JPH079106Y2 - Ｉ／ｏスイッチ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案はICテスタなどに使用するI/Oスイッチ回路に
ついてのものである。

［従来の技術］ 次に、従来技術によるI/Oスイッチ回路の構成図を第２
図により説明する。

第２図の１はドライバ、２はダイオードリッジ（以下、
DBという。）、３は同軸ケーブル、４はデバイス、5A・
5B・6A・6Bはそれぞれトランジスタ（以下、TRとい
う。）、7Aと7Bは定電流回路、８は抵抗である。

定電流回路7AはTR7C・抵抗7D及び抵抗7Eで構成されてお
り、定電流回路7BはTR7F・抵抗7G及び抵抗7Hで構成され
ている。

第２図では、DB2をTR5AとTR6Aのコレクタ負荷として接
続し、TR5A・5BとTR6A・6Bを差動式に動作させるアナロ
グスイッチを構成している。

DB2に対しては、定電流回路7AをTR5Aを介して接続点2A
に接続し、定電流回路7BをTR6Aを介して接続点2Cに接続
する。

また、ドライバ１をDB2の接続点2Bに接続し、同軸ケー
ブル３をDB2の接続点2Dに接続する。

TR5A・6Aがオンで、TR5B・6Bがオフのときは、DB2がオ
ンになる。

第２図の回路において、ドライバ１とデバイス４間の同
軸ケーブル３を往復する時間よりも充分速い立上り時間
の波形を伝送する必要がある。

この場合に、ドライバ１の振幅電圧をV_P-Pとし、ドライ
バ１の出力インピーダンスをR_O、同軸ケーブル３の特性
インピーダンスをZ_Oとすると、次の電流I_Oが伝送線路に
流れる。

I_O＝V_P-P／（R_O＋Z_O）……（１） この電流I_OはI/Oスイッチから供給するため、I/Oスイッ
チ回路はドライバ１の振幅が最大のときの出力電流を供
給する必要がある。

DB2を使用したI/Oスイッチ回路はこの部分が定電流なの
で、定電流値はドライバ１の最大振幅時に必要とする出
力電流の値以上に設定される。

例えば、ドライバ１の出力インピーダンスR_Oを50Ω、最
大振幅電圧を10V_P-P、同軸ケーブル３の特性インピーダ
ンスZ_Oを50Ωとすると、I/Oスイッチ回路には100mAの電
流が必要になる。

ドライバ１の振幅電圧が１V_P-Pの場合も、I/Oスイッチ
回路には100mAの電流が流れることになる。

［考案が解決しようとする課題］ 第２図では、ドライバ１の最大振幅時の出力電流に相等
するバイアス電流が常時流れているので、小振幅時には
必要以上の電流を流すことになる。

この考案は、ドライバ１の振幅による電流制御回路を備
えることにより、DB2に流れる定電流をドライバ１の振
幅電圧によって変え、バイアス電流を振幅依存にするこ
とにより、各振幅に対し消費電力を最小限におさえるこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、この考案では、定電流回路
7AをDB2接続点2Aに接続し、定電流回路7BをDB2の接続点
2Cに接続し、ドライバ１をDB2の接続点2Bに接続し、同
軸ケーブル３をDB2の接続点2Dに接続するI/Oスイッチ回
路において、ドライバ１の設定電圧V_IHを入力とする演
算増幅器11と、ドライバ１の設定電圧V_ILを入力とする
演算増幅器12と、演算増幅器11の出力をベース入力と
し、コレクタを定電流回路7Aに接続するTR13と、演算増
幅器12の出力をベース入力とし、コレクタを定電流回路
7Bに接続し、エミッタを抵抗15を介してTR13のエミッタ
に接続するTR14とを備え、DB2に流す定電流をドライバ
１の電圧振幅によって制御する。

次に、この考案によるI/Oスイッチ回路の構成図を第１
図により説明する。

第１図の11と12は演算増幅器、13と14はTR、15は抵抗で
あり、その他の部分は第２図と同じものである。

第１図の演算増幅器11はドライバ１の設定電圧V_IHを入
力とし、演算増幅器12はドライバ１の設定電圧V_ILを入
力とする。

TR13は演算増幅器11の出力をベースの入力とし、TR13の
コレクタは定電流回路7A内のTR7Cのベースに接続され
る。

TR14は、演算増幅器12の出力をベースの入力とし、エミ
ッタは抵抗15を介してTR13のエミッタに接続している。
TR14のコレクタは、定電流回路7B内のTR7Eのベースに接
続される。

［作用］ 次に、第１図の作用を説明する。

演算増幅器11にV_IHを加え、演算増幅器12にV_ILを加える
と、抵抗15の両端の電位差は（V_IH−V_IL）となり、抵抗
15にはI₁＝（V_IH−V_IL）／（抵抗15）の定電流が流れ
る。

この定電流はI₁はTR13・14をとおり、抵抗7E・7Hに流れ
る。

この定電流I₁による抵抗7Eの両端の電位差と抵抗7Dによ
り、定電流回路7Aの電流I₃は、 I₃＝（V_IH−V_IL）・抵抗7E/（抵抗15・抵抗7D）とな
る。

抵抗7E＝抵抗7H、抵抗7D＝抵抗7Gとするため、定電流回
路7Bの電流I₄は電流I₃と同じである。

電流I₃・I₄は、前述のように V_P-P／（R_O＋Z_O）の電流が必要である。

抵抗7E/（抵抗15・抵抗7D） ＝1/（R_O＋Z_O）となるように抵抗値を選べば、Ｉ＝（V
_IH−V_IL）／（R_O＋Z_O）となる。

ここに、（V_IH−V_IL）＝ドライバの電圧振幅 例えば、抵抗15＝5KΩ、抵抗7E＝500Ω、抵抗7H＝500
Ω、抵抗7D＝10Ω、抵抗7G＝10Ω、ドライバ１の振幅電
圧を6V_P-Pとし、演算増幅器11に3Vを加え、演算増幅器1
2に−3Vを加えると、抵抗15の両端の電位差は6Vとな
り、抵抗15には I₁＝（V_IH−V_IL）／抵抗15＝6/5k＝1.2mAの定電流が流
れる。

この定電流I₁はTR13・14をとおり、抵抗7E・7Hに流れ
る。

この定電流I₁による抵抗7Eの両端の電位差と抵抗7Dによ
り、定電流回路7Aに電流I₃は、 I₃＝｛（V_IH−V_IL）・抵抗7E｝／（抵抗15・抵抗7D）＝
（６×500）／（5k×10）＝60mAとなる。

抵抗7E＝抵抗7H、抵抗7D＝抵抗7Gとするので、定電流回
路7Bの電流I₄は電流I₃と同じである。

電流I₃・I₄には、V_P-P／（R_O＋Z_O）＝6/（50＋50）＝60m
Aが必要である。

抵抗7E/（抵抗15・抵抗7D） ＝1/（R_O＋Z_O）となるように抵抗値が選ばれているの
で、Ｉ＝（V_IH−V_IL）／（R_O＋Z_O）＝6/（50＋50）＝60
mAとなる。

したがって、第２図ではドライバ１の振幅電圧に関係な
く、常に100mAの電流が回路に流れていたのに対し、第
１図の回路では、ドライバ１の振幅電圧に応じた電流を
I/Oスイッチ回路に流すことができる。

つまり、DB2には、各振幅で必要に応じた電流が流れる
ことになる。

これだけでは振幅０の場合にバイアス電流が流れなくな
ってしまうので、TR13・TR14のコレクタ間に抵抗８が接
続されており、振幅に依存しない電流も流しておく。

［考案の効果］ この考案によれば、演算増幅器11・12と、TR13・14で構
成され、ドライバ１の振幅による電流制御回路を備えて
いるので、DB2に流れる定電流をドライバ１の振幅電圧
によって変え、定電流回路7A・7Bのバイアス電流を振幅
依存にすることにより、各振幅に対し消費電力を最小限
におさえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるI/Oスイッチ回路の構成図、第
２図は従来技術によるI/Oスイッチ回路の構成図であ
る。 １……ドライバ、２……DB（ダイオードブリッジ）、３
……同軸ケーブル、４……デバイス、5A・5B……TR（ト
ランジスタ）、6A・6B……TR、7A・7B……定電流回路、
８……抵抗、11・12……演算増幅器、13・14……TR、15
……抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の定電流回路（7A）をDB（２）の第１
   の接続点（2A）に接続し、第２の定電流回路（7B）をDB
   （２）の第３の接続点（2C）に接続し、ドライバ（１）
   をDB（２）の第２の接続点（2B）に接続し、同軸ケーブ
   ル（３）をDB（２）の第４の接続点（2D）に接続するI/
   Oスイッチ回路において、 ドライバ（１）の第１の設定電圧V_IHを入力とする第１
   の演算増幅器（11）と、 ドライバ（１）の第２の設定電圧V_ILを入力とする第２
   の演算増幅器（12）と、 第１の演算増幅器（11）の出力をベース入力とし、コレ
   クタを第１の定電流回路（7A）に接続する第１のTR（1
   3）と、 第２の演算増幅器（12）の出力をベース入力とし、コレ
   クタを第２の定電流回路（7B）に接続し、エミッタを抵
   抗（15）を介して第１のTR（13）のエミッタに接続する
   第２のTR（14）とを備え、 DB（２）に流す定電流をドライバ（１）の電圧振幅によ
   って制御することを特徴とするI/Oスイッチ回路。