JP2981279B2 - Input/Output Circuit - Google Patents
Input/Output CircuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、伝送路を介してIC間の信号伝送を行なう入
出力回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT EMBODIMENTS [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an input/output circuit for transmitting signals between ICs via a transmission line.
(従来の技術) 近年、システムの大規模化、高速化に伴い、これらの
システムを構成するLSIに対する要求はますますきびし
いものとなりつつある。具体的には高速動作、低消費電
力、高密度集積などである。現在のところこれらの要求
を全て満足するプロセスは見当たらず、条件にあったLS
Iが望まれている。(Prior Art) In recent years, as systems have become larger and faster, the demands on the LSIs that make up these systems are becoming increasingly severe. Specifically, they require high-speed operation, low power consumption, high density integration, etc. At present, there is no process that satisfies all of these demands, and it is difficult to find an LSI that meets the conditions.
I is desired.
ここでCMOSプロセスを考えた場合、低消費電力、高密
度集積の2点では十分要求を満たしており、また現在の
微細化の進んだCMOSではIC内部の動作速度も高速化され
てきている。しかし大規模なシステムを構成する場合、
IC相互間の信号伝送速度によって、システム全体の動作
速度が制限されている。 When considering the CMOS process, it fully meets the two requirements of low power consumption and high density integration, and the current miniaturized CMOS is also increasing the internal operating speed of the IC. However, when configuring a large-scale system,
The operating speed of the entire system is limited by the signal transmission speed between ICs.
IC間の信号伝送を行なうためには、信号伝送の高速性
の点で、CMOS出力回路よりもECL回路の方が優れてい
る。そこで高速性を要求される場合には、通常ECL論理
に合わせて入出力を行ないシステムを構成する。特に同
一チップ上にCMOS素子とバイポーラ素子を形成するBiCM
OSプロセスを用いて、論理部をCMOSトランジスタで構成
し入出力部をバイポーラトランジスタで構成する方法に
よれば、論理部をCMOSで構成し入出力回路をECLで構成
することができるので、高速動作を行なうシステムを構
成することが可能となる。 When transmitting signals between ICs, ECL circuits are superior to CMOS output circuits in terms of high-speed signal transmission. Therefore, when high speed is required, input and output are usually performed according to ECL logic to configure the system. In particular, BiCM, which forms CMOS elements and bipolar elements on the same chip, is
By using the OS process to construct the logic section with CMOS transistors and the input/output section with bipolar transistors, the logic section can be constructed with CMOS and the input/output circuits with ECL, making it possible to construct a system that operates at high speed.
ところがBiCMOSプロセスは開発フェーズで比較する
と、単独CMOSプロセスよりも製造行程が複雑となり歩留
まりが悪く、また作成された素子の集積度が得られない
等の問題があった。 However, when compared in the development phase, the BiCMOS process had problems such as a more complicated manufacturing process, lower yields, and a lower integration level of the created elements than the single CMOS process.
(発明が解決しようとする課題) 従来のCMOSICにおいては、大規模、高速システムに応
用する場合、回路内部の高速性はある程度実現されてい
たが、CMOS入出力回路の動作速度により、システム全体
の動作速度が制限されていた。(Problem to be solved by the invention) In conventional CMOS ICs, when applied to large-scale, high-speed systems, a certain degree of high speed was achieved within the circuit, but the operating speed of the CMOS input/output circuits limited the operating speed of the entire system.
本発明においては、CMOSプロセスにより信号の高速伝
送を行なう入出力回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an input/output circuit that performs high-speed signal transmission using a CMOS process.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、第1のICの出力回路が第
2のICの入力回路に伝送路を介して接続された入出力回
路において、論理値の論理信号が電流変化として出力さ
れる第1のICの出力回路と、Pチャネルトランジスタと
Nチャネルトランジスタは直列接続され、前記Pチャネ
ルトランジスタと前記Nチャネルトランジスタの各ソー
ス電極は共通接続され、各ドレイン電極は第1の基準電
位と第2の基準電位とに接続され、各ゲート電極は第1
の電圧源若しくは第2の電圧源に接続された入力回路
と、前記PチャネルトランジスタとNチャネルトランジ
スタとの共通ソース端子と前記第1のIC出力回路との間
に接続された伝送路と、を備えたことを特徴とする入出
力回路を提供する。[Configuration of the invention] (Means for solving the problem) In order to achieve the above object, an input/output circuit in which an output circuit of a first IC is connected to an input circuit of a second IC via a transmission line includes an output circuit of the first IC, which outputs a logic signal of a logical value as a current change, a P-channel transistor and an N-channel transistor are connected in series, the source electrodes of the P-channel transistor and the N-channel transistor are connected in common, the drain electrodes are connected to a first reference potential and a second reference potential, and the gate electrodes are connected to a first reference potential and a second reference potential.
and a transmission line connected between a common source terminal of the P-channel transistor and the N-channel transistor and the first IC output circuit.
(作 用) 第1のICの出力回路は、論理回路の論理信号を電流変
化として出力する回路を具備している。これにより電流
モードの論理信号を出力する。この出力信号から出力さ
れた電流は伝送路を介して第2のICの入力回路に伝送さ
れる。第2のICの入力回路はPチャネルトランジスタと
Nチャネルトランジスタとを共通接続されたドレイン電
極を入力端子としており、伝送信号の論理値の違いによ
る信号電流を第2のICに伝送する。(Function) The output circuit of the first IC has a circuit that outputs the logic signal of the logic circuit as a current change. This outputs a current-mode logic signal. The current output from this output signal is transmitted to the input circuit of the second IC via a transmission line. The input circuit of the second IC uses the drain electrodes of a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in common as input terminals, and transmits a signal current depending on the difference in the logic value of the transmission signal to the second IC.
本発明によれば、電流モードにより伝送信号の論理レ
ベルを規定し、同時に伝送路とのインピーダンス整合の
とれる回路を構成することができるので、CMOS入出力回
路においても高速動作を行なうことができる。また製造
プロセスに依存する構成素子の特性のばらつきに強く、
ECL入出力回路と比較して低消費電力化が実現できる。
また広範囲の入力電流に対して低インピーダンスでの整
合終端が容易であるため、入力信号のレベルに関わらず
伝送路との整合のとりやすい構成である。これにより伝
送路と介してIC間の高速信号伝送を行なうCMOS入出力回
路を実現する。 According to the present invention, it is possible to configure a circuit that defines the logic level of a transmission signal by current mode and simultaneously matches the impedance with the transmission line, so that high-speed operation is possible even in a CMOS input/output circuit. In addition, it is resistant to the variation in characteristics of the component elements that depends on the manufacturing process,
Lower power consumption can be achieved compared to ECL input/output circuits.
In addition, since it is easy to achieve matching termination with low impedance for a wide range of input currents, it is a configuration that makes it easy to achieve matching with the transmission line regardless of the input signal level. This realizes a CMOS input/output circuit that transmits high-speed signals between ICs via the transmission line.
(実施例) 以下に本発明の実施例を構成図を用いて説明する。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to a configuration diagram.
第1図(a)は、本発明の一実施例(基本概念)を示
す構成図である。第1のICの出力回路は電流のプッシュ
プル回路を構成しており、論理回路11の論理信号の論理
値に応じて出力電流の引き込み、引出し機能を切り替え
るものとする。伝送路7を介して伝送された信号は、第
2のICの入力回路に伝送される。第2のICの入力回路に
おいて、Nチャネルトランジスタ8とPチャネルトラン
ジスタ9の共通ソース電極は、第2のICの入力回路の入
力端として伝送路7と接続され、それぞれのゲート電極
はゲート電位を与える電圧源6b若しくは6cに接続され
る。Nチャネルトランジスタ8のドレイン電極5及びP
チャネルトランジスタ9のドレイン電極4は第2のICの
入力回路の出力端子として第2のICに論理信号を伝送す
る。 FIG. 1(a) is a block diagram showing one embodiment (basic concept) of the present invention. The output circuit of the first IC constitutes a current push-pull circuit, and switches between the sinking and extracting of the output current according to the logic value of the logic signal of the logic circuit 11. The signal transmitted via the transmission line 7 is transmitted to the input circuit of the second IC. In the input circuit of the second IC, the common source electrodes of the N-channel transistor 8 and the P-channel transistor 9 are connected to the transmission line 7 as the input terminal of the input circuit of the second IC, and the respective gate electrodes are connected to the voltage source 6b or 6c which provides the gate potential. The drain electrode 5 of the N-channel transistor 8 and the
The drain electrode 4 of the channel transistor 9 transmits a logic signal to the second IC as an output terminal of the input circuit of the second IC.
次に第1図(a)に示す回路の動作を説明する。電流
源1及び2は論理回路15の論理信号の論理値「H」
「L」に対応して選択され、第1のICの出力端子10から
論理信号に対応した電流を伝送路7に出力するものとす
る。この電流は伝送路7を介して第2のICの入力端に伝
送され、論理信号に対応してNチャネルトランジスタ8
とPチャネルトランジスタ9との共通ソース電極に伝達
される。この結果、論理信号の一方に対応した電流は伝
送路7を介して第2のICの入力回路の入力端子に送出さ
れ、トランジスタ9を介して出力端子4に流れる。他方
の論理信号に対応した電流は伝送路7を介して引き込ま
れ、第2のICの出力端子5からトランジスタ8に流れる
電流を受ける。 Next, the operation of the circuit shown in Fig. 1(a) will be described. The current sources 1 and 2 are connected to the logic circuit 15.
The first IC outputs a current corresponding to the logic signal from the output terminal 10 to the transmission line 7. This current is transmitted to the input terminal of the second IC via the transmission line 7, and the N-channel transistor 8 is turned on in response to the logic signal.
and a common source electrode of P-channel transistor 9. As a result, a current corresponding to one of the logic signals is sent to the input terminal of the input circuit of the second IC via transmission line 7 and flows to output terminal 4 via transistor 9. A current corresponding to the other logic signal is drawn in via transmission line 7 and receives the current flowing from output terminal 5 of the second IC to transistor 8.
このような構成によれば、CMOS入出力回路で電流モー
ドの信号伝送を行ない、同時に伝送路とのインピーダン
ス整合をとることができるので、信号入出力の高速化を
図ることができる。また、第2のIC回路における共通ソ
ース電極からみた入力インピーダンスはトランジスタ8
及び9のソース電極からみたインピーダンスの並列抵抗
であり、伝送路とのインピーダンスの整合をとる構造と
する。これにより広範囲の入力電流値に対し出力インピ
ーダンスはほぼ一定であるので、入力電流に対する回路
の入力インピーダンスの変化を小さくでき、伝送路との
特性インピーダンスとの整合を良好にとることができ
る。この様子を第1図(b)に示す。また伝送路と第2
のICの入力インピーダンスとのインピーダンス整合がと
れていない場合でも、容量性負荷による動作速度の低下
を抑えることができる。 With this configuration, the CMOS input/output circuit transmits current-mode signals and simultaneously matches the impedance of the transmission line, thereby increasing the speed of signal input/output. Also, the input impedance seen from the common source electrode of the second IC circuit is 1.0 V for transistor 8.
The impedance of the output is almost constant for a wide range of input current values, so the change in the input impedance of the circuit relative to the input current can be reduced, and the impedance of the transmission line can be well matched. This is shown in Figure 1(b). The impedance of the transmission line and the output is almost constant for a wide range of input current values, so the change in the input impedance of the circuit relative to the input current can be reduced, and the impedance of the transmission line can be well matched.
Even if there is no impedance matching with the input impedance of the IC, it is possible to suppress the decrease in operating speed caused by the capacitive load.
電流源1または2からの入力電流は大きく変化しても
トランジスタ8,9の共通ソース電極電位はほとんど変化
しない。第1のICの出力端子10の直流電位は第2のICの
入力回路のトランジスタ8,9の共通ソース電位となる。 Even if the input current from current source 1 or 2 changes significantly, there is almost no change in the common source electrode potential of transistors 8 and 9. The DC potential of output terminal 10 of the first IC becomes the common source potential of transistors 8 and 9 of the input circuit of the second IC.
第2図に本発明の他の実施例の構成図を示す。構成の
主要部は第1(a)に示す回路と同様であるが、伝送路
と第1の出力回路とのインピーダンス整合をとるための
整合抵抗12が出力端子10に接続されている。 A schematic diagram of another embodiment of the present invention is shown in Fig. 2. The main components of the configuration are similar to those of the circuit shown in Fig. 1(a), but a matching resistor 12 is connected to the output terminal 10 to achieve impedance matching between the transmission line and the first output circuit.
この回路構成では、電流源1及び2の出力インピーダ
ンスが高いという点を改善し、整合抵抗12伝送線路と整
合がとれるような値に設定することにより、第1の出力
回路における伝送信号の反射を抑え、より高速な信号伝
送が可能となる。 In this circuit configuration, the problem of the output impedance of the current sources 1 and 2 being high is improved, and by setting the matching resistor 12 to a value that matches the transmission line, reflection of the transmission signal in the first output circuit is suppressed, enabling faster signal transmission.
第3図には、整合抵抗12の具体的な構成例を示す。抵
抗RとキャパシタCの直列回路からなり、次式の関係を
満たすものとする。 3 shows a specific example of the configuration of the matching resistor 12. It is made up of a series circuit of a resistor R and a capacitor C, and satisfies the following relationship.
CR>1/2πfc ここでfcは伝送すべき信号の周波数とする。CR>1/2πfc where fc is the frequency of the signal to be transmitted.
次に本発明を実現する回路例を示す。Next, an example of a circuit for realizing the present invention will be described.
第4図は第1図(a)に示した第1のICの出力回路に
対応する構成例を示す回路図である。 FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a configuration corresponding to the output circuit of the first IC shown in FIG. 1(a).
各素子の接続関係は以下の通りである。入力端子18及
び19は論理回路からの差動信号を受ける。入力端子18,1
9はトランジスタ14,15のゲート端子にそれぞれ接続され
るものとし、これらトランジスタ14及び15のソース電極
はトランジスタ13のドレイン電極に接続される。トラン
ジスタ13は電流を与えるものであり、トランジスタ14,1
5はいわゆる差動ペアトランジスタを構成する。トラン
ジスタ14のドレイン電極はトランジスタ23のドレイン、
ゲート電極に共通接続され、トランジスタ23のソース電
極は基準電位100に接続される。トランジスタ15のドレ
イン電極はトランジスタ24のドレイン、ゲート電極に共
通接続され、トランジスタ24のソース電極は基準電位10
0に接続される。トランジスタ23とトランジスタ6、ト
ランジスタ11とトランジスタ12、トランジスタ24とトラ
ンジスタ32はそれぞれいわゆるカレントミラー回路を構
成し、トランジスタ12とトランジスタ32との各ドレイン
電極は共通接続され出力端子17となる。また同様にトラ
ンジスタ24とトランジスタ20、トランジスタ21とトラン
ジスタ22、トランジスタ23とトランジスタ31とはそれぞ
れカレントミラー回路を構成し、トランジスタ22とトラ
ンジスタ31との各ドレイン電極は共通接続され出力端子
16となる。 The connection relationship of each element is as follows. Input terminals 18 and 19 receive differential signals from the logic circuit. Input terminals 18, 1
The transistors 14 and 15 have their source electrodes connected to the drain electrode of the transistor 13. The transistor 13 provides a current. The transistors 14 and 15 have their source electrodes connected to the drain electrode of the transistor 13.
The drain electrode of transistor 14 is connected to the drain of transistor 23,
The drain electrode of transistor 15 is commonly connected to the drain and gate electrodes of transistor 24, and the source electrode of transistor 24 is connected to reference potential 100.
0. Transistors 23 and 6, transistors 11 and 12, and transistors 24 and 32 each constitute a so-called current mirror circuit, and the drain electrodes of transistors 12 and 32 are connected together to form an output terminal 17. Similarly, transistors 24 and 20, transistors 21 and 22, and transistors 23 and 31 each constitute a current mirror circuit, and the drain electrodes of transistors 22 and 31 are connected together to form an output terminal
The number is 16.
次にこの回路の動作を説明する。論理回路の論理信号
が入力端子18に「L」、入力端子19「H」が入力した場
合を考える。このときトランジスタ15には電流は流れ
ず、トランジスタ14にはトランジスタ13より与えられる
電流が流れる。この電流がトランジスタ23,31から構成
されるカレントミラー回路を介して、トランジスタ31の
ドレイン電流となる。ここでトランジスタ22には電流が
流れていないことから、出力端子16からは伝送路からの
電流を引き込む方向に動作する。逆にトランジスタ23,6
及びトランジスタ11,12とのカレントミラー回路を介し
て出力端子17からは伝送路に電流を押し出す方向に動作
する。論理回路の論理信号が入力端子18に「H」、入力
端子19「L」が入力した場合には、上記と反対の動作原
理により出力端子16からは伝送路に電流を押しだし、出
力端子17からは伝送路から電流を引き込む方向に動作す
る。 Next, the operation of this circuit will be explained. Consider the case where the logic signal of the logic circuit is "L" at input terminal 18 and "H" at input terminal 19. At this time, no current flows through transistor 15, and a current provided by transistor 13 flows through transistor 14. This current passes through the current mirror circuit consisting of transistors 23 and 31 and becomes the drain current of transistor 31. Since no current flows through transistor 22, output terminal 16 operates in the direction of drawing in current from the transmission line. Conversely, transistors 23 and 6
And, through the current mirror circuit with transistors 11 and 12, output terminal 17 operates in the direction of pushing current out to the transmission line. When the logic signal of the logic circuit is input to input terminal 18 at "H" and input terminal 19 at "L", the opposite operating principle to the above is used, and output terminal 16 operates in the direction of drawing current from the transmission line.
第5図は第1図(a)に示した第2のICの入力回路を
実現する回路図である。トランジスタ51とトランジスタ
52、トランジスタ53とトランジスタ54はカレントミラー
回路を構成し、トランジスタ54のドレイン電極はトラン
ジスタ58のドレイン電極に接続される。トランジスタ58
のゲート電極はドレイン電極と共通接続されるととも
に、トランジスタ59のゲート電極に接続される。トラン
ジスタ58のソース電極はトランジスタ56のソース電極と
接続されトランジスタ56のドレイン電極は基準電位110
に接続される。トランジスタ56のゲート電極はトランジ
スタ57のゲート電極を共通接続され、電圧源130に接続
される。トランジスタ57のドレイン電極は基準電位110
に接続され、ソース電極はトランジスタ59のソース電極
と接続される。このトランジスタ57とトランジスタ59の
ソース共通接続電極は回路の入力端子70に接続される。
トランジスタ59のドレイン端子はトランジスタ60のドレ
イン端子と接続されるとともに、トランジスタ60のゲー
ト端子と接続され、トランジスタ60のソース電極は基準
電位120と接続される。トランジスタ51とトランジスタ5
5、トランジスタ60とトランジスタ61はそれぞれカレン
トミラー回路を構成し、トランジスタ55とトランジスタ
61とのドレイン端子は共通接続され、回路の出力端子71
と接続される。 FIG. 5 is a circuit diagram showing the input circuit of the second IC shown in FIG. 1(a).
The transistors 52, 53 and 54 form a current mirror circuit, and the drain electrode of the transistor 54 is connected to the drain electrode of the transistor 58.
The gate electrode of the transistor 58 is connected to the drain electrode of the transistor 59. The source electrode of the transistor 58 is connected to the source electrode of the transistor 56. The drain electrode of the transistor 56 is connected to the reference potential 110.
The gate electrode of the transistor 56 is connected to the gate electrode of the transistor 57, which is also connected to a voltage source 130. The drain electrode of the transistor 57 is connected to a reference potential 110.
and its source electrode is connected to the source electrode of transistor 59. The common source connection electrode of transistor 57 and transistor 59 is connected to an input terminal 70 of the circuit.
The drain terminal of the transistor 59 is connected to the drain terminal of the transistor 60 and is also connected to the gate terminal of the transistor 60, and the source electrode of the transistor 60 is connected to the reference potential 120.
5. The transistors 60 and 61 form a current mirror circuit, and the transistors 55 and
The drain terminals of the 61 and 71 are connected in common, and the output terminal of the circuit is
and is connected.
この回路の動作について説明する。入力端子70に入力
がないときは、トランジスタ56,57の共通ゲート電極130
に与えられる電位により等しい電流が流れ、これらの電
流はそれぞれトランジスタ58,59に流れる方向に働き、
回路は平衡を保つ。この結果、理想的には回路の出力端
子71を構成するトランジスタ55のドレイン電極とトラン
ジスタ61のドレイン電極とには値の等しい電流が流れよ
うとするため、出力端子71は不定となる。ところが入力
端子70から電流が引き込まれた場合、トランジスタ57と
トランジスタ59との平衡がくずれ、トランジスタ57のド
レイン電流は増加し、トランジスタ59のドレイン電流は
減少する。これによりトランジスタ61のトランジスタ電
流も減少するので、出力端子71において出力電位「H」
となる。逆に入力端子70に電流が流された場合には、上
記の説明と逆の動作となり、トランジスタ61のドレイン
電流は増加するので、出力端子71の出力電位「L」とな
る。 The operation of this circuit will now be described. When there is no input to the input terminal 70, the common gate electrode 130 of the transistors 56 and 57
These currents flow in the directions of transistors 58 and 59, respectively.
The circuit maintains equilibrium. As a result, ideally, equal currents would flow through the drain electrodes of transistors 55 and 61 that make up the output terminal 71 of the circuit, making the output terminal 71 undefined. However, when current is drawn from input terminal 70, the balance between transistors 57 and 59 is lost, the drain current of transistor 57 increases and the drain current of transistor 59 decreases. This causes the transistor current of transistor 61 to decrease, resulting in an output potential of "H" at output terminal 71.
Conversely, when a current is applied to the input terminal 70, the opposite operation to that described above occurs, and the drain current of the transistor 61 increases, causing the output potential of the output terminal 71 to go low.
特にこの回路で信号の伝送を高速に行なう場合には、
トランジスタ56,57,58,59のチャネル長、幅の比に応じ
て、伝送路との整合がとれるように、電流源80の電流値
を設定すればよい。 In particular, when transmitting signals at high speed using this circuit,
The current value of the current source 80 may be set in accordance with the ratio of the channel lengths and widths of the transistors 56, 57, 58, and 59 so as to match with the transmission line.
第6図は第5図とは別の第2のICの入力回路を実現す
る回路図の実施例であり、第5図に示した回路の入力段
を差動入力で行なうようにした回路である。 FIG. 6 shows an embodiment of a circuit diagram for realizing an input circuit of a second IC different from that of FIG. 5, and is a circuit in which the input stage of the circuit shown in FIG. 5 is implemented as a differential input.
この回路によれば伝送路からの論理信号が差動信号で
ある場合にも、第2のICの入力回路を構成することがで
きる。動作原理は第5図に示した回路と同様であり、例
えば、入力端子170から電流が引き込まれ、入力端子171
には電流が引き出される向きに信号が入力すると、トラ
ンジスタ96のドレイン電流は減少し、逆にトランジスタ
91のドレイン電流は増加する。このときトランジスタ98
のドレイン電流は減少し、トランジスタ92,93またはト
ランジスタ94,95によって構成されるカレントミラー回
路を介して、トランジスタ95のドレイン電流は増加する
ことになる。この結果、出力端子172は出力電位「H」
となる。特にこの場合には、トランジスタ90とトランジ
スタ91、トランジスタ92とトランジスタ93、トランジス
タ94とトランジスタ95がそれぞれカレントミラー回路を
構成しており、電流利得が二倍になる。 This circuit can be used to configure the input circuit of the second IC even when the logic signal from the transmission line is a differential signal. The operating principle is the same as that of the circuit shown in Figure 5. For example, a current is drawn from input terminal 170 and a current is drawn from input terminal 171.
When a signal is input in the direction that draws current to the drain of transistor 96, the drain current of transistor
The drain current of transistor 98 increases.
The drain current of the transistor 95 increases through the current mirror circuit formed by the transistors 92 and 93 or the transistors 94 and 95. As a result, the output terminal 172 is at the output potential "H".
In this particular case, transistors 90 and 91, transistors 92 and 93, and transistors 94 and 95 each constitute a current mirror circuit, and the current gain is doubled.
第7図は第5図の回路に付加回路を加えて構成した回
路図である。動作原理は第5図に示した回路と同様であ
り、伝送路から入力される電流の変化に応じた出力端子
の電位を与える。この構成では、第5図に示した回路に
比べて、電流利得が二倍になる。 Fig. 7 is a circuit diagram of the circuit of Fig. 5 with an additional circuit added. The operating principle is the same as the circuit shown in Fig. 5, and the potential of the output terminal is given according to the change in the current input from the transmission line. With this configuration, the current gain is doubled compared to the circuit shown in Fig. 5.
第8図は第6図の回路に付加回路を加えて構成した回
路図である。これによっても入力回路を構成することが
でき、第6図の回路と比べると電流利得が二倍になる。 Fig. 8 is a circuit diagram formed by adding an additional circuit to the circuit of Fig. 6. This also makes it possible to form an input circuit, and the current gain is doubled compared to the circuit of Fig. 6.
以上説明してきた実施例においては、回路構成にCMOS
を仮定しているが、バイポーラ素子を用いて回路を構成
することもできる。 In the embodiment described above, the circuit configuration is CMOS.
However, the circuit can also be constructed using bipolar elements.
また今回説明したCMOSによる入出力回路は、ECL論理
を伝送する回路として応用することも可能であるので、
現在高速システムにおいて広く使用されているECL回路
との互換性を保つことも可能である。 In addition, the CMOS input/output circuit explained here can also be used as a circuit to transmit ECL logic,
It is also possible to maintain compatibility with ECL circuits that are currently widely used in high-speed systems.
[発明の効果] 以上述べてきたように、本発明によれば、論理信号の
論理値を出力電流変化として与える回路を具備した出力
回路により、電流で論理値を規定しているため、CMOS出
力回路においても信号伝送を高速に行なうことができ
る。また入力回路により、広範囲の伝送電流に対してイ
ンピーダンス整合のとれた入力回路を構成できるので、
伝送路との整合がとり易く、回路の高速動作が可能であ
る。これにより高速化の要求されるシステムにおいて
も、CMOS入出力回路を実現することができる。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, the output circuit includes a circuit that provides the logic value of a logic signal as a change in output current, and the logic value is defined by the current, so that the CMOS output circuit can transmit signals at high speed. Also, the input circuit can be configured with impedance matching for a wide range of transmission currents, so that
It is easy to match with the transmission line and enables high-speed circuit operation, making it possible to realize CMOS input/output circuits even in systems that require high speed.
第1図は本発明の入出力回路の一実施例を証明するため
の図、第2図は本発明の入出力回路の他の実施例を示す
図、第3図は第2図に示した整合回路示す図、第4図は
本発明の出力回路の一実施例を示す図、第5図は本発明
の単相入力回路の一実施例を示す図、第6図は本発明の
差動入力回路の一実施例を示す図、第7図は本発明の単
相入力回路の他の実施例を示す図、第8図は本発明に用
いる差動入力回路の他の実施例を示す図である。 1,2,80……電流源、18,19,70,170,171……入力端子、4,
5,10,16,17,71,172……出力端子、8,9,13,14,15,20,21,
22,23,24,31,32,51〜61,90〜98……MOSトランジスタ、
7……伝送路、6b,6c,36,100,110,120,130……電圧源、
11……論理回路、12……整合抵抗。 Fig. 1 is a diagram for proving one embodiment of the input/output circuit of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing another embodiment of the input/output circuit of the present invention, Fig. 3 is a diagram showing the matching circuit shown in Fig. 2, Fig. 4 is a diagram showing one embodiment of the output circuit of the present invention, Fig. 5 is a diagram showing one embodiment of the single-phase input circuit of the present invention, Fig. 6 is a diagram showing one embodiment of the differential input circuit of the present invention, Fig. 7 is a diagram showing another embodiment of the single-phase input circuit of the present invention, and Fig. 8 is a diagram showing another embodiment of the differential input circuit used in the present invention. 1, 2, 80 ... current source, 18, 19, 70, 170, 171 ... input terminal, 4,
5,10,16,17,71,172……Output terminal, 8,9,13,14,15,20,21,
22, 23, 24, 31, 32, 51-61, 90-98...MOS transistors,
7...transmission line, 6b, 6c, 36, 100, 110, 120, 130...voltage source,
11...Logic circuit, 12...Matching resistor.
フロントページの続き (72)発明者 田中 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03K 19/0175 Continued from the front page (72) Inventor: Shigeru Tanaka 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken Toshiba Research Laboratory, Ltd. (58) Field of investigation (Int.Cl. 6 , DB name): H03K 19/0175
Claims (3)
に伝送路を介して接続された入出力回路において、論理
値の論理信号が電流変化として出力される第1のICの出
力回路と、PチャネルトランジスタとNチャネルトラン
ジスタは直列接続され、前記Pチャネルトランジスタと
前記Nチャネルトランジスタの各ソース電極は共通接続
され、各ドレイン電極は第1の基準電位と第2の基準電
位とに接続され、各ゲート電極は第1の電圧源若しくは
第2の電圧源に接続された入力回路と、前記Pチャネル
トランジスタとNチャネルトランジスタとの共通ソース
端子と前記第1のICの出力回路との間に接続された伝送
路とを備えたことを特徴とする入出力回路。[Claim 1] An input/output circuit in which an output circuit of a first IC is connected to an input circuit of a second IC via a transmission line, comprising: an output circuit of the first IC in which a logic signal of a logical value is output as a current change; an input circuit in which a P-channel transistor and an N-channel transistor are connected in series, the source electrodes of the P-channel transistor and the N-channel transistor are connected in common, the drain electrodes are connected to a first reference potential and a second reference potential, and the gate electrodes are connected to a first voltage source or a second voltage source; and a transmission line connected between the common source terminal of the P-channel transistor and the N-channel transistor and the output circuit of the first IC.
抗が接続されることを特徴とする請求項1記載の入出力
回路。2. The input/output circuit according to claim 1, wherein a matching resistor is connected to the output terminal of the output circuit of said first IC.
準電位と前記第2の基準電位との間で、前記Pチャネル
トランジスタとNチャネルトランジスタのドレイン電極
と電流電圧変換回路を接続したことを特徴とする入力回
路であることを特徴とする請求項1記載の入出力回路。[Claim 3] The input/output circuit according to claim 1, characterized in that the input circuit of the first IC is an input circuit in which the drain electrodes of the P-channel transistor and the N-channel transistor are connected to a current-voltage conversion circuit between the first reference potential and the second reference potential.
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