JP2003309461A - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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JP2003309461A JP2002111939A JP2002111939A JP2003309461A JP 2003309461 A JP2003309461 A JP 2003309461A JP 2002111939 A JP2002111939 A JP 2002111939A JP 2002111939 A JP2002111939 A JP 2002111939A JP 2003309461 A JP2003309461 A JP 2003309461A
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正 福井
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
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    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
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Abstract

(57)【要約】 【課題】出力バッファ回路を低消費電力化する。 【解決手段】データ信号またはその反転信号を定時間だ
け遅延する遅延回路12と、データ信号を出力端子へ高
値の出力インピーダンスでバッファリングして出力する
バッファ13と、遅延回路12の出力およびデータ信号
に対応して制御され定時間内で活性化されデータ信号を
出力端子へバッファリングして出力し定時間外で不活性
化されオフ状態となる3ステートバッファ14とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力バッファ回路
に関し、特に、データ信号の論理振幅に対しプリエンフ
ァシス歪みを与えて伝送線路へ送信出力する出力バッフ
ァ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、メモリまたはプロセッサなど、L
SIの動作が高速化されるに伴って、LSI間または装
置間の配線により入出力されるデータ信号も高周波化さ
れ、LSI間配線または装置間配線を伝送線路と見な
し、データ信号の出入力または送受信を高速化する対策
が必要になってきた。
【0003】この高速化対策の1つとして、伝送線路か
らの受信入力部において、伝送線路を終端抵抗により終
端し、受信入力部におけるインピーダンス不整合による
データ信号の反射を防止し、データ信号の反射によるデ
ータ符号化けを防止する対策が行われている。
【0004】また、他の高速化対策の1つとして、たと
えば、特開2000−68816号公報に記載されてい
るように、伝送線路への送信出力部において、データ信
号を送信出力する出力バッファ回路の出力インピーダン
スを伝送線路の特性インピーダンスと整合させ、反射信
号の再反射による多重反射を防止する対策が行われ、さ
らに、伝送線路における損失はデータ信号の高周波成分
ほど大きく、受信入力部における受信信号波形は鈍るた
め、出力バッファ回路が、データ信号の変化時に定時間
だけ論理振幅に対しプリエンファシス歪みを与えてマル
チレベル波形の送信信号を生成し伝送線路へ出力する対
策なども行われている。
【0005】図4は、この従来の出力バッファ回路の構
成例を示す回路図であり、出願人が現在出願中の特願2
000−280559号明細書に記載された、最も簡単
な回路例を示す。
【0006】図4を参照すると、この従来の出力バッフ
ァ回路1は、電源電圧Vdが供給されて動作するインバ
ータ11,インバータ17,バッファ18およびバッフ
ァ19を備え、出力端子に接続された伝送線路2の送信
端を駆動し、送信信号を出力する。また、伝送線路2の
受信端は、終端抵抗Rtおよび終端電圧Vtにより終端
され、伝送線路2の特性インピーダンスと整合してい
る。
【0007】インバータ11は、データ信号を外部入力
して反転し、反転信号を出力する。なお、このインバー
タ11が入力するデータ信号は、図4に示されていない
外部で、クロック信号に同期して生成される。
【0008】インバータ17は、データ信号の反転遅延
信号を外部入力して反転し、データ信号の遅延信号を出
力する。ここで、このインバータ17が外部入力する反
転遅延信号は、データ信号を1クロック周期の定時間だ
け遅延および反転した信号であり、この従来例では、図
4に示されていない外部で、たとえば、クロック信号に
同期して動作する遅延回路およびインバータにより、デ
ータ信号から生成される。
【0009】バッファ18は、インバータ11からデー
タ信号の反転信号を入力し、データ信号を出力端子へバ
ッファリングして出力する。このバッファ18は、相補
動作するP型出力段トランジスタ181およびN型出力
段トランジスタ182を備え、これらP型出力段トラン
ジスタ181およびN型出力段トランジスタ182は同
等のオン抵抗Raを有し、バッフア18の出力抵抗は、
高レベル出力時および低レベル出力時もオン抵抗Raと
同等になる。
【0010】バッファ19は、バッファ18と並列に出
力端子に接続され、インバータ17からデータ信号の遅
延信号を入力し、データ信号を出力端子へバッファリン
グして出力する。このバッファ19は、相補動作するP
型出力段トランジスタ191およびN型出力段トランジ
スタ192を備え、これらP型出力段トランジスタ19
1およびN型出力段トランジスタ192は同等のオン抵
抗Rbを有し、バッファ19の出力抵抗は、高レベル出
力時および低レベル出力時も同等のオン抵抗Rbと同等
になり、たとえば、バッファ18の出力抵抗Raの2倍
などに加重設定されている。
【0011】また、これらバッファ18,19を並列接
続した出力端子から見える出力バッファ回路1の出力イ
ンピーダンスZoutは、バッファ18,19の出力抵
抗の並列合成抵抗と等しく、オン抵抗Ra,Rbの並列
合成抵抗RaRb/(Ra+Rb)と同等になり、ほぼ
一定であり、伝送線路2の特性インピーダンスと整合す
る。
【0012】図5は、この従来の出力バッファ回路1の
動作例を示すタイミング図である。次に、図4,図5を
参照して、この従来の出力バッファ回路1の動作につい
て説明する。
【0013】まず、タイミングT1では、データ信号が
高レベルに変化し、データ信号の反転遅延信号が高レベ
ルであり、バッファ18,19のP型出力段トランジス
タ181,191がそれぞれオンし、他の全ての出力段
トランジスタはオフ状態である。このため、出力端子に
は、P型出力段トランジスタ181,191のオン抵抗
Ra,Rbおよび終端抵抗Rtを介して、電源電圧Vd
および終端電圧Vtが印加される回路構成となり、出力
端子の送信信号のレベルは、法則により、次に示す高レ
ベル出力電圧Voh1となる。
【0014】 Voh1=Vt+(Vd-Vt)(Rb+Ra)Rt/(RaRb+RaRt+RtRb) タイミングT2,T3では、データ信号,反転遅延信号
がそれぞれ高レベル,低レベルであり、バッファ18,
19のP型出力段トランジスタ181,N型出力段トラ
ンジスタ192がそれぞれオンし、他の全ての出力段ト
ランジスタはオフ状態である。このため、出力端子に
は、P型出力段トランジスタ181,N型出力段トラン
ジスタ192のオン抵抗Ra,Rbおよび終端抵抗Rt
を介して、電源電圧Vd,接地電圧0vおよび終端電圧
Vtが印加される回路構成となり、出力端子の送信信号
のレベルは、法則により、次に示す高レベル出力電圧V
oh2となる。
【0015】 Voh2=Vt+{(Vd-Vt)Rb-VtRa}Rt/(RaRb+RaRt+RtRb) タイミングT4では、データ信号が低レベルに変化し、
反転遅延信号が低レベルであり、バッファ18,19の
N型出力段トランジスタ182,192がそれぞれオン
し、他の全ての出力段トランジスタはオフ状態である。
このため、出力端子には、N型出力段トランジスタ18
2,192のオン抵抗Ra,Rbおよび終端抵抗Rtを
介して、接地電圧0vおよび終端電圧Vtが印加される
回路構成となり、出力端子の送信信号のレベルは、法則
により、次に示す低レベル出力電圧Vol1となる。
【0016】Vol1=Vt-Vt(Rb+Ra)Rt/(RaRb+RaRt+RtRb) タイミングT5,T6では、データ信号,反転遅延信号
がそれぞれ低レベル,高レベルであり、バッファ18,
19のN型出力段トランジスタ182,P型出力段トラ
ンジスタ191がそれぞれオンし、他の全ての出力段ト
ランジスタはオフ状態である。このため、出力端子に
は、N型出力段トランジスタ182,P型出力段トラン
ジスタ191のオン抵抗Ra,Rbおよび終端抵抗Rt
を介して、接地電圧0v,電源電圧Vdおよび終端電圧
Vtが印加される回路構成となり、出力端子の送信信号
のレベルは、法則により、次に示す高レベル出力電圧V
ol2となる。
【0017】 Vol2=Vt-{VtRb-(Vd-Vt)Ra}Rt/{RaRb+Rt(Ra+Rb)} 同様に、タイミングT7では、タイミングT1と同じ
く、出力端子の送信信号のレベルは、高レベル出力電圧
Voh1となり、タイミングT8では、タイミングT4
と同じく、出力端子の送信信号のレベルは、低レベル出
力電圧Vol1となる。また、タイミングT9では、タ
イミングT1,T7と同じく、出力端子の送信信号のレ
ベルは、高レベル出力電圧Voh1となり、タイミング
T10では、タイミングT2と同じく、出力端子の送信
信号のレベルは、高レベル出力電圧Voh2となる。さ
らに、タイミングT11では、タイミングT4,T8と
同じく、出力端子の送信信号のレベルは、低レベル出力
電圧Vol1となり、タイミングT12では、タイミン
グT5,T6と同じく、出力端子の送信信号のレベル
は、低レベル出力電圧Vol2となる。
【0018】上述のように、この従来の出力バッファ回
路1では、出力端子の送信信号のレベルが、データ信号
変化時の1クロック周期の定時間だけ、出力電圧Voh
1または出力電圧Vol1となり、他のクロック周期の
時間では、出力電圧Voh2または出力電圧Vol2と
なる。これにより、予め、データ信号の変化時に定時間
だけ論理振幅に対しプリエンファシス歪みを与えてマル
チレベル波形の送信信号を生成し伝送線路2へ出力で
き、伝送線路2の高周波成分の損失に対して、受信入力
部における受信信号波形の鈍りが防止される。また、出
力バッファ回路1の出力インピーダンスが伝送線路2の
特性インピーダンスと整合し、伝送線路2の受信端にお
ける反射と同様に、送信端における再反射が抑制され、
多重反射による符号化けの発生が防止される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の出力バッファ回路では、データ信号が変化しない他の
クロック周期の時間、たとえば、図5に示されるタイミ
ングT2〜T3,T5〜T6,T10,T12におい
て、バッファ18,バッファ19における2つのP型出
力段トランジスタ181,191の一方が必ずオンし、
且つ、2つのN型出力段トランジスタ182,192の
一方が必ずオンしている。このため、データ信号が変化
しない他のクロック周期の時間、常に、バッファ18,
バッファ19の出力段トランジスタおよび出力端子を介
して、電源電圧Vdから接地へ貫通電流が流れ、低消費
電力化が難しいという問題がある。
【0020】したがって、本発明の目的は、出力バッフ
ァ回路の低消費電力化にある。
【0021】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、デ
ータ信号の変化時に定時間だけ論理振幅に対しプリエン
ファシス歪みを与えてマルチレベル波形の送信信号を生
成し伝送線路へ出力する出力バッファ回路において、前
記データ信号のレベルに対応して電源または接地の一方
へ出力インピーダンスを切り替え形成し、且つ、前記定
時間の内および外に対応して低値および高値へそれぞれ
切り替えている。
【0022】また、前記高値の出力インピーダンスが前
記伝送線路の特性インピーダンスと整合し、前記低値の
出力インピーダンスが前記プリエンファシス歪みおよび
出力負荷に応じて設定される。
【0023】また、前記データ信号またはその反転信号
を前記定時間だけ信号遅延する遅延回路と、前記データ
信号を出力端子へ前記高値の出力インピーダンスでバッ
ファリングして出力するバッファと、前記遅延回路の出
力および前記データ信号に対応して制御され前記定時間
内で活性化され前記データ信号を前記出力端子へバッフ
ァリングして出力し前記定時間外で不活性化されオフ状
態となる3ステートバッファとを備えている。
【0024】また、前記3ステートバッファが、前記遅
延回路の出力および前記データ信号の論理値不一致また
は論理値一致に対応して制御される。
【0025】また、前記3ステートバッファが、電源お
よび前記出力端子間に直列接続され前記データ信号の反
転信号および遅延信号をゲート電極にそれぞれ入力する
2つのP型出力段トランジスタと、前記出力端子および
接地間に直列接続され前記反転信号および前記遅延信号
をゲート電極にそれぞれ入力する2つのN型出力段トラ
ンジスタとを備えている。
【0026】また、前記3ステートバッファが、前記デ
ータ信号を遅延および反転した反転遅延信号および前記
データ信号をそれぞれ入力する2入力NANDゲートお
よび2入力NORゲートと、電源および前記出力端子間
に接続され前記2入力NANDゲートの出力をゲート電
極に入力するP型出力段トランジスタと、前記出力端子
および接地間に接続され前記2入力NORゲートの出力
をゲート電極に入力するN型出力段トランジスタとを備
えている。
【0027】また、前記データ信号またはその反転信号
を前記定時間だけ信号遅延する遅延回路と、前記遅延回
路の出力および前記データ信号に対応して制御され前記
定時間内で活性化され前記データ信号を前記出力端子へ
バッファリングして出力し前記定時間外で不活性化され
オフ状態となる3ステートバッファと、前記遅延回路の
出力および前記データ信号に対応して制御され前記遅延
時間外で活性化され前記データ信号を前記出力端子へバ
ッファリングして出力し前記遅延時間内で不活性化され
オフ状態となる3ステートバッファとを備えている。
【0028】また、前記遅延回路が、前記送信信号およ
びその反射信号の伝搬時間の和より小さい定時間だけ信
号遅延している。
【0029】また、前記遅延回路が、クロック信号に同
期して前記データ信号を1クロック周期の定時間だけ信
号遅延している。
【0030】
【発明の実施の形態】次に、本発明について、図面を参
照して説明する。図1は、本発明の出力バッファ回路の
実施形態1を示す回路図である。図1を参照すると、本
実施形態の出力バッファ回路1は、電源電圧Vdが供給
されて動作するインバータ11,遅延回路12,バッフ
ァ13および3ステートバッファ14を備え、出力端子
に接続された伝送線路2の送信端を駆動し、送信信号を
出力する。また、伝送線路2の受信端は、終端抵抗Rt
および終端電圧Vtにより終端され、伝送線路2の特性
インピーダンスと整合している。
【0031】インバータ11は、従来と同じく、外部で
クロック信号に同期して生成されたデータ信号を外部入
力して反転し、データ信号の反転信号を出力する。
【0032】遅延回路12は、データ信号を外部入力
し、本実施形態では、クロック信号に同期して1クロッ
ク周期の定時間だけ信号遅延し、データ信号の遅延信号
を出力する。なお、この遅延信号を反転した信号は、図
4で説明した、外部入力の反転遅延信号となる。
【0033】バッファ13は、インバータ11からデー
タ信号の反転信号を入力し、データ信号を出力端子へバ
ッファリングして出力する。このバッファ13は、相補
動作するP型出力段トランジスタ131およびN型出力
段トランジスタ132を備え、これらP型出力段トラン
ジスタ131およびN型出力段トランジスタ132は同
等のオン抵抗Raを有し、バッフア13の出力抵抗は、
高レベル出力時および低レベル出力時もオン抵抗Raと
同等になり、伝送線路2の特性インピーダンスと整合す
る。
【0034】3ステートバッファ14は、バッファ13
と並列に出力端子に接続され、インバータ11,遅延回
路12からデータ信号の反転信号,遅延信号を入力し、
データ信号およびその遅延信号に対応して制御され、デ
ータ信号変化時の定時間内で活性化され、データ信号を
出力端子へバッファリングして出力し、定時間外で不活
性化され、オフ状態となる。この3ステートバッファ1
4は、本実施形態では、電源および出力端子間に直列接
続されデータ信号の反転信号,遅延信号をゲート電極に
それぞれ入力する2つのP型出力段トランジスタ14
1,142と、出力端子および接地間に直列接続され反
転信号および遅延信号をゲート電極にそれぞれ入力する
2つのN型出力段トランジスタ143,144とを備え
る。これら2つのP型出力段トランジスタ141,14
2と、2つのN型出力段トランジスタ143,144と
は、たとえば、同等の直列オン抵抗Rbを有し、3ステ
ートバッファ14の出力抵抗は、活性時に、高レベル出
力時および低レベル出力時も直列オン抵抗Rbと同等に
なり、プリエンファシス歪みおよび出力負荷に応じて設
定され、不活性時には、オフ状態の高インピーダンスと
なる。
【0035】また、これらバッファ13,3ステートバ
ッファ14を並列接続した出力端子から見える出力バッ
ファ回路1の出力インピーダンスZoutは、バッファ
13,3ステートバッファ14の出力抵抗の並列合成抵
抗と等しく、データ信号のレベルに対応して電源または
接地の一方へ切り替えて形成される。且つ、この出力バ
ッファ回路1の出力インピーダンスZoutは、3ステ
ートバッファ14の活性時に、オン抵抗Ra,直列オン
抵抗Rbの並列合成抵抗RaRb/(Ra+Rb)と同
等の低値になり、プリエンファシス歪みおよび出力負荷
に応じて設定され、3ステートバッファ14の不活性時
には、オン抵抗Raと同等の高値になり、伝送線路2の
特性インピーダンスと整合する。
【0036】図2は、本実施形態の出力バッファ回路1
の動作例を示すタイミング図である。次に、図1,図2
を参照して、本実施形態の出力バッファ回路1の動作に
ついて説明する。
【0037】まず、タイミングT1では、データ信号が
高レベルに変化し、データ信号の遅延信号が低レベルで
あり、バッファ13,3ステートバッファ14のP型出
力段トランジスタ131,141,142がそれぞれオ
ンし、他の全ての出力段トランジスタはオフ状態であ
る。このため、出力端子には、P型出力段トランジスタ
131,141,142のオン抵抗Ra,直列オン抵抗
Rbおよび終端抵抗Rtを介して、電源電圧Vdおよび
終端電圧Vtが印加される回路構成となり、出力端子の
送信信号のレベルは、法則により、次に示す高レベル出
力電圧Voh1となる。
【0038】 Voh1=Vt+(Vd-Vt)(Rb+Ra)Rt/(RaRb+RaRt+RtRb) タイミングT2,T3では、データ信号,遅延信号が高
レベルであり、バッファ13,3ステートバッファ14
のP型出力段トランジスタ131,142,N型出力段
トランジスタ144がそれぞれオンし、他の全ての出力
段トランジスタはオフ状態である。このため、出力端子
には、P型出力段トランジスタ131のオン抵抗Raお
よび終端抵抗Rtを介して、電源電圧Vdおよび終端電
圧Vtが印加される回路構成となり、出力端子の送信信
号のレベルは、法則により、次に示す高レベル出力電圧
Voh2となる。
【0039】Voh2=(VtRa+VdRt)/(Ra+Rt) タイミングT4では、データ信号が低レベルに変化し、
データ信号の遅延信号が高レベルであり、バッファ1
3,3ステートバッファ14のN型出力段トランジスタ
132,143,144がそれぞれオンし、他の全ての
出力段トランジスタはオフ状態である。このため、出力
端子には、N型出力段トランジスタ132,143,1
44ステートバッファ14のオン抵抗Ra,直列オン抵
抗Rbおよび終端抵抗Rtを介して、接地電圧0vおよ
び終端電圧Vtが印加される回路構成となり、出力端子
の送信信号のレベルは、法則により、次に示す低レベル
出力電圧Vol1となる。
【0040】Vol1=Vt-Vt(Rb+Ra)Rt/(RaRb+RaRt+RtRb) タイミングT5,T6では、データ信号,遅延信号が低
レベルであり、バッファ13,3ステートバッファ14
のN型出力段トランジスタ132,143,P出力段ト
ランジスタ141がそれぞれオンし、他の全ての出力段
トランジスタはオフ状態である。このため、出力端子に
は、N型出力段トランジスタ132のオン抵抗Raおよ
び終端抵抗Rtを介して、接地電圧0vおよび終端電圧
Vtが印加される回路構成となり、出力端子の送信信号
のレベルは、法則により、次に示す高レベル出力電圧V
ol2となる。
【0041】Vol2=VtRa/(Ra+Rt) 同様に、タイミングT7では、タイミングT1と同じ
く、出力端子の送信信号のレベルは、高レベル出力電圧
Voh1となり、タイミングT8では、タイミングT4
と同じく、出力端子の送信信号のレベルは、低レベル出
力電圧Vol1となる。また、タイミングT9では、タ
イミングT1,T7と同じく、出力端子の送信信号のレ
ベルは、高レベル出力電圧Voh1となり、タイミング
T10では、タイミングT2と同じく、出力端子の送信
信号のレベルは、高レベル出力電圧Voh2となる。さ
らに、タイミングT11では、タイミングT4,T8と
同じく、出力端子の送信信号のレベルは、低レベル出力
電圧Vol1となり、タイミングT12では、タイミン
グT5,T6と同じく、出力端子の送信信号のレベル
は、低レベル出力電圧Vol2となる。
【0042】上述のように、本実施形態の出力バッファ
回路1では、出力端子の送信信号のレベルが、データ信
号変化時の1クロック周期の定時間のみ、従来の出力バ
ッファ回路と同じく、出力電圧Voh1または出力電圧
Vol1となり、他のクロック周期の時間では、伝送線
路を介した終端抵抗と出力インピーダンスとのインピー
ダンス比のみに基づいた分圧変化により、出力電圧Vo
h2または出力電圧Vol2となる。これにより、予
め、送信出力時に、データ信号の論理振幅に対しプリエ
ンファシス歪みを与えてマルチレベル波形の送信信号を
生成して伝送線路2へ出力でき、伝送線路2の高周波成
分の損失に対して、受信入力部における受信信号波形の
鈍りが防止される。
【0043】また、本実施形態の出力バッファ回路1
は、バッファ13,3ステートバッファ14におけるP
型出力段トランジスタ131またはP型出力段トランジ
スタ141,142がオンし、且つ、N型出力段トラン
ジスタ132またはN型出力段トランジスタ143,1
44がオンする組み合わせが無く、データ信号のレベル
に対応して電源または接地の一方へ出力インピーダンス
を切り替えて形成し、且つ、データ信号変化時の定時間
の内および外に対応して、出力インピーダンスを低値お
よび高値へそれぞれ切り替える。このため、従来の出力
バッファ回路1と異なり、図2に示されるように、デー
タ信号が変化しないタイミングT2〜T3,T5〜T
6,T10,T12においても、バッファ13,3ステ
ートバッファ14の出力段トランジスタおよび出力端子
を介して、電源電圧Vdから接地へ貫通電流が流れず、
出力バッファ回路が低消費電力化される。
【0044】また、本実施形態の出力バッファ回路1
は、データ信号変化時の定時間内で、出力インピーダン
スを伝送線路2の特性インピーダンスより低値に設定で
き、駆動能力を大きくでき、図4の従来の出力バッファ
回路より高速化でき、出力インピーダンスの低値の設定
も、プリエンファシス歪みおよび出力負荷に応じて設定
でき、設計自由度が増大する。
【0045】また、本実施形態の出力バッファ回路1
は、データ信号の変化時に1クロック周期の定時間の
み、出力インピーダンスが伝送線路2の特性インピーダ
ンスより低値となり、インピーダンス不整合となるが、
伝送線路2の受信端で終端され反射が抑制されている場
合は、伝送線路2の送信端における再反射も抑制され、
従来の出力バッファ回路と同じく、多重反射による符号
化けの発生が防止される。
【0046】なお、本実施形態の出力バッファ回路で
は、「遅延回路12がクロック信号に同期して1クロッ
ク周期の定時間だけ信号遅延する」として説明したが、
「遅延回路12が送信信号およびその反射信号の伝搬時
間の和より小さい定時間だけ信号遅延する」変形例も実
現可能である。この変形例の場合、同等の効果が奏せら
れ、さらに、仮に、伝送線路2の受信端でインピーダン
ス不整合による反射がある場合でも、受信端から伝搬す
る反射信号に対しては、出力インピーダンスが高値に切
り替えられ、送信端でインピーダンス整合し、送信端に
おける再反射が抑制され、従来の出力バッファ回路と同
じく、多重反射による符号化けの発生が防止される。
【0047】図3は、本発明の出力バッファ回路の実施
形態2を示す回路図である。図3を参照すると、出力バ
ッファ回路1は、電源電圧Vdが供給されて動作するイ
ンバータ11,遅延回路12,バッファ13および3ス
テートバッファ15を備える。図1の実施形態1の出力
バッファ回路1と比較すると、インバータ11,遅延回
路12およびバッファ13は、図1の実施形態1の出力
バッファ回路1における各ブロックと同一であり、重複
説明を省略し、次に、3ステートバッファ15について
説明する。
【0048】3ステートバッファ15は、バッファ13
と並列に出力端子に接続され、図1の実施形態1におけ
る3ステートバッファ14と同じく、データ信号および
その遅延信号に対応して制御され、データ信号変化時の
定時間内で活性化され、データ信号を出力端子へバッフ
ァリングして出力し、定時間外で不活性化され、オフ状
態となる。
【0049】本実施形態では、この3ステートバッファ
15は、インバータ150と、2入力NANDゲート1
51および2入力NORゲート152と、P型出力段ト
ランジスタ153と、N型出力段トランジスタ154と
を備えて構成される。
【0050】インバータ150は、遅延回路12からデ
ータ信号の遅延信号を入力および反転し、データ信号の
反転遅延信号を2入力NANDゲート151および2入
力NORゲート152へ出力する。
【0051】2入力NANDゲート151および2入力
NORゲート152は、データ信号およびその反転遅延
信号をそれぞれ入力し、P型出力段トランジスタ153
は、電源および出力端子間に接続され、2入力NAND
ゲート151の出力をゲート電極に入力し、N型出力段
トランジスタ154は、出力端子および接地間に接続さ
れ、2入力NORゲート152の出力をゲート電極に入
力する。
【0052】これらP型出力段トランジスタ153,N
型出力段トランジスタ154は、同等のオン抵抗Rbを
有し、3ステートバッファ15の出力抵抗は、活性時
に、高レベル出力時および低レベル出力時もオン抵抗R
bと同等になり、不活性時には、オフ状態の高インピー
ダンスとなる。
【0053】また、これらバッファ13,3ステートバ
ッファ15を並列接続した出力端子から見える出力バッ
ファ回路1の出力インピーダンスZoutは、バッファ
13,3ステートバッファ15の出力抵抗の並列合成抵
抗と同等であり、活性時に、オン抵抗Ra,Rbの並列
合成抵抗RaRb/(Ra+Rb)と同等の低値にな
り、不活性時には、オン抵抗Raと同等の高値になり、
伝送線路2の特性インピーダンスと整合する。
【0054】本実施形態の出力バッファ回路1は、図1
の実施形態1の出力バッファ回路1と同様に動作し、動
作の重複説明を省略するが、図1の実施形態1の出力バ
ッファ回路1と比較すると、出力段がP型出力段トラン
ジスタおよびN型出力段トランジスタの直列接続でな
く、より低値の出力インピーダンスを設定する場合、回
路面積上で有利になることは明らかである。
【0055】なお、上述した実施形態1,2または変形
例の出力バッファ回路では、バッファ13および3ステ
ートバッファ14または15を備えるとして説明した。
しかし、これら以外の他の変形例として、「遅延回路の
出力およびデータ信号に対応して制御され定時間内で活
性化されデータ信号を出力端子へバッファリングして出
力し定時間外で不活性化されオフ状態となる3ステート
バッファと、遅延回路の出力およびデータ信号に対応し
て制御され定時間外で活性化されデータ信号を出力端子
へバッファリングして出力し定時間内で不活性化されオ
フ状態となる3ステートバッファとを備える」変形例も
実現可能であり、同等の効果が奏せられることは明らか
であろう。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による出力
バッファ回路は、データ信号変化時の定時間の内および
外に対応して3ステートバッファを活性制御または不活
性制御し、データ信号のレベルに対応して電源または接
地の一方へ切り替えて形成され、且つ、出力インピーダ
ンスを低値および高値へそれぞれ切り替え、従来の出力
バッファ回路と同じくプリエンファシス動作すると共
に、出力段トランジスタおよび出力端子を介して、電源
電圧Vdから接地へ貫通電流が流れず、出力バッファ回
路が低消費電力化される。
【0057】また、データ信号の変化時の定時間内で、
出力インピーダンスを伝送線路の特性インピーダンスよ
り低値に設定でき、駆動能力を大きくでき、従来の出力
バッファ回路より高速化でき、出力インピーダンスの低
値の設定も、プリエンファシス歪みおよび出力負荷に応
じて設定でき、設計自由度が増大するなどの効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の出力バッファ回路の実施形態1を示す
回路図である。
【図2】図1の出力バッファ回路1の動作例を示すタイ
ミング図である。
【図3】本発明の出力バッファ回路の実施形態2を示す
回路図である。
【図4】従来の出力バッファ回路の構成例を示す回路図
である。
【図5】図4の出力バッファ回路1の動作例を示すタイ
ミング図である。
【符号の説明】
1 出力バッファ回路 2 伝送線路 11,17,150 インバータ 12 遅延回路 13,18,19 バッファ 14,15 3ステートバッファ 131,141,142,153 P型出力段トラン
ジスタ 132,143,144,154 N型出力段トラン
ジスタ 151 2入力NANDゲート 152 2入力NORゲート Rt 終端抵抗 Vd 電源電圧 Vt 終端電圧

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ信号の変化時に定時間だけ論理振
    幅に対しプリエンファシス歪みを与えてマルチレベル波
    形の送信信号を生成し伝送線路へ出力する出力バッファ
    回路において、前記データ信号のレベルに対応して電源
    または接地の一方へ出力インピーダンスを切り替え形成
    し、且つ、前記定時間の内および外に対応して低値およ
    び高値へそれぞれ切り替えることを特徴とする出力バッ
    ファ回路。
  2. 【請求項2】 前記高値の出力インピーダンスが前記伝
    送線路の特性インピーダンスと整合し、前記低値の出力
    インピーダンスが前記プリエンファシス歪みおよび出力
    負荷に応じて設定される、請求項1記載の出力バッファ
    回路。
  3. 【請求項3】 前記データ信号またはその反転信号を前
    記定時間だけ信号遅延する遅延回路と、前記データ信号
    を出力端子へ前記高値の出力インピーダンスでバッファ
    リングして出力するバッファと、前記遅延回路の出力お
    よび前記データ信号に対応して制御され前記定時間内で
    活性化され前記データ信号を前記出力端子へバッファリ
    ングして出力し前記定時間外で不活性化されオフ状態と
    なる3ステートバッファとを備える、請求項1または2
    記載の出力バッファ回路。
  4. 【請求項4】 前記3ステートバッファが、前記遅延回
    路の出力および前記データ信号の論理値不一致または論
    理値一致に対応して制御される、請求項3記載の出力バ
    ッファ回路。
  5. 【請求項5】 前記3ステートバッファが、電源および
    前記出力端子間に直列接続され前記データ信号の反転信
    号および遅延信号をゲート電極にそれぞれ入力する2つ
    のP型出力段トランジスタと、前記出力端子および接地
    間に直列接続され前記反転信号および前記遅延信号をゲ
    ート電極にそれぞれ入力する2つのN型出力段トランジ
    スタとを備える、請求項3または4記載の出力バッファ
    回路。
  6. 【請求項6】 前記3ステートバッファが、前記データ
    信号を遅延および反転した反転遅延信号および前記デー
    タ信号をそれぞれ入力する2入力NANDゲートおよび
    2入力NORゲートと、電源および前記出力端子間に接
    続され前記2入力NANDゲートの出力をゲート電極に
    入力するP型出力段トランジスタと、前記出力端子およ
    び接地間に接続され前記2入力NORゲートの出力をゲ
    ート電極に入力するN型出力段トランジスタとを備え
    る、請求項3または4記載の出力バッファ回路。
  7. 【請求項7】 前記データ信号またはその反転信号を前
    記定時間だけ信号遅延する遅延回路と、前記遅延回路の
    出力および前記データ信号に対応して制御され前記定時
    間内で活性化され前記データ信号を前記出力端子へバッ
    ファリングして出力し前記定時間外で不活性化されオフ
    状態となる3ステートバッファと、前記遅延回路の出力
    および前記データ信号に対応して制御され前記遅延時間
    外で活性化され前記データ信号を前記出力端子へバッフ
    ァリングして出力し前記遅延時間内で不活性化されオフ
    状態となる3ステートバッファとを備える、請求項1ま
    たは2記載の出力バッファ回路。
  8. 【請求項8】 前記遅延回路が、前記送信信号およびそ
    の反射信号の伝搬時間の和より小さい定時間だけ信号遅
    延する、請求項3,4,5,6または7記載の出力バッ
    ファ回路。
  9. 【請求項9】 前記遅延回路が、クロック信号に同期し
    て前記データ信号を1クロック周期の定時間だけ信号遅
    延する、請求項3,4,5,6または7記載の出力バッ
    ファ回路。
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