JPH0638363A - Output driver circuit - Google Patents
Output driver circuitInfo
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- JPH0638363A JPH0638363A JP21562292A JP21562292A JPH0638363A JP H0638363 A JPH0638363 A JP H0638363A JP 21562292 A JP21562292 A JP 21562292A JP 21562292 A JP21562292 A JP 21562292A JP H0638363 A JPH0638363 A JP H0638363A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は出力ドライバ回路に関
し、LAN(Local Area Network)伝送路などのバスラ
インを駆動する出力ドライバ回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output driver circuit, and more particularly to an output driver circuit for driving a bus line such as a LAN (Local Area Network) transmission line.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は単体のドライブトランジスタによ
り構成された従来の過電流保護機能付き出力ドライバ回
路の構成図であり、図において、1は負荷回路であるL
AN伝送路等のバスラインL1 (2)を駆動するための
ドライバ部である。3はドライバ部1のオン・オフ動作
を制御するためのスイッチング部、4は上記ドライバ部
1に過大な電流が流れた時に、上記スイッチング部3を
制御して上記ドライバ部1を保護する過電流保護部であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram of a conventional output driver circuit with an overcurrent protection function, which is composed of a single drive transistor. In the figure, 1 is a load circuit L.
This is a driver unit for driving the bus line L1 (2) such as an AN transmission line. Reference numeral 3 is a switching unit for controlling the on / off operation of the driver unit 1, and 4 is an overcurrent for controlling the switching unit 3 to protect the driver unit 1 when an excessive current flows in the driver unit 1. It is a protection unit.
【0003】さらに詳述すると、上記ドライバ部1は終
端抵抗R4 を介して電源電圧VDDにそのソースが接続さ
れたNMOSトランジスタMN5 (ドライブトランジス
タ)により構成され、終端抵抗R4 とNMOSトランジ
スタMN5 との間の出力端子T1 には負荷であるバスラ
インL1 (2)が接続されている。More specifically, the driver unit 1 is composed of an NMOS transistor MN5 (drive transistor) whose source is connected to the power supply voltage VDD through a terminating resistor R4, and is provided between the terminating resistor R4 and the NMOS transistor MN5. A bus line L1 (2) which is a load is connected to the output terminal T1 of the.
【0004】また、上記スイッチング部3は、一方の入
力に入力端子T1 が接続され、その出力が上記NMOS
トランジスタMN5 のゲートに接続されたNORゲート
G4によって構成されている。The switching unit 3 has one input connected to an input terminal T1 and the output of which is the NMOS.
It is constituted by a NOR gate G4 connected to the gate of the transistor MN5.
【0005】さらに上記過電流保護部4は、上記NMO
SトランジスタMN5 のドレインに接続され、ドレイン
電流を電圧に変換する抵抗R2 と、変換されたドレイン
電圧と、基準電圧入力端子T2 へ入力される基準電圧と
を比較するコンパレータCP1 とから構成され、コンパ
レータCP1 の出力は上記スイッチング部3のNORゲ
ートG4 の他方端子へ入力されている。Further, the overcurrent protection unit 4 is provided with the NMO.
A resistor R2 connected to the drain of the S-transistor MN5 for converting the drain current into a voltage, and a comparator CP1 for comparing the converted drain voltage with the reference voltage input to the reference voltage input terminal T2. The output of CP1 is input to the other terminal of the NOR gate G4 of the switching section 3.
【0006】次に動作について説明する。入力端子T1
に“H”が入力されているとき、NORゲートG4 の出
力は“L”なのでトランジスタMN5 はオフしており、
出力端子T3 には電流が流れないため、バスラインL1
は終端抵抗R4 により“H”レベルとなる。以下、この
ようにドライブトランジスタが非導通となっている状態
をドライバ回路オフ時と言う。Next, the operation will be described. Input terminal T1
When "H" is input to, since the output of the NOR gate G4 is "L", the transistor MN5 is off,
Since no current flows through the output terminal T3, the bus line L1
Goes to "H" level by the terminating resistor R4. Hereinafter, such a state where the drive transistor is non-conductive is referred to as the driver circuit is off.
【0007】一方、入力端子T1 が“L”になると、ト
ランジスタMN5 がオン(ドライバ回路オン)して、出
力端子T3 に電流が流れ、抵抗R2 によって所定の電圧
降下が生じる。この時、コンパレータCP1 の比較入力
端子に入力されるトランジスタMN5 の出力電圧は、基
準電圧入力端子T2 に与えられている電圧より低くなる
ように設定されているため、コンパレータCP1 から
“L”レベルが出力され、従ってNORゲートG4 には
共に“L”が入力されることとなり、その出力は“H”
となりトランジスタMN5 はオンした状態に維持され
る。これによりバスラインL1 に供給されていた電流が
ドライバ回路側に流れて、バスラインL1 はドライバ回
路による電圧降下を受けて“L”レベルとなる。On the other hand, when the input terminal T1 becomes "L", the transistor MN5 is turned on (driver circuit is turned on), current flows through the output terminal T3, and a predetermined voltage drop is generated by the resistor R2. At this time, since the output voltage of the transistor MN5 input to the comparison input terminal of the comparator CP1 is set to be lower than the voltage applied to the reference voltage input terminal T2, the "L" level from the comparator CP1 changes. Therefore, "L" is input to both NOR gate G4, and its output is "H".
Then, the transistor MN5 is maintained in the ON state. As a result, the current supplied to the bus line L1 flows to the driver circuit side, and the bus line L1 receives the voltage drop by the driver circuit and becomes "L" level.
【0008】このとき、通常はバスラインL1 の終端抵
抗R4 による電流がトランジスタMN5 に流れ、抵抗R
2 による電圧降下はコンパレータCP2 の基準電圧を越
えないようになっているが、何らかの原因で出力端子T
3 又はバスラインL1 が電源電圧VDDとショートした
時、トランジスタMN5 には通常よりも大きな電流が流
れ、抵抗R2 にて検出される電圧がコンパレータCP2
の基準電圧を越え、コンパレータCP2 の出力が“H”
に反転してNORゲートG4 に“H”が入力するため、
該NORゲートG4 の出力は“L”となりトランジスタ
MN5をオフする。このようにして、トランジスタMN
5 に過大な電流が流れて出力ドライバ回路が破損するの
を保護している。At this time, normally, the current due to the termination resistor R4 of the bus line L1 flows through the transistor MN5 and the resistor R
The voltage drop due to 2 does not exceed the reference voltage of the comparator CP2, but for some reason the output terminal T
When 3 or the bus line L1 is short-circuited with the power supply voltage VDD, a larger current than usual flows through the transistor MN5, and the voltage detected by the resistor R2 is the comparator CP2.
Exceeds the reference voltage of and the output of comparator CP2 is "H".
Since it is inverted to and "H" is input to the NOR gate G4,
The output of the NOR gate G4 becomes "L", turning off the transistor MN5. In this way, the transistor MN
Protects the output driver circuit from damage due to excessive current flowing through it.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の出力ドライバ回
路は以上のように構成されており、過電流を抵抗の電圧
降下の大きさにより検出しているので、ドライバ回路を
集積化した時、電源ショート時に、電源電圧VDDからド
ライブトランジスタまでのアルミ配線に、図3の点線に
示すような大きな電流が流れることとなる為、アルミ配
線が断線して動作不能となったり、またエレクトロマイ
グレーションによる信頼性の低下を招くという問題点が
あった。The conventional output driver circuit is constructed as described above, and the overcurrent is detected by the magnitude of the voltage drop of the resistor. Therefore, when the driver circuit is integrated, the power source is When a short circuit occurs, a large current as shown by the dotted line in Fig. 3 flows through the aluminum wiring from the power supply voltage VDD to the drive transistor, so the aluminum wiring is broken and becomes inoperable, and the reliability due to electromigration is high. However, there is a problem in that
【0010】また、駆動時の電位レベルの変化の小さい
バスラインを駆動する場合には、ドライバ回路による電
圧ドロップを小さくする必要があることから、過電流を
検出するために用いられている抵抗の値を数Ω以下の小
さなものとする必要があるが、このような抵抗を精度よ
く製造することは難しく、従って抵抗値のバラツキに起
因して過電流の検出精度が低下するという問題点があっ
た。Further, when driving a bus line in which the change in potential level during driving is small, it is necessary to reduce the voltage drop by the driver circuit. Therefore, the resistance used for detecting the overcurrent is reduced. Although it is necessary to make the value as small as a few Ω or less, it is difficult to manufacture such a resistor with high accuracy, and therefore there is the problem that the accuracy of overcurrent detection decreases due to variations in the resistance value. It was
【0011】この発明は上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、電源ショート時の過電流を抑えることが
できるとともに、容易に精度よく過電流を検出すること
ができる出力ドライバ回路を得ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and provides an output driver circuit capable of suppressing an overcurrent when a power source is short-circuited and easily detecting the overcurrent with high accuracy. The purpose is to
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明に係る過電流保
護機能付き出力ドライバ回路は、ドライブトランジスタ
の出力電圧を検知して、基準値を越える電流が該ドライ
ブトランジスタに流れたときに、該ドライブトランジス
タのソース・ゲート間電圧を固定して該ドライブトラン
ジスタを流れる電流を規制する第1の制御手段と、上記
ドライブトランジスタの出力電圧の変化を受けて、上記
ドライブトランジスタを非導通とする第2の制御手段と
からなる過電流保護部を備えたものである。An output driver circuit with an overcurrent protection function according to the present invention detects an output voltage of a drive transistor, and when a current exceeding a reference value flows in the drive transistor, the drive transistor is driven. First control means for fixing the source-gate voltage of the transistor to regulate the current flowing through the drive transistor, and second control means for turning off the drive transistor in response to a change in the output voltage of the drive transistor. It is provided with an overcurrent protection unit including control means.
【0013】[0013]
【作用】この発明においては、ドライブトランジスタの
出力電圧がある値以上の時、第1の制御手段によりドラ
イブトランジスタのゲート電圧が一定に固定され、飽和
時の電流に相当する電流が低く抑えられ、電源ショート
時などの過電流時にドライブトランジスタに流れる電流
を小さくすることができる。According to the present invention, when the output voltage of the drive transistor is higher than a certain value, the gate voltage of the drive transistor is fixed to a constant value by the first control means, and the current corresponding to the saturation current is suppressed to a low level. It is possible to reduce the current flowing through the drive transistor when an overcurrent occurs such as when the power supply is short-circuited.
【0014】[0014]
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例1.図1は本発明の第1の実施例による出力ドラ
イバ回路の構成図であり、図7と同一符号は同一または
相当部分を示し、図において、G1 はスイッチング部3
0を構成するNANDゲートである。MN4 はトランジ
スタMN2 のドレインと接地との間に接続されたNMO
Sトランジスタであり、そのゲートには上記NANDゲ
ートG1 の出力がインバータG2 を介して入力されてお
り、これら、トランジスタMN4 ,トランジスタMN2
,終端抵抗R4 ,電源電圧VDD,インバータG2 によ
ってドライバ部10が構成されている。また、MP1,M
N3 は電源−接地間に直列接続されたPMOS及びNM
OSトランジスタであり、上記NANDゲートG1 の出
力がPMOSトランジスタMP1 のゲートに入力されて
いる。またこれら直列接続されたトランジスタの共通接
続点であるノードN2 はコンパレータCP1 の比較電圧
入力端子に接続されるとともにドライバ部10のトラン
ジスタMN2 のゲートに接続されている。また上記トラ
ンジスタMN3 のゲートは、ドライバ部10のトランジ
スタMN2,トランジスタMN4 の共通接続点に接続され
ている。このようにしてトランジスタMP1 ,トランジ
スタMN3 ,コンパレータCP1 からなる過電流保護回
路部40が構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Example 1. 1 is a block diagram of an output driver circuit according to a first embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same or corresponding portions, and G1 is a switching unit 3
It is a NAND gate forming 0. MN4 is an NMO connected between the drain of transistor MN2 and ground.
It is an S transistor, and the output of the NAND gate G1 is inputted to its gate through an inverter G2. These transistors, MN4 and MN2.
, The terminating resistor R4, the power supply voltage VDD, and the inverter G2 constitute a driver section 10. Also, MP1, M
N3 is a PMOS and NM connected in series between the power supply and ground
This is an OS transistor, and the output of the NAND gate G1 is input to the gate of the PMOS transistor MP1. A node N2, which is a common connection point of these transistors connected in series, is connected to the comparison voltage input terminal of the comparator CP1 and the gate of the transistor MN2 of the driver section 10. The gate of the transistor MN3 is connected to the common connection point of the transistors MN2 and MN4 of the driver section 10. In this way, the overcurrent protection circuit section 40 including the transistor MP1, the transistor MN3, and the comparator CP1 is configured.
【0015】次に上記各構成要素の機能について説明す
る。図1において、入力端子T1 が“H”の時、出力ド
ライバ回路はオンする。すなわちコンパレータCP1 は
通常の状態において、“H”レベルが出力されているた
めNANDゲートG1 は“L”を出力し、トランジスタ
MP1 ,MN4 がオンする。これにより、トランジスタ
MP1 を介してトランジスタMN2 のゲート容量が充電
されてトランジスタMN2 がオンとなる。このとき、出
力端子T3 の出力電圧V0 が低い場合には、トランジス
タMN3 はオフ状態であるためノードN2 の電圧V2 は
電源電圧VDDとほぼ等しく、またトランジスタMN3 の
ゲート電圧は出力電圧V0 とほぼ等しくなる。Next, the function of each of the above components will be described. In FIG. 1, when the input terminal T1 is "H", the output driver circuit is turned on. That is, in the normal state, the comparator CP1 outputs "H" level, so the NAND gate G1 outputs "L", and the transistors MP1 and MN4 are turned on. As a result, the gate capacitance of the transistor MN2 is charged via the transistor MP1 and the transistor MN2 is turned on. At this time, when the output voltage V0 of the output terminal T3 is low, the voltage V2 of the node N2 is almost equal to the power supply voltage VDD because the transistor MN3 is in the off state, and the gate voltage of the transistor MN3 is almost equal to the output voltage V0. Become.
【0016】そして出力電圧V0 がある値V0 ’以上に
なると、トランジスタMN3 がオンし、トランジスタM
P1 によってきまる電流I1 が流れる。この電流I1は
定電流であり、トランジスタMN3 のゲート電圧も一定
になる。またノードN2 の電圧V2 もトランジスタMP
1 とトランジスタMN3 のオン抵抗できまる一定電圧に
なるため、出力電圧V0 に関係なく出力電流I0 は一定
になる。以上のようにして、トランジスタMN3 とトラ
ンジスタMP1 が定電流回路として機能する。トランジ
スタMN3 がオンする出力電圧V0 ’は次式で表わせ
る。When the output voltage V0 exceeds a certain value V0 ', the transistor MN3 turns on and the transistor M
A current I1 determined by P1 flows. This current I1 is a constant current, and the gate voltage of the transistor MN3 is also constant. In addition, the voltage V2 of the node N2 is also the transistor MP.
Since 1 and the on resistance of the transistor MN3 make a constant voltage, the output current I0 becomes constant regardless of the output voltage V0. As described above, the transistor MN3 and the transistor MP1 function as a constant current circuit. The output voltage V0 'at which the transistor MN3 turns on can be expressed by the following equation.
【0017】V0 ’=√(2・I1 /β3)+Vt3 (β3:トランジスタMN3のコンダクタンス,Vt:
トランジスタMN3の閾値電圧)V0 '= √ (2 · I1 / β3) + Vt3 (β3: conductance of transistor MN3, Vt:
(Threshold voltage of transistor MN3)
【0018】従って、出力電流I0 が出力電圧V0 に関
係なく一定となる電圧V0 を、トランジスタMN3 のし
きい値V0 ’程度まで低くすることができ、ノードN2
の電圧V2 は電源電圧VDDよりも低くなる(図2(a)
)。また、図3に示すように、従来のような単体トラ
ンジスタを用いてドライバ回路を構成したものに比べて
飽和時の電流を小さくすることができる。Therefore, the voltage V0 at which the output current I0 becomes constant regardless of the output voltage V0 can be lowered to about the threshold value V0 'of the transistor MN3, and the node N2
Voltage V2 becomes lower than the power supply voltage VDD (Fig. 2 (a)).
). Further, as shown in FIG. 3, it is possible to reduce the current at the time of saturation as compared with the conventional driver circuit which is configured by using a single transistor.
【0019】以下、動作ついて説明する。LAN伝送路
などでは、非飽和領域を使用する為、ノードN2 の電圧
V2 の変化を利用して過電流検出を行う。このときコン
パレータCP1 の基準電圧入力端子T2 に入力される基
準電圧VR を、電源電圧VDDと、トランジスタMN3 が
オンしたときの電圧V2 との中心付近の電圧に設定す
る。The operation will be described below. Since a non-saturated area is used in a LAN transmission line or the like, overcurrent detection is performed by utilizing the change in the voltage V2 of the node N2. At this time, the reference voltage VR input to the reference voltage input terminal T2 of the comparator CP1 is set to a voltage near the center between the power supply voltage VDD and the voltage V2 when the transistor MN3 is turned on.
【0020】ドライバ回路オン時、通常はバスラインL
1 の終端抵抗R4 とトランジスタMN2 ,トランジスタ
MN4 のオン抵抗できまる電流が流れ、出力端子T3 に
現れる電圧は、トランジスタMN3 のオン電圧V0 ’よ
りも低いため、トランジスタMN3 はオフしておりノー
ドN2 の電圧V2 は電源電圧VDDであり、基準電圧VR
よりも高いため、コンパレータCP1 の出力は“H”で
ある。When the driver circuit is turned on, normally the bus line L
A current flowing through the terminating resistor R4 of 1, the on resistance of the transistor MN2, and the on resistance of the transistor MN4 flows, and the voltage appearing at the output terminal T3 is lower than the on voltage V0 'of the transistor MN3. The voltage V2 is the power supply voltage VDD, and the reference voltage VR
Therefore, the output of the comparator CP1 is "H".
【0021】ところで、出力端子T3 またはバスライン
2が何らかの原因で電源VDDなどにショートし、トラン
ジスタMN3 のオンする電圧V0 ’よりも高い電圧が加
わった場合には、トランジスタMN3 がオンしてノード
N2 の電圧V2 が低下して基準電圧VR より低くなるた
め、コンパレータCP1 の出力であるノードN3 の電圧
V3 は“L”となる(図2(b) )。またこのとき、トラ
ンジスタMN2 のゲート電圧(ノードN2 の電圧V2 )
は電源電圧VDDよりも低い一定電圧となるため、出力電
圧V0 に関係なく出力電流I0 は一定になる。By the way, when the output terminal T3 or the bus line 2 is short-circuited to the power supply VDD or the like for some reason and a voltage higher than the voltage V0 'at which the transistor MN3 is turned on is applied, the transistor MN3 is turned on and the node N2. Since the voltage V2 of the node N3 drops and becomes lower than the reference voltage VR, the voltage V3 of the node N3 which is the output of the comparator CP1 becomes "L" (FIG. 2 (b)). At this time, the gate voltage of the transistor MN2 (the voltage V2 of the node N2)
Becomes a constant voltage lower than the power supply voltage VDD, the output current I0 becomes constant regardless of the output voltage V0.
【0022】さらに、このコンパレータCP1 の出力は
NANDゲートG1 の他方入力に入力されており、入力
端子T1 の入力電圧に関係なくNANDゲートG1 の出
力であるノードN1 の電圧V1 は“H”となり、トラン
ジスタMP1 がオフし、さらにトランジスタMN2 がオ
フしてドライバ回路はオフする(図2(c) ,(d) 参
照)。Further, the output of the comparator CP1 is inputted to the other input of the NAND gate G1, and the voltage V1 of the node N1 which is the output of the NAND gate G1 becomes "H" regardless of the input voltage of the input terminal T1. The transistor MP1 turns off, the transistor MN2 turns off, and the driver circuit turns off (see FIGS. 2 (c) and 2 (d)).
【0023】このように本実施例によれば、トランジス
タMP1,トランジスタMN3 とからなる定電流回路を設
け、該回路を構成するトランジスタMN3 のゲートにト
ランジスタMN2 を介して出力端子T3 の電圧を印加す
るようにしたから、所定値以上の電流がトランジスタM
N2 に流れた場合、定電流回路が動作してトランジスタ
MN2 のゲート電圧が電源電圧VDDよりも低い値に固定
されるため、飽和時にトランジスタMN2 を流れる電流
が小さくなり、電源電圧VDDからトランジスタMN2 ま
での金属配線が断線したりエレクトロマイグレーション
により劣化したりするのを低減することができる。As described above, according to this embodiment, the constant current circuit composed of the transistor MP1 and the transistor MN3 is provided, and the voltage of the output terminal T3 is applied to the gate of the transistor MN3 constituting the circuit via the transistor MN2. As a result, a current equal to or higher than a predetermined value is applied to the transistor M.
When it flows to N2, the constant current circuit operates and the gate voltage of the transistor MN2 is fixed to a value lower than the power supply voltage VDD, so that the current flowing through the transistor MN2 at the time of saturation becomes small, and from the power supply voltage VDD to the transistor MN2. It is possible to reduce disconnection of the metal wiring and deterioration of the metal wiring due to electromigration.
【0024】また、過電流が流れる際の電圧の変化をト
ランジスタのオン・オフ動作により検出するようにした
ので、電圧ドロップの小さいことが要求される負荷を駆
動する際に、従来のように抵抗値の低い抵抗を用いて過
電流を検出するのに比べて、小さな電圧ドロップでか
つ、検出電圧の変化が大きく、容易に精度の高い検出を
行うことができる。Further, since the change in the voltage when the overcurrent flows is detected by the on / off operation of the transistor, when driving a load that requires a small voltage drop, the resistance is different from the conventional one. Compared with the case of detecting an overcurrent by using a resistor having a low value, a small voltage drop and a large change in the detection voltage can be performed, so that highly accurate detection can be easily performed.
【0025】なお、上記実施例では過電流を検出した際
のNANDゲートG1 の出力を反転させるのに、コンパ
レータの出力を用いたが、図4に示すように、単に反転
時のしきい値を合わせたインバータGI1,GI2 を用い
てもよく、ノードN2 に相当する電圧の変化を利用し
て、インバータで過電流の検出を行なうことで、上記実
施例と同様の効果が得られる。In the above embodiment, the output of the comparator is used to invert the output of the NAND gate G1 when the overcurrent is detected. However, as shown in FIG. The combined inverters GI1 and GI2 may be used, and the same effect as that of the above embodiment can be obtained by detecting the overcurrent by the inverter by utilizing the change in the voltage corresponding to the node N2.
【0026】また、スイッチング部30の構成もNAN
Dゲート以外にも、電圧の変化を受けてトランジスタM
P1 をオフする論理機能を有するものであれば、他の構
成であってもよい。The configuration of the switching unit 30 is also NAN.
In addition to the D gate, the transistor M receives a change in voltage.
Other configurations may be used as long as they have a logical function of turning off P1.
【0027】実施例2.次に本発明の第2の実施例を図
5に基づいて説明する。上記実施例ではバスラインL1
が電源電圧にプルアップされ、出力ドライバ回路オン時
に電圧が低下する電流シンク型のものを示したが、この
実施例では、バスラインL1 が接地にプルダウンされ、
出力ドライバ回路オン時に電圧が上昇する電流フォース
型の出力ドライバ回路に本発明を適用したものである。Example 2. Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. In the above embodiment, the bus line L1
Shows a current sink type in which the voltage is pulled up to the power supply voltage and the voltage drops when the output driver circuit is turned on. In this embodiment, the bus line L1 is pulled down to the ground,
The present invention is applied to a current force type output driver circuit whose voltage rises when the output driver circuit is turned on.
【0028】図5において、MP4 ,MP2 は電源電圧
VDDと出力端子T3 との間に直列接続され、ドライバ部
11を構成するドライブトランジスタである。また出力
端子T3 にはバスラインL1 が接続されるとともに抵抗
R4 を介して接地に接続されてプルダウンされた状態と
なっている。さらに、過電流保護部41のトランジスタ
MP3 は出力端子T3 の電圧を検知し、これが所定値以
上のときにはトランジスタMP2 のソース・ゲート間の
電位を固定してドライバトランジスタMP4 ,MP2 を
過電流から保護する役割を果たしている。また、MN1
はNANDゲートG1 ,インバータG2 ,G3 とともに
スイッチング部31を構成するNMOSトランジスタで
ある。In FIG. 5, MP4 and MP2 are drive transistors which are connected in series between the power supply voltage VDD and the output terminal T3 and which constitute the driver section 11. Further, the output terminal T3 is connected to the bus line L1 and is also connected to the ground via the resistor R4 to be pulled down. Further, the transistor MP3 of the overcurrent protection unit 41 detects the voltage of the output terminal T3, and when this is above a predetermined value, the potential between the source and gate of the transistor MP2 is fixed to protect the driver transistors MP4 and MP2 from overcurrent. Play a role. Also, MN1
Is an NMOS transistor that constitutes the switching unit 31 together with the NAND gate G1 and the inverters G2 and G3.
【0029】次に上記各構成要素の機能について説明す
る。図5において、入力端子T1 が“H”の時、出力ド
ライバ回路はオンする。すなわち、ノードN1 が“H”
となり、トランジスタMN1 がオンしてノードN2 の電
位V2 がグランド電位VSSとなり、これによりトランジ
スタMP2 ,MP4 はオンする。この時、トランジスタ
MP3 のゲート電圧は出力端子T3 の出力電圧V0 とほ
ぼ等しい。Next, the functions of the above components will be described. In FIG. 5, when the input terminal T1 is "H", the output driver circuit is turned on. That is, the node N1 is "H"
Then, the transistor MN1 is turned on and the potential V2 of the node N2 becomes the ground potential VSS, whereby the transistors MP2 and MP4 are turned on. At this time, the gate voltage of the transistor MP3 is almost equal to the output voltage V0 of the output terminal T3.
【0030】そして、この出力端子T3 の出力電圧V0
が所定の値V0 ’以下になると、トランジスタMP3 が
オンし、トランジスタMN1 によって決まる電流I1 が
流れる。この電流I1 は定電流であり、トランジスタM
P3 のゲート電圧も一定になる。またノードN2 の電圧
V2 もトランジスタMN1 とトランジスタMP3 のオン
抵抗できまる一定電圧になるため、出力端子T3 の出力
電圧V0 に関係なくトランジスタMP2 を流れる出力電
流I0 は一定になる。トランジスタMP3 がオンする出
力電圧V0 ’は次式で表わせる。Then, the output voltage V0 of the output terminal T3
When the voltage is less than the predetermined value V0 ', the transistor MP3 is turned on, and the current I1 determined by the transistor MN1 flows. This current I1 is a constant current, and the transistor M
The gate voltage of P3 also becomes constant. Further, the voltage V2 of the node N2 also becomes a constant voltage due to the on-resistances of the transistors MN1 and MP3, so that the output current I0 flowing through the transistor MP2 becomes constant regardless of the output voltage V0 of the output terminal T3. The output voltage V0 'at which the transistor MP3 turns on can be expressed by the following equation.
【0031】 V0 ’=VDD−√(2・I1 /β3)+VT3 (β3:トランジスタMP3のコンダクタンス,Vt:
トランジスタMN3の閾値電圧)V 0 '= VDD-√ (2 · I 1 / β3) + VT 3 (β 3: Conductance of transistor MP 3, Vt:
(Threshold voltage of transistor MN3)
【0032】このように過電流発生時にトランジスタM
P2 を流れる出力電流I0 が一定となる電圧V0 をトラ
ンジスタMP3 のしきい値V0 ’程度まで低くすること
ができ、ノードN2 の電圧V2 はグランド電位VSSより
も高くなり(図6(a) )、上記実施例と同様に単体トラ
ンジスタに比べて飽和時の電流を小さくできる。In this way, when the overcurrent occurs, the transistor M
The voltage V0 at which the output current I0 flowing through P2 is constant can be lowered to about the threshold value V0 'of the transistor MP3, and the voltage V2 at the node N2 becomes higher than the ground potential VSS (Fig. 6 (a)). Similar to the above embodiment, the current at saturation can be made smaller than that of a single transistor.
【0033】以下、動作ついて説明する。LAN伝送路
などでは、非飽和領域を使用する為、このノードN2 の
電圧V2の変化を利用して過電流検出を行う。このとき
コンパレータCP1 の基準入力電圧端子に入力される基
準電圧VR を、グランド電位VSSと、トランジスタMP
3がオンしたときの電圧V2 の中心付近の電圧に設定す
る。The operation will be described below. Since a non-saturated region is used in a LAN transmission line or the like, overcurrent detection is performed by utilizing this change in the voltage V2 of the node N2. At this time, the reference voltage VR input to the reference input voltage terminal of the comparator CP1 is set to the ground potential VSS and the transistor MP.
Set to a voltage near the center of the voltage V2 when 3 is turned on.
【0034】ドライバ回路オン時、通常は、バスライン
L1 の終端抵抗R4 とトランジスタMP2 ,トランジス
タMP4 のオン抵抗できまる電流が流れ、出力端子T3
に現れる電圧は、トランジスタMP3 のオン電圧V0 ’
よりも高いため、トランジスタMP3 はオフしておりノ
ードN2 の電圧V2 はグランド電位VSSであり、基準電
圧VR よりも低いため、コンパレータCP1 の出力は
“L”である。When the driver circuit is turned on, normally, a full current flows due to the termination resistance R4 of the bus line L1 and the on resistances of the transistors MP2 and MP4, and the output terminal T3.
Is the on-voltage V0 'of the transistor MP3.
Therefore, the output of the comparator CP1 is "L" because the transistor MP3 is off and the voltage V2 of the node N2 is the ground potential VSS and lower than the reference voltage VR.
【0035】ところで、出力端子T3 またはバスライン
2が何らかの原因でグランドなどにショートし、トラン
ジスタMP3 がオンする電圧V0 ’よりも低い電圧が加
わった時は、トランジスタMP3 がオンしてノードN2
の電圧V2 が上がり、基準電圧VR よりも高くなるた
め、コンパレータCP1 の出力であるノードN3 の電圧
V3 は“H”となる(図6(b) )。このコンパレータC
P1 の出力はインバータG3 を介してNANDゲートG
1 に入力されており、従って入力電圧に関係なくNAN
DゲートG1 の出力は“H”となりドライバ回路の出力
はオフする(図6(c) , (d) )。By the way, when the output terminal T3 or the bus line 2 is short-circuited to the ground or the like for some reason and a voltage lower than the voltage V0 'at which the transistor MP3 is turned on is applied, the transistor MP3 is turned on and the node N2 is turned on.
The voltage V2 at the node N3, which is the output of the comparator CP1, becomes "H" because the voltage V2 at the node N3 rises and becomes higher than the reference voltage VR (FIG. 6 (b)). This comparator C
The output of P1 is passed through the inverter G3 to the NAND gate G
It is input to 1, so regardless of the input voltage, NAN
The output of the D gate G1 becomes "H" and the output of the driver circuit is turned off (FIGS. 6 (c) and 6 (d)).
【0036】このようにすることで上記実施例と同様の
効果を奏することができる。また、この第2の実施例に
おいても、上記第1の実施例と同様に、コンパレータに
代えてインバータ反転時のしきい値を合わせたインバー
タを用いるようにしてもよい。By doing so, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, also in the second embodiment, as in the case of the first embodiment, instead of the comparator, an inverter having a matched threshold value at the time of inverter inversion may be used.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る出力ドラ
イバ回路によれば、ドライブトランジスタの出力がある
値以上のときに、定電流回路を用いてドライブトランジ
スタのゲート電圧を一定値に固定し、飽和時に該トラン
ジスタを流れる電流を小さくしたので、小さい飽和電流
時にて出力をオフすることができ、電源あるいはグラン
ドショート時にドライブトランジスタに流れる電流が小
さく、あるいはほとんど流れないので、素子の劣化,破
壊に至りにくく、信頼性の向上が期待できる効果があ
る。As described above, according to the output driver circuit of the present invention, when the output of the drive transistor exceeds a certain value, the gate voltage of the drive transistor is fixed to a constant value by using the constant current circuit. Since the current flowing through the transistor at saturation is small, the output can be turned off at a small saturation current, and the current flowing through the drive transistor at the time of power supply or ground short is small or almost non-existent. It is difficult to achieve the above, and there is an effect that improvement in reliability can be expected.
【0038】また、従来のように抵抗による電圧降下を
利用して過電流発生を検出するものに比べ、本発明では
トランジスタを用いて電圧変化を検出するため、駆動時
の電圧変化幅の小さな負荷でも精度よく、かつ容易に過
電流を検出することができる効果がある。Further, as compared with the prior art in which the occurrence of overcurrent is detected by utilizing the voltage drop due to the resistance, in the present invention, since the voltage change is detected by using the transistor, the load with a small voltage change width during driving is loaded. However, there is an effect that the overcurrent can be detected accurately and easily.
【図1】この発明の第1の実施例による出力ドライバ回
路の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an output driver circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】上記出力ドライバ回路の動作を説明するための
各ノードでの電圧,電流を示す図。FIG. 2 is a diagram showing voltages and currents at respective nodes for explaining the operation of the output driver circuit.
【図3】本発明及び従来の出力ドライバ回路の飽和時の
電圧,電流を示す図。FIG. 3 is a diagram showing voltage and current when the present invention and the conventional output driver circuit are saturated.
【図4】上記実施例の変形例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a modification of the above embodiment.
【図5】この発明の第2の実施例による出力ドライバ回
路の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of an output driver circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図6】上記出力ドライバ回路の動作を説明するための
各ノードでの電圧,電流を示す図。FIG. 6 is a diagram showing voltage and current at each node for explaining the operation of the output driver circuit.
【図7】従来の出力ドライバ回路の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional output driver circuit.
2 負荷回路 10 ドライバ部 11 ドライバ部 30 スイッチング部 31 スイッチング部 40 過電流保護部 41 過電流保護部 T1 入力端子 T2 基準電圧入力端子 T3 出力端子 G1 NANDゲート G2 インバータ G3 インバータ G4 NORゲート CP1 コンパレータ MP1 PMOSトランジスタ MP2 PMOSトランジスタ MN1 NMOSトランジスタ MN2 NMOSトランジスタ MN3 NMOSトランジスタ MN4 NMOSトランジスタ MN5 NMOSトランジスタ N1 ノード N2 ノード N3 ノード L1 バスライン R4 終端抵抗 2 load circuit 10 driver unit 11 driver unit 30 switching unit 31 switching unit 40 overcurrent protection unit 41 overcurrent protection unit T1 input terminal T2 reference voltage input terminal T3 output terminal G1 NAND gate G2 inverter G3 inverter G4 NOR gate CP1 comparator MP1 PMOS Transistor MP2 PMOS transistor MN1 NMOS transistor MN2 NMOS transistor MN3 NMOS transistor MN4 NMOS transistor MN5 NMOS transistor N1 node N2 node N3 node L1 bus line R4 terminating resistor
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年10月5日[Submission date] October 5, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0017】V0 ’=√(2・I1 /β3)+Vt3 (β3:トランジスタMN3のコンダクタンス,Vt
3:トランジスタMN3の閾値電圧)V0 '= √ (2 · I1 / β3) + Vt3 (β3: conductance of transistor MN3, Vt
3 : threshold voltage of transistor MN3)
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0018】従って、出力電流I0 が出力電圧V0 に関
係なく一定となる電圧V0 を、トランジスタMN3 のし
きい値Vt3程度まで低くすることができ、ノードN2
の電圧V2 は電源電圧VDDよりも低くなる(図2(a)
)。また、図3に示すように、従来のような単体トラ
ンジスタを用いてドライバ回路を構成したものに比べて
飽和時の電流を小さくすることができる。[0018] Therefore, the voltage V0 output current I0 becomes constant regardless of the output voltage V0, can be lowered to about the threshold V t3 of the transistor MN3, the node N2
Voltage V2 becomes lower than the power supply voltage VDD (Fig. 2 (a)).
). Further, as shown in FIG. 3, it is possible to reduce the current at the time of saturation as compared with the conventional driver circuit which is configured by using a single transistor.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0031】 V0 ’=VDD−√(2・I1 /β3)+VT3 (β3:トランジスタMP3のコンダクタンス,Vt
3:トランジスタMN3の閾値電圧)V 0 '= VDD-√ (2 · I 1 / β3) + VT 3 (β 3: Conductance of transistor MP 3, Vt
3 : threshold voltage of transistor MN3)
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0032】このように過電流発生時にトランジスタM
P2 を流れる出力電流I0 が一定となる電圧V0 をトラ
ンジスタMP3 のしきい値Vt3程度まで低くすること
ができ、ノードN2 の電圧V2 はグランド電位VSSより
も高くなり(図6(a) )、上記実施例と同様に単体トラ
ンジスタに比べて飽和時の電流を小さくできる。In this way, when the overcurrent occurs, the transistor M
The voltage V0 output current I0 flowing through the P2 is constant can be lowered to about the threshold V t3 of the transistor MP3, the voltage V2 of the node N2 becomes higher than the ground potential VSS (FIG. 6 (a)), Similar to the above embodiment, the current at saturation can be made smaller than that of a single transistor.
Claims (3)
タと、該ドライブトランジスタの導通,非導通を制御す
るスイッチング部と、上記ドライブトランジスタに流れ
る電流を検出し、その値が所定値以上の時に上記スイッ
チング部を制御して上記ドライブトランジスタを非導通
とする過電流保護部とを備えた出力ドライバ回路におい
て、 上記過電流保護部は、 上記ドライブトランジスタの出力電圧を検知して、基準
値を越える電流が該ドライブトランジスタに流れたとき
に、該ドライブトランジスタのソース・ゲート間電圧を
固定して該ドライブトランジスタを流れる電流を規制す
る第1の制御手段と、 上記ドライブトランジスタの出力電圧の変化を受けて、
上記スイッチング部を制御することにより上記ドライブ
トランジスタを非導通とする第2の制御手段とから構成
されていることを特徴とする出力ドライバ回路。1. A drive transistor for driving a load circuit, a switching unit for controlling conduction / non-conduction of the drive transistor, and a current flowing through the drive transistor is detected, and when the value is a predetermined value or more, the switching unit. In the output driver circuit including an overcurrent protection unit for controlling the drive transistor to be non-conductive, the overcurrent protection unit detects the output voltage of the drive transistor and detects a current exceeding a reference value. A first control means for fixing a source-gate voltage of the drive transistor to regulate a current flowing through the drive transistor when the current flows to the drive transistor; and a change in the output voltage of the drive transistor,
An output driver circuit, comprising: a second control unit that makes the drive transistor non-conductive by controlling the switching unit.
て、 上記ドライバ部は、電源側にプルアップされた負荷回路
を駆動するものであり、 上記第1の制御手段は、電源と接地との間に直列接続さ
れた2つのトランジスタを有し、その接地側に接続され
たトランジスタのゲートに上記ドライブトランジスタの
出力電圧が印加され、過電流発生時に該トランジスタが
導通して流れる定電流により上記ドライブトランジスタ
のゲート・ソース間を電源電位よりも低い電位に固定す
る定電流回路であることを特徴とする出力ドライバ回
路。2. The output driver circuit according to claim 1, wherein the driver section drives a load circuit pulled up to a power supply side, and the first control means is provided between the power supply and ground. The output voltage of the drive transistor is applied to the gate of the transistor connected to the ground side of the transistor, and the drive transistor is turned on by a constant current flowing through the transistor when an overcurrent occurs. An output driver circuit, which is a constant current circuit that fixes the gate-source of the device to a potential lower than the power supply potential.
て、 上記ドライバ部は、接地側にプルダウンされた負荷回路
を駆動するものであり、 上記第1の制御手段は、電源と接地との間に直列接続さ
れた2つのトランジスタを有し、その電源側に接続され
たトランジスタのゲートに上記ドライブトランジスタの
出力電圧が印加され、過電流発生時に該トランジスタが
導通して流れる定電流により上記ドライブトランジスタ
のゲート・ソース間を接地電位よりも高い電位に固定す
る定電流回路であることを特徴とする出力ドライバ回
路。3. The output driver circuit according to claim 1, wherein the driver section drives a load circuit pulled down to the ground side, and the first control means is provided between the power supply and the ground. An output voltage of the drive transistor is applied to the gate of the transistor having two transistors connected in series, and the output voltage of the drive transistor is applied to the gate of the transistor connected to the power supply side of the transistor. An output driver circuit, which is a constant current circuit that fixes a gate-source to a potential higher than a ground potential.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21562292A JPH0638363A (en) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Output driver circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21562292A JPH0638363A (en) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Output driver circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0638363A true JPH0638363A (en) | 1994-02-10 |
Family
ID=16675455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21562292A Pending JPH0638363A (en) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Output driver circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0638363A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4931452A (en) * | 1987-11-10 | 1990-06-05 | The Dow Chemical Company | N-cyanomethyl-2-pyridinone insecticides |
JP2003115752A (en) * | 2001-10-05 | 2003-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | Level shift circuit |
JP2013046254A (en) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Toshiba Corp | High-side switch circuit |
WO2013161483A1 (en) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | セイコーインスツル株式会社 | Output driver circuit |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP21562292A patent/JPH0638363A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2013161483A1 (en) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | セイコーインスツル株式会社 | Output driver circuit |
KR20150015449A (en) | 2012-04-27 | 2015-02-10 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | Output driver circuit |
US10379565B2 (en) | 2012-04-27 | 2019-08-13 | Ablic Inc. | Output driver circuit |
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