっ
    て、またはアースへ向かって引き、前記第2のトランジ
    スタ回路は前記回路点と接地線の間に並列の第1の導電
    路と第2の導電路を含み、第1の導電路は低電流容量の
    弱いトランジスタを含み、前記第2の導電路はより大き
    い電流容量の強いトランジスタを含み、前記回路点が前
    記接地線に近い電圧値に降下したときに前記強いトラン
    ジスタをオフにするために前記強いトランジスタに制御
    回路が接続される、インバータ回路。
  15. 【請求項15】請求項14記載のインバータ回路におい
    て、 前記第1のトランジスタ回路は前記回路点と電圧源線の
    間に並列の第1の導電路と第2の導電路を含み、 前記第1の導電路は低電流容量の弱いトランジスタを含
    み、前記第2の導電路はより大きい電流容量の強いトラ
    ンジスタを含むインバータ回路。
  16. 【請求項16】同時相補デジタル信号出力をそれぞれ受
    けるために構成された請求項13または請求項14に記
    載の2つのインバータ回路をそなえ、 各インバータ回路の前記出力端子は他方のインバータ回
    路の前記制御回路に接続され、それによって、前記第2
    の導電路のおのおのにおける接地線に接続されている前
    記強いトランジスタのスイッチングオフを制御するため
    に遅延された信号を供給するインバータ回路。
  17. 【請求項17】請求項16に記載のインバータ回路にお
    いて、 各インバータ回路の出力端子は別のインバータ回路を介
    して接続されて、前記遅延された信号を、接地線に接続
    されている強いトランジスタに供給するインバータ回
    路。
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