JPH0865123A - 可変インピーダンス出力バッファ - Google Patents
可変インピーダンス出力バッファInfo
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- JPH0865123A JPH0865123A JP7153465A JP15346595A JPH0865123A JP H0865123 A JPH0865123 A JP H0865123A JP 7153465 A JP7153465 A JP 7153465A JP 15346595 A JP15346595 A JP 15346595A JP H0865123 A JPH0865123 A JP H0865123A
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Abstract
路のサイズを小さくし、電力消費を減らし、基準回路と
出力駆動回路のトランジスタの配置を釣合いの取れたも
のとする。 【構成】 出力バッファは、複数の基準トランジスタを
含む基準回路と、対応する複数の駆動トランジスタを含
む出力駆動回路とを有する。基準及び駆動トランジスタ
は共に互いの幅が異なり、且つ前者の幅は後者の幅より
小さい。基準トランジスタを選択的にオンさせ、該トラ
ンジスタのインピーダンスをユーザ選択の外部抵抗(伝
送線のインピーダンスの分数に等しい)のインピーダン
スと整合させると、同時に駆動トランジスタも選択さ
れ、出力駆動回路と伝送線のインピーダンスが整合す
る。
Description
む可変インピーダンス出力バッファ(緩衝回路)、もっ
と詳しくは、2進加重された基準回路を具える可変イン
ピーダンス出力バッファに関するものである。
接続される駆動(信号送出)回路が伝送線のインピーダ
ンスと整合した出力インピーダンスを有することが必要
である。この整合を達成するため、出力バッファのイン
ピーダンスを伝送線のインピーダンスに対して変化させ
る可変インピーダンス出力バッファが使用されてきた。
を示す。端子A,B間の抵抗は、複数のトランジスタM
P0,MP1,MP2,‥‥‥MPNを有するデジタル
的に制御されるCMOS抵抗器である。トランジスタM
P0,MP1,MP2,‥‥‥MPNは2進加重(2進
的に重み付けされた)トランジスタで、第1トランジス
タMP0は基準幅Wref の20 倍の幅を有し、第2トラ
ンジスタMP1は基準幅Wref の21 倍の幅を有し、第
3トランジスタMP2は基準幅Wref の22 倍の幅を有
する。以下同様である。トランジスタMP0〜MPNに
おける異なる幅は、トランジスタのドレーン及びソース
間に異なる抵抗を発生する。よって、端子A,B間の抵
抗は、トランジスタMP0〜MPNの導通状態を変える
ことにより変化させることができる。
は、NANDゲートNO,N1,N2,‥‥‥NNの一
方の入力に供給される。各NANDゲートへの他方の入
力には、制御バスの各線0,1,2,‥‥‥Nが接続さ
れる。NANDゲートN0〜NNの出力は、反転されて
夫々トランジスタMP0〜MPNのゲートに供給され
る。例えば、制御バスの第1ビット0は第1NANDゲ
ートN0に接続され、該ゲートの出力は、反転されて第
1トランジスタMP0のゲートに接続される。
に使用できる。この回路では、抵抗R2,R3間の電位
VMID は、低域通過フィルタ(LPF)2を経て比較器
6の一方の入力に供給される。比較器6の他方の入力に
は、電位VLHALF がLPF4を経て供給される。比較器
6は、VMID とVLHALF との比較に基いてアップ・ダウ
ン信号u/dを発生し、これをDフリップ・フロップ8
に供給する。Dフリップ・フロップ8は、リング発生器
10によってクロックされ、そのQ出力をアップダウン
・カウンタ12に供給する。アップダウン・カウンタ1
2からの出力はそれから、図1について述べた如きトラ
ンジスタ配列14に供給される。こうして、図2に示す
回路は、電位VLHALF が電位VMID と整合するまで端子
A,B間のインピーダンスを調節する。
するわけではないので、出力バッファの集積回路14に
外部の基準ピンが加えられる。この基準ピンは、伝送線
のインピーダンスに等しい抵抗をもつ抵抗器R1を介し
て供給電圧VDDに接続される。供給電圧VDDからの抵抗
器の他端はワンチップ基準回路に接続され、該回路のイ
ンピーダンスは外部抵抗R1のインピーダンスと整合す
るように変化させられる。
作られるので、より小さい基準回路及び釣合いの取れた
回路配置に対する要求が従来からある。
は、従来入手できたものより小さい可変インピーダンス
出力バッファを提供することである。本発明の課題はま
た、従来の出力バッファより消費電力の少ない可変イン
ピーダンス出力バッファを提供することである。本発明
の他の課題は、基準トランジスタと対応する出力ドライ
バ(駆動)トランジスタが釣合って配置された可変イン
ピーダンス出力バッファを提供することである。本発明
の更に他の課題は、変化する伝送線インピーダンスに順
応できる可変インピーダンス出力バッファを提供するこ
とである。
の課題を解決するため、本発明の可変インピーダンス出
力バッファは、以下の説明で述べるように基準回路及び
出力駆動回路を含む。該基準回路は、互いに並列に接続
され且つ幅が変わる複数の基準トランジスタより成り、
出力駆動回路は、伝送線に対して互いに並列に接続され
且つ幅が変わる、対応する複数の駆動トランジスタより
成る。各基準トランジスタの幅は、対応する駆動トラン
ジスタの幅の分数になるように設定される。
群の(合成)インピーダンスが外部抵抗と整合するよう
に、基準トランジスタを選択的に導通するための制御手
段を有する。外部抵抗は、伝送線のインピーダンスの分
数(何分の1か)に等しくなるように選択する。出力バ
ッファ内の論理回路が、選択された基準トランジスタに
対応する駆動トランジスタを導通させる。基準トランジ
スタのインピーダンスを外部抵抗のインピーダンスに整
合させることにより、出力駆動回路のインピーダンスを
伝送線のインピーダンスに整合させる。
ンジスタの幅は、対応する出力駆動トランジスタの幅の
2進分数であり、該2進分数は1/4であるのがよい。
また、基準トランジスタの配置は出力駆動トランジスタ
の配置と釣合っている。更に、各駆動トランジスタ及び
各基準トランジスタの幅は、互いに2進倍数になるよう
選ぶ。
すると、電力の消費が減少し、集積チップ上の面積が節
約され、出力駆動回路と基準回路の間で釣合いの取れた
配置が可能となる。
する。図3は、本発明の実施例を示す回路図である。図
3において、出力バッファ20は、NORゲートの配列
(アレイ)nor2と、トランジスタの配列Q1〜Q5
を有する基準回路と、トランジスタの配列Q6〜Q10
を有する出力駆動プルダウン回路とを含む。NORゲー
ト配列nor2は、各B入力にデータ信号o1bを受
け、各A入力に制御信号zqから夫々1ビットを受け
る。例えば、制御信号は、4つのNORゲートnor2
に夫々供給される4つのビットzqbit0b〜zqb
it3bを含んでもよい。
号は、出力バッファ20の出力駆動プルダウン回路にお
けるトランジスタQ7〜Q10のゲートに夫々供給され
る。トランジスタQ7〜Q10は、互いに並列に配列さ
れ、各ドレーンは接地され、各ソースが出力伝送線DQ
に接続されている。トランジスタQ7〜Q10のゲート
には、4つのNORゲートnor2からの出力が夫々供
給される。トランジスタQ6のゲートは、一定の電位に
接続される。
は、互いに並列に接続され、各ドレーンは接地され、各
ソースは抵抗器R4の一端及びノード(節点)vzqr
efに接続される。トランジスタQ2〜Q5には、4つ
の制御信号zqbit0b〜zqbit3bからの信号
が夫々供給される。トランジスタQ1のゲートは一定の
電位に接続される。
は、出力駆動プルダウン回路における対応トランジスタ
Q6〜Q10の幅より小さい分数である幅を有する。図
示の実施例では、基準回路におけるトランジスタQ1〜
Q5の幅は、出力駆動(プルダウン)回路における対応
トランジスタQ6〜Q10の幅の2進分数である。図3
にて使用される2進分数は1/4であり、これによっ
て、各基準トランジスタQ1〜Q5の幅は対応する各駆
動トランジスタQ6〜Q10の幅の1/4となる。ま
た、基準回路内のトランジスタの幅は、出力駆動回路内
のトランジスタの幅と同様、互いの2進倍数である。
整合させるために選んだ外部基準抵抗であり、実際には
その抵抗値を、トランジスタQ1〜Q5がトランジスタ
Q6〜Q10の分数であるのと同じ、伝送線の分数とな
るように選ぶ。したがって、例えば、50オームの伝送
線に対し50オームの1/4即ち12.5オームの抵抗
をもつように、抵抗器R4を選ぶ。抵抗器R4の一端は
電位原VCCに、その他端はノードvzqrefに接続さ
れる。
t0b〜zqbit3bは、トランジスタQ2〜Q5を
選択的にオン又はオフさせる。各トランジスタQ2〜Q
5は異なる幅をもつので、各トランジスタQ2〜Q5は
導通時に異なるドレーン・ソース間インピーダンスをも
つことになる。したがって、トランジスタQ2〜Q5の
内どれをオンさせるかを正しく選択することにより、ノ
ードvzqrefとアースの間のインピーダンスを所望
の量に変えることができる。
ノードvzqrefの電圧を取出してこの電圧をVCC/
2と比較することである。この比較に基いて、制御信号
の4つのビットzqbit0b〜zqbit3bを変
え、ノードvzqrefの電圧がVCC/2と等しくなる
までトランジスタQ2〜Q5を選択的にオンさせる。そ
の場合、図2に示したような、ノードvzqrefの電
圧をフィードバックして制御信号を変化させる任意の公
知方法を用いることができる。
zqbit3bは、トランジスタQ2〜Q5の導通を制
御すると共に、出力駆動トランジスタQ7〜Q10の内
どれを伝送線の駆動に用いるかをも選択する。上述のよ
うにして、基準回路のトランジスタQ1〜Q5のインピ
ーダンスが抵抗器R4のインピーダンスと整合し終わっ
た時、トランジスタQ1〜Q5の幾つかは導通してい
る。トランジスタQ1〜Q5のそれら幾つかをオンさせ
る制御ビットzqbit0b〜zqbit3bはまた、
出力駆動回路のトランジスタQ6〜Q10の内対応する
トランジスタをもオンさせる。即ち、例えば、基準回路
においてトランジスタQ2,Q3及びQ5がオンしてい
る場合、出力駆動回路においてトランジスタQ7,Q8
及びQ10がオンしている。
係があることにより、出力駆動インピーダンスは、伝送
線のインピーダンスと整合することになる。基準回路に
おけるトランジスタQ1〜Q5は、伝送線のインピーダ
ンスの1/4とインピーダンス整合しており、出力駆動
回路におけるトランジスタQ6〜Q10の幅は、基準回
路におけるトランジスタQ1〜Q5の幅の4倍であるか
ら、トランジスタQ6〜Q10のインピーダンス、即ち
出力駆動回路のインピーダンスは、伝送線のインピーダ
ンスと等しく、整合が取れていることになる。本例では
1/4という分数を用いてきたが、2進分数以外の他の
分数を使用してもよいことは理解されるであろう。
パッド静電気放電保護装置としても動作する。また、基
準回路及び出力駆動回路は、同一のインピーダンス制御
手段をもつのがよい。この共通の制御手段により、基準
回路のインピーダンスを、ユーザが選択しうる外部抵抗
のインピーダンスと整合するように調節することがで
き、その結果、必然的に出力駆動回路のインピーダンス
を伝送線のインピーダンスと整合させることができる。
スタ配列の配置が、対応する出力駆動回路のトランジス
タ配列の配置とよく釣合っていることである。具体的に
は図3に示すように、基準トランジスタQ1〜Q5は、
対応する出力駆動トランジスタQ6〜Q10と対向する
位置に集積回路として作られる。この釣合った配置で
は、各基準トランジスタQ1〜Q5の幅は、該集積回路
の向かい側に配置される出力駆動トランジスタQ6〜Q
10の幅の、1/4の如き、2進分数である。
タQ1〜Q5、NORゲート配列nor2及び出力駆動
プルダウン・トランジスタQ6〜Q10を含む出力バッ
ファ20は、スタティックRAM(SRAM)の如き単
一の集積回路チップの上に作られる。しかし、代わりに
本発明をどんな集積回路に適用してもよい。また、好適
な具体例では、制御信号は4つのビット情報を含み、こ
れらはそれから、4つのNORゲートnor2及び4つ
のトランジスタQ2〜Q5に供給される。代わりに、出
力バッファ20は、もっと多いか又は少ない数の制御ビ
ット、対応NORゲート及び基準回路トランジスタを使
用してもよい。
したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、
特許請求の範囲内において種々の変形や変更をすること
ができるものである。
用い、電力消費が少なく、チップの面積が小さくて済
み、出力駆動回路及び基準回路の配置がよく釣合った可
変インピーダンス出力バッファを得ることができる。
を示す略式回路図である。
を用いた従来回路の例を示すブロック図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 互いに並列に接続され且つ幅が変わる複
数の基準トランジスタを含む基準回路と、 伝送線に対して互いに並列に接続され且つ幅が変わる複
数の駆動トランジスタを含む出力駆動回路であって、上
記複数の駆動トランジスタの数が上記複数の基準トラン
ジスタの数に対応し、各基準トランジスタの幅が対応す
る駆動トランジスタの幅の分数である、上記出力駆動回
路と、 上記基準トランジスタを、上記基準回路のトランジスタ
群のインピーダンスが外部抵抗と整合するように選択的
に導通させる第1の制御信号を発生する制御手段であっ
て、上記外部抵抗は、上記伝送線のインピーダンスの上
記分数に等しくなるように選択されたものである、上記
制御手段と、 上記第1の制御信号を受け、選択された基準トランジス
タに対応する駆動トランジスタを導通させる第2の制御
信号を発生する論理回路とを具え、 上記基準トランジスタの上記インピーダンスを上記外部
抵抗の上記インピーダンスと整合させることにより、上
記出力駆動回路のインピーダンスを上記伝送線の上記イ
ンピーダンスに整合させるようにした可変インピーダン
ス出力バッファ。 - 【請求項2】 各基準トランジスタの幅が、対応する駆
動トランジスタの幅の1/4である請求項1の可変イン
ピーダンス出力バッファ。 - 【請求項3】 各基準トランジスタの幅が、隣接する基
準トランジスタの幅の2進倍数である請求項1の可変イ
ンピーダンス出力バッファ。 - 【請求項4】 各駆動トランジスタの幅が、隣接する駆
動トランジスタの幅の2進倍数である可変インピーダン
ス出力バッファ。 - 【請求項5】 上記外部抵抗のインピーダンスは、上記
伝送線のインピーダンス整合のためにユーザにより選択
される請求項1の可変インピーダンス出力バッファ。 - 【請求項6】 上記論理回路は、各々が、上記第1制御
信号の1ビットを第1の入力に、データ信号を第2の入
力に受け、上記第2制御信号を出力として発生する複数
のNORゲートを含み、上記第2制御信号及び上記第1
制御信号は共に複数のビットを有するものである請求項
1の可変インピーダンス出力バッファ。 - 【請求項7】 上記複数の基準トランジスタは上記外部
抵抗の一端に接続され、上記制御手段は、上記外部抵抗
の上記一端における電圧を取出して、上記基準トランジ
スタの上記インピーダンスを上記外部抵抗の上記インピ
ーダンスと整合させるようにした請求項1の可変インピ
ーダンス出力バッファ。 - 【請求項8】 上記出力バッファは、単一の基板上に、
基準回路における基準トランジスタの配置が出力駆動回
路における駆動トランジスタの配置と釣合うように作ら
れた請求項1の可変インピーダンス出力バッファ。
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JP (1) | JP3541084B2 (ja) |
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